사이버물리시스템 등 디지털 기술로 제조 현장 사전 검증

[인더스트리뉴스 박관희 기자] 제조 현장에 사물인터넷(IoT) 기술과 빅데이터, 그리고 사이버 물리시스템(CPS : Cyber Physical System, 이하 CPS)과 같은 디지털 기술 바람이 불고 있다. 스마트 팩토리를 위한 디지털 기술들은 공장 자동화를 넘어 보다 효율적인 작업 프로세스를 결정하는 원동력이 된다.

생산현장을 가상공장(Cyber Factory)으로 운영하는 솔루션이 제시됐다. 가상공장 운영을 통해 생산현장에서 발생되는 다양한 문제점을 파악하고, 개선점을 발굴해 검증할 수 있게 됐다. 신규공장의 구축과 기존공장의 확충, 생산 혁신 등 다양한 과제에 대한 대응도 가능하다.

제조업계에서 사용하는 대부분의 생산지표를 효과적으로 분석할 수 있는 기능이 제공되고, 이런 기능은 실무자들이 효과적으로 생산현장을 관리하고 개선할 수 있는 기회로 작용한다.

사이버 팩토리 통해 최적의 투자 가능

해외에서 먼저 검증된 스마트 팩토리 솔루션 제공기업 에쎄테크놀로지는 생산시스템 ‘S-Prodis’를 국내 제조현장에 공급한다. S-Prodis는 가상공장으로 운영하는 시뮬레이션 소프트웨어로 사이버 팩토리를 통해 스마트 팩토리의 효과를 사전에 확인해 최적의 투자규모와 순서 등의 결정을 돕는다.

생산현장에서 주로 관리하는 생산지표들은 풍선과 같은 성질을 지닌다. 한 가지 생산지표만 집중 관리하면 다른 생산지표에 악영향을 미치게 된다. 일례로 가동률에만 집중하다 보면 재고가 늘어나 적재를 위한 부지가 부족해지고, 리드타임(Lead-Time)이 길어진다. 따라서 생산지표들을 동시에 종합적으로 분석하면서 관리해야만 개선효과를 기대할 수 있다. S-Prodis는 생산현장의 주요 생산지표들을 동시에 분석하고 관리한다.

S-Prodis의 CPS 시뮬레이터는 OPC-UA, 빅데이터 등을 통해 생산현장의 다양한 디바이스들의 정보와 주문정보 등을 실시간으로 수집한다. S-Prodis는 수집된 정보를 분석해 최적의 생산운영 방법을 찾아 S-Prodis CPS 컨트롤러가 생산현장을 제어하게 된다. 실시간 계획대비 실적을 비교 분석하고, 관리 범위를 넘어서거나 부족하면 다시 최적의 생산운영솔루션을 제시해 결국 완성도 높은 스마트 팩토리를 구현하게 된다.

리드타임 감소, 작업 효율 향상

실제 약품 제조업체의 경우 신설공장에 대한 시뮬레이션을 통해 최대 케파를 검증했고, 필요한 창고의 볼륨과 임시 보관소 공간, 또 물류의 경로 검토를 통해 공장운영의 문제점을 사전 진단했다. 자동차 엔진 제조업체의 사례도 있다. 공정편성을 최적화해 공정을 추가해도 리드타임이 감소했고, 작업자의 효율은 20% 향상시켰다. 빠르게 생산되는 전자부품 제조업체를 상대로 한 물류 시스템 개선을 이룬 사례에서는 컨베이어, AGV 등 자동화 물류장비를 시뮬레이션해 효과적인 물류 시스템을 구축할 수 있었다.

에쎄테크놀로지 송춘경 대표는 “사이버 팩토리를 이용해 최적의 운영방안을 찾고, 이를 실현할 수 있는 방향으로 생산시스템을 개선하는 것이 S-Prodis 목적이다”면서, “생산시스템 운영 시뮬레이터를 통해 제조 현장의 케파와 작업 로스 등에 대한 합리적인 결과를 도출하고, 효율성을 제고시켜 나가겠다”고 말했다.

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