TMS, 공구 관리 시스템이 필요한 이유

TMS (Tool management System, 공구 관리 시스템)가 인더스트리 4.0의 선도자로 자리 잡았다. 그럼에도 불구하고 소규모 기업들은 무슨 장애물이라도 있는 것처럼 TMS의 도입을 주저하고 경쟁에서 결정적으로 작용할 구 있는 이 시스템을 포기하고 있다. MM이 이 주제를 왜 다루려고 하는지? 그리고 TMS가 무엇을 제공하는지 이 글에서 소개하고자 한다.

빅토리아 존넨베르크(Victoria Sonnenberg)

천천히 솔직하게 생각해보자. 공구가 어디에 있는지 알 수 있는가? 작업을 시작한 지 오래되었지만 공구를 찾아 헤맨 적이 있는가? 공구 관리 시스템에 대해 고민해 봤지만, 그 생각을 단념한 적이 있었는가? 분명 여러 가지 이유가 있을 것이다. 너무 번거롭다거나, 기계를 오래 멈춰야 한다거나, 너무 복잡하다, 너무 비싸다 등 선입견에 의해 포기했을 수도 있다. 관리와 교육 문제 역시 공구 관리 시스템이 있어야 할까, 없어도 될까? 이런 생각을 쉽게 포기하게 만든다. 다시 기계로 돌아가 보자.

기계 400여 대, 직원 5,000명 정도 되는 대기업은 모든 것을 한눈에 파악할 수 없다. 물론 장비와 직원 수가 얼마 안 되어도 필요한 특수 공구를 찾을 수 없다면 일정이 꼬일 수밖에 없다. “공구 관리는 규모의 문제가 아닙니다. 모든 절삭 업체들은 디지털화와 높은 생산성을 기초로 삼아야 합니다.”(유진 볼링어, TDM Systems GmbH 판매 매니저) 공구 관리의 선구자 가운데 하나인 TDM Systems는 고객이 올바른 솔루션을 선택하고 이행할 수 있도록 지원하고 있다. 대상은 기계수가 적은 제조공장에서 전 세계에 네트워크로 연결되어 있는 큰 공장들까지 모두 아우르고 있다.

“회사가 공구를 일관되고 투명하게 관리하면 공구 비용의 20% 정도를 절감할 수 있습니다. 또한 부품 당 비용도 최대 10%까지 낮아지고, 절삭 데이터는 20% 증가할 수 있습니다.”(유진 볼링어) 공구 유형, 공구 개수, 보관 위치는 복잡한 공구 관리와 복잡성을 줄여, 주문 작업도 개선할 수 있다.

“공구를 적시에 공급할 수 있다면 생산적인 작업 시간이 최대 30% 증가합니다. 기계 가동률이 20%만 높여도 총 수익이 10% 정도 증가합니다.”(유진 볼링어) 이를 위해 모든 시스템이 계획에 의해 제조 현장에서 서로 통신하고 마찰 없이 작동할 수 있는 프로세스가 있어야 한다. 이때 통일된 공구 데이터 베이스는 필수 불가결한 전제 조건이다.

“절삭업체들은 자신들의 핵심 역량에 집중할 수 있습니다.” 프랑크 슈태블러, Mapal 공구 관리 서비스 부서장

“생산 현장을 효율적으로 운영하기 위해서는 공구가 안정적으로 공급되어야 하며, 동시에 공구 구매 비용 또한 최소한으로 유지하여야 합니다. 그리고 계속 상승하는 구매 비용과 더불어 생산성 향상 솔루션은 최적의 공구 기술을 통해 해결할 수 있습니다.”(프랑크 슈태블러, MAPAL 공구 관리 서비스 부서장). 이렇게 상반되는 요건을 충족하는 것은 매우 어려운 일이며, 이를 실현하기 위해서 많은 시간과 노력을 필요하다. MAPAL은 이러한 필요성을 일찍이 감지하고, 90년대부터 이를 위한 첫 번째 프로젝트를 시작하였다. 오늘날도 그때처럼 기업들은 고도로 자동화된 새로운 장비에 투자하고 있으며, 이러한 장비들은 중앙제어시스템을 통해 서로 연결되어 통신한다. “그런데 이러한 연결성이 공구에서 끊어졌습니다. 수동으로 관리하는 공구 리스트나 테스트 보고서가 대표적입니다. 공구와 관련된 업무들은 아직도 많은 수작업과 비생산적인 환경에 놓여있습니다. 따라서 정보를 생성하는 데에 엄청난 수고가 들어갑니다.”(프랑크 슈태블러)

공구 관리 시스템을 이용하면 재고의 불확실성이나 공구 부족으로 인한 장비의 비가동 같은 문제를 쉽게 해결하고, 사용 데이터 추적, 불필요한 데이터 관리, 재구매나 공구의 불출과 교체 등으로 소모되는 기회비용을 절약할 수 있어 가공 업체들은 자사의 핵심 역량에 더욱 집중할 수 있다.

문제를 위한 해법

ZOLLER 또한 90년대부터 공구 관리 시스템을 다루기 시작하였지만, 여전히 TMS를 시작하는데 주저하는 상황이었다. “그 당시 기본 방향은 있었지만, 시장이 이에 대한 준비가 되지 않았으며 디지털화라는 개념의 기반이 명확하게 잡히지 않은 시기였습니다.” (베른트 슈베니히, ZOLLER 기술 판매 매니저) 하지만 TMS 공구관리솔루션에 대한 인식이 조금씩 변화하기 시작하였다. “현재 고객들의 가장 큰 문제는 숙련된 인력 부족입니다. 제조업계에서는 계속해서 젊은 인력 양성에 힘을 쓰고 있지만, 생산 현장에서 조금씩 사라지고 결국 단순 업무만 가능한 인력이 남았습니다.”(베른트 슈베니히)

네트워크로 연결되고 디지털화된 제조 현장에서 공구 데이터는 제조 현장 전체를 흐르는 흐름에 속해 있다.

TMS는 숙련된 기술자의 지식과 노하우가 축적된 하나의 시스템이며, 모든 직원들이 통일된 하나의 창구를 통해 접근하는 ‘데이터 저장고’라고 할 수 있다.

필요 없는 일에 시간을 허비하지 않는다

안드레아스 크라처는 또 다른 핵심 문제로 계속해서 되풀이되는 비효율적인 프로세스를 예로 들었다. 반복적인 제조 프로그램은 매번 처음부터 다시 시작할 필요가 없다. 정확한 분석을 통해 비효율적인 반복 프로세스를 발견하고, 이러한 프로세스들을 선별하여 단일화하고 표준화해야 한다. “반복 프로세스를 통해 제조비용을 절감할 수 있습니다. 갈수록 많은 고객들이 필요성을 인지하고 이 과정에 참여하고자 합니다. 그렇지 않을 경우, 경쟁에서 밀려 결국 도태될 것입니다” (안드레아스 크라처, ZOLLER TMS 매니저)

하지만 제조 부문에서 생성된 모든 공구 관련 데이터를 검사하고 취합하는 것은 현실적으로 매우 어렵다. 이를 위해 ZOLLER의 공구관리솔루션은 재고관리시스템, CAM 시스템, MES 및 ERP시스템, CNC 장비 및 해당 장비에서 데이터 베이스로의 데이터 전송 등과 같이 제조 공정에 관련된 다수의 시스템 간의 데이터 네트워킹을 가능하게 하는 “데이터 인터페이스”의 역할을 한다. “모든 것이 서로 연결되어 있어야 합니다. 그렇지 않으면 디지털화라 부를 수 없습니다. 고립된 곳이 하나라도 있으면 전체 프로세스가 제대로 작동하지 않기 때문입니다.” (안드레아스 크라처)

특히 소규모 업체의 경우 디지털화 주제는 과도한 경우가 많다. “모두들 디지털화를 이야기하지만 구제적인 행동 단계에서 어떻게 해야 할지 모른다는 말을 자주 합니다.”(안드레아스 카스트너, Hoffmann Group 디지털 제품 매니저) 공구 딜러이자 제조사인 Hoffmann Group은 EMO 하노버 2019에서 처음으로 중소기업에 적합한 공구 관리 시스템을 선보였다. 이는 제조 공장 내비게이션이나 정확한 시간에 공구 제공과 같은 모듈을 생략하고 몇 가지 요소에만 집중한 중소기업용 솔루션이었다. “우리에게는 TMS를 잘 모르는 미지의 영역인 고객이 있고, 이 주제를 집중적으로 다루어 왔으며, 같은 문제에 직면한 고객들이 있습니다. 예를 들면 이런 고객들은 공구가 어디에 있는지 알기를 원합니다. 동시에 공구 트랙킹과 공구 데이터를 안전하게 전송하는 것에 관심이 있으며, 작업 현장을 자율적으로 이동하고 정확한 시간에 필요한 것을 제공하는 기능을 원하는 경우는 많지 않았습니다.”(안드레아스 카스트너)

Hoffmann Group은 제조 현장의 핵심 문제에 집중하는 것, 즉 제조 현장을 중심으로 조직하는 것을 목표로 삼았다. “우리는 고객이 관심 있는 것을 제공하고 시스템을 수월하게 취급할 수 있게 시스템에 접근합니다.” (안드레아스 카스트너) 빠르고 간단하게 이해할 수 있어야 하고, 중소기업의 입장에서 핵심 문제를 커버해야 한다. 이때 전제 조건은 특정 인터페이스가 지배적이어야 한다는 점이다. Hoffmann Group은 종합적인 접근을 추구하여 제조 설비를 네트워킹으로 연결하였고, 여기에는 사전 설정 장치와 같은 기계 컨트롤과 CAM 시스템 그리고 공구 자동 장치까지 포함된다. 사용자는 작동 개시부터 효율성 증대로 인한 이익을 얻을 수 있다. “우리는 표준 시스템을 가지고 있으며 각 고객을 위한 커스터마이징은 하지 않습니다. 우리가 추구한 것은 제품을 전체적으로 중소기업에 맞추는 것입니다.”(안드레아스 카스트너)

중소기업을 염두에 두다

“고객들은 자사 생산에 사용하는 공구를 스스로 결정할 권리가 있습니다. 이 공구 관리 시스템은 개별 시리즈나 소량 시리즈를 생산하는 중소기업에서 주로 사용합니다.” 슈테판 랑, Gühring KG 서비스 부서장

Gühring도 중소기업을 대상으로 하는 로지스틱 공구 관리 시스템을 운영하고 있다. Gühring의 공구 관리 시스템 타입에는 타 공구사 제품을 포함하여 모든 공구의 구매를 책임지고, 이를 벤딩 머신을 통해 위탁 재고식으로 고객에게 필요한 공구를 제공한다. 사용자는 자동화 벤딩 머신에서 공구를 꺼낸 경우에 공구 값을 지불하게 된다. “고객들은 생산 과정에 사용하는 공구를 스스로 결정할 권리가 있습니다. 이 공구 관리 시스템은 개별 생산 라인이나 소규모 생산 라인으로 생산하는 중소기업에서 주로 사용합니다.”(슈테판 랑, Gühring KG 서비스 부서장)

Gühring은 대량 생산 라인에 대해서는 기술적 공구 관리 시스템 타입을 제공한다. 이 경우 관리와 구매에서 보관, 조립, 공구 세팅 그리고 바로 사용할 수 있는 공구를 생산 현장에 전달하는 것까지 고객의 전체 공구를 관리한다. “사용한 공구는 생산 현장에서 수거하여 분해하고 새로운 날로 교체합니다. Gühring은 이에 추가로 공구 및 절삭 프로세스 개선 업무도 책임지고 있습니다.”(슈테판 랑)

용기와 변화의 의지

이러한 장점은 편견뿐만 아니라 일부 프로세스를 포기해야 하는 고객 자신들도 마찬가지이다. Walter AG의 글로벌 툴 관리 서비스 관리자인 마커스 슈어 (Markers Schur)가 언급했다. “고객은 엄청난 비용 절감을 기대하고 있지만 가공 공정이나 사용된 기술은 약간의 변화만 있을 뿐입니다.“ 공구 관리 서비스 업체로서 고객이 현재 일하는 방식과 현실적으로 개선 가능한 잠재성을 평가하기 위해서는 현재 어떤 기술이 사용되는지 알아야 한다. 이러한 개방성이 제공되지 않는다면 고객에게 좀 더 스마트하고 포괄적인 공구 관리 개념을 제시하는 것이 매우 어렵다. 하지만 기본적으로 다음과 같이 설명할 수 있다. ” Walter사의 공구 관리 시스템은 기존에 수작업과 서류 관리를 주로 사용하는 고객들에게 더 많은 혜택을 제공할 수 있습니다.” 최종적으로 어떤 시스템을 사용하는가? 이에 대한 결정은 고객에게 달려있다. 하지만 다음과 같은 예는 이 주제에 합리적인 선택지를 보여준다. 제조 공정에서 비용이 많이 발생하는 곳의 관리와 납기 지연을 방지할 수 있도록 공구 비용 외에 간접비용을 관리해야 한다. 여기에는 소위 불용 재고 또는 추가 재고의 불확실성이 추가된다. 공구의 공급의 투명성은 공구 전체를 통제함으로써 달성할 수 있으며, 이는 Walter사의 TMS(공구 관리 시스템)을 통해 가능하다.

MM 사례

혼돈에서 절대적인 통제로

공구 및 특수 기계 제조사인 Lotec은 그동안 절삭 공구가 정리가 잘되지 않았다. 일단 공구 보관을 위한 통일된 장소가 없었고, 공구 관리 규칙도 표준화도 없었다. 그로 인해 반복적으로 공구를 구매하고 ‘안전 재고’로 인해 재고 비용이 크게 늘었다. 이러한 애로 사항은 생산 지연으로 이어졌다. 이 업체는 Gühring의 GTMS(공구 관리 소프트웨어)를 선택하게 된다. 이후 공구의 전체 이동 데이터가 공구 비용을 보다 투명해졌다. 공구 비용을 비용 그룹에 구체적으로 분류하여 비용 중심으로 분류하였다. 공구의 ABC 분석은 공구 관리에 안내자가 되었다. GTMS를 통해 필요한 제품이 자동 주문된다. 제품이 사전에 정한 재고에 미치지 못하면 알림이 제공된다 시스템이 바로 담당자에게 구매 또는 점검 메시지가 전달하거나 자동 주문서가 납품업체에 발송한다.

MM 사례

연간 400,000유로(원화로 5억 4천만 원)의 공구 비용을 절감하다

기어를 제작하는 한 중소기업은 각 분야의 데이터를 수동으로 수집한다. 따라서 데이터 교환이나 계획 안전성이 부족하였다. 공구 비용도 계산이 불가능했다. TDM Systems의 TDM 어플리케이션을 통해 다음과 같은 공정 혁신이 이루어졌다. 공구 순환 조직과 현재 재고의 이용 개선 및 수명 증대 그리고 비생산 시간 단축. 구성품을 기준으로 공구를 일관되게 표준화함으로써 예측 주문 관리가 가능하여, 주문 조건이 좋아지고 생산 계획도 보다 안정적이 되었다. 새로운 공구 주문도 관리가 되어 복잡해지는 것을 막았다. 또한 구성품/어셈블리 당 공구 비용과 공구 수요를 통제하여 비용 투명성이 높아졌다. 이 중소기업은 3년 동안 소프트웨어에 310,000유로를, 인력에 150,000유로를 투자하였다. 하지만 같은 시기에 공구 비용에서 150만 유로를 절감할 수 있었다. 그 이후에도 매년 공구 비용이 400,000 유로씩 줄어들고 있다.