스마트 팩토리는 4차산업혁명에서 가장 핵심이라 할 수 있는 제조업의 새로운 가치 창출을 위한 구현 기술 또는 솔루션이라고 할 수 있다. 스마트 팩토리는 기존의 제조 공정에 ICT 기술을 융합하여 제조기계 및 설비와 생산 과정이 하나의 시스템으로 연결되어 새로운 사업환경에 대응하는 것을 목표로 한다.
스마트 팩토리를 구축하면 각 공정에서 수집된 데이터를 기반으로 분석하고 의사결정하는 “데이터 기반의 운영 체계” (Data Driven Operation)를 갖춤으로써, 생산현장에서 발생하는 다양한 문제점들에 대한 원인파악이 가능해지고 품질 및 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 숙련된 기능공들의 노하우를 형상화 함으로서 누구나 쉽게 공정에 적응할 수 있고 현장에서 발생하는 상황들을 원격에서 모니터링이 가능하다.
현재 스마트 팩토리 기술은 제조 현장의 다양한 센서들과 장비들이 스스로 데이터를 수집,분석하고 인공지능 기술 및 빅데이터 분석기술이 적용되어 스스로 진화할 것으로 전망하고 있다.
또한, 단순히 제조 공정에만 적용되는 것이 아니라 설계, 개발, 유통, 물류, 경영, 관리까지 제조 공장의 전 업무에 ICT기술이 적용되어 생산성, 품질, 고객만족도, 원가 절감 등의 다양한 전략 목표를 향상 시킬 수 있는 지능형 시스템으로 발전할 전망이다.
스마트 팩토리 기술은 공장자동화의 수직적 통합에서 가치사슬의 수평적 통합으로 발전하고 있다. 즉, 연구개발, 계획, 생산, 물류, 유통, 고객서비스와 같은 가치사슬의 수평적 통합과 ICT 기술발전에 따른 장비자동화, MES, ERP, 빅데이터, 인공지능과 같은 수직적 통합으로 발전 중에 있다.
스마트 팩토리를 도입하기 위하여 먼저 제조업체들은 각자의 현재 위치가 어디에 있는지를 정확하게 알아야 한다. 스마트 팩토리 수준 진단에 따른 단위 레벨은 아래와 같이 크게 5단계로 구분된다.
먼저, 대부분의 중소 제조업 공장들이 ICT 미적용 단계로 일부 관리자들이 엑셀과 같은 업무용 프로그램을 활용하여 데이터를 생성하고 관리하는 실정이다.
두번째로, 기초 수준 단계에서는 일부 전산화를 이루어 기초적인 ICT 인프라를 갖추었으며 이력 관리가 가능한 단계이다. 즉, 바코드를 활용하여 제품 관리가 이루어지고 일부 제조 공정에서 자동으로 데이터 수집이 가능하다.
세번째로, 중간수준 1단계로 IT기반 생산관리가 가능한 단계이다. 설비와 자재간 실시간 정보교환이 가능하고 각 공정별 정보 교환이 이루어져 단위 공정이 아닌 공정 전체에 대한 분석이 가능한 단계이다.
네번째는, IT기반 실시간 제어가 가능한 단계로 중간수준 2단계라고 한다. 설비, 자재, 인력, 방법과 환경의 자동화 및 디지털화가 이루어진 단계로 제어 자동화, 공정의 실시간 의사 결정 및 통제가 가능한 단계이다.
마지막, 고도화 단계는, IoT나 CPS(Cyber Physical System) 기반 맞춤형 유연 생산이 가능한 단계이다. 지능형 공장의 시작이라고 볼 수 있고 현재 지멘스나 GE의 공장을 고도화 단계로 보고 있다.
스마트 팩토리를 구축하기 위하여 가장 먼저 수준진단을 실시하여 현재의 수준을 정확히 파악하고 각자의 사업환경에 맞는 가치사슬의 수평적 관점에 따라 방향 및 KPI (Key Performance Indicator, 핵심성과지표)을 설정한다.
첫째, 연구개발 단계에서는 마케팅정보, 제품기획, 설계, 도면관리, 원자재관리, 일정관리,정보저장을 위한 클라우드 대책 등의 검토가 이루어져야 한다.
둘째, 생산계획수립 단계에서는 생산기술 규격관리, 생산계획, 생산정보관리, 품질관리에 대한 검토가 이루어져야 한다.
셋째, 생산 단계에서는 자재공급, 수입검사대책, 입출고 정보관리, 재고관리, 생산오더, 자재보급관리, 생산공정투입계획, 인력관리, 검사정보관리, 완제품 정보관리 등에 대한 검토가 이루어져야 한다.
넷째, 유통물류 단계에서는 물류 정보관리, 물류수요예측, 재고계획, 주문관리, 고객정보관리, 공급사슬관리에 대한 대책이 필요하고 재고관리를 위하여 입출고 정보, 재고위치정보 등에 대한 검토가 필요하다.
다섯째, 고객서비스 단계에서는 고객기본정보 및 판매정보를 수집하고 서비스관리 대책 및 마케팅정보 활용방안에 대한 검토가 필요하고 이에 따라 신제품 기획 및 사전 서비스 대책을 수립한다.
스마트팩토리 도입시 고려해야 할 주요사항은 기업규모가 아닌 제품개발 단계별 관점에서 접근하는 것이 필요하다. 예를들어 중소•중견 제조기업에서 스마트 팩토리 도입을 추진할 경우 대기업 대비 저렴한 가격 및 저품질의 솔루션을 도입하는 경우가 많다. 하지만 장기적으로는 자사의 프로세스에 호환되지 않을 위험성이 높아지므로 해당 제품 개발 프로세스의 적합성을 우선으로 스마트팩토리 기술을 도입해야 한다.
또한, 스마트팩토리 구축에 필요한 예산, 인력 등의 자원 활용방안에 대해 신중하게 접근할 필요가 있다. 기업별로 생산성 향상, 불량률 개선 등 스마트팩토리 도입의 목표가 다르므로 각각의 목표 지표와 연관성이 높은 공정에 집중하여 스마트팩토리 기술을 선택적점진적으로 도입하는 방안이 효과적이다.
제보는 카카오톡 haninpost 무단 전재-재배포 <금지>
카톡아이디 haninpost
