중기부 연내 3만개 스마트공장 구축 목표에 속도

통합생산관리시스템(MES) 도입으로 생산성 향상 도모

MES로 생산부터 품질까지 모니터링으로 생산공정 제어

최근 디지털 혁신을 기업성장의 화두로 올려놓고 추진하던 철강업계가 코로나19 사태를 계기로 제조현장부터 업무 방식, 제조 및 재고 관리까지 자동화와 스마트화를 공격적으로 추진하고 있다. 스마트화를 적용시킨 스마트팩토리는 공장 내 설비와 기계에 사물인터넷(IoT)을 설치해 공정 데이터를 실시간으로 수집, 분석해 스스로 제어할 수 있는 시스템이다.

국내는 정부 주도로 중소‧중견기업을 위한 스마트팩토리 보급‧확산 사업을 이어가고 있다. 주로 대기업 위주의 공장 및 설비의 스마트화에서 중소‧중견기업까지 그 적용 범위도 확산되고 있다.

이에 중소벤처기업부는 지능형 공장 구축을 위한 실탄 2,400억원을 준비했다. 산업연구원이 지난 2014년부터 2018년까지 스마트공장을 도입한 7,903개 기업을 분석한 결과 스마트공장 구축기업은 평균적으로 생산성 28.5% 증가, 품질 42.5% 향상, 원가 15.5% 감소 등 제조 경쟁력이 높아진 것으로 나타났다. 또한 기업당 매출 7.4% 향상을 비롯해 고용 2.6명 증가, 산업재해 6.2% 감소 등 기업 성장과 좋은 일자리 창출로 이어진 것으로 분석됐다.

이런 성과를 토대로 중기부는 연내 3만 개 스마트 공장을 구축하겠다는 기존 목표에 속도를 낼 예정이다.

지난해 말까지 2만5,000개의 스마트공장을 보급한 데 이어 올해 5,000개의 스마트공장 구축을 확립해 목표를 달성하겠다는 방침이다. 이번 발표된 사업 계획은 이에 대한 일환이다.

주요 업체별로 살펴보면 구조용강관 제조업체 한진철관은 동종업계 최초 통합생산관리시스템(Manufacturing Execution System)을 도입했다.

통합생산관리시스템으로 불리는 MES는 제품 주문에 의한 생산에서 완성품의 품질검사까지 전 생산활동을 관리하는 시스템으로 생산 현장의 각종 정보와 생산실적, 작업자 활동, 설비 가동, 제품 품질 정보 등을 실시간으로 수집한다. 이를 통해 분석 및 모니터링으로 생산공정을 제어함으로써 고품질 수익 지향성 생산체제를 갖추게 하는 시스템이다.

한진철관은 4차 산업혁명 시대에 부합하는 스마트팩토리 경쟁력을 확보하고 있다. 각 조관라인에 정확한 원가 산출을 위해 설비마다 계측 장비를 구축해 해당 설비의 전력 사용량 등 제조원가를 실질적으로 산출할 수 있는 시스템을 구축했다. 또 기존 1공장의 통합생산관리시스템의 연동으로 실시간 생산현황 및 설비 상황을 모니터링할 수 있게 됐다.

국내 구조관 업계에서 최초로 MES를 도입한 한진철관은 축적된 기초데이터를 활용해 계획 생산과 불량률 감소에 중점을 둘 계획이다. 이번 MES도입으로 시간당 생산량은 물론 라인별 실시간 상황 점검, 원자재 재고량 등 전선화하면서 한눈에 흐름을 파악할 수 있게 됐다. 특히 생산 제품이 언제, 어디서, 어떻게, 누구에 의해 생산됐는지 상세하게 기록하고, 그 정보를 고객에게 제공하는 MES는 생산 현장에서 발생하는 최신의 정보를 실무자나 관리자에게 보고하고 신속한 응답을 통해 생산조건을 변화시킬 수 있다.

또 불필요한 요소를 줄여줌으로써 비가동 시간을 최소화시킬 수 있도록 유도한다. 여기에 설비 인터페이스를 통해 작업 지침을 실시간으로 지시하고 통제하는 역할을 담당해 생산 현장의 오작업을 방지하고 불량 발생 원인을 조기에 발견해 생산 효율을 높여 제조 경쟁력을 극대화시킬 수 있다.

이어 비엔그룹의 비엔스틸리와 비엔철강이 중소 벤처기업부 산하 스마트제조혁신단이 추진하는 스마트공장 지원 사업을 통해 포스코ICT와 스마트팩토리 구축 업무 협약을 맺어 생산 공정 혁신을 앞당길 준비를 마쳤다. 스마트팩토리가 구축되는 곳은 비엔스틸라와 비엔철강 녹산공장으로 올해 중소기업형 Smart SMB MES을 도입해 생산·품질·재고·설비관리 등이 통합적으로 이뤄지는 체계를 적용할 계획이다. 또 이미 만들어진 설비 모니터링 시스템을 고도화해 정보통신기술(ICT)이 적용된 지능형 생산공장을 구축할 예정이다.

가공 유통업체로는 현대제철 스틸서비스센터 기보스틸이 스마트팩토리 전문기업 울랄라랩과 손잡고 ‘아마존 클라우드(AWS) 기반 맞춤형 스마트팩토리 시스템’을 구축했다.

기보스틸은 시화 공장과 당진공장에 열간압연강판 및 냉간압연강판 연 100만톤 생산·가공 능력을 갖춘 중견 철강업체다. 회사는 울랄라랩의 산업용 IoT게이트웨이와 스마트팩토리 솔루션을 활용해 제품의 주요 생산 데이터를 실시간 자동 측정과 MES와 ERP 연동으로 생산 현황의 디지털 시스템화를 구축했다고 밝혔다.

기보스틸은 페이퍼 중심의 작업 지시와 작업 변경, 운영 현황 관리 및 현장 작업자의 경험과 수작업에 의존해온 기존 생산·불량·품질관리 시스템에 획기적인 변화가 나타날 것이라 예상하고 있다. 회사는 이번 맞춤형 스마트팩토리 시스템 도입을 통해 생산과 설비 운영 현황에 대한 전 과정을 데이터화했다.

울랄라랩은 기보스틸의 기존 ERP과 신규 MES 연동하고 설비별로 부착된 센서와 PLC 데이터를 기반으로 생산제품 정보 및 설비의 상태 등을 실시간으로 수집·측정하여 작업/생산량 관리 체계를 구축했다.

앞으로 기보스틸 SSC에서는 현장에 설치된 POP와 대시보드를 통해 작업지시 기반의 생산관리와 생산 이슈를 실시간으로 확인할 수 있다. 아울러 현장에서의 즉각적인 MES와 ERP에 바로 반영 및 확인도 가능해졌다.

이를 통해 생산 중 변경되는 작업 지시에도 신속한 대응이 가능할 것으로 기대된다. 숙련되지 않은 현장 초보자도 업무 이해를 높이며 작업을 진행할 수 있어 휴먼 에러를 방지하는 효과도 예상된다.

철강업계 관계자는 “포스트 코로나 대비 스마트팩토리에 대한 철강 제조기업들의 관심이 높아지고 있다”며 “스마트팩토리를 통해 생산성부터 물류기능까지 효율성을 높여 나갈 것”이라고 말했다.