스 마 트 공 장

스 마 트 공 장



기술동향


스마트공장은 4차 산업혁명이 제조업에서 가시적으로 구현되는 생산시스템으로 ICT 기술을 융복합화하여 제조를 넘어 신가치 창출을 위한 종합 솔루션이라 할 수 있다. 제조 관점에서 스마트공장은 제조업과 ICT간 융합을 통해 산업 기기와 생산 전 과정이 네트워크로 연결되며, 나아가 고객의 니즈에 유연한 대응 체계 구축을 목표로 하고 있다.


스마트공장이 구현되면 각 공장에서는 수집된 데이터를 기반으로 분석하고 의사 결정하는 데이터 기반의 공장 운영 체계를 갖춤으로써, 생산 현장에서 발생하는 현상, 문제들의 상관관계를 얻어낼 수 있고 원인을 알 수 없었던 돌발 장애, 품질 불량 등의 원인을 알아내고 해결이 가능하게 된다. 특히, 숙련공들의 경험과 같은 노하우를 축적해 형식지화함으로써 누구나 쉽게 활용할 수 있고, 현장에서 발생하는 상황들을 모니터링하게 되어 비숙련자들도 대응할 수 있도록 원격지에서의 가이드 제공이 가능하다.


스마트공장은 산업현장의 다양한 센서와 기기들이 스스로 정보를 취합하고 취합된 정보를 바탕으로 생산성을 최대로 끌어 올릴 수 있는 인공지능이 결합된 생산시스템으로 더욱 진화할 것으로 기대되고 있다. 즉, 스마트공장은 설계, 개발, 제조, 유통, 물류 등 생산의 전 과정에서 ICT기술을 적용하여 생산성, 품질, 고객 만족도 등 전략 목표를 향상시킬 수 있는 지능형 시스템으로 변화, 발전할 전망이다.


스마트공장의 도입은 맞춤형 생산 공정, 다품종 복합생산, 조달 및 물류 혁신, 기계와 인간의 협업을 가능하게 하여 기업 경쟁력 등을 확보, 개선하는 지름길이 될 것이다.



산업동향


4차 산업혁명 시대의 도래로 제조 경쟁력을 강화시킬 수 있는 스마트공장이 주목받고 있다. 또한 한국은 이미 전세계에서 ‘근로자 1인당 로봇도입 비율’이 가장 높은 국가로 스마트공장 전환에 제일 적합한 국가이다.


국내 스마트공장 산업은 중견/중소기업 타깃 제조업용 애플리케이션 개발 업체들로 대부분 구성되어 있다. 스마트공장 산업에서 대기업들은 대부분 토털 솔루션을 구비하고 있지만, 중소기업들은 중견/중소기업을 타깃으로 하는 제조업용 애플리케이션(ERP, MES, PLM, SCM) 관련 사업을 대부분 추진 중이다.


스마트공장 분야별 도입 기대효과

ERP 도입 기대효과

- 기업들의 경영 정보화 -> 상향평준화

- 지속적인 정보화 혁신 솔루션 기반 마련으로 생산 경쟁력 강화

- 정보화 시스템 도입으로 관련 담당자의 업무 시간 감축 (KPI 개선)

- 전산재고를 반영한 발주 및 재고관리 시간 감축 (60분 -> 1분)

- 기업 사내 업무관련 항목 정보화

- 전산 Mind 변화와 혁신

MES 도입 기대효과

- 기업 실시간 생산관리 시스템 구축

- 기업의 특색에 따른 생산관리 기반 적용으로 생산성 증대

- 라인 모델변경 시간 단축 (15분 -> 1분), 생산현황 실시간 파악(1분)

- 생산현장 파악 시간 단축 (15분 -> 1분), 생산일보 작성시간 단축 (30분 -> 1분) 

PLM 도입 기대효과

- 기업의 문서 보안수준 강화 -> 산단 경쟁력 강화

- 기업의 제품개발관리 방안 제시 -> 생산성 향상

- 주요 제품개발관리 자료 검색시간 단축 (10분 -> 1분)

- 도면/시방서 등 설계변경서 검토 및 배포시간 단축 (60분 -> 1분)

- 정보접근제어 및 자료접근 이력관리로 문서보안

- WEB 기반 도면 및 시방서 배포로 업무생산성 증대

SCM 도입 기대효과

- 협력사와 유기적 생산대응 체제구축 및 정보화

- 협력사의 납기기준제시 및 품질대응으로 생산력 향상

- 발주시간 단축 (10분 -> 1분), 발주서 전송 시간 단축 (10분 -> 1분)

- 입고등록 시간 단축 (30분 -> 1분), 업체 마감시간 단축 (30분 -> 1분)

- 협력사 상호 업무 정보화로 공급망 확보 및 재고보유률 감소

- 협력사 Mind 변화와 혁신

- “눈으로 보는 관리” 실현

- ICT 기반 스마트공장 기초수준 관리



IoT 시장의 핵심, 스마트공장의 효과


많은 업체들이 스마트공장 도입을 희망하는 이유는 스마트공장을 구축함으로써 얻을 수 있는 막대한 경제적 효용 때문이다.


제조업체들은 공장 내 IoT 환경을 구축함으로써 빅데이터, AI, 지능형 로봇, 3D 프린팅 등 과거에는 접근할 수 없었던 새로운 디지털 기술들을 활용할 수 있다. 이를 통해 제조업체들은 생산 효율 측면에서 막대한 개선 효과를 누릴 수 있으며 그에 따른 경제적 효용 또한 클 것으로 판단한다.


스마트공장 도입에 따른 효과는 이미 구축 사례들을 통해 증명되고 있다. 신속한 검수 및 입고 처리에 따른 시간 및 비용이 감소되며, 안전 재고량 관리에 따른 부품의 적정 재고 유지 및 확인이 가능하다. 또한 분식, 도난 절취에 대한 원인 분석 및 방안이 마련되고 생산현장의 부품 현황 및 알람을 통한 신속한 공급자동화가 이루어진다. 결과적으로 이에 따른 다양한 성과가 분석된다.


종합
성과
기업 생산성, 경쟁력 제고

● 현장 정보 실시간 파악,

   문제확인 및 대응력 확보

● 생산공정의 불합리요소제거
   (품질, 생산성, 원가 측면)

● 근로자의 현장 지식 축적

● 정보를 이용한 소통과 토론 문화 정착

● 인과추적이 용이해짐

● 엔지니어링 데이터 축적 가능

● 업무 프로세스 통합 및 혁신

● 정보 경영 확립
세부
지표별
성과
생산성 향상품질 향상비용 절감매출 증가

● 노동 생산성 14.5%

● 납기 27%

● 생산품목수 16%

   기제품 제작기간 33%
● 품질 불량률 32.9%● 제조 원가 23.1%●  매출액 16.8%

※ 2014년 스마트공장구축사업 진행한 133개사, 중기청 기술정보진흥원사업 144개서 자료 근거, 전체 평균값 적용

출처 : 스마트제조혁신추진단



스마트공장, 선택 아닌 필수


스마트공장의 핵심인 전 공정의 빅데이터를 모아서 분석제어하는 통합정보시스템은 작업자가 공장의 현황을 한 눈에 파악하는 것을 가능하게 한다. 이를 통해 공정과정에서의 실수의 최소화, 표준화된 제품의 신속하고 정확한 다량 생산등 제품 공정 현장의 효율성을 최대로 올려주는 효과 또한 기대할 수 있다.


관련 도표


관련 영상

출처 : "스마트공장, 선택 아닌 필수", 『 KNN뉴스』, 2019. 7. 22.