■스마트 팩토리란??
1.개요
스마트 팩토리는 설계 및 개발, 제조 및 유통 등 생산과정에 디지털 자동화 솔루션이 결합되 정보통신기술(ICT)를 적용하여 생산성, 품질, 고객만족도를 향상시키는 지능형 생산공장으로 공장 내 설비와 기계에 사물인터넷(IoT)을 설치하여 공정 데이터를 실시간으로 수집하고, 이를 분석해 스스로 제어할 수 있게 만든 미래형 공장이다.
2.적용범위
제품을 생산하는 공정만 바뀌면 “스마트 팩토리”일까?
그렇지 않습니다. 스마트 팩토리는 제품 기획.개발부터 양산까지, 주문에서부터 완제품 출하까지 제조 관련 모든 과정을 말하며 응용 시스템뿐 아니라 현장자동화와 제어자동화 영역까지 공장 운영의 모든 부분을 포함하는 것이다.
3.단계별로 본 스마트 팩토리
스마트공장의 ICT 기술의 활용 정도 및 역량 등에 따라 “기초 – 중간1 – 중간2 – 고도” 로 구분하고 있다.
스마트공장 도입을 고민 중인 기업이라면, 첫 단계부터 고도 수준을 걱정할 필요는 없다.
스마트공장은 기업의 여력이나 상황에 따라 점진적으로 수현 가능하기 때문에 기업의 사정에 따라 적절한 수준 및 기능을 선택해 집중 하는 것이 중요하다.
현재 많은 중소기업들이 비교적 적은 비용으로 쉽게 시작할 수 있는 기초 단계를 구축하고 있다.
기초 단계에서는 실시간 만들어지는 제품을 바로 집계해 관리할 수 있고 자재 이력관리까지 가능하다.
4.스마트 팩토리의 5대 요건
다음은 스마트 공정을 구성하고 수준 별로 발전시킴에 있어서 꼭 필요한 다섯 가지 조건이다.
1) 4M + 1E의 디지털화
-4M+1E의 각 요소 (Man, Machinery, Material, Method, Environment) 들의
실시간으로 디지털 값을 인지하고, 측정 가능한 정보를 제공해야 하며, 통신을 통해 상호작용해야 한다.
2) 지능화
-알고리즘 또는 인공지능 등의 솔루션을 이용하여 최적의 예측 가능한 해결 방법을 제공해야 한다.
3) 통합
-사회망과 가치사슬을 통해 단대단의 정보 교류가 이뤄지도록 하는 수평적 통합과 최하위 수준인 기계장치부터
기업 비즈니스 수준까지 수직적 통합이 가능해야 한다.
4) 엔지니어링 지식의 창출
-지속해서 정보를 확보하고 저장한 후, 이를 바탕으로 자동화를 위한 제조 지식을 점진적으로 창출할 수 있어야 한다.
5) 스마트 시스템과의 연결
-향후에 발전할 스마트 제품들과 통신 표준에 의거해 연결이 가능해야 한다.
5.스마트공장관련 용어 정리
자동화제어장비 (생산효율최적화)
각종 센서로부터 신호를 받아 제어기에 신호를 보냄으로써 사람이 지정해둔 대로 로봇이 작동하도록 해주는 장치이다. 컴퓨터에 두뇌 역할이 CPU라면 공장 자동화에서 전체 하드웨어의 총괄 역할을 하는 것이 PLC이다.
2) POP (Point Of Production)
생산시점관리 시스템 (공정간 재고 감소, 리드 타임 단축)
공장의 생산과정에서 기계, 설비, 작업자, 작업 등에서 시시각각 발생하는 생산정보를 실시간으로 수집 및 처리하여 현장관리자에게 제공하는 시스템이다.
3) MES (Manufacturing Execution System)
제조실행 시스템 (품질개선, 생산성 향상)
제조 상황을 실시간 모니터링하고 제어할 수 있게 만들어 주기 때문에 스마트공장 구축의 핵심적인 역할을 맡고 있다. 물류 및 작업 내역 추적 관리, 상태파악, 불량 관리 등에 초점을 맞춘 현장용 시스템이다.
자재소요량 계획 (재고 부족 방지, 공급능력 향상)
제품을 생산함에 있어서 부품이 투입될 시점과 투입되는 양을 관리하기 위한 계획.시스템이다.
5) PLM (Product Lifecycle Management)
제품수명주기관리 (설계 개발 리드타임 단축)
제품 설계를 위한 아이디어 수집과 같이 단계부터 제품 생산을 시작하기 직전까지 관련된 정보를 통합 관리해 주는 시스템이다. 생산이 들어가기 전, 제품 개발과 설계 단계 프로세스를 관리해준다.
6) SCM (Supply Chain MAnagement)
공급사슬관리 (납기 준수율 향상)
물건과 정보가 생산자로부터 도매업자, 소매상인, 소비자에게 이동하는 전 과정을 실시간으로 한눈에 볼 수 있으며, 이를 통해 제조업체는 고객이 원하는 제품을 적기에 공금하고 재고를 줄일 수 있다.
7) ERP (Enterprise resource Plannin)
전사적 자원관리(업무 프로세스 개선)
기업의 자금, 회계, 생산, 판매 등 경영 흐름을 한눈에 파악할 수 있도록 관리해주며 실시간으로 기업 전반의 경영 상태를 확인하고 공유해 빠르고 투명한 겅무 처리라 가능하다.
8) PDM (Product Data Management)
제품데이터 관리 (생산성 향상 및 개발 주기 시간 단축)
제품 개발의 정의에서부터 설계, 개발, 제조, 출하에 이르기까지 전반에 걸쳐 제품정보를 통합/관리하는 시스템으로 최근에는 PLM까지 개념이 확장되고 있다.
6. 기타 스마트 공장 용어
정보통신기술 (생산 시스템 최적화)
정보를 주고받는 것은 물론, 저장, 처리, 관리하는데 필요한 모든 기술로 스마트공장과 융합되면 자동화 및 정보화되어 공장 전체가 실시간 연동되어 운영된다.
생산성 향상, 에너지 절감, 인간중심의 작업 환경을 구현하고 최적비용과 시간으로 제품을 생산할 수 있다.
2) IoT (Internet of things)
사물인터넷 (실시간 정보 교환)
인터넷을 기반으로 시간, 장소, 사물 제약 없이 모든 사물이 연결되어 사람과 사물, 사물과 사물간의 정보를
소통하는 지능형 기술 및 서비스이다.
※ IIOT (Industrial Internet of Things) – 산업용 사물인터넷
3) CPS ( Cyber Physical Systems)
실제 공장에서 사용하는 시스템과 사이버공간의 시스템을 실시간 통합하는 기술이다. 새로운 프로젝트의 테스트를 위해 현재 생산 중인 공정을 멈출 수 없으니 이런 어려움을 사이버 공간으로 가져와 실행하는 것 이다.
CPS를 통해 가상 시제품 생산을 통해 개발 비용을 절감할 수 있다.
참고 Reference : 스마트공장 사업관리시스템 (smart-factory.kr)