업계소식

인더스트리 4.0을 지원하는 ERP, MES 솔루션

작성자
관리자
작성일
2016-10-19 09:02
조회
3117
인더스트리 4.0의 차원에서, 스마트 공장으로의 구조적 전환은 하나의 혁명이다. 정밀 부품 납품업체의 ERP/MES 솔루션 도입 과정에서, ERP, MES, CAQ와 같은 전통적 IT 솔루션이 인더스트리 4.0으로 어떻게 전환되는지 사례를 찾아보고자 한다. -에두아르트 뤼징(Eduard Rüsing): 경제공학 박사, 프리랜서 저널리스트

*MES(Manufacturing Execution system): 작업현장에서 작업일정, 품질관리. 작업실적 등의 제반 활동을 지원하기 위한 시스템

*ERP(Enterprise Resource planning): 기업내의 인사, 급여, 회계, 물류 생산 등 여러 단위의 어플리케이션을 통합 관리하는 시스템.

*CAQ(Computer Aided Quality): 컴퓨터를 이용하여 제품의 공정과 부품 완성품 등의 라이프사이클을 감시하고 통제하는 시스템.

Amo-Tec은 약 50명의 직원이 근무하고 있으며, 긴 터닝 가공 부품과 짧은 터닝 가공 부품, 유압과 공압부품, 상용차부품, 의료와 직물 그리고 전자 기술과 관련된 어셈블리를 제작하는 회사이다. 2006년에 SFB(Schwäbische Formdrehteile)의 자회사로 설립되어, 사업초기에는 바덴하우젠에 있는 SFB의 기존의 작업장을 사용하였지만, 2014년에 면적 3400m²인 새 공장으로 증축 이전하였다. SFB의 임원인 브루노 한젤카 대표에 의하면 Amo-Tec은 “당시에는 우리 SFB에 납품할 수 있는 기술력 있는 부품업체가 없었기 때문에“ 설립되었다고 하였다. 초기에는 SFB에 많이 의존하였지만, 2009년 경제 위기를 겪으면서 새로운 분야와 고객 발굴로 다양화되었고, 현재는 생산량의 약 1/3만 정도만 SFB에 납품하고 있다.

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토비아스 하우크, Amo-Tec 프로세스 개발 매니저. “BDE/MDE 터미널 프로세스와 경광등 결합을 통해 현재 주문상황이나 그 다음 측정을 위한 SPC(요청) 그리고 임박한 정비와 같은 절차를 통제합니다.“Amo-Tec은 수평적 서열 구조와 개척자 정신을 지니고 있어, 문제가 생기면 팀 플레이를 통해 통상적이지 않은 솔루션으로 문제를 해결해왔다. 실질적으로 생산 첫 해부터 직원이 약 40여명으로 늘어날 정도로 급속한 성장을 거듭하였지만 제품 품질에 대한 까다로운 요건으로 인해 투명한 구조와 제조 프로세스를 정확하게 계획할 필요를 느꼈다. “처음에는 제조 계획과 컨트롤 단계에서 주로 엑셀 프로그램으로 작업을 많이 했고, SFB에서 사용하던 가벼운 버전의 ERP 시스템으로 작업을 했습니다. 그러나 규모가 작고 변수가 많은 우리에게 ERP의 반응이 너무 둔하다는 것을 깨달았습니다. 따라서 우리는 정밀 터닝 가공 부품을 위해 Gewatec의 포괄적인 신형 ERP 솔루션을 망설임 없이 선택했습니다.“(브루노 한젤카 대표)



도입 리드 타임 4개월


ERP 솔루션은 2008년에 리드 타임 4개월 만에 도입되었다. “모회사 SFB가 Gewatec가 이미 거래하고 있었기 때문에 선택과 도입이 매우 신속하게 이루어졌습니다.“(브루노 한젤카) ERP 솔루션의 전체적인 접근법에도 설득력이 있었다고 한다. 이 솔루션은 통합되어 있는 ERP 시스템 내의 모든 모듈들이 통일된 데이터 베이스를 바탕으로 상호 연동한다. Amo-Tec과 같은 선반 부품 제조사들에게는 MES, BDE, MDE, CAQ와 같은 결정적인 영역이 별도의 그리고 인터페이스를 통해 연결된 시스템에 의해 제어되지 않는 것이 중요하다. 효율적인 시스템 관리 시에, 그리고 사용자를 여러 시스템에 대해 교육할 경우 그리고 릴리즈 능력과 관련하여 생산 정보를 실시간으로 파악하고 분석하여 묘사할 경우, 이러한 정보들이 인터페이스를 통해 보다 느리게 그리고 가끔 오류를 포함하여 전달된다면 항상 산란 손실이 있기 때문이다. 이로 인해 비용이 증가하게 되고 이러한 문제를 해결할 담당자가 많지 않았다.

Gewatec 컨설턴트가 두 번의 프리젠테이션에서 이 솔루션의 전체성 외에도 Amo-Tec을 설득한 본질적인 요소가 있었는데, “처음부터 컨설턴트와 우리 직원들 간에 의견일치를 보았고 이는 상호 협력에 기반이 되었습니다. Gewatec IT 전문가가 우리에게 ERP 원리만 전달한 것이 아니라, 정밀 선반 부품을 잘 다루고 우리를 이해하는 경험이 있는 절삭 기술자들이었기 때문입니다.“(토비아스 하우크) 협력은 오늘날까지 계속 이어지고 있어 단순한 고객과 공급자 사이 그 이상이다.



의견 일치


솔루션의 도입은 “일사천리로“ 진행되었다. 소프트웨어를 목적으로 하지는 않았으나, ERP가 “회사 구조에 맞게 최적화“되어 있었기 때문에 ERP 표준으로부터 많은 프로세스를 넘겨 받을 수 있었다. Gewatec은 시스템의 프레임 내에서 매우 유연하여, Amo-Tec의 특징적인 사업 프로세스와 생산 프로세스를 어려움 없이 묘사할 수 있었다.

Gewatec-ERP/MES는 Winkalk (계산), PPS, Kapplan(역량 계획을 위한 컨트롤 스테이션), Grips (CAQ), Provis (BDE/MDE), PMS(생산재 매니지먼트), 문서 관리 모듈과 함께 설치하였다. 이 솔루션은 모듈 방식으로 구성되어 모든 사용자들이 자신의 필요에 따라 기능 모듈을 선택할 수 있고, 언제든 추후 확장이 가능하다. Amo-Tec의 경우는 다음 순서로 환경 관리 규격 DIN EN ISO 14001을 기준으로 추구하는 인증을 지원하기 위해 Gewatec 시스템의 BDE/MDE 터미널과 에너지 관리 기능에 DNC 프로그램을 전송하는 것을 도입하여 이용한다. 오늘날 공장은 30개 이상의 작업 스테이션을 통제한다(PC 및 Gewatec이 직접 개발 및 제작한 BDE/MDE 산업 기계 터미널). 3교대로 소량 내지 중간 정도의 수량(연간 최대 500,000개)의 양산 부품을 생산한다.

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Amo-Tec은 위탁 선반 공장에서 3교대로 선반 부품(3 ~ 50mm)과 주로 유압 산업과 상용차 산업에 사용하는 어셈블리 그리고 강 부품/NE 금속 부품이 움직이는 모든 어플리케이션에 사용하는 어셈블리를 제작한다.계획 단계와 생산 단계 사이 그리고 공작물, 기계, IT, 작업자 사이에 존재하는 IT 모듈에 통합하는 것은 스마트 팩토리 또는 인더스트리 4.0을 위한 전제 조건이다. 이런 의미에서 현장에서 구체적으로 인더스트리 4.0이 구현되는 것을 볼 수 있으며, 이러한 현상은 지체할 수 없는 디지털화의 한 부분으로서도 지속적으로 때로는 비약적으로 발전할 것이다. 인더스트리 4.0 기본 기능은 제조 데이터(주문 진행률 또는 품질) 또는 생산 장애(공구 파손)를 실시간으로 온라인 피드백하는 것 또는 시험 주기와 정비를 자동으로 통제하는 것을 들 수 있다. “우리에게 있어 핵심 모듈은 기계에 BDE/MDE 터미널을 갖고 있는 Provis입니다. 말하자면 이 모듈을 가장 집중적으로 사용합니다. 그러나 PPS, 역량 계획, 재계산 또는 CAQ와 같은 다른 평가와 연동해야 데이터의 완전한 가치를 이용할 수 있습니다.“(토비아스 하우크)



프로젝터로 데이터 빔을 쏘다


초기 MDE/BDE 도입 단계에서 직원들 사이에 오해의 소지가 있었지만, 직원 감시가 목적이 아니라 생산에 주안점이 있다는 사실을 알게 되었다. BDE/MDE는 직원들에게도 결정적인 이점이 있었다. 작업자는 셋업, 공구 교체, 공구 파손 정비, 기계의 기술적 결함 등 가동 중지 사유를 바로 터미널에 알릴 수 있고, 책임자는 이를 자신의 마스터 컴퓨터의 가동 시간 다이어그램으로 볼 수 있다. 일반적으로 주문 데이터는 바코드와 RFID를 통해 시스템으로 들어온다. 기계 터미널은 제작된 부품을 각 부분별로 기계로부터 직접 전달되는 신호를 이용하여 자동화 방식으로 파악할 수 있다.

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새로 단장한 작업장 전경: DMG, Star, Traub사의 CNC 기계 20여대에서 정밀 선반 부품이 생산되고 있다.직원들이 제시한 또 다른 아이디어도 있다. MDE/BDE 마스터 컴퓨터는 모든 기계를 제품 그룹별로 정렬하여 그래픽으로 보여준다. 각 기계에서는 경광등(초록색 내지 빨간색)을 통해 기계 상태를 볼 수 있고, 데이터들이 실시간으로 파악되기 때문에 현재 주문 진행률(단위 수량당 시간, 잔여 부품 개수, 장애 원인)도 볼 수 있다. 각 작업자는 동시에 여러 기계는 관리한다. 작업자가 작업 상태를 지속적으로 파악하고 볼 수 있도록 MDE/BDE 마스터 컴퓨터의 화면을 프로젝트 빔을 통해 공장의 높은 벽면에 쏜다. 덕분에 작업자는 작업장과 창고 사이를 비교적 자유롭게 다닐 수 있고 문제가 발생하면 즉각 대응할 수 있다.

프로젝트 빔을 사용하는 것은 관리자들에게도 이점이 있다. 작업장에 들어오는 경우 생산 상태를 한 눈에 파악할 수 있기 때문이다. 이른바 생산상황을 영상으로 게시되는 KVP(연속적 개선 프로세스) 또는 Kaizen, 개선 기법) 보드도 제조 상태를 빠르게 파악하는 데에 일조한다. Provis에 의한 평가인 생산 영상은 각 기계에서 이루어진 세 개 교대 근무조의 생산 시간과 가동 중지 시간 이력을 차례대로 보여주며, “따라서 보고 있으면 언제 효율적이었고 언제가 비효율적이었는지 즉각 알게 됩니다.“

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Amo-Tec 이사 브루노 한젤카. “MDE/BDE 또는 CAQ 같은 결정적인 영역을 인터페이스를 통해 제어하는 것은 항상 산란 손실을 의미합니다. 따라서 우리는 통합 솔루션을 선택했습니다.“스마트폰이나 태블릿을 통해서도 생산 시설을 온라인으로 볼 수 있다. Provis 모바일 클라이언트가 설치되었다. 이 프로그램은 현재 Provis 컨트롤 스테이션의 화면을 다운그레이드된 버전으로 전달한다. 이는 야근 근무조에서 비상 상황이 발생할 경우 퇴근한 생산 책임자에게 또 Amo-Tec 외부에서 외근을 하고 있는 경영자에게 있어서 중요한 보조 수단이다.



스마트폰 또는 태블릿으로 전달되는 MDE/BDE 데이터


작업자와 경영진이 제조 인덱스에 도달하거나 또는 예상치 못한 시스템의 장애에 신속하게 대응하는 것은 인더스트리 4.0의 맥락에서 결정적인 특징 가운데 하나이다. 생산 상황에 그와 같이 신속하게 반응하는 데 있어서 세 가지 솔루션(프로젝터, 생산 영상, 모바일 단말기) 이외에 Gewatec의 프로세스 라이트(경광등)도 일조한다. 이 프로세스 라이트는 IC901 모델의 MDE/BDE 터미널에 장착되어 있다. 이 프로세스 라이트는 라이트 색상을 통해 작업자에게 작업 상태 또는 OEE(Overall-Equipment-Effectiveness, 전반적인 장비 효과)의 한계 값, cpk(공정 능력 지수), SPC(통계적 공정 관리) 측정을 위한 요건 등을 4가지 신호로 알려주고, 가장 아랫 부분의 라이트로는 공구 교체를 지시한다. 이런 방법을 통해 작업자는 온라인 BDE/MDE 데이터 평가를 토대로 기계 능률에서 또는 프로세스 품질에서 변화가 나타나는 시기(노란색 라이트)를 확인할 수 있어 빠르게 조치를 취할 수 있다. 또한 임박한 SPC 측정과 공구 교체도 놓치지 않게 된다.

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MDE/BDE 마스터 컴퓨터의 화면 신호를 모든 사람들이 볼 수 있도록 공장의 벽면에 프로젝터 빔을 쏜다. 이렇게 하면 모든 작업자들이 자신이 운전하는 기계뿐만 아니라, 동료들의 기계 상태도 함께 볼 수 있다“지금과 같은 품질 관리는 이전의 Gewatec 시스템으로는 불가능했습니다.“(토비아스 하우크)

시험 계획의 수립과 관리가 한결 간소화되었다고 한다. SPC를 위한 규정별, 고객별 테스트 특성과 주기는 시스템에 저장되어 있다. 거의 모든 측정 기기와 측정 수단의 데이터가 CAQ 모듈로 들어간다. 또한 상품 입고 검사와 측정 수단 관리 그리고 클레임 관리도 완전히 파악되어 처리된다. CAQ는 QS 인증의 중요한 요소였으며, 오늘날은 (물론 PPS 및 BDE와 연동하여) 인증 및 추론에 있어서 중요한 모든 생산 단계 또는 원재료에 이르기까지 공급 부품의 제조와 품질 데이터의 추적이 가능하다.

브루노 한젤카는 현재와 같은 수준의 ERP 설치에 대해 “전체적으로 만족스럽고 그 이상“이라고 한다. 무엇보다 MDE/BDE 솔루션에 깊은 감명을 받았다. “Gewatec이 우수하죠.“ 그리고 그는 경영자로서 여러 곳으로 왕래하기 때문에, 그가 현장에 없더라고 현재 위치에서 회사의 상황을 한 눈에 개괄하는 것이 반드시 필요했다. 이런 필요를 Gewatec 솔루션이 해결해주었고, Gewatec의 솔루션으로 인해 경영진과 모든 직원들에게도 전체 생산 공정이 투명해졌다.

링크 : (16.06.01 마쉬넨마르크트) \"인더스트리 4.0을 지원하는 ERP, MES 솔루션\"