스마트 팩토리 | 새로운 산업 스터디하기 - 미라콤 아이앤씨, LG CNS

 

스마트 팩토리란 

설계, 개발, 제조 및 유통까지 생산 과정(제조업)에서 자동화 솔루션이 결합된 정보 통신 기술을 적용해 생산성과 품질, 고객 만족도를 향상시키는 지능형 생산공장이다. 공장 내 설비와 기계에 사물인터넷을 설치해서 공정 데이터를 실시간으로 수집하고, 이를 분석해 스스로 제어할 수 있는 자동형 공장이다. 제조공정의 효율성과 유연성을 높이고 전체 가치사슬을 하나의 정보시스템으로 묶을 수 있다. 

 

👉 실시간 모니터링을 통해 불량률을 줄이거나, 기계작동 정지시간을 감소시켜 생산성을 향상시킬 수 있다. 기존 공장 자동화 시스템을 고도화할 수 있게 되었다. 또한 설계 데이터와 공정 데이터를 활용해서 설계부터 생산까지의 전체 과정을 시뮬레이션 해볼 수 있다. 

 또한 생산 설비를 유연하게 조합할 맞춤형 셀 생산방식이나 여러 공장을 연계.통합한 분산 생산 방식도 사례이다.

 

아직은 자동화로 인한 생산성 향상 보다는 생산 공정, 가치사슬 고도화에 비중이 있다.

 

👉  스마트팩토리가 구현되면 각 공장에서 수집된 수많은 데이터를 기반으로 분석하고, 의사결정하는 데이터 기반의 공장 운영체계(Data Driven Operation)를 갖춤으로써 생산현장에서 발생하는 현상, 문제들의 상관관계를 얻어낼 수 있다. 즉, 원인을 몰랐던 돌발 장애, 품질 불량 등의 원인을 알아내 해결할 수 있게 되는 것이다. 뿐만 아니라 숙련공들이 경험으로 얻은 노하우를 데이터화함으로써 누구나 쉽게 활용할 수 있게 된다. 예를 들면 현장에서 발생하는 돌발상황이 모니터링 되어 비숙련자도 대응할 수 있도록 원격지에서 가이드를 해줄 수 있게 되는 것이다. 이러한 데이터들이 MES, ERP 등과 같은 생산, 경영분야의 기간 시스템과 연동되어 주문이 접수되거나, 어떠한 경영상의 판단이 내려지면, 공장은 최적의 생산체제 하에서 운영되게 된다.

 

 

특히 인구 고령화와 노동자 감소로 제품 수명주기가 줄어들게 되었다. 소비자의 니즈/시장 요구의 다양화되고 개인 맞춤형 생산이 요구되기 때문에, 경제 구조가 제조업 -> 정보기술 서비스업 중심으로 이동하면서 전통 제조업의 위기로 이어졌고, 제조업 혁신을 위해 등장한 개념이다. 

 

SCM의 필요성 또한 이러한 상황으로 부터 부각되었는데, 필요한 부품의 조달, 생산, 유통, 판매까지 단계가 많고 복잡하기 때문에 유연하고 빠른 대응을 위한 효율화가 점차 중요해지고 있다. 각 부문별 최적화 보다도, 하나의 유기적 집단으로 대응해야하는 것이다. 일정이 지연된다면 공정 단계별 시간을 감축하거나, 공정을 오버랩 시켜서 단축하거나, 작업자 또는 작업 시간을 추가하여 대응하는 식으로 각 부문별로 다양한 대응이 가능하다.  

 

생산, 공정프로세스 관리란

공장에서의 핵심은 생산 관리이다. 품질, 비용, 이송을 관리한다. 

품질은 설계부터 생산 과정, 완제품 까지 포함하는 개념이고, 비용은 경비, 재료비, 노무비로 세분화될 수 있다

이 공정을 세부적으로 분리하고 관리하는 지에 따라 문제 대응력을 높일 수 있다. 

 

품목 코드 관리란

한 상품을 만들기 위해서는 몇십만개의 부품이 들어갈 수 있다. 그 부품들은 수백개의 관계사, 협력사로 부터 조달되어 공장에 적재되고, 실시간 생산라인에 투입된다. 품목 코드 관리가 없다면 실시간 재고 추적이 불가능하고, 이는 생산에 필요한 충분한 부품이 확보되었는 지 알기가 어렵다. 잘못된 재고 정보로 인해 생산량에 큰 손해를 줄 수도 있다는 얘기다. 따라서 체계적인 관리가 필요하지만 수많은 부품들을 효과적으로 관리하기란 매우 까다로운 일이다. 

 

공장 자동화와 정보화의 역사 

#1. 제품 설계부문 

제품 설계시간을 단축한 SW사용 시작으로, 설계 제도를 위한 CAD 도면 , 소음 진동 등 성능 특성을 시험하는 CAE, 도면을 기반으로 제품 생산하는 CAM SW가 사례이다.

 

#2. 과거 공장 자동화 

실시간으로 수집된 계측 값을 가동 시간, 가동률, 운전횟수 같은 가동 현황을 시각화하고, 관리자가 원격에서 생산설비를 제어할 수 있도록 한다. 생산 현장을 사전 예측하고, 실시간 공정 상태, 공정 계획 대비 실적 상태를 관리할 수 있게 한다.

 

산업의 특성에 따라 재고관리의 방식이 달라진다.

유통 산업은 채널별로 제품을 보유하고 있을 때 판매로 이어지기 때문에 사전에 수요를 예측한 예측 생산 방식이 적합하고, 프랜차이즈의 경우 본사에서 사전에 재료를 구매하고 현장에서 가공하여 판매하기 때문에, 일부 반조리 제품을 사전에 제작하는 것이 적합하다. 

 

IT 서비스 산업 특징

주로 기업과 공공 및 금융기관 등을 대상으로 정보시스템에 대한 기획에서부터 시스템 구축, 운영/유지보수 등의 서비스를 제공하여 고객의 프로세스를 혁신하고, 자원활용의 효율성 및 생산성을 높이는 것을 주요 목적으로 합니다. 통상적으로 IT 서비스 기업들은 수요처(고객)의 사업 발주에 대응하는 수주형 사업을 추진하였으나, 최근에는 연구개발을 통해 솔루션/플랫폼 등을 서비스로 제공하는 등 사업 모델 다각화를 추진

 

 

스마트팩토리 솔루션은 OT(Operational Technology)와 IT(Information Technology)의 융합을 핵심요소로 한다.OT에는 PLC와 PCS 같은 공장설비라인이 포함되며 IT에는 CPS(생산제어시스템), MES(제조실행시스템), ERP 및 PLM(기업자원 및 계획) 등이 속한다. 

 

PLC: 

PCS: process control system - 공정의 자동 제어에 있어서 현장의 센서에서부터 중앙 제어 장치까지 모든 제조 공정에 관련된 통합 제어 정보 제공, 상위 IT 시스템 등과 연결되는 정보를 제공함

 

국내 최대 MES 경험을 기반으로 최적화된 솔루션을 제공하는 미라콤의 MESalpha를 소개하며, “MESalpha는 제조기업의 제품추적, 재고관리, 공정관리, 데이터의 수집과 분석 등 생산현장의 요구사항을 충족시키기 위한 필수적인 기능으로 구성된 솔루션"이라고 덧붙였다.

 

한편 삼성SDS와 함께 컨설팅-구축-운영에 이르는 스마트공정 전체 서비스를 제공하고 있는 미라콤은 반도체, 자동차부품, 식음료, 전자 SET 조립, 금속가공 등 다양한 업종에서 PI/표준화, 수집 자동화, 제어자동화, 분석자동화 등을 이룬 스마트팩토리 구축 경험