제조업은 저출산 고령화로 인한 노동력 부족, 경쟁 심화, 숙련된 기술 전수의 어려움 등 날로 어려운 환경에 직면해 있습니다.이러한 상황에서 제조 라인의 기계화가 진행되고 있지만 여전히 많은 생산 현장에서는 생산 관리를 인간의 직관과 경험에 의존하고 있습니다.
이 글에서는 공장의 생산 관리에 혁명을 일으킬 것으로 기대되는 스마트 팩토리에 대해 알아보겠습니다.스마트 팩토리가 실현되면 생산성 향상을 통한 품질 향상, 비용 절감, 납기 단축 등 많은 것이 달성될 것입니다.
이 글에서는 스마트 팩토리의 개요, 스마트 팩토리를 통해 얻을 수 있는 이점, 성공의 핵심 포인트를 설명합니다.공장에서 생산 관리를 담당하고 있다면 이 문서를 참조하십시오.
스마트 팩토리란?
스마트 팩토리는 공장 내에서 사용하는 기계와 관리 시스템을 네트워크화하고 AI, IoT 등 최첨단 IT 기술을 도입해 작업을 효율적이고 높은 생산성으로 수행할 수 있는 공장이다.
스마트 팩토리의 탄생 배경에는 2011년 독일 정부가 주창한 “인더스트리 4.0"이 있다.증기기관, 전기, 디지털에 이은 4차 산업혁명으로서 전 세계보다 앞서 제조업을 빠르게 개혁하기 위한 방안으로 스마트 팩토리가 도입되었습니다.
스마트 팩토리의 생산 관리란 무엇일까요?
공장의 전통적인 생산 관리에는 주문 및 현재 작업 진행 상태를 모니터링하고, 적절한 자재를 조달하고, 생산 계획에 따라 제조 운영을 관리하는 것이 포함됩니다.주문 관리 및 자재 조달과 같은 많은 생산 관리 업무는 경험을 바탕으로 한 직관이 필요하기 때문에 개인화되기 쉬운 작업입니다.
하지만 스마트 팩토리에서는 제조 과정에서 수집된 다양한 데이터를 직관에 의존하지 않고 분석하여 주문 예측 및 생산 계획이 자동으로 수립됩니다.이는 생산 관리가 개인화되는 것을 방지하고 노동력 부족 해소에 매우 효과적일 것으로 기대됩니다.
스마트 팩토리 작업의 이점
공장을 스마트하게 만들면 얻을 수 있는 이점은 다음과 같습니다.
결함 제품 및 재고 손실 감소
직관에 따라 수동으로 수행하던 생산 관리를 자동화하면 결함과 재고 손실이 줄어들어 전체 운영의 효율성이 향상되고 수익도 증가합니다.
개인화 방지
직관에 기반한 생산 관리는 경험이 풍부한 기술자의 기술에 따라 작업이 좌우된다는 점에서 큰 단점이 있습니다.그러나 스마트 팩토리로 전환하면 많은 작업을 자동화하여 개별 기술에 대한 의존도를 줄일 수 있습니다.
생산적인 작업에 집중
더 많은 작업이 자동화되고 수동 작업이 덜 필요해짐에 따라 직원들은 보다 생산적인 작업에 더 많은 시간을 할애할 수 있으며, 이는 궁극적으로 수익 증가로 이어질 것입니다.
결함의 원인 파악
센서를 제조 장비와 라인에 통합하면 결함 원인을 신속하게 식별할 수 있어 적절하고 신속한 개선이 가능합니다.또한 출고 후 불량품이 발견되거나 오작동이 발생한 경우에도 원인을 빠르게 파악할 수 있다.이를 통해 적절한 고객 서비스를 제공하고 각 고객의 다양한 요구를 충족할 수 있어 고객 만족도가 향상됩니다.
기계 장비 고장 예측
제조 공정 중에 네트워크로 연결된 기계 및 장비의 데이터를 수집할 수 있으므로 정확한 고장 예측이 가능합니다.이를 통해 조기 수리 및 개조가 가능하여 가동 중지 시간을 최소화할 수 있습니다.
스마트 팩토리를 성공으로 이끄는 핵심 포인트
공장을 성공적으로 스마트하게 만들기 위해서는 몇 가지 사항을 고려해야 합니다.그 중에서도 가장 중요한 점은 다음과 같습니다.
스마트 팩토리 도입 목적 명확화
스마트 팩토리 도입 목적을 명확히 할 필요가 있다.목적이 명확하지 않으면 투자 수익을 계산할 수 없으며 어디서부터 시작해야할지 명확하지 않습니다.비용 절감, 기술 이전, 인력 부족 해소, 다양한 요구에 대한 대응 등 스마트화 추진에 중요한 것이 무엇인지 그 목적을 명확히 하는 것이 중요하다.
비즈니스 프로세스 시각화
스마트 팩토리 도입의 목적을 명확히하기 위해서는 현재의 비즈니스 프로세스를 시각화하고 문제를 명확히 할 필요가 있습니다.예를 들어 은퇴로 인한 엔지니어 손실이나 시간이 많이 걸리고 오류가 발생하기 쉬운 수동 데이터 입력 작업과 같은 특정 문제를 식별할 수 있습니다.
최첨단 IT 인재 확보
스마트화가 성공하려면 AI와 IoT를 사용해야 합니다.따라서 AI와 IoT를 효과적으로 활용할 수 있고 수집된 데이터를 제대로 분석할 수 있는 인력의 확보가 필수적이다.
정보의 공유
스마트 팩토리의 성공을 위해서는 현장에서 일하는 직원들의 이해와 협력이 필요합니다.따라서 스마트화의 목적과 그 방안의 내용을 직원들과 공유하여 직원들이 같은 방향으로 나아갈 수 있도록 해야 합니다.
생산 관리 분야의 스마트 팩토리 성공 사례
국내에서는 아직 스마트 팩토리가 널리 인정받고 있지는 않지만 이미 성과를 내고 있는 공장이 늘고 있습니다.여기서는 스마트 팩토리 구현의 몇 가지 성공 사례를 소개하겠습니다. 2017년 5월 경제산업성 중부경제산업국이 발표한 “스마트 팩토리 로드맵”
아사히 철공소 주식회사
자동차 부품을 주로 생산하는 아사히 제철소는 수주 증가로 인한 설비 증설 비용을 억제하면서 생산성을 향상시켜야 하는 시급한 과제에 직면했다.
설비를 증설하지 않고도 생산성을 향상시키기 위해서는 각 설비의 운영 현황과 생산 시간 관리를 정확히 파악하는 것이 필수적이다.그러나 이를 수동으로 수행하는 것은 시간이 너무 많이 걸리기 때문에 각 시설의 운영 상태와 생산 시간을 관리할 수 있는 시스템이 도입되었습니다.시스템 도입 후 적절한 시설 운영 관리로 인해 원래 계획대로 시설을 확장할 필요가 없어 1억 4천만 엔의 비용 절감 효과가 있었습니다.
또한 회사 자체 공장의 성과는 다른 회사의 수요가 있을 것으로 예상되어 외부 판매를 위한 신규 회사 설립 등 새로운 비즈니스 창출로 이어졌습니다.
한야 매뉴팩처링 주식회사
자동차 부품을 주로 생산하는 한타니 매뉴팩처링 주식회사는 매년 업무 성격이 변화함에 따라 미래를 위한 인재 육성과 비즈니스 개혁에 속도를 내야 하는 과제에 직면했습니다.그 결과 회사는 업무 체계화에 나서고 10년 후 독립적으로 업무를 수행할 수 있는 인적 자원을 개발하기 시작했습니다.사장의 명령에 따라 직원들이 생산관리 시스템을 주도적으로 활용했다.
회사는 월례회의를 통해 노동생산성 목표와 결과를 확인하고 의견을 공유함으로써 신속한 경영을 달성할 수 있었으며, 제조기계의 적절한 가동에 따른 신규 수주 증가에 힘입어 지난 4년간 약 1.1배의 매출 증대와 약 5% 의 인건비 절감에 성공했습니다.
후지쓰 리미티드/시마네 후지쓰 리미티드
주로 네트워크 제품을 제조하는 Fujitsu Limited와 Shimane Fujitsu Limited의 공장에서는 제품 품질을 제어하고 작업 효율성을 개선하기 위한 조치를 지속적으로 시행해 왔지만, 이 작업의 대부분이 수동으로 이루어지기 때문에 자동화가 주요 과제였습니다.
따라서 센서를 설치하여 작업 영역 내 제품 위치를 파악하고, 제품이 정체될 가능성이 높은 위치와 작업 완료 시기를 예측하고, 사람과 기계 간의 데이터 공유 및 협업 생산을 촉진했습니다.품질을 향상시켰을 뿐만 아니라 생산 리드 타임도 이전의 5분의 1로 단축했습니다.
요약: 스마트 팩토리는 생산 관리 혁신에 필수적입니다
생산 관리를 간소화하고 공장의 생산성을 높이는 데에는 많은 장애물이 있었습니다.특히 인간의 노동력과 직관에 크게 의존하는 주문 예측 및 재고 관리 상의 오류로 인한 손실, 숙련된 작업자의 고령화 등의 문제는 단순히 기계화를 추진하는 것만으로는 해결할 수 없습니다.이에 대응하여 AI, IoT와 같은 첨단 IT 기술과 기계 및 시스템의 네트워킹이 큰 관심을 끌면서 스마트 팩토리는 이제 다양한 데이터를 수집할 수 있게 되었습니다.이전에는 사용할 수 없었던 대량의 데이터를 수집하고 AI 분석을 사용하여 숙련된 작업자의 기술을 문서화할 수 있으므로 효율적이고 생산성이 높은 운영이 가능합니다.
공장을 스마트화해 생산관리를 효율적으로 수행할 수 있다면 기존에 전수하기 어려웠던 기술을 전수할 수 있을 뿐만 아니라 고객의 다양한 요구를 충족시킬 수 있어 고객 만족도 향상으로 이어질 것입니다.생산 관리 현장에 혁신을 가져올 스마트 팩토리를 실현하기 위해 노력해 보는 것은 어떨까요?
