공정 안정성 확보 위해 IoT형 자동화 도입

스마트 팩토리 구축의 핵심 요소는 주어진 환경을 분석하여 자율적으로 움직이는 기계, 스마트 머신이다. 아모레퍼시픽은 인더스트리 4.0이라는 제조 패러다임 시대에 산업혁명 3차와 4차의 과도기적 단계에 있다.

㈜첨단과 IMD가 지난 9월 9일 ‘한국형 스마트공장 이렇게 시작하라’ 주제로 개최한 K-smartfactory.org 세미나에서 아모레퍼시픽 신태홍 부장이 발표한 ‘지능화된 스마트머신’에 대한 내용을 정리했다.

스마트 팩토리 하면 ICT, IoT, 빅데이터 등 다양한 혁신 툴을 얘기한다. 하지만 아모레퍼시픽은 그러한 툴을 가지고 어떻게 스마트 팩토리와 연계시킬까를 고민했다.

결국, 스마트 팩토리가 되기 위해서는 기계가 이들과 소통할 수 있는 디지털화와 지능화가 되어야 한다.

아모레퍼시픽에는 글로벌 생산기지가 크게 5개가 있는데, 스마트 팩토리는 이들 위주로 진행되고 있다. 기술적 요소보다는 아모레퍼시픽 사업장에 적용하여 시너지가 발생된 사례들 위주로 소개한다.

지능화된 스마트머신의 도래

3차 산업혁명은 전자제품과 IT 사용을 통한 제조업의 자동화가 확산된 시기였으나 IT를 통해 유연성 있는 자동화를 구현하는 데에는 한계가 있었다.

PLC 위주의 다양한 시스템들이 나왔지만, 항상 1% 부족한 점들이 있었다. 이 부분을 해결하기 위해 나온 것이 CPS(사이버 물리 시스템) 기반의 4차 산업혁명이다. 이 시기에는 ICT와 제조업이 융합되고 시뮬레이션 자동 생산방식이 특징이다.

아모레퍼시픽은 산업혁명 3차와 4차의 과도기적 단계에 있다. 먼저 산업혁명 3차를 보겠다. 아모레퍼시픽은 시퀀스를 해결해준 중앙컴퓨터를 중점으로 자동화 설비를 이뤘다. 그러나 완전한 무인화를 이루지 못했다. 공정 상태를 모르는 채로 넘어가기 때문이다. 그리고 공차를 읽어내는 데에 센서 기술의 한계가 있었다. 따라서 다품종 생산을 이룰 수 없었다. 또한, 정밀도가 떨어져 투자 대비 생산성이 낮음을 느꼈다.

아모레퍼시픽은 공정별로 어떤 자동화가 바람직하고 이상적인지를 고민하게 되었고, 결국 스마트 팩토리의 출발점을 공정 안정성 확보에 두었다. 공정 안정화를 이루지 못하면 센서를 바꾸고 빅데이터를 가진들 유연적인 데이터를 얻을 수 없기 때문이다. 

산업혁명 4차에서는 기계 스스로 판단·제어하는 수준에 이른다. 즉, 스스로 주어진 환경을 분석하고 자율적으로 움직이는 스마트머신이 도래한 것이다.

실제 생산 활동에서 인간과 협업하여 조화롭게 작업하는 스마트한 기계(자율형 로봇)가 사용되고 있다. 스마트머신은 스마트 팩토리 구현을 위한 핵심요소라고 볼 수 있다.

스마트 기술 활용 사례

아모레퍼시픽의 스마트 기술 활용 사례이다. 먼저, 지능형 무인 공급 셀에 머신비전과 스파이더 로봇 기반 자동 Align 기능을 구현했다. 그 결과 부품 혼입 방지와 다품종 포장재 혼류 생산 기반을 확보해 투입 속도 사람의 2.5배 향상했다. 또한, 분산 자율 제어 실행으로 유연성 극대화를 실현했다.

또 하나는 IoT/ICT 기반 스마트 기술 활용이다. 아모레퍼시픽은 IoT 기반 설비 예전보전으로 가동 상태를 실시간 분석하는 한편, ICT 기반의 디지털 자동 세팅 시스템도 구현했다. 그 결과 2~3일 또는 1~2시간 걸리던 세팅을 5~15분으로 단축할 수 있었다.

그 외 고효율 디지털 이송 모듈로 단위 면적당 절대 캐파 향상과 다품종 유연화 생산 기반을 마련했다.  

정리 : 추경미 기자 (ckm@hellot.net)