슬로우 모션의 혁명

독일연방 경제부에 따르면 독일경제의 디지털화 정도는 100점 만점에 54점이다. 제조업은 42점에 불과하다. 여기에서 인더스트리 4.0의 장점을 구체적으로 언급할 수 있다. 결론적으로 생산성이 20 % ~ 30% 높아진다.

프란츠 그루버(Franz Gruber): Forcam GmbH 이사

2009년 „독일의 울름 근처 라우프하임, 400명의 직원을 둔 바덴뷔르템베르크의 자동차 부품업체인 Lindenmaier가 파산하였다.“라는 언론의 보도가 있었다. 하지만 그것이 끝은 아니었다. 지금 이 업체는 다시 MSR Technologies AG이란 국제적인 금속정밀부품과 어셈블리 전문업체로 성공적으로 재기하였다. MSR Technologies는 현재 새로운 대표와 경영진 그리고 약 200명의 직원들과 함께 혁신과 지능적인 생산 관리에 대한 무기를 가지고 새로운 전환점을 만들어냈다.

MSR Technologies는 자사의 생산관리를 Top Floor 레벨에서 디지털로 네트워크화된 생산 Shop Floor 레벨로 실시간으로 제어하였다. 이 새로운 기술은 생산과정에 오류를 실시간으로 알려준다. 모든 직원들은 기계 러닝타임을 자신의 영역에서 최적화하였다. 화면으로 장애발생 여부와 발생 지점을 확인할 수 있다. 새로운 기술을 도입한지 3개월 만에 파일럿 영역에서 생산성이 3% 가량 증가하였다. MSR Technologies 대표인 로베르트 슈퇴어는 후에 다음과 같이 회고하였다. „모든 시스템에서 가동시간이 25% 가량 증가하였습니다.“ 이에 따라 투자 수익률(ROI)도 개선되었다. MSR Technologies의 역사가 이를 잘 보여준다. 인더스트리 4.0은 마술이 아니라, 현명하게 이용해야 할 하이테크 기술이다. 중견 제조기업에게 필요한 것은 바로 생산성과 투자 수익률을 끌어 올릴 간단하고 실용적인 솔루션이다.

분석 회사 ISG(Information Services Group Germany )는 시장 동향 연구 „IoT / 인더스트리 4.0 – 디지털 공장으로 가는 길“에서 디지털 변환은 이미 돌이킬 수가 없으며, 제조 산업의 기초를 옮기고 있다. 공장의 장애를 손으로 기록하고 수리하던 시대는 지나갔다. 장애를 체계적으로 파악하지 못하고 어떤 장애가 반복되는지를 알 수 없었던 시대는 지나 갔다고 밝혔다.

자동차산업의 디지털 변환 전문가인 베르너 페르테크의 설명이다. „어떤 직원이 당신에게 ‚어제는 정말 난리가 아니었어요‘라고 말한다면, 당신은 이를 분석하고 적용할 수 없을 것입니다.“ 오류를 제거할 때는 속도가 중요하다. „불량률은 1% 미만으로 억제하는 것이 중요합니다. 그것은 오류 분석으로만 가능합니다.“(베르너 페르테크) 따라서 기업들은 기술친화적이 되어야 한다. 웹을 기반으로 하는 공장제어의 긍정적인 영향이 다채롭기 때문이다. 디지털화 매니저들은 스마트 생산을 위한 방법으로서 신규 기업들에게 다음 3가지 요소를 권장하고 있다.

■ 1. 변경 프로세스를 통한 승인 보장

어느 기계가 얼마나 오래, 얼마나 빠르게, 어떤 품질로 생산하는가? 사용자 친화적으로 처리되는 스마트 데이터 덕분에 오류탐색이 간단해지고, 업무 인계시간이 단축된다.

디지털화가 기업들의 기반에 영향을 준다. 인더스트리 4.0은 기업구조 4.0이 함께해야 성공할 수 있다. 즉 기술적 변화가 경영진의 관심사가 되어야 하고 포괄적인 변화 프로세스를 통해 수반되어야 한다. 변화를 담당하는 매니저들이 처음에 듣는 말이 „우리는 그럴만한 역량이 없습니다. 이거나 우리는 데이터 분석을 할 줄 모릅니다.“ 이다. 전체 구성원들은 새로운 기술 적용이 모두를 위한 것이라는 확신이 있어야 한다. 직원들에게 지속적으로 정보를 제공하고, 교육하는 사람은 이 점을 이해시켜야 한다. MSR Technologies의 로버트 슈퇴어는 다음과 같이 강조한다. „프로젝트를 조기에 그리고 집중적으로 참여시킨 것이 성공의 핵심입니다. 기업들은 문제해결 능력을 키워야 합니다. 현장 관리(shopfloor management) 도입하면 개선 잠재력에 마주하게 됩니다.“

■ 2. 테크놀로지 4.0으로 „라이트“ 켜기

성장속도가 빠른 기술환경에서 향후 몇 년에 적합한 솔루션을 찾아야 한다. 이를 위해서는 이질적인 기계들을 해결해야 한다. 따라서 기업들에게 있어서 핵심적인 질문은 다음과 같다. 기존 사업 플래닝 시스템 ERP / SAP, 기계 제어와 개별 어플리케이션은 새 기술에 어떻게 통합할 것인가? 산업 사물 인터넷(IIoT) 시대에 인더스트리 4.0 솔루션은 어떤 요건을 충족해야 하는가?

실시간 데이터 처리

첫 번째 요구 사항은 이질적인 제어시스템에서 오는 데이터들을 실시간으로 처리하고 표시할 수 있어야 한다. 아마도 이런 일들이 국가의 경계를 넘어서 이루어져야 한다. 신호 획득은 다음 세 가지 방법으로 가능해야 한다. 구형기계와 시스템의 디지털 신호를 기록하기 위해 프로그래밍 가능한 필드 버스 컨트롤러로, 제조사별 프로토콜을 통해, OPC UA 및 MT-Connect와 같은 표준화된 프로토콜을 지원하는 기계에서 이러한 표준화된 프로토콜을 이용하여야 한다..

두 번째 요구 사항은 수집된 모든 데이터를 실시간으로 모든 브라우저 지원 장치에서 사용자 친화적으로 표시하는 것이다. 이는 웹 기반 데이터와 인메모리 테크놀로지를 사용하는 클라우드 가능한 아키텍처로 구현된다. 인메모리 테크놀로지는 모든 데이터를 메인 메모리에 보관하여 시간에 민감한 데이터 베이스 쿼리를 방지한다.

세 번째 요구 사항은 모든 어플리케이션은 단일 플랫폼에 통합하여, 회사 전체적으로 IT 신경 시스템을 가능하게 하는 것이다. 이를 위해서는 비용 효율적으로 기존 어플리케이션들을 통합하기 위해 개방형 프로그래밍 인터페이스 Open API (Open Application Programming Interface)로 작업해야 한다.

기존의 많은 MES (제조실행시스템)는 이러한 요구사항을 충족하지 못한다. Forcam Force Bridge와 같은 최신 IIoT 플랫폼은 생산에서 수집한 모든 데이터를 무제한으로 그리고 임의의 방식으로 제네릭 인터페이스를 통해 제3의 시스템에 제공한다는 점에서 MES와 다르다. Forcam Force Bridge는 전세계 100,000개 이상의 생산공장으로부터 기계 데이터, 공정 데이터, 작동 데이터를 수집한다. 최종적으로 모든 관련 회사 영역이 필요로 하는 모든 작동 데이터와 공정 데이터를 하나의 플랫폼에서 찾고 언제든지 새로운 기술을 통합할 수 있어야 인더스트리 4.0 제조가 현실화되는 것이다.

■ 3. 파일럿으로 시작하기

4.0 프로세스 관리와 관련하여 성공에 결정적인 요소는 복잡성을 줄이는 것이다. 따라서 디지털 전환은 문제가 있는 부분 영역에서 파일럿 프로젝트로 시작한다. 그렇게 하면 문제가 되는 영역을 최적화하는 동안 생산은 계속 진행할 수 있다.

데이터를 이용하여 어떻게 결정을 내릴 수 있는가?

새로운 절차와 주요 수치가 정의되면 핵심 질문은 다음이 된다. 스마트 데이터로부터 스마트한 결정을 어떻게 도출할 수 있는가? 파일럿 프로젝트, 즉 가치창출 현장에서 일관적인 경영책임은 적용된다. 경영진은 직원들을 이끌어서 모범 사례 표준을 기준으로 삼고 우선 순위를 정해 결정을 내려야 한다.

파일럿 경험에 따르면 약 10%의 생산성을 증가하는 데에 최대 3개월이 걸린다고 한다. 추후 추가적인 운영 결과 20%, 심지어 30%의 생산성이 증대된다. 미국 신시네티에 있는 중견 기업인 Richards Industries는 투자금 회수에 7개월이 걸리지 않았다. 파일럿 프로젝트의 성공을 널리 알려야 한다. 새로운 기술과 이후의 운영에 대한 수용이 계속해서 확산되고 공장을 포괄하는 지속가능한 개선에 대한 청사진이 되기 때문이다.