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TECH M

생산성 높이고 불량 잡는 스마트 공장 통합솔루션

2016-05-28도강호 기자

[머니투데이방송 테크M = 도강호 기자] 스마트공장 전문기업들은 각자 강점을 가진 영역을 바탕으로 스마트공장 솔루션 전체로 사업 영역을 확장하고 있다. 스마트공장 솔루션 세계시장 점유율 1, 2위인 지멘스와 로크웰오토메이션이 대표적이다.

국내 기업들도 제품수명주기관리(PLM), 전사자원관리(ERP) 등 기존 산업 솔루션을 바탕으로 스마트공장 솔루션을 제공하고 있다.

특히 최근에는 정부의 제조업 혁신 3.0 전략에 따라 사업영역을 적극적으로 확장하고 있다.

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포괄적 스마트공장 포트폴리오 제공

발전, 스마트 그리드 등 전력 분야 강자인 지멘스는 최근 자동화, 디지털화 영역에 핵심역량을 집중하고 있다. 지멘스의 디지털팩토리사업본부는 제조 공정의 유연성과 효율성을 높이고, 제품 출시기간 단축을 돕는 통합 소프트웨어(SW)와 하드웨어, 기술 기반 서비스를 제공한다고 설명했다. 스마트공장을 위한 포괄적인 포트폴리오를 제공하는 것이다.

지멘스는 독일 암베르크 공장을 SW 기반의 디지털 공장으로 운영하고 있다. 지멘스는 통합 솔루션을 통해 생산과정의 투명성과 속도, 생산물의 우수한 품질을 확보했다고 설명한다. 암베르크 공장은 불량 발생이 1989년 100만 개 당 500개 수준에서 100만 개 당 12개 수준으로 줄어들었다.




개방형 구조로 타사 툴 함께 사용 가능

로크웰오토메이션은 IT 통합 솔루션을 제공하는 산업 자동화 및 정보 솔루션 기업이다. 로크웰오토메이션은 제어와 SW의 통합 아키텍처, 전체 플랜트의 모터 제어를 위한 지능형 모터 제어 솔루션, 응용분야 및 산업에 구현할 수 있는 서비스 솔루션 등 3가지 주요 플랫폼을 통해 스마트공장을 구현한다.

로크웰오토메이션은 자사 공장과 공급업체 및 시스템의 구조를 재조정해 스마트공장을 구현한 결과, 생산성을 연간 4~5% 향상시켰다고 밝혔다. 또 재고일을 120일에서 82일로 단축하는 한편, 정시 납품률을 85%에서 96%로 향상시키고, 불량율을 50% 줄였다고 설명했다.

로크웰오토메이션은 개방형 아키텍처를 통해 다른 기업의 SW 툴도 함께 사용할 수 있도록 한 것도 강점이라고 강조한다.




시뮬레이션으로 자원 효율 높여

캐드(CAD), PLM 등 제품 개발과 생산계획 솔루션을 제공해온 다쏘시스템은 디자인-설계-시뮬레이션-물류계획-제조실행-최적화까지 아우르는 ‘3D익스피리언스’ 통합 솔루션으로 포트폴리오를 확장하고 있다. 3D익스피리언스 플랫폼은 실제 생산에 들어가기 전에 시뮬레이션을 통해 자원 효율을 높이고, 제조업의 서비스화를 지원해 경쟁력을 높일 수 있도록 한다.

다쏘시스템의 솔루션을 사용하는 대표적인 기업은 떼제베 제조사인 알스톰이다. 다쏘시스템은 알스톰이 2013년 다쏘 솔루션을 기반으로 공장을 구축해 생산성 향상과 함께 직간접 비용을 절감했다고 설명했다. 또 국내 기업 가운데는 포스코가 3D익스피리언스 플랫폼을 도입, ‘가상 시험 운전 시스템 및 가상훈련 시스템’을 구축해 공장 운영 효율성을 높였다고 설명했다.




커넥티드 솔루션으로 유연한 생산 지원

비즈니스 애플리케이션 강자인 SAP는 최신 사물인터넷(IoT) 기술을 바탕으로 제조기업의 프로세스 혁신, 운영 최적화 등 엔드투엔드(End-to-End) 솔루션을 제공한다. 커넥티드 매뉴팩처링, 커넥티드 로지스틱스, 예지 정비 및 서비스, ‘하나’ 클라우드 플랫폼 등이 솔루션을 구성한다.

커넥티드 매뉴팩처링은 로트 사이즈(Lot Size) 1이 현실화될 수 있는 생산과 조달이 통합된 솔루션으로, 고객의 요구를 반영할 수 있는 유연한 생산체계를 확보할 수 있게 한다.

예지 정비 및 서비스 솔루션은 설비 고장을 미리 예측해 비용을 절감하고 운영 효율성을 극대화할 수 있다. SAP는 실제 적용에서 설비 고장시간 감소율 44%, 연간 정비 및 서비스 비용 절감률 17%, 자산 수익률 증가율 28% 등의 효과를 보였다고 설명했다.




셀 방식으로 조립·시험·포장 한번에

SK 주식회사 C&C는 스마트공장 플랫폼을 바탕으로 자동화 기기 도입·연동, 공장 컨설팅 및 솔루션, 스마트공장 통합 서비스를 제공한다. 특히 산업용 IoT, 빅데이터 등 기반 기술과 공정 최적화 알고리즘, 공정 제어 및 분석 솔루션 제공을 통해 자동화·지능화된 스마트공장을 구축할 수 있도록 한다.

SK C&C는 홍하이 그룹의 중국 충칭 공장 프린터 생산라인을 대상으로 생산 조립라인 설계와 가상 테스트를 진행했다. 가상의 공간에서 3D로 공장 생산 조립라인과 설비를 설계·배치·가동하며 실제 구축에 앞서 최적의 생산라인을 만든 것이다.

SK C&C는 길게 늘어선 라인에서 한 가지 작업만 반복하는 방식에서 조립·시험·포장을 한 번에 하는 자동설비를 중심으로 작업하는 셀 방식으로 변화하고 매 공정마다 데이터를 수집함으로써 생산시스템 효율을 높인다고 설명했다.




실시간 공장 모니터링·운영 지원

LG CNS의 스마트공장 솔루션은 크게 공정설계서비스, 제조운영솔루션으로 분류할 수 있다.

공정설계서비스는 공장 각 영역 최적화를 위한 설계 및 시뮬레이션 서비스를 제공하고 공장 설립을 위한 컨설팅도 제공한다. 또 제조실행솔루션, 설비제어솔루션, 통합관리솔루션 등으로 구성된 제조운영솔루션은 실시간으로 공장을 모니터링하고 운영할 수 있도록 돕는다.

LG CNS는 현대자동차, 두산인프라코어, GE 헬스케어 등의 공장 시스템을 구축해왔다. 특히 2010년에 구축한 한독의 경우 물류창고 레이아웃을 개선하고 물류 이동 자동화 시스템을 설계·설치해 물동량 처리를 극대화했다.

LG CNS는 한독의 스마트공장 구축을 통해 공장의 시간 당 자동처리 물동량이 2.8배 늘어나고 야간 무인화 대응이 가능해지는 성과를 올렸다고 설명했다.




에너지 관리·자동화 라인 구축 강점

전력·자동화 분야 대표기업인 LS산전은 에너지의 효율적 감시·이용·절약을 가능하게 하는 에너지관리시스템(EMS), 자동화 생산라인 구축의 핵심인 프로그램 가능 논리 제어장치(PLC) 등이 강점이다.

LS산전은 2011년부터 4년간 200억 원 이상 투자해 단계적으로 스마트공장을 구축해왔다. ICT와 자동화 기술을 접목해 다품종 대량생산은 물론 맞춤형·소량 다품종 생산이 가능하도록 시스템을 구현했다.

특히 LS산전은 산하 공장 생산라인의 스마트화를 통해 생산효율을 획기적으로 개선하는 등의 효과를 거두고 있다고 설명했다. 청주 저압 기기 생산라인의 경우 해당 라인에서 생산하는 38개 품목의 1일 생산량이 7500개에서 스마트화 이후 2만 개로 확대됐다. 또 에너지 사용량이 60% 줄고, 불량률도 100만 개 당 27개로 줄었다.

[머니투데이방송 테크M = 도강호 기자 (gangdogi@mtn.co.kr)]


<본 기사는 테크M 제37호(2016년5월) 기사입니다>