[첨단 헬로티]

중소·중견기업들은 설비 자동화를 대부분 못했다. 4차 산업혁명 대응 스마트공장을 하기 위해서는 IT라는 무겁고 힘든 갑옷을 입어야 하는데, 이것을 감내할 수 있는 체력단련이 필요하다. 그러고 나서 문제 해결 능력을 키우고 끊임없는 혁신을 해야 한다. 제조운영 시스템의 방향성에 대해 티라유텍 박성식 이사가 ‘스마트공장 지능화 베스트 프렉티스 컨퍼런스 2017’에서 발표한 강연 내용을 정리했다. [편집자주]

▲ 티라유텍 박성식 이사

스마트공장 제조운영 아키텍처는 설비제어장치(PLC/PCS), 생산제어시스템(SCADA), 제조실행시스템(MES), 기업자원 및 계획(ERP/SCM/PLM), 전략, 5단계로 구성되며 각 시스템 도입 시 단계별 우선순위를 고려하게 된다. 그리고 기업의 생산 전략에 맞는 도입 순서를 결정하고 기업의 수준과 업종에 맞는 우선순위를 고려한다.

▲ 스마트공장 제조 운영 아키텍처

그러나 중소·중견기업의 현실은 그렇지 못하다. ERP는 회계 관리 위주로 운영되며, APS(생산계획)는 수작업 위주, MES는 부품 입고 중심의 간단한 공정 실적 관리를 위해 활용될 뿐이다. 운영 인력 또한 소수의 IT 인력으로 하드웨어, 소프트웨어 유지 관리하는 게 전부이다.

제조운영 플랫폼의 경우 대기업 시스템은 PLM, ERP, MES 등을 따로 구축하고 인터페이스로 움직이는 형태여서 상당히 복잡한 구조를 띠고 있다.

여기에 APS까지 더하면 더욱 복잡하게 된다. 이러한 복잡한 부분들을 중소·중견기업들은 한 솔루션 내에서 관리할 필요가 있었다. 그래서 나온 게 MOM(Manufacturing Operat ion Management)이다.

MOM은 생산계획과 실행을 한 싱글 소스에서 관리할 수 있는 솔루션이다. APS와 MES 기능 통합을 해서 ERP 내 BOM/기본정보/MRP 기능을 통합 시스템에서 수행하고, ERP는 재무, 회계, 인사 기능만 수행한다.

제조운영 플랫폼

그런데 중소·중견기업들은 설비 자동화를 대부분 못했다. 사람이 직접 조립하는 반자동화 라인이 많다. 설비 인터페이스에서 생산 실적 집계를 한다는 얘기는 100% 불량과 양품을 자동으로 판별할 수 있는 풀 특화된 게 있어야만 하는데, 그 부분의 풀 특화를 못했다. 그러면 나중에 자동화를 해도 양품과 불량품을 사람이 골라내야 하는 상황이 또 발생한다.

따라서 여러 가지 센싱 기술이나 무선 기술을 가지고 자동화하는 것도 중요하지만, 100% 풀 특화 장치가 있는 자동화를 해야 한다. 그래서 등장한 게 생산 시점 관리(POP) 시스템이다.

회사가 생산 계획을 세우기 위해서는 전날 제품 몇 개를 만들었고 재고량은 얼마이며, 들어와 있는 원자재는 몇 개고 입고 될 예정량은 몇 개가 되는지 정확히 알아야 한다. 생산/검사 자동화에 따른 설비 인터페이스로 실시간 실적 집계가 필요한 이유이다. 실시간 재고 현황 구현은 생산계획 수립 주기를 단축시킬 수 있다.

그러면 원자재 구매자는 시스템 도입하기 전에 무엇부터 해야 하는가. 일 단위로 수불을 못 맞추는 이유가 여러 가지 있을 것이다. 그것을 다 수집해서 애로사항이 뭔지, 프로세스상에 문제가 뭔지를 모두 파악해서 그 부분을 개선하는 게 우선이다. 즉, 수불 정보부터 맞추는 게 중요하다. 수불 정보를 제대로 맞출 수 있다면 거기에 따른 검사, 통계, 아니면 뭐가 됐든 문제를 개선할 수 있다.

이것은 시스템의 문제가 아니라 체계와 관련된 문제이다. 비용 관련 부분도 정확히 해야 하지만 재고 관리, 마감체계, 배송 부문의 효용 가치도 높여야 한다. 결국, 4차 산업혁명 대응 스마트 팩토리를 하기 위해서는 IT라는 무겁고 힘든 갑옷을 입어야 하는데, 이것을 감내할 수 있는 체력단련이 필요하다. 그러고 나서 문제 해결 능력을 키우고 끊임 없는 혁신을 해야 한다.

제조운영 혁신사례

한 가지 적용 사례를 보겠다. 30년 연혁의 프레스 가공 EMS 업체인 신신은 LG전자 1차 벤더로 가전 및 소형 가전제품을 제작하고 있다. 이 회사는 지능형 자율 공장에 도전하고 글로벌 경쟁력을 확보하고자 체질 개선에 나섰다.

첫째는 프로세스를 혁신했다. 고객 물동 변화에 능동적 대응이 부족하고 공급 능력 유연성 확보에 어려움을 겪는 문제점들이 있었으나 S&OP 회의체 운영으로 조직이 변화됐다. 이 회사는 공장 프로세스 개선 결과 마감일을 7일에서 1일로 단축할 수 있었다.

둘째는 시스템을 혁신했다. 태국, 중국, 이집트에 해외 법인을 두고 있는 이 회사는 물량 비중 증가로 자재 마감 처리 리드타임이 평균 10일이나 걸렸다. 글로벌 관리 체계 표준화가 필요했다. 결국, 스마트 MOM 솔루션 도입으로 글로벌 실적 관리 시스템 구축에 나섰으며, 글로벌 실시간 관제 시스템을 운영한 결과 기존 10일에서 3일로 마감 처리 리드타임을 줄일 수 있었다.

셋째는 물류를 혁신했다. 그동안 제품의 대형화로 물류 작업의 강도와 피로도가 증가해 물류 인원 이직률이 높았다. 이 회사는 시스템 개선을 위해 소형 운반용 물류 로봇을 개발했고 고성능 물류 로봇과 RFGO형(모듈화) 물류 로봇을 상용화해 현장에 적용함으로써 물류 인원을 8명에서 4명으로 생인화를 꾀할 수 있었다.

넷째는 생산 능력의 고효율화이다. 산업 환경의 변화에 따른 프레스 인력 수급의 어려움을 지능형 협동로봇 적용으로 해결함으로써 작업 안정성은 물론 단순 노동자에서 지식근로자로 바꿀 수 있었다.

또한, 설비 무작업 Loss 중 순간 정지 Loss가 증가했으나 데이터 부재로 정지 원인을 찾기 어려웠다. 이에 빅데이터화를 통한 상관관계를 분석하는 등 프레스 순간 정비를 개선함으로써 5%였던 판금 불량률을 0.5%까지 낮출 수 있었다.