스 마 트 공 장

스 마 트 공 장



정의


기획·설계→생산→유통·판매 등 제조과정의 전부 또는 일부에 IoT·AI·빅데이터와 같은 통신기술을 적용하여 기업의 생산성, 품질 등을 향상시키는 지능형 공장을 말한다.




제조단계별 스마트공장의 모습


기획 설계- 가상공간에서 제품성능을 제작 전에 시뮬레이션하여 제작기간 단축 및 소비자 요구에 맞춤형 제품 개발
생산

- 설비-자재-관리 시스템 간 실시간 정보교환으로 다품종 제품생산 및 에너지·설비효율 제고

유통 판매

- 생산 현황에 맞춘 실시간 자동 수발주로 재고비용이 획기적으로 감소하고 품질·물류 등 全분야 협력 가능



적용 범위


스마트공장은 제품개발부터 양산까지, 시장 수요 예측 및 모기업의 주문에서부터 완제품 출하까지의 모든 제조 관련 과정을 포함하며, 수직적으로는 현장자동화, 제어자동화, 응용 시스템의 영역을 모두 포함한다.




수준별 단계


스마트공장은 도입을 원하는 업체에 따라 다양한 형태로 구현 가능하며, ICT(정보 통신 기술)의 활용 정도 및 역량에 따라 Level 1~5로 구분한다.


단계구분내용
-ICT미적용Excel 정도 활용, 시스템을 갖추고 있지 못한 상태
Level
1~2
기초수준생산실적 정보 자동집계

- 자재흐름 실시간 파악, Lot-tracking
  부분적 관리 시스템 운영(설계, 영업, 재고, 회계 등)

Level
3
중간1수준설비 정보 자동집계

- 실시간 공장 운영 모니터링, 품질분석
  분야별 관리 시스템간 부분적 연계

Level
4
중간2수준관리 시스템을 통한 설비 자동 제어

- 실시간 생산 최적화
분야별 관리 시스템간 실시간 연동(개발-생산-지원관리)

Level
5
고도화설비, 자재, 시스템 유무선 네트워크로 연결(loT/CPS)

- 스스로 판단하는 지능형 설비, 시스템을 통한 자율적 공장운영



스마트공장 용어 설명


용어설명
ICT
(Information Communication Technology)
정보통신기술, IT - Communication을 의미
IoT
(Internet of Things)
사물인터넷, 인터넷을 기반으로 모든 사물을 연결하여 사람과 사물, 사물과 사물간의 정보를 소통하는 지능형 기술 및 서비스
MES
(Manufacturing Execution System)
제조실행시스템, 제품의 주문을 받고난 후 제품이 완성될 때까지 생산의 최적화를 위한 정보를 제공, 생산현장에서 발생하는 최신의 정보를 현장실무자나 관리자에게 보고, 신속한 응답을 통해 생산조건을 변화시키며 가치 없는 요소를 감소시켜줌으로써 생산공정과 기능을 개선
CPS
(Cyber-Physical Systems)
사이버물리시스템, 현실 세계의 다양한 물리, 화학 및 기계공학적 시스템을 컴퓨터와 네트워크를 통해 자율적, 지능적 제어
PLC
(Programmable Logic Controller)
각종 센서로부터 신호를 받아 제어기에 신호를 보냄으로써 사람이 지정해둔 대로 로봇이 작동하도록 해주는 장치, 제어로직 프로그램을 실행할 수 있도록 고안된 시스템으로서 제어를 위한 입출력 장치를 포함
PLM
(Product Lifecycle Management)
제품수명주기관리, 제품 설계도로부터 최종 제품 생산에 이르는 전체과정을 일관적으로 관리하는 시스템으로서 제품 부가가치를 높이고 원가를 줄이는 것이 목적
SCM
(Supply Chain Management)
공급사슬관리, 물건과 정보가 생산자로부터 도매업자, 소매상인, 소비자에게 이동하는 전 과정을 실시간으로 한눈에 볼 수 있으며, 이를 통해 제조업체는 고객이 원하는 제품을 적기에 공급하고 재고를 줄일 수 있음
POP
(Point Of Production)
생산시점관리시스템, 공장의 생산과정에서 기계, 설비, 작업자, 작업 등에서 시시각각 발생하는 생산정보를 실시간으로 직접 수집, 처리하여 현장관리자에게 제공하는 시스템
ERP
(Enterprise Resource Planning)
기업자원관리 재무/회계, 자재/구매, 품질, 생산, 설비 등을 유기적으로 연계하여 관리하는 시스템
FEMS
(Factory Energy Management System)
조선, 자동차, 섬유, 석유화학제품과 같은 제조업 등의 생산시설에서 사용하는 에너지를 최소화하기 위한 관리시스템, 생산활동 및 시설 유지에 사용되는 에너지를 모니터링, 분석, 원격 제어함으로써 에너지의 효율적 사용 도모
FMEA
(Failure Mode and Effect Analysis)
고장형태 영향분석 방법론, 기계부품 (시스템요소)의 고장이 기계(시스템) 전체에 미치는 영향을 예측(결과 예지) 하는 해석방법으로, 기계부품 등의 기계요소가 고장을 일으킨 경우에 기계 전체가 받는 영향을 규명하는 방법론



생산 자동화와 스마트공장의 차이


생산 자동화스마트 공장

- 자동화는 제조과정을 사람의 개입을 최소화하여 기계가 하도록 하는 것으로 궁극적으로 무인화 공장을 지향


- 제조 全과정(기획, 설계, 유통·판매 등)을 ICT*로 통합하여 고객맞춤형 스마트제품을 생산하는 지능형 공장으로 인간과 기계가 유기적으로 연결

* (SW) MES, ERP, PLM, SCM 등

   (HW) PLC, Sensor, Robot 등

   (요소기술) 빅데이터, CPS 등


출처 : 스마트제조혁신추진단



스마트공장 생태계 주요 주체


분류정의응용분야
애플리케이션- 스마트공장 IT 솔루션의 최상위 소프트웨어 시스템으로 MES(Manufacturing Execution System), ERP(Enterprise Resource Planning), PLM(Product lifecycle Management), SCM(Supply Chain Management) 등의 플랫폼 상에서 각종 제조 실행을 수행하는 애플리케이션
- 애플리케이션은 디바이스에 의해 수집된 데이터를 가시화하고 분석할 수 있는 시스템으로 구성
- 공정설계
- 제조실행 분석
- 품질분석
- 설비보전
- 안전/증감 작업
- 유통/조달/고객 대응
플랫폼- 스마트공장 IT솔루션의 하위 디바이스에서 입수한 정보를 최상위 애플리케이션에 정보 전달 역할을 하는 중간 소프트웨어 시스템으로 디바이스에 의해 수집된 데이터를 분석하고, 모델링 및 가상 물리 시뮬레이션을 통해 최적화 정보 제공
- 각종 생산 프로세스를 제어/관리하여 상위 애플리케이션과 연계할 수 있는 시스템으로 구성
- 생산 빅테이터 분석론
- 사이버 물리 기술
- 클라우드 기술
- Factory-thing 자원관리
디바이스- 스마트공장 IT솔루션의 최하위 하드웨어 시스템으로 스마트 센서를 통해 위치, 환경 및 에너지를 감지하고, 로봇을 통해 작업자 및 공작물의 위치를 인식하여 데이터를 플랫폼으로 전송할 수 있는 시스템으로 구성- 컨트롤러, 로봇, 센서 등 물리적인 컴포넌트


출처 : 한국전자통신연구원