독일, 일본처럼 우리나라 제조업은 한국경제의 성장과 그 역사를 함께했으며 현재에도 여전히 성장 견인 산업의 역할을 담당하고 있다. 그러나 2008년 외환위기 사태 이후 한국경제의 성장은 정체되었으며 쉽게 회복되지 못할 것이라는 관측이 압도적이였으며, 특히 외환위기 이후 급격하게 심화되고 있는 글로벌 경쟁으로 인한 가격 경쟁력, 부가가치의 둔화, 종사자 수의 감소, 서비스 산업으로의 경제 중심축 이동 등 다양한 변화의 요소로 인해 국내 경제의 성장세가 둔화되었다. 

이를 타개하기 위해 급속도로 진행된 산업화를 통해 ‘제조업 경쟁력’(Manufacturing Competitiveness)의 중요성이 다시 급부상됐다. 따라서 유럽, 아메리카, 아시아 등 국가들은 범정부 차원에서 제조산업과 기술력의 중심인 ICT를 융합한 스마트 제조 사업에 박차를 가하고 있으며 우리 정부도 이러한 변화에 대응하기 위해 다각적인 방안을 모색하고 추진 중이다.
이러한 방안의 하나로 우리 정부는 스마트팩토리 사업을 정부 주도형으로 추진, 확산시키려는 노력이 발 빠르게 진행되고 있으며, 이는 ICT와 제조산업의 융합으로 모든 생산 공정, 조달 및 물류, 서비스까지 통합적으로 관리하는 데 있다.

생산현장에서 시시각각 변화하고 산재한 생산자원 4M(Man, Machine, Material, Method) 정보를 실시간으로 융합하고 이를 최적의 상태로 관리할 수 있는 성공적인 제조IT 융합화 시스템(POP/MES : Point of Production/Manufacturing Execution System) 구축이 요구되며, 이것은 공적인 기업 정보화 구현을 위해서도 반드시 필요한 과정이다.

과거부터 지금까지 많은 제조업에서 정부 주도형 기업 정보화 지원정책과 제조업의 최고 경영자의 관심과 의지로 ERP 도입이 많이 추진되었음에도 아직도 최고 경영자들이 최적의 의사결정 도구 및 고객 만족도 개선에 만족하지 못하고 있는 상황이 이를 뒷받침해준다.

이에 제조IT 융합화 관점에서 기술동향과 국내 제조업에 구축한 적용 사례를 통해 보다 성공적인 스마트팩토리 구현을 소개하고자 한다.

적용 사례(1) : K사

K사는 1973년 창업 이래 자동차, 전자, 정보통신에 적용되는 부품을 생산하며 글로벌 종합부품 메이커로의 도약을 꿈꾸는 기업이다. 생산품으로는 차량 내 전장시스템을 연결하는 커넥터, 전원분배 모듈, 회로보용 퓨즈제품, 차량용 고전압 부품 등을 생산하고 있다.

글로벌 종합부품 메이커로의 도약을 꿈꾸는 기업으로 본사/연구소/국내 4개 공장/물류센터와 유통망을 통해 제품을 공급하고 있으며, 글로벌화를 위해 중국과 북한 개성에 공장을 가지고 있다. 또한, 30여 개의 임가공 외주 협력사와 부품 협업 생산을 통해 유연하고 협력생산 체제를 구축하고 있다.

이 사업은 2011년 8월부터 2012년 6월까지 총 10개월간 국내 4개 공장 및 외주 부품 협력사를 대상으로 추진되었으며, 2단계로 중국공장에 확대 적용하고 고도화 사업을 추진할 계획이다.

ERP 생산 영역 고도화 및 MES/POP를 중심으로 한 생산 실행 시스템 구성과 협력사 포털 시스템 구축을 수행했다(그림 1 참조).

그림 1. 애플리케이션 시스템 구성도

기간 이더넷망에 연결된 USN 엑세스 포인터는 약 300여 대의 센서 노드 데이터(가동/비가동)를 한 번에 수신한다. 따라서 작업장별로 최소의 엑세스 포인터만 설치해도 되기 때문에 아래와 같이 이동이 잦거나 설계변경, 설비 추가가 많은 공정에서 별도의 변경 결선 공사 없이 용이하게 구축할 수 있었다(그림 2 참조)

그림 2. 무선센서 네트워크를 적용한 복수공장에 확대

· 제조관련 IT 계층의 단순화와 저전력 구조 설계의 Green IT 지향
· 표준 인터페이스, 미들웨어와 애플리케이션 독립적 구성으로 변경에 따른 유지보수비용 극소화
· 분산된 복수공장의 중앙관리 구현

이 사업은 부품 공급업체, 생산, 물류, 고객에 이르는 모든 단계를 최적화해 수요자가 원하는 제품을 원하는 시간과 장소에 제공하기 위해 전사적 자원관리(ERP), 제품주기관리(PLM), 제조실행시스템(MES) 등의 애플리케이션을 기업포털 작업에 연계함으로써 협력사들과의 총체적인 협업체계를 구현하는 데 목적이 있다.

부품 공급 업체의 경우 정보시스템을 이용하기 위한 전문 인력과 지식이 부족하기 때문에 개인이 사용하는 PC 및 바코드 프린터로 인터넷 상에 연결된 각 시스템 서버들로부터 클라우드 서비스를 받는다(그림 3 참조).

그림 3. 외주 협력업체 클라우드 서비스 제공

적용사례(2) : 충남 TP 자동화부품 R&D지원센터

충남 TP(Techno Park)는 지역산업진흥산업간 연계 및 산학연관 유기적 협력체제와 기술집약적 기업의 창업 촉진 및 지역전략사업의 기술고도화를 위하여 지식경제부(현 산업통상자원부)와 충청남도가 참여하여 지역경제 활성화를 위해 국가경제발전에 기여할 목적으로 설립한 기관이다. 
충남 TP의 자동차센터는 전장모듈부품을 위한 R&D 지원과 기능형 전장부품 R&D 지원으로 글로벌 경쟁력을 갖춘 고부가가치 연구개발 지원을 위해 건물과 장비 등을 포함하는 인프라 구축, R&D 역량강화를 위한 인력양성, 회원사 제도를 통한 기술지원 및 생산성향상, 원가절감, 변화관리를 지원하는 생산정보전산화시스템 구축을 위한 기업 지원 시스템을 제공하고 있다. 이 과제는 지식경제부, 충청남도의 예산으로 수행된 과제로 다음과 같이 3가지 사업내용으로 추진했다.

① ‌시스템 도입 위한 표준화 업무 수행 및 웹 기반의 통합 허브 시스템 구축 : MES, ERP, 3D 시뮬레이션 시스템 도입
② ‌참여기업 제조공정 분석 기술지원 : 경영 및 공정 개선 등에 대한 컨설팅 및 시스템 지원
③ ‌생산성 향상 및 원가절감 : 물류 및 노무비용 절감 30%, 원가절감 10% 이상

이 TAST 사업은 2008년 7월부터 2012년 12월까지 54개월간 추진했다. 1단계에는 총 5개 기업에 적용 목표로 하였고, 2단계 고도화 사업으로 총 12개 기업이 추가로 수행했다. TAST 사업은 자동차R&D센터에 단일 표준 기능을 보유한 ERP, MES, 3D 시뮬레이션 애플리케이션이 통합전산실에 설치되어 참여기업은 인터넷을 통하여 애플리케이션을 원격으로 사용할 수 있도록 그림 4와 같이 구성했다.

그림 4. 빌려 쓰는 MES 구성도

시시각각 변화되는 생산현장의 자재, 제품 추적과 설비 및 작업자 정보를 실시간으로 관리하기 위하여 참여기업 내에 POP 서버와 생산자원 실시간 수집 단말기(iDCU 및 iTOUCH 작업자 단말기)와 생산 현황판, 바코드, RFID 등을 참여기업에 구축하여 실시간 생산정보화 시스템을 운영할 수 있다.

이 시스템은 최근 정보기술의 핵심어로 부상하고 있는 클라우드 컴퓨팅의 SaaS(Software as a Service) 적용 모델과 M2M(Machine to Machine) 기술의 적용으로 발전 가능성이 높은 시스템으로 평가되고 있다. 또한, 그림 5에 보인 것과 같이 시시각각 생산자원이 바뀌는 생산현장에서 작업지시 처리, 재고현황 파악, 일 평균 판매실적 집계 소요시간 등이 실시간 처리되므로 실시간 기업화의 현실화를 제공하게 되었다.

그림 5. 빌려 쓰는 정보화 전체 시스템 구성도

표 1. 도입 효과

차석근  에이시에스 부사장

정리 : 임근난 기자 (fa@hellot.net)