제조업의 미래를 예측하는 스마트매뉴팩쳐링.CPS로 가시화 실현(2/2)

후지츠 텔레콤 네트웍스(이하, FTN)는 일본 도치기현 고야마시 고야마공장에서 네트워크기기, 장치, 시스템을 제조하고 있다. 년간 생산하는 제품의 종류가 2500종에 이른다. 변종변량생산방식을 취할 수 밖에 없는 현실에서 CPS(CYBER PHYSICAL SYSTEM)로 현장을 가시화하고 생산의 최적화를 통하여 스마트매뉴팩쳐링 성과를 내고 있다.


효과: 「이상」과 「현실」의 차이를 명확히 하여 그 해결책을 모색하며, 미래도 예측한다


FTN은 생산활동과 관련된 데이터를 모아 가시화하는 대쉬보드를 완성했다. 이에 따라 스마트 매뉴팩쳐링 라인에서도 여러 활동이 추진되고 있다. FTN은 변종변량생산 상황하에서 생산성향상을 실현하기 위해 조립공정부터 시험, 포장공정까지 여러 품종을 1개의 라인에서 동시에 생산하는 혼류방식으로 제품 1단위씩을 흐름으로 생산하고 있다. 생산할 때 제품별 공수차이가 4배에 이르므로 공수차가 크게 발생하는 제품들이 연속되지 않도록 관리하는 일이 중요하다.


스마트 매뉴팩쳐링 실천라인에서는 생산순서 최적화를 위해 계획단계에서 수리계획법을 활용 하고 있다. 그러나 실제로 제작단계에 이르면 여러 요인이 복합되어 계획 당시보다 생산성 저하현상이 빈번히 발생한다.


이렇게 사전 최적화 했을 때의 「이상」과 실제 제조할 때의 「현실」사이에 차이가 난다. 이 차이를 해소하기 위해 시행하고 있는 것이 바로 CPS를 활용한 리얼타임 최적화다. IoT를 활용하여 수집한 인적 정보와 사물의 정보를 토대로 라인상태를 실시간으로 파악하여 조립순서를 바꾸어 가며 「이상」값에 가깝도록 최적화하고 있다.


특히, 흥미 있는 활동은 「미래를 예측하여 개선」하는 것이다. FTN은 스마트매뉴팩쳐링 실천라인에 라인관리자가 상주하는 콘트롤 센터를 설치하였다. IoT로 수집한 데이터를 사용하여 과거실적을 토대로 데이터 트렌드를 가시화했고 라인의 현재 진척상황을 데이터화했다.


또한, 통계적인 분석으로 라인의 10분 후 상황을 예측할 수 있기 때문에 생산활동에 대한 과거, 현재, 미래를 쉽게 알 수 있고 예측할 수 있다. 라인관리자는 라인의 과거, 현재, 미래 상황을 보면서 라인에서 일어나고 있는 문제를 잡아내고 개선에 필요한 정보를 수집한다. 동시에 지연현상이 발생될 것 같은 공정에 대책도 세우도록 지시한다.


미래예측에 의한 개선방법은 가시화 추진활동에 의해 창출된 수법이다. 관련된 많은 사람들이 가시화된 데이터를 보고 새로이 데이터를 활용하는 방안이 나오며 생산성향상에도 연결된다. 가시화는 사람이 가지고 있는 생각을 네비게이트하는 역할도 한다.

                   스마트 매뉴팩쳐링 실천라인에 설치된 콘트롤 센터. 미래를 예측하는 방법으로 개선을 하고 있다. 
                   사진출처: 모노이스트

FTN은 2018년도부터 각 제조라인에 분산되어 있는 부재를 부품창고로 집약하였다. 부품창고에서 변종변량생산에 실시간으로 최적화된 생산순서에 마추어 부품을 피킹하고 있다. 부품창고에도 부품을 피킹하는 작업자와 부품에서 나오는 각 종 데이터를 수집하는 CPS를 구축하였다. 그리고, 사전 최적화로 부품 피킹작업 동선단축과 정체현상이 발생되지 않도록 부품선반을 배치하고 있다.


또한, 부품 피킹시 원할하고 깜빡 실수를 방지하기 위한 시스템과 깜빡 실수할뻔 했던 데이터도 수집되어 가시화된다. 그 외에 후지츠의 생산라인 시뮬레이터 「GP4: FUJITSU Manufacturing Industry Solution GP4」를 사용 작업부하 시뮬레이션을 토대로 부품선반 배치 최적화와 작업부하 균일화도 시행하고 있다. 서로 상반되는 생산성향상과 작업하기 편안한 작업환경 조성을 목적으로 하고 있다.



금후 추진할 내용: 매뉴팩쳐링의 최고난도 1개 단위의 주문생산에도 대응할 수 있는 생산체제 구축


FTN은 스마트매뉴팩쳐링 구축을 위해 여러 각도에서 노력해 왔다. 앞으로 어떠한 방향으로 진화해 갈 것인지 관계자에게 질문해 보았다.


「현재의 CPS는 공장내 제조 과정에 포커스되어 있다. 이것을 공장전체의 정보를 파악할 수 있는 CPS로 확대할 것이다. 그리고, 후지츠의 개발부서와 사외 서플라이어, 고객에게도 데이터를 연결하여 새로운 가치창조를 실현할 수 있도록 하는 것이 최종 목표」라고 대답했다.


이처럼 CPS의 범위를 확대해 가려면 현재의 생산 중심에서 ECM이나 SCM과도 연계된 광의의 CPS로 발전해야 한다. 작게 시작한 CPS를 보다 확대 시켜나가기 위해서는 타 시스템과의 연계가 쉽고 세큐리티도 확보되어 있는 IT솔루션이 필요하다. 후지츠의 제조디지털플레이스「COLMINA」를 활용하는 것도 하나의 방법이다.


또한, FTN에서 경험하고 키워온 변종변량생산에 대한 스마트 매뉴팩쳐링의 성과는 앞으로 COLMINA에도 반영될 것이다. 2018년 10월에 발표한 COLMINA 신버젼 「COLMINA V2」의 신기능에도 FTN의 노하우가 일부 포함되어 있다. 앞으로 스마트 매뉴팩쳐링의 성과를 범용화하여 COLMINA의 솔루션으로 사외 판매 가능성도 검토하고 있다 한다.


앞으로 스마트팩토리 매뉴팩쳐링에서 중요한 역할을 담당하게 될 것은 C&C센터와 스마트매뉴팩쳐링 실천라인을 활용 외부 기업과 공동으로 새로운 가치를 창조하는 일이다. 2018년 11월 초순까지 1000명 이상의 관계자가 이센터와 공장을 견학하였다. 견학을 계기로 한 층 심도 깊은 비즈니스 상담이 이어지고 있다고 한다.

                                       광의의 CPS 실현 개념도. 사진출처: 모노이스트

출처: monoist
번역: K-Smart Factory