webzine배너 잡지배너 정기구독배너
   
MFG블로그 광고문의
기사제보 미디어킷
개인정보
취급방침
문의사항
회원탈퇴 정기구독신청
서울시 영등포구 경인로 775
에이스하이테크시티 3동 206호 ㈜MFG Inc.
Tel (02)3439-0011 Fax (02)3273-0989

Copyright (c) Since 1974~2016
MFG Inc.
All right reserved.

스마트공장, 지상으로 내려오다
 
스마트공장 특집
 
Manufacturing기자 | 2016.03.03 | 2016년 3월호
 
| 전체보기 | 인쇄 | 스크랩
 
Manufacturing은 지난 2015년 12월호에서 인더스트리 4.0에 대한 특집을 다뤘다. 이 기사에서 오해를 바로잡고 개념적 측면을 정리했다. 이번에는 지난 특집과 맥을 같이 하여 인더스트리 4.0의 핵심인 ‘스마트공장’을 주제로 삼았다. 사실 이 역시 인더스트리 4.0과 마찬가지로 뜬구름 잡는 이야기라는 말이 많았다. 이번 특집에서 그 모호한 개념을 정의하고 현실을 직시하면서, 스마트공장이라는 것이 실제로 어떻게 구현될 수 있는지 보여줄 것이다.
서문 - 장님 코끼리 만지기 “스마트공장이란 대체 무엇인가?”
스마트공장이란?
  이처럼 스마트공장에 대한 정의는 다양하다. 모두 스마트공장 하나를 설명하는데 조금씩 차이가 있다. 마치 ‘장님 코끼리 만지기’와 다를 바 없다.
 그렇다고 해서 이 정의들이 ‘틀린 것’은 아니다. 애초에 스마트공 장이란 각자 능력과 상황에 맞게 구축해야 하는 것으 로서, 그 기준은 공장마다 다르다.
  그런데 어느 하나의 정형화된 스마트공장의 정석을 찾으려 했기 때문에 현실과 동떨어진 것으로 여겨졌고 괴리감이 있었던 것이다.
 
  이에 매뉴팩처링에서는 더욱 포용력 있는 정의를 내렸다. 스마트공장이란 인더스트리 4.0을 실현하는 기술인 인에이블러(enabler)로 이루어진 유기체다.
 즉IoT, CPS, MES, Cloud, Big data, Sensor, RFID 등의 인에이블러들이 조화롭게 운영되는 공장인 것이다. 물론 도입된 인에이블러의 종류가 많고 그 조화의 완벽도가 높을수록 고도화된 스마트공장이라고 할수 있다.
 
  그러나 모든 인에이블러들의 완벽한 조화로 변종변량에 실시간으로 대응하고, 불량과 비효율이 최소화되며 자율 운영이 최적화되는 공장만이 스마트공장인 것은 아니다. 우리 제조업의 현실을 봤을 때 인에이블 러의 수와 조화도는 공장마다 다를 수 있으며, 수작업 이나 지레짐작으로 업무를 수행하여 생기는 비효율이 인에이블러를 통해 개선되었다면 그것도 스마트공 장이 될 수 있다.
 
  이러한 매뉴팩처링의 정의가 혼자만의 아집으로 내려진 것은 결코 아니다. 딜로이트의 스마트팩토리 보고서에서는 스마트공장을 감지, 판단, 수행이라는 세가지 특징적인 요소가 유기적으로 연계하여 시스템에 의해 자동으로 수행되는 공장이라고 했다. 이 정의 역시 스마트공장이 인에이블러로 구성된 유기체라는 것을 전제로 한다.
 
  전자부품연구원의 송병훈 단장 역시 “4차 산업혁명의 핵심은 스마트기술이 얼마만큼 하나의 것으로 될 수있느냐다. 즉 인에이블러 테크놀로지인 것이다”라고 언급했다. 민관합동추진단의 배경한 부단장도 “스마트공장은 소프트웨어와 자동화기술이 상호운영성이 라는 균형을 가지고 운영되는 복합적 유기체임을 잊어서는 안된다”라고 했다.
서문 – 정의 그 후 “스마트공장, 구축하기 전에 짚고 넘어가야 할 것”
오해와 진실
 
 앞서 스마트공장에 대한 정의를 내렸다. 물론 그 정의만으로 스마트공장 전부를 설명할 수는 없다. 이에 그간 난무했던 스마트공장의 오해를 풀고 진실을 밝힌 후에 본격적으로 스마트공장 구축에 대해 이야기해 보도록 한다.
 
  오해1
 스마트공장=무인자동화? NO! 물론 인에이블러를 도입하면 사람이 하던 것을 소프트웨어와 하드웨어가 대신하게 된다. 이를 테면 수기로 입력하던 정보가 디지털 데이터로 바뀌고 사람 눈으로 확인하던 것을 센서가 실시간으로 감지하는 것이다. 그렇다고 해서 사람이 필요 없는 공장을 만드는 것은 아니다. 단순노무나 위험한 일은 장비가 대신하고, 사람은 아이디어 개발, 기획 등 사람만이 할 수 있는 가치있는 일에 투입되는 것이다. 한국생산성본부의 이정철 팀장도 “사람이 잘하는 것과 기술이 잘하는 것을 어떻게 기업별로 방향을 잘 잡느냐가 문제다”라고 했다.
 
  오해2
 독일과 같은 스마트공장, 우리에게는 불가능하다? YES! 어느정도 맞는 얘기다. ‘한국형’ 스마트공장을 만들어야 한다는 것도 그런 이유에서 나온 것이다. 인더스트리 4.0, 스마트공장의 본고장인 독일은 우리와 제조 환경이 근본적으로 다르다. 그래서 한국 제조 환경과 그 특징에 맞게, 우리의 강점을 극대화할 수 있는 전략이 필요하다. 실제로 스마트팩토리 민관합동추진단의 배경한 부단장은 “스마트공장에 대한 한국과 선진국은 접근 방식에서 차이가 있다”며, “한국의 전략은 의지가 강한 중소·중견기업을 대상으로 점진적 스마트 화에 초점을 맞추고 있다”고 했다.
 
  오해3
 스마트공장, 대기업에만 해당되는 것? NO! 스마트공장은 아직 거리감과 괴리감이 있는 것은 사실이다. 당장에 먹고살기 바쁜데 스마트공 장이 웬말이냐고 할 수 있다. 하지만 위기는 살아 남느냐 도태되느냐의 양자택일의 상황을 만들어 내고 결국 살아남는 쪽을 택할 수밖에 없다. 그리고 그 유력한 혁신 수단이 바로 스마트공장이다.
  스마트공장은 피하고 싶다고 피할 수 있는 것이 아닌 것이다. 또한 스마트공장이 더욱 절실한 대상은 어느 정도의 저력을 가지고 있는 대기업보다 제조 위기에 더 큰 타격을 받고 있고, 이로 인해 혁신이 더욱 강하게 요구되는 대상은 중견·중소 기업이다. 실제로 국내 굴지의 대기업들은 훌륭한 수준으로 스마트화가 되어 있다는 것이 솔루션 공급 업체들의 평이다. 이들보다 아직도 수작업, 지레짐작에 의해 업무를 수행하는 중소기업들의 스마트화가 더 시급하다.
 
  스마트공장의 전제, 표준
 
 어느 정도 스마트공장에 대한 오해가 정리되 었다면 이제 한 단계 더 깊이 들어가 보자. 스마트공장 하면 빼놓을 수 없는 것이 있다.
  앞서 스마트공장은 ‘인에이블러로 이루어진 유기체’라고 정의했다. 각 인에이블러 요소 들이 하나로 조화를 이루려면 서로 연결되고 호환되며 융합해야 한다. 이는 중요한 전제를 필요로 하는데 그것이 바로 ‘표준’이다.
 
  실제로 스마트공장 관련 기관, 단체에서는 표준에 대한 중요성을 인지하고 표준 제정과 확산에 대한 방안을 추진중이다. 이에 지난 2월 4일에는 ‘스마트공장 표준화 성과 및추진전략’이라는 심포지움이 열렸다. 이날 관련 주체들은 스마트공장 구축과 확산에서 표준의 중요성과 구축 방법에 대해 논의 하고, 각자의 표준화 전략에 대해 공유했다.
 
  이날 행사에서 발표를 맡은 산업기술평가관 리원의 이규택 PD는 “디바이스단(하) 플랫 폼단(중), 애플리케이션단(상)의 복잡한 연결을 단순하게 묶어야 하는데, 그래서 표준이 중요하다”고 언급했다. 또 한국표준협회 백종현 책임은 “제조 공정의 다양한 주체 사이에 호환성이 확보되고 표준화된 설비가 사용되어야 시스템이 체계적으로 돌아간다”고 했다.
 
  이처럼 표준화는 스마트공장의 구축과 운용에서 필수적인 요소다. 물론 아직 우리나라는 표준화에 대한 인식, 제도, 기술이 미비한 상태다. 이에 스마트공장 구축을 위해 인에 이블러 도입을 계획하고 있다면 표준을 반드시 고려해야 할 것이다(스마트공장과 표준에 대해서는 차후 매뉴팩처링에서 연재기사의 형태로 다룰 예정이다).
서문 – 정의 그 후 “스마트공장, 구축하기 전에 짚고 넘어가야 할 것”
많은 제조인이 송중권 이사와 이정철 팀장의 생각에 공감할 것이다.
  인더스트리 4.0의 발원지인 독일이나 해외 제조선진국의 스마 트공장은 우리 현실과 동떨어져 있기 때문이다.
 그렇다면 우리의 상황, 현실은 어떠한가? 앞서 언급한 스마트공장 표준화 성과 및 추진 전략 심포지엄에서 한국생산성본부 스마트 공장팀 이정철 팀장의 이야기를 들어보았다.
 
  한국생산성본부의 스마트공장팀은 제조업의 스마트화 수준을 객관적으로 평가하여 맞춤형 스마트공장의 구축 방안을 제시하는 역할을 한다.
 이 팀은 지원사업에 참여한 기업 50%, 자체 스마트활동을 추진한 기업 50%로 진단 대상을 정해 제조기업의 스마트공장 수준에 대해 시범적으로 진단, 평가 결과를 발표했다.
 평가항목은 점검, 모니터링, 제어, 최적화, 자율운영의 5수준으로, 이에 따라 스마 트공장의 성숙도가 판단된다.
 그 결과 전문 기업들의 스마트공장 성숙도는 5점 척도에서 평균 1.85점(단순 관리, 모니터링 수준)이었으며 상대적으로 높게 나타난 영역은 생산공정 영역이고 낮게 나타난 영역은 설비/품질관리, 성과 부분이었다. 4수준(공장 전체가 최적화된 수준) 이상은 없었다.
 
  이러한 결과에서 유추해 보면 일반 중소기업이 일반적으로 통용되는 기준의 스마트공장을 도입하기에는 무리가 있다는 것을 알 수있다.
 동시에 그만큼 스마트공장의 도입이 더욱 절실하다는 방증이기도 하다. 따라서각 공장들은 다양한 정보를 수집하면서 자신의 상황과 능력에 맞는 인에이블러를 어떻게 도입할지 고민해야 한다.
 
  물론 현재 자신의 몸에 ‘맞는 옷’을 입으려면 그만큼 다양한 모델이 많이 나와있어야 하지만 현실적으로 아직은 불가능하다.
 이제까지는 스마트공장이 무엇이냐는 화두가 위주 였다면, 이제부터는 우리에게 맞는 스마트공 장을 어떻게 도입할 것이냐는 고민이 막 시작된 단계이기 때문이다.
 
  이에 현재 시점에서 매뉴팩처링은 우리 현실에 꼭 ‘맞는 옷’을 소개하지는 못한다. 하지만 뜬구름 잡는 이야기에서 조금은 현실화된 이야기를 할 수 있게 되었다. 바로 이번 특집에서 소개하는 스마트공장 구축 솔루션들이다. SIMTOS 2016의 ‘스마트팩토리 특별관’에도 구현될 예정인 이 솔루션들은 현 시점에서 실현 가능성이 있는 스마트공장 구축의한 형태를 제시한다.
 
  물론 그것은 아직 ‘비싸고 불편한 옷’일 수 있다. 하지만 이번 특집에서 소개하는 여러 구축 방안들은 벌거벗은 임금님이라는 동화에도 나오듯 아는 사람들 눈에만 보이는 투명한 옷이 아니라 실제로 ‘눈에 보이는’ 디자인의 옷들이다. 이로써 앞으로 스마트공장에 대해, 앞으로 다양화될 스마트공장 도입 모델에 대해 한 걸음 더 가까이 가는 시발점이자 촉매제가 될 수 있을 것이다.
 
  에디터|김유리
공장 내, 공장과 공장의 수직·수평 통합을 실현하는 커넥티드 엔터프라이즈 – 로크웰 오토메이션 코리아
기업 전체 공급망의 통합과 연결을 실현하는 커넥티드 엔터프라이즈
수직·수평 통합으로 스마트한 제조를 실현하다 서문에서 스마트공장은 인에이블러로 이루 어진 유기체라고 했다. 유기체가 되려면 긴밀히 연결되고 통합되어야 한다.
 결국 스마 트공장의 핵심 키워드는 ‘연결’인 것이다. 이번에 소개하는 로크웰 오토메이션(이하 로크웰)의 솔루션은 이 핵심 키워드를 중심으로 한, 수평·수직의 통합과 연결을 실현하는 ‘커넥티드 엔터프라이즈’다.
 
  이 개념은 하나의 공장에만 국한되지 않는다.
 이를 포함한 기업 전체 공급망, 서플라이 체인 전체를 하나의 산업 인터넷 베이스로 연결 한다. 이로써 모든 데이터가 제조 현장 부터 기업 정보시 스템까지 끊김 없이 연결되어 비용 절감, 최적 화된 생산 운용을 달성하도록 하는 솔루션인 것이다.
 
  이러한 연결은 OT와 IT의 융합을 기반으로 한다.
 즉 이더넷 IP라고 하는 IT 친화적인 산업용 표준 네트워크를 통해 OT와 IT를 결합해 데이터가 자유롭게 이동, 공유될수 있도록 함으로써 ‘스마트 제조’를 달성하는 것이다. 이전에는 장비마다 통신 프로토 콜이 달랐으나 이더넷 IP 하나로 원활한 데이터 흐름을 실현했다는 것이 이 솔루션과 기존 자동화와의 차이다.
 
  ‘연결’을 기반으로 한 시나리오 그렇다면 실제로 로크웰과 협업하는 여러 분야의 기업과 함께 로크웰이 실현하는 스마트공장의 시나리오를 짜보자. 시나리오는 화낙의 공작기계, 시스코의 산업용 보안 네트워크 인프라, N3N의 비주얼라이제 이션, 엔드레스 하우저의 센서와 계측기, 흥아기연의 로봇과 같은 요소들로 구성된다.
 
  공장에 있는 센서, 로봇, 공작기계들에서 발생한 신호는 로크웰의 PLC로 수집되고 이는 상위로 전달된다. 이때 프로덕션 센터라는 로크웰의 M E S 솔루션이 하부와 상부를 연결하는 역할을 한다. 이러한 연결의 기반에는 시스코의 이더넷 IP 네트워크가 있다. 이렇게 공장 내부는 물론 공장과 공장을 연결시켜 수직·수평의 통합을 이루는 것이다.
 
  이러한 통합과 연결이 N3N의 비주얼라이 제이션 솔루션(비디오)과 결합하면 또 다른 효과를 얻을 수 있다. N3N은 지능적인 모니터링이 가능한데, 예를 들어 공정에 트러블이 생길 경우 문제가 발생한 당시의 영상과 생산 데이터를 연결하여 비교 분석이 가능하다. 이로써 문제를 정확히 추적하고그 해결 방안을 빠르게 찾을 수 있게 되는 것이다.
 
  물론 데이터의 흐름이 원활 해지면 자연스레 보안 문제를 생각하게 된다.
 
  로크웰은 보안 문제에 대응하기 위해 심층 방어 ( d e p e n s eindepth)라고 하는 하드웨어와 소프트웨어 측면의 보안 기능을 갖추고 있다.
  이처럼 자체 보안 능력이 있지만 이를 어떻게 구현하느냐에 따라 보안의 정도가 달라질 수 있으므로 안전한 구현 방법에 대한 참조모델을 만들어 제시하는 등 보안 강화를 위한 대안을 마련해 두고 있다.
 
  중소기업에 필요한 것, 당위성+로드맵+점진적 현대화 이와 같은 솔루션은 중소기업에게는 아직 먼 이야기이기는 하다. 하지만 중소기업 이야말로 스마트화가 가장 절실한 대상이다. 따라서 먼 이야기라고 외면하지 말고‘왜 해야 하는가’라는 물음에 대한 당위성을 기반으로 자사 상황을 진단하고 그에 맞는 목표를 잡아야 한다. 또한 비용 부담이 있으므로 급격하게 스마트화 할 것이 아니라 자사만의 장기적 로드맵을 가지고 진행 해야 한다.
 
  또한 기존 설비가 노후화되어 IT를 도입할수 없는 상황이라면 최소한의 비용으로 조금씩 시스템을 현대화할 수 있는 방안을 찾아야 한다. 혹은 이미 투자된 자동화 시스템이 있다면 이를 기반으로 더 ‘스마터 (smarter)’해지도록 개선하는 것을 목표로 진행시켜야 한다. 이 과정에서 로크웰과 같은 기업은 솔루션 제공과 조언자의 역할을 하게 되는 것이다.
 
  물론 현재 국내외 제조업의 상황 상 우리나라 중소기업들이 살아남기 힘든 환경에 놓여있다. 이 가운데 스마트공장 구축은 동떨 어진 이야기라고 할 수 있다. 하지만 스마트 공장이라는 것은 잠깐 나타났다 사라지는 유행이 아니다. 제조 혁신의 강력한 수단인 스마트공장이라는 거대한 파도는 제조 흐름의 중요한 변곡점이 될 것이다.
3D 프린팅으로 구현하는 스마트 매뉴팩처링 – 스트라타시스 코리아
스트라타시스 컨소시엄이 구현하는 사출제조분야의 스마트매뉴팩처링 시현 콘셉트
스마트 매뉴팩처링, 기존 생산 공정에 3D 프린팅을 더하다
 
  스마트 매뉴팩처링의 필연성 이러한 사례는 비단 A사와 B사만의 고민은 아니다. 시장 출시 기간이 짧아지고 생산 수량이 줄어들면서 업체들은 많은 시간이 걸리는 시제품과 샘플 제작 기간 역시 효율적으로 바꾸길 원한다. 또 다양한 제품을 만들수록 그에 기반한 부품들도 맞춤형으로 제작할 필요를 느끼고 있다.
 
  스트라타시스는 이러한 과제를 기존 생산 공정 방식에 3D 프린팅을 더한 ‘스마트 매뉴팩처링’으로 극복할 수 있다고 보았다. 이것을 가능하게 하는 3D 프린팅 기술은 여러 장점을 가진다. 먼저 디지털 3D 콘텐츠를 호환 가능한 형태의 파일로 변환하면 즉시 제품을 출력할 수 있는 3D 프린터의 특성상 디자인 오류나 생산 기일을 기존 공정 대비 큰 폭으로 줄일 수 있어 시제품과 샘플 제작의 생산 효율을 높인다. 지그나 고정구 등 반복적으로 사용하는 부품을 만들 때도 3D 프린팅을 이용한 직접 디지털 제조(Digital Direct Manufacturing, 이하 DDM)를 통해 기존의 금속, 알루미늄 대비 가볍고 강성도 뛰어난 플라스틱 소재를 사용해 맞춤형으로 생산할 수 있다.
 
  이에 대해 스트라타시스 코리아 다니엘 톰슨 지사장은 “3D 프린팅의 적층 제조와 기존의 생산 방식을 결합하면 생산 공정에서의 결함이나 다운타임, 낭비 등을 줄일 수있다. 공장의 생산 능력과 효율성을 최적화 하는 스마트 매뉴팩처링, 즉 스마트공장이 가능해지는 것”이라고 설명했다.
 
  효율적인 생산 과정을 위한 PolyJet과 FDM이 스마트 매뉴팩처링을 위한 솔루션으로 스트라타시스가 제안하는 것은 PolyJet과 FDM 기술이다. PolyJet 기술은 단단한 내구성과 섬세한 디자인 구현이 가능하다. 대표적인 사례로 이를 금형 제조에 활용하면 3D 프린팅 금형 모델을 최대 16μ 두께까지 제조할 수 있고, Digital ABS 재료를 사용해 제조 단계에서 발생하는 강한 압력과 열도 견딜 수 있다. 또, 설계 수정만으로 즉시 출력이 가능한 3D 프린팅의 장점으로 디자인이 변경될 때마다 큰 비용 없이 수정사항을 바로 적용할 수 있어 부품의 성능을 테스트 하거나 완성품의 일부 부품을 제작 시 기간을 크게 단축할 수 있다.
 
  FDM 기반의 시스템은 제조사들이 지그와 고정구 및 제조 도구를 각자 필요에 맞게 맞춤형으로 생산하는 데 도움을 준다. 이FDM 기술을 활용해 제작에 필요한 부품을 직접 생산하는 방식을 DDM이라 부른다. 실제로 B사와 같은 사례를 겪은 미국의 Genesis Systems Group은 DDM 방식을 이용하여 기존의 금속 로봇 그리퍼를 3D 프린팅으로 맞춤 제작한 일체형 부품으로 교체했다. 이를 통해 기존과 동일한 강성에 제조 기간 85% 단축, 그리퍼 무게는 91%까지 줄일 수 있었다.
 
  스마트 매뉴팩처링을 현실로 3D 프린팅을 이용한 스마트 매뉴팩처링의 물결은 한국은 물론 아시아태평양 지역에 서도 확대되는 추세다. 다니엘 톰슨 지사 장은 “3D 프린팅의 활용은 자동차 소비재, 의료 분야 등을 중심으로 아시아에서 지속 적으로 증가하고 있다. 특히 제조 분야에서 3D 프린터가 기존 생산 공정을 보완하는 방식의 디지털 제조 솔루션은 계속해서 확장될 것”이라고 설명했다.
 
  이 같은 추세를 기반으로 스트라타시스는 이번 SIMTOS 2016을 통해 ‘스마트 매뉴팩 처링’ 솔루션을 직접 선보일 예정이다. 구체 적으로는 PolyJet 기술로 조형한 사출금형을 사출기에 장착하고, 이를 F DM 기술로 조형한 로봇 그리퍼가 장착된 산업용 로봇을 통해 취출하는 사출제조공정이 시현된다. 사출기 업체와 산업용 로봇 업체 그리고 3D 프린터 업체 스트라타시스가 함께하는 스마트 매뉴팩처링 컨소시엄을 통해 진정한 스마트공장의 청사진을 그릴 수 있을지 기대되는 바이다.
 
  에디터|박진아
스마트 제조 솔루션과 증강현실 기술의 만남– 한국델켐㈜
아이언맨과 스마트공장의 상관관계
 
 아이언맨의 슈트는 누구나 한번쯤 꿈꿔보는 환상의 아이템이다. 초인적인 힘과 내구 력, 공격력, 비행능력 등 아이언맨 슈트가 가지고 있는 수많은 능력 중에서도 유독 눈길을 끄는 것이 있다. 눈 앞에 보이는 모든 것들에 대한 정보를 실시간으로 확인할 수 있는 능력이 바로 그것이다.
 
  이처럼 실제 환경에 정보나 가상의 사물을 겹쳐 보이게 하는 기술을 ‘증강현실(AR: Aug mented Real it y)’이라고 하는데, 각종 기술의 발달로 기업들이 증강현실 장치 개발을 활발히 진행하면서 영화에 등장하는 가상인물들의 능력이 점점 현실화되고 있는 상황이다.
 
  이에 따라 국내외적으로 ‘증강현실’에 대한 관심이 점점 고조되고 있는가 운데, C A D/C A M 전문기업 한국델켐이 SIMTOS 2016 스마트팩토리 특별관에서 증강현실 장치를 이용하여 자사의 스마트 제조 솔루션을 스마트하게 시연할 예정이어서 눈길을 끈다.
 
  중소규모 제조현장에도 적합한 스마트 제조 솔루션 스마트팩토리 특별관, 소프트웨어 엔지니 어링 특별관, CAD/CAM 측정기 및 로봇· 자동화관까지 SIMTOS 2016 내에서만 3곳의 전시관에 참가하는 한국델켐이 주력하는 솔루션은 ‘AIMS’다. 작년 10월에 처음 공개된 AIMS는 기계 가공 공정 내용의 정보 화에 대한 필요에 의해 개발된 솔루션이다.
 
  한국델켐 마케팅팀 김준옥 팀장은 “스마트 공장은 제조활동에 관한 모든 정보의 통합을 전제로 하는 것이다. 때문에 기계가공을 하는 곳이라면 설비의 가동시간, 가공상 태, 제어 등 제조 실무 정보를 우선적으로 통합한 후 이 정보를 생산관리나 공장운영의 영역까지 이어줘야 한다.
 
  하지만 현재 중소규모의 제조현장들은 가공 정보화에 대한 부분을 소홀히 여기고 있고, 제조 핵심기 술에 대해서는 투자에 따른 성과가 있는 반면에 정보통신 시스템 환경은 낙후되어 있는 것이 일반적이다. 이 같은 배경으로 가공 공정 정보화를 위한 스마트 제조 솔루션인 AIMS 개발의 필요성을 느끼게 되었다”고 설명했다.
 
  AIMS는 현재 MES를 기반으로 생산 운영및 계획, 정보를 관리하는 AIMS-Office와 가공 현장의 정보화 및 자동화를 위한A I M S -ShopFlo or로 구성되어 있다. 중장 기적으로는 제조현장 전체를 아우르는 통합기능의 적용을 목표로 하고 있지만, 현재는 제조현장 전체를 아우르는 통합 기능보다 소수의 기능이라도 고도의 기술을 적용 하여 제조 현장에서 확실한 효과를 느낄 수있게 하는 것에 무게를 두고 있다고. 때문에 운영 및 계획의 관리든 가공 현장 정보화든 가공활동을 주 공정으로 하는 금형 또는 부품 제조사에서 필요로 하는 기능 위주로 구성이 되어있다.
 
  특히 AIMS-ShopFloor의 경우 가공기 모니터링과 NC 프로그램 관리는 물론, 가공 시 발생할 수 있는 문제들을 사전에 예측하고 자동화를 통해 작업자의 부수적 업무를 줄이는 등 가공 공정에 보다 실질적인 솔루션을 제공하고 있다.
 
  AIMS+HSC200+AR Glass 이처럼 가공 공정에 특화된 스마트 솔루션 AIMS를 스마트팩토리 특별관에서 특별하게 체험해볼 수 있다. 델켐은 ‘AR Factory’ 라는 콘셉트로 AIMS와 증강현실 기술을 이용하여 생산관리 효율성을 높인 스마트 공장을 참관객들에게 선보일 예정이다.
 
  김 팀장은 “데스크탑 PC나 문서 도면, 가공기 오퍼레이터가 없어도 관리자가 현장에서 직관적으로 가공기 현황을 파악할 수 있도록 하는 AR Factory는 생산관리의 효율 성을 높여줄 것”이라고 AR Factory 기획의 배경을 설명했다.
 
  전시 현장에서는 정밀 고속 가공기 전문기 업인 엑스론의 HSC 500 장비가 직접 가공 시연을 진행하며, 참관객들은 증강현실 장치인 EPSON MOVERIO BT-200 스마트 글라스를 통해 델켐의 AIMS가 제공하는 가공 상황에 대한 정보를 보다 직관적으로 확인할 수 있다.
 
  현재는 AIMS와 스마트 글라 스와의 상호 커뮤니케이션을 위한 프로그 래밍 개발에 한창으로, 참관객들이 이상적인 스마트 공장의 모습을 보다 현실적으로 체험할 수 있도록 준비에 만전을 기하고 있는 상황이라고 하니 델켐의 스마트팩토리 특별관 전시를 기대해봐도 좋을 것 같다.
 
  에디터|김솔
디지털 커넥션을 통한 판금가공 생산 프로세스의 스마트화– 한국트럼프지엠비에이취㈜
생산 가공 프로세스 효율개선으로 더 스마트한 판금제조를
 
  판금 임가공 전문업체 P씨는 최근 부쩍 늘어난 발주량에 생산 효율을 늘리고자 조금 이라도 더 빠른 가공을 위해 값비싼 최신 장비를 구매했다. 여기에 밤낮없는 3교대 근무까지. 하지만 투자한 비용, 시간 대비 생산 효율성이 크게 나아졌다고 느끼진 못했 는데…. P씨의 문제점은 무엇이었을까?
 
  가공 사전·사후단계 솔루션에 주목하다 과거 제조업은 특정한 품목을 많이 생산하는 것이 첫 번째 과제였다. 하지만 소비구조가 빠르게 변하고 제품 수명주기가 짧아지 면서 이제 제조업은 얼마나 다양한 품목을 ‘빨리’ 생산할 수 있는지에 사활을 걸고 있다. 기존의 소품종 대량생산 체제에서 소위 말하는 ‘다품종 소량생산’ 체제로 접어든 것이다.
 
  문제는 개별 제품을 조금씩 가공하면서 제품의 가공시간 자체는 줄어들었지만, 동시에 여러 제품을 소량으로 가공하다 보니 주문·견적, 도면생성 등의 가공 사전단 계와 후처리, 포장, A/S 등 가공 사후단계에 드는 시간 비용이 가공시간 대비 비효율적으로 비대해져 버린 것이다.
 
  그렇다면 P씨처럼 무조건 근로시간을 늘리고 생산 가공기의 출력을 높여 가공 시간 자체를 줄이는 것에 주력하기보다는 가공 전후단계에서 더욱 효과적인 판금 제조 생산및 물류관리, 비생산 시간에 대한 효율 개선 방안 등이 필요하다는 결론에 도달한다.
 
  스마트한 제조 프로세스를 위한 TruConnect 이를 위해 등장한 것이 바로 트럼프 (TRUMPF)의 TruConnect다. TruConn ect란 판금가공 생산 프로세스의 디지털 커넥션을 통해 가공 전후단계를 포함한 전체 생산 공정의 효율적인 프로세스를 도와 주는 솔루션이다.
 
  자세히는 현장 진단 등을 위한 ‘컨설팅’, 실제 솔루션 구현을 위한 ‘제품 포트폴리오’ 등으로 구성된다. 핵심은 이 세 요소의 다양한 조합을 통해 고객 맞춤형으로 최적화된 프로세스의 스마트 공장이 가능하다는 것이다. 진정한 스마트 공장 솔루션이라면 기성품처럼 한두 가지 타입으로 정형화된 것이 아니라 개별 고객의 요구와 상황에 따른 다양한 커스터마이징(Customizing)을 필요로 하기 때문이다.
 
  물론 일부 서비스의 경우 아직 완전히 상용 화되지 않았거나 유럽 내에서만 한정적으로 시행되고 있다는 점은 한계다. 하지만 향후 이 같은 서비스가 본격 도입되고, 국내에 서도 이용가능하다면 고객이 원하는 스마 트공장 솔루션을 맞춤형으로 자유롭게 적용하는 시대가 올 것으로 기대된다.
 
  한국트럼프지엠비에이취㈜(이하 한국트럼프) 역시 이 같은 기반을 통해 앞으로도 가공 및 가공 전후 단계의 프로세스를 효율적으로 단축하며 시간과 비용, 장비 활용성을 최적화하는 다양한 솔루션에 집중할 계획이다. 한국트럼프의 김동우 이사는 “공장의 모든 것이 초연결된 스마트공장은 아직 한국에서는 거리감이 있지만 향후 제조업 발전에 이것이 상징적이라는 것만은 분명하다. 한국트럼프도 관심의 끈을 놓지 않고 장기적인 프로젝트로써 스마트공장 이슈와 관련하여 계속해서 커뮤니케이션하는 모습을 보여줄 것”이라고 설명했다.
 
  이에 발맞춰 한국트럼프는 오는 4월 개최되는 SIMTOS 2016 스마트팩토리특별관을 통해 ‘TruConnect의 제품 포트폴리오’ 중에 서도 그 일부를 공개할 예정이다. 대표적으로 전반적인 가공 프로세스를 개선하는 솔루션들이 소개된다. 가공 전 단계 솔루션 으로는 3D CAD와 CAM의 장점을 통합한 3D 판금 설계 소프트웨어 TruTops Boost,웹 기반 프로그램에 도면을 올리면 자동으로 견적 비용이 산출되는 스마트 견적 시스템 WebCalculate 등을 소개한다.
 
  가공 단계 솔루션은 장비 다운타임 발생 시 이미 지, 오디오 및 비디오 파일 등을 통해 빠른 문제 해결이 가능한 온라인 원격지원 서비스 VOS(Visual Online Support), 무선 네트워크를 통해 실시간으로 장비 가동 상태를 모니터링하고 제어하는 모바일 콘트롤앱(Mobile Control App) 등을 시현할 계획이다.
 
  한편 트럼프의 TruConnect 솔루션은 세미 나로도 소개될 예정이다. 트럼프의 세미나는 SIMTOS 2016 개최 기간 중 4월 13일(수) 14시 20분부터 15시까지 KINTEX 2전시장 303호에서 진행된다.
 
  에디터|박진아
제조업의 서비스화를 지원하는 커넥티드 스마트팩토리 – 다쏘시스템코리아
수주부터 서비스까지 모든 프로세스를 아우르는 다쏘시스템의 커넥티드 스마트팩토리 플랫폼
수요 및 시장 변화에 발빠르게 대처하는 스마트공장
 
  사람 하나 없이 바쁘게 움직이는 공장과 작업자를 대신하는 로봇, 손바닥 들여다 보듯 현장을 감지하는 센서. 아직도 많은 사람들은 스마트공장이라는 단어를 들었을 때, 완전히 자동화된 무인 공장을 떠올린다. ‘우리 나라 제조기업에 적용하기에는 시기상조’라는 의견이 심심치 않게 나오는 것도 이와 같은 인식 때문이다.
 
  스마트공장, 불합리한 요소를 개선하는 것에서부터 시작된다 이에 대해 다쏘시스템의 송중권 이사는 “독일 암벡 공장과 같은 사례를 적용할 수 있는 기업은 그리 많지 않다”며 스마트공장이 무인화 공장과 다른 개념임을 강조했다. 그렇 다면 다쏘시스템이 제시하는 스마트공장은 어떤 모습일까?
 
  우선 다쏘시스템은 제조 현장 곳곳에서 볼 수 있는 불합리한 프로세스를 개선하는 것에 포커스를 맞추고 있다. 문서 형태로 오고가는 작업지시서, 숙련공의 감에 의해 결정되는 생산 스케줄링, 서로 다른 기종의 플랫폼 등을 개선하는 것만으로도 충분히 경쟁력을 높일 수 있기 때문이다.
 
  센서의 기능 및 통신 플랫폼이 발전하고, RFID 디바이스의 거리 제약이 줄어드는 등스마트 디바이스 기반의 프로세스 개선을 위한 인에이블러(enabler)는 모두 갖춰졌다. 이제 ‘연결’만 남았다.
 
  시행착오 줄이는 디지털 매뉴팩처링 다쏘시스템의 커넥티드 스마트팩토리 (Connected SMART Factory)는 수주부터 설계, 생산, 서비스에 이르는 모든 과정을 통합적으로 관리하는 플랫폼이다. 핵심은 가상 현실에 구현되는 공장, 디지털 매뉴팩처링(Digital Manufacturing)이다.
 
  제품 생산을 위해서는 우선 고객으로부터 주문을 받은 뒤 설계협업을 거쳐 CAD 시스템인 CATIAⓇ를 활용한 제품의 3D 형상을 설계한다. 최근에는 다품종 소량생산, 나아가각 고객에 특화된 제품 생산이 이슈로 떠오 르고 있어 설계협업 및 엔지니어링 과정의 중요성이 높아졌다.
 
  제품 형상을 설계한 다음에는 PLM 시스템인 ENOVIAⓇ로 엔지니 어링 BOM을 작성한다. 이렇게 생성된 엔지 니어링 BOM 데이터는 가상 공간에서 디지털 정보를 통해 매뉴팩처링 BOM을 구성하고 작업공정을 설계하는 데 활용된다. 또 생산에 필요한 설비, 자재, 인력 등의 리소스를 할당하고 시뮬레이션 작업을 거듭해 최적의 공정설계가 이루어지도록 지원한다. 커다란 도면을 놓고 몇 번이고 공정 설계를 거듭해야만 했던 과거와 비교하면 디지털 매뉴팩처링 시스템(DELMIAⓇ)을 통해 시행 착오를 크게 줄일 수 있게 된 것이다.
 
  시뮬레이션 결과가 만족스러울 경우, 그결과대로 생산 라인을 구축한다. 그리고 시운전 및 운영을 위한 M O M 시스템으로 DELMIA APRiSOⓇ를 활용해 생산현 장의 실시간 관리를 지원한다. 공정 내 설비들이 움직일 경우 전력, 가동률, 불량률 등의 데이터가 축적된다. OI(Operations Intelligence)는 이러한 빅데이터를 분석해 현장을 개선하기 위한 피드백을 내린다. 이와 같이 BOM과 CAD 정보를 하나로 묶어 디지털 매뉴팩처링을 통해 디지털 공정설 계에 반영할 경우, 여기서 발생하는 정보들은 ERP와 스케줄링 시스템과 MOM에 반영된다. 전체 공정이 유기적으로 연결되는 것이다.
 
  MaaS 전략을 통한 고부가가치창출 최근 제조업과 서비스 간 경계를 허물고자 하는 움직임이 심심치 않게 보이고 있다. 다품종 소량생산을 넘어, 서비스로서의 제조 (MaaS, Manufacturing as a Service)로 향하는 것이다. 스마트공장 하면 생산성 향상과 에너지 절약, 불량률 감소 등을 떠올리기 쉽지만, 사실 스마트공장은 M a a S 전략 을위한 기반이기도 하다. 시뮬레이션으로 시행착오를 줄여 제품의 출시기간을 줄이고, 고객의 요구를 정확하고 빠르게 반영할 수있기 때문이다.
 
  에디터|송해영
마무리 – 아직 먼 것은 사실, 그래도 피할 수 없는 사실
스마트공장, 멀리 있지만 멀리할 수 없는 것
 
 지금까지 스마트공장에 대해 정의내리고 그 구현 방법을 살펴보았다. 그래도 아직 스마트공장은 먼 이야기라고 할 수 있다. 그렇다고 해서 결코 멀리할 수 있는 것은 아니다. 스마트공장을 당장 도입하 기에 무리가 있기는 하지만 이것이 위기 극복과 혁신의 수단이 되리 라는 것에는 많은 사람들이 동의하고 있기 때문이다.
 
  그렇다고 해서 완벽한 스마트공장을 더 많이 구축하는 것이 전부는 아니다. 중요한 것은 스마트공장을 구축하면서 발전하게 되는 기술, 시스템, 인식, 제도 등이 제조 위기를 극복하고 혁신의 저력이 된다는데 의미가 있다는 점이다. 스마트공장 그 자체가 목적은 아닌 것이다.
 
  Manufacturing이 지난 2015년 12월호 특집에서 인더스트리 4.0을 제조 혁신을 위한 ‘캐치프레이즈’라고 정의한 것도 이 때문이다. 즉 어차피 누구 하나 위기에서 제외될 수 없고, 결국 혁신은 해야만 하는 것이다.
 
  문제는 ‘방법’인데, 사실 인더스트리 4.0이라는 거창한 단어는 지금껏 해왔던 제조 혁신의 노력과 크게 다를 바 없다. 스마 트공장도 마찬가지다. 개선된 기술, 시스템, 인식, 제도가 적용되어 효율적으로 최적화된 공장이 바로 스마트공장인 것이다.
 
  따라서 스마트공장은 제조 혁신의 결과물이기 때문에 스마트공장의 흐름을 피한다는 것은 혁신을 거부한다는 것과 크게 다르지 않을 것이다. 이에 한국 인더스트리 4.0 협회 한석희 사무총장도 다음과 같이 이야기했다.
 
 “모든 제조기업은 원하든 원하지 않든 스마트 팩토리로 향한다.” 스마트공장 구현 방법, 눈으로 확인하고 싶다면 이처럼 스마트공장은 피할 수 없는 주류이기에 여러 국가와 기업에서 사활을 걸고 있고, 이번에 소개한 구축 전략들도 그러한 노력에서 나온 것이다.
 
  아직도 의심이 가시지 않는 다면 국제공작기계전시회인 SIMTOS 2016의 ‘스마트팩토리 특별관’에서 직접 확인해 보기 바란다. 이번 특집에서 소개된 기업 들이 실제 장비를 가져다가 라인을 꾸민 스마트공장의 한 형태를 직접 보여줄 것이다 (두산인프라코어, 마르포스도 참가할 예정).
 
  이와 관련해 스마트팩토리 특별관 구축과 진행을 맡은 한석희 위원장(한국 인더스트리 4.0 협회 사무총장)은 “이번 전시에서 현재 기술들이 보여주는 변화의 방향, 스마트 공장에 대한 로드맵을 볼 수 있을 것이다”라며, “새로운 솔루션에 관심을 갖고 그 수용 방안과 적용에 대해 진지하게 고민할 기회가 될 것”이라고 이야기했다.
 
  실제로 스마트팩토리 특별관에서 스마트공장 구축 솔루션을 제공하는 기업들은 자사 솔루션이 스마트공장에 어떻게 적용, 구현 되는지 보여줄 예정이다. 그 구현 형태는 해당 분야와 관련된 협력 솔루션과 함께 이루 어지는 것이기 때문에 더욱 구체적이고 현실성 있는 모습을 확인할 수 있을 것이다.
 
  또한 해당 전시 관련 세미나도 함께 이루어져 더 많은 정보를 얻을 수도 있다. 이러한 기회를 통해 한석희 위원장의 말처럼 스마 트공장을 기반으로 한 제조 혁신의 계기로 삼길 바란다.
 
  에디터|김유리

 
TAG :  공장자동화  스마트공장  스마트팩토리
 
 
QUESTION (0)         목록보기 | 맨위로
 
Question 본 기사 내용에 대한 궁금한 사항을 적어주시면 확인 후 답변 드리도록 하겠습니다
  회원 마이페이지 또는 이메일로 답변을 확인 하실 수 있습니다.