월간전기



슈나이더 일렉트릭, 뉴노멀 시대 ‘스마트 공장’ 이끈다

2020-09-01

슈나이더 일렉트릭, 뉴노멀 시대 ‘스마트 공장’ 이끈다 익산 공장 통해 중소규모 현실대안 제시…효율성 높여 4차 산업혁명 시대의 스마트 공장은 기존 공장 자동화(Factory Automation, FA) 수준을 넘은, 차세대 디지털 및 제조기술이 접목된 지능화된 공장을 의미한다. 여기에는 사이버물리시스템(CPS)과 로보틱스, 3D프린팅, IoT 기반 포그 컴퓨팅(Fog Computing), 사이버 보안 등의 기술들이 활용된다. 이를 통해 한 생산라인에서 모듈화를 통한 개인별 유연생산으로 생산성 향상과 에너지 절감, 용이한 공장관리 구현, 품질 및 경쟁력 강화로 이어질 것으로 전망된다. (메인 사진: 슈나이더 일렉트릭 코리아 익산 스마트 공장 외부 전경) 글 김수진 자료제공 슈나이더 일렉트릭 코리아 공장 및 에너지 관리·자동화 전문기업인 슈나이더 일렉트릭 코리아가 지난 6월 전북 익산에 위치한 ‘전자식 스마트 모터 보호계전기’(EOCR) 제조 공장을 ‘스마트 공장’으로 전환하고 이를 공개했다. ‘익산 스마트 공장’에는 공장 자동화 및 에너지 관리를 위한 통합 엔드 투 엔드(End-to-End) 솔루션이 적용됐다. 이를 통해 공장에는 에너지 관리와 자동화를 중심으로, ‘스마트 제조’(Smart Manufacturing)를 구현하기 위한 핵심 기술인 에너지 관리와 원격 관리, 증강현실, 예지보전, 보안 솔루션 등 첨단 기술이 도입됐다. 중소규모 스마트 공장의 대안 제시 미국의 경제학자 피터 드러커는 “기업이 망하는 이유는 뭔가를 잘못해서가 아니라, 비즈니스의 근본적인 변화를 이해하지 못했기 때문”이라는 말을 남겼다. 최근에는 4차 산업혁명으로 일컫는 시대 흐름을 읽고 빠르게 대처하는 노력이 그 어느 때보다 요구되고 있다. 특히, 실시간 주문 맞춤형 생산의 확산과 소재의 첨단화, 인건비 상승 등 제조업을 둘러싼 환경이 급변하면서 기업들이 스마트 공장으로의 전환에 나서고 있다. 이러한 가운데, 지난 30년간 전통적인 노동집약 방식으로 모터 보호 계전기를 제조·생산하던 슈나이더 일렉트릭 코리아의 익산공장이 스마트 공장으로 변신하며 뉴노멀 시대의 스마트 공장으로서 표본을 제시하고 있다. 슈나이더 일렉트릭 익산 공장이 주목받는 이유 중 하나는 바로 중소 규모의 제조시설을 스마트 공장으로 변화시킨 선례를 만들었다는 점이다. 지금까지 대규모 시설을 갖춘 제조공장들이 스마트 공장으로 전환한 사례는 많았지만, 중소 공장의 스마트화 사례는 많지 않다. 이처럼 국내 기업들이 대규모 자동화 설비와 대대적인 생산라인 교체 등으로 큰 그림을 그려왔던 것에 반해 익산 공장은 중소 규모의 스마트 공장에 대한 현실적인 대안을 제시했다는 의의가 있다. 익산 공장이 제시하는 스마트 공장화의 핵심은 바로 사물인터넷을 기반으로 한 에너지관리 및 자동화 공정 최적화 플랫폼인 ‘에코스트럭처’(Eco Struxure)이다. 슈나이더 일렉트릭의 통합 아키텍처 플랫폼인 에코스트럭처는 서로 연결된 에셋으로부터 실시간 데이터를 받아 클라우드 내에서 분석, 평가해 발생 가능성이 있는 문제를 사전에 예측·해결해 전반적인 인프라 안전성을 높인다. 디바이스 간 통신이 가능한 커넥티드 제품(Connected Products)과 모션 드라이브, 파워 모니터링 엑스퍼트(Power Monitoring Expert, PME) 및 PLC 등 엣지 컨트롤(Edge Control), 오퍼레이션 단의 애플리케이션 및 분석툴·서비스(Apps, Analytics & Services) 등을 통해 생산 및 관리·운영한다. 슈나이더 일렉트릭 측은 “에코스트럭쳐는 스마트 공장 핵심인 에너지 관리와 자동화 기술 도입 모두를 충족할 수 있는 가장 포괄적인 제품”이라며 “문제 해결뿐만 아니라 이를 기반으로 현장에서 직접 활용하고 유지보수 할 수 있는 서비스 영역까지 지원 가능하다는 점이 장점”이라고 설명했다. 익산 공장은 스마트 공장의 핵심인 에너지 관리와 자동화 지원뿐만 아니라 국내 제조시장 에 적합한 원격관리와 증강현실, 예지보전, 보안 솔루션을 모두 구현했다. 익산 공장은 ▲ 효율적인 에너지 관리 시스템인 파워 모니터링 엑스퍼트, ▲ 인력과 품질, 에너지 효율, 생산량, 공장 운영관리 등 각종 지수를 한눈에 볼 수 있는 아비바 소프트웨어 시스템(AVEVA InduSoft System) 기반의 컨트롤 타워, ▲ 패드를 통한 증강현실 솔루션 원격 제어와 모니터링 시스템 등을 통해 효율적으로 운영된다. 슈나이더 일렉트릭 익산 스마트 공장 직원이 스마트 기기로 관리하고 있는 모습슈나이더 일렉트릭 솔루션을 통해 스마트폰으로 공장 내부의 디바이스 상태를 확인할 수 있다. 특히 ‘증강현실 어드바이저’를 이용하면 가동 중인 복잡한 기계 설비를 직접 조작하거나 패널을 열어보지 않아도 각종 기기 및 설비의 운전상태를 확인할 수 있어 쉽고 안전하게 예방보전업무를 할 수 있다는 장점이 있다. 여기에 관련 기계 설비에 대한 도면 및 기술자료를 태블릿 등 각종 스마트 기기로 확인할 수 있어 관리도 편하다. 실제로 익산 공장은 스마트 공장으로 전환 후 유의미한 성과를 낼 것으로 보인다. 업체 측은 제품 불량률 10% 이상, 에너지 소비 5% 이상, 페이퍼 워크 60% 감소하는 성과를 달성할 것으로 예상된다고 밝혔다. 또한 향후 3년 내 제품 생산량도 100% 향상할 것으로 봤다. 증강현실을 통한 공장 관리 모습 “한국식 스마트 공장에 선도적 역할 할 것” 슈나이더 일렉트릭 코리아는 익산 자사 공장의 한국형 스마트 공장 모델 제시를 위해 외부인이 직접 스마트 공장 내부를 확인할 수 있는 공간인 ‘이노베이션 허브’(Innovation Hub)를 마련했다. 허브 공간 내 컨트롤 타워에서 공장운영 시스템을 통한 조업현황과 인력투입 시간, 품질, 생산성, 안전, 산업효율 등을 한눈에 실시간 확인가능하며 각종 데모 부스에는 효율적인 에너지 관리를 위한 전력 기기 모니터링 솔루션인 ‘디지털 전력 시스템 및 에너지 관리 솔루션’을 체험할 수 있다. 또 모터 품질 관리 및 유지보수와 예지보전 솔루션인 ‘스마트 모터보호 및 정보가미 솔루션’과 ‘모디콘(Modicon) M262 로직 컨트롤러’ 및 24시간 실시간 모니터링 서비스인 ‘스마트 전기 설비 감시 및 예방 예지보전 솔루션’ 디바이스와 작동 구현을 확인할 수 있다. 특히 스마트폰과 스마트 패드를 통해 원격 제어와 사이버보안, 모니터 현황을 파악할 수 있고 관련 엔지니어와의 질의응답도 가능하다. 김경록 슈나이더 일렉트릭 코리아 대표는 “에너지 관리와 자동화라는 핵심 기술을 갖춘 익산 스마트 공장이 국내 IIoT(산업용 사물 인터넷)과 한국식 스마트 공장 확대에 선도적인 역할을 할 것”이라며 “뉴노멀 시대의 필수요소인 안정적인 공장 가동과 원격 근무라는 산업계의 니즈에 맞춰 스마트 공장 비전을 구현한 만큼, 많은 분들이 익산 스마트 공장에 방문해 제조 방식의 혁신적인 아이디어를 얻길 바란다”고 말했다. 한편, 슈나이더 일렉트릭은 스마트 공장 분야에서 선도적인 역할을 하고 있다. 전 세계적으로 207개 공장을 보유하고 있는데 이중 11개의 공장을 스마트 대표 공장인 ‘등대공장’(light house)으로 선정, 시범적으로 운영하고 있다. 세계경제포럼은 2018년부터 매년 4차 산업혁명의 핵심기술을 활용해 제조업의 미래를 보여주는 기업을 ‘등대공장’으로 선정하는데, 이 가운데 프랑스 르 보드레이(le Vaudreuil)와 중국 우한(W?hàn), 인도네시아 바탐(Batam) 등에 슈나이더 일렉트릭의 대표 등대공장이 있다. 특 히 인도네시아 바탐 공장의 경우 운영 성과를 실시간으로 추적하고 기계성능 및 예방적 유지보수 요구에 대한 향상된 가시성을 제공하는 에코스트럭처 머신이 구축돼 눈에 띈다. 관리자는 이를 통해 보다 합리적인 의사결정을 내릴 수 있고 문제 해결에 불필요한 시간을 줄일 수 있다. 실제로 이를 통해 유지보수에 사용된 직원 작업 시간을 17%, 자재 46%를 절감할 수 있었다. 또한 산업용 사물 인터넷을 활용해 수익 및 자산관리 성과와 운영 효율성을 높이고 운영 보안과 환경 지속가능성을 확보했다는 평이다. 스마트 공장 자동화 및 에너지 관리를 위한 통합 솔루션이 소개된 슈나이더 일렉트릭 익산 이노베이션 허브 ■ INSHORT 01 스마트 공장, 기술 핵심은? 스마트 공장 플랫폼을 구현하기 위해서는 사물인터넷 기술이 핵심이다. 통신 기능을 갖춘 센서들이 플랫폼에 손쉽게 연결되고 센서들이 모니터링 하는 각종 정보들이 통합 데이터베이스에 실시간 저장돼야 하기 때문이다. 또한 플랫폼에 연결되는 각종 설비와 센서, 정보 시스템이 서로 데이터를 주고받을 수 있어야 하며 보안성까지 갖춰야 한다. 또한 공장에서 사용되는 에너지 관리와 시설 운영의 자동화 기술도 중요하다. 각각의 공간과 전력을 사용하는 모든 디바이스에서 활용되는 에너지 소비량을 실시간으로 정확히 측정하고 분석해야 한다. 또한 공정 자동화 기술 구현으로 작업자의 능률을 최대한 끌어올릴 수 있어야 한다. 여기에 더해 설비에 문제가 발생했을 때 이를 복구하고 정비하는 시간을 얼마나 단축할 수 있느냐는 점도 기술 핵심으로 손꼽힌다. ■ IN SHORT 02 급성장하는 스마트 공장 시장…정부 지원도 ‘팍팍’ 스마트 공장 관련 시장 성장세가 가파르다. 글로벌 마켓 인사이트가 지난 2019년 발표한 자료에 따르면 전 세계 스마트 공장 시장은 2018년 750억 달러 규모에서 성장해 오는 2025년에는 1550억 달러 규모로 성장할 것으로 예측했다. 스마트 공장 시장은 크게 ICT 공급시장과 디바이스 공급시장으로 구분되는데 두 시장 모두 매년 매출이 증가하고 있다. 특히 중국 정부의 스마트 공장 확대정책 등으로 아시아 시장 성장이 기대되고 있으며 유럽 등 선진국들은 생산가능 인구 감소에 대한 방안으로, 중국 및 한국 등 신흥국은 인건비 상승에 대한 대응 및 제조업 경쟁력 강화 측면에서 스마트 공장을 경쟁적으로 구축할 것으로 보인다. 한국에서는 정부 차원에서의 지원책이 쏟아지고 있다. 국내에서는 지난 2015년 스마트 공장 사업을 정부와 민간이 합동으로 진행하면서 물꼬를 틀었다. 그러다가 지난 2019년 ‘제조업 르네상스 비전 및 전략’을 발표하면서 본격화됐다. 정부는 상생형 모델 도입과 지역 중심의 보급체계 구축을 통해 2022년까지 스마트 공장 3만 개 보급한다는 계획이다. 이를 위해 관련 예산을 2019년 3125억 원에서 2020년 4150억 원으로 확대했다. 또한 대기업과의 상생을 통한 중소기업의 스마트 공장 보급을 지원한다. 슈나이더 일렉트릭 코리아 서울 강서구 공항대로 248, 대방건설빌딩 6층 1588-2630 www.se.com < Energy News >