스마트공장은 제품의 기획·설계, 제조·공정, 유통·판매 등 모든 과정을 IT로 통합해 최소 비용과 시간으로 고객 맞춤형 제품을 생산하는 공장을 말한다. 우리나라에도 스마트 기술을 활용해 생산방식을 혁신하는 사례가 등장하고 있다. 산업통상자원부가 추천한 우수 스마트공장 두 곳을 소개한다.

재영솔루텍

스마트 생산 체계 구현, 수출 금형에 QR코드 부착

▷스마트폰으로 금형 표면에 각인된 QR코드를 촬영하면 금형 제작 과정에 대한 궁금증을 알 수 있다.

1976년 설립된 재영솔루텍은 연매출 1500억 원을 기록하는 중소 금형 제조업체다. 금형이란 각종 부품을 대량 생산하기 위한 틀(거푸집)이다. 이 업종은 산업화 시기에 호황을 누렸다. 하지만 저임금을 무기로 한 중국 등 후발국의 추격이 거세지면서 가격 경쟁이 치열해지고 있다.

위기를 타개하기 위해 재영솔루텍은 10여 년 전부터 스마트공장을 구축했다. 제품 기획에서부터 설계, 제작, 판매가 유기적으로 이뤄질 수 있는 스마트 생산체계를 구현한 것이다. 우선적으로 설계와 생산정보 공유 시스템을 마련했다. 기존에는 설계도 정보를 손으로 직접 금형 기계에 입력해 시간이 오래 걸리고, 입력 오류도 발생했다. 하지만 설계도 정보를 디지털화하면서 설계 정보가 가공 기계에 자동으로 반영되는 시스템을 만들었다.

그 결과 설계시간과 현장 작업자의 판독시간이 줄어들어 전체 작업시간이 전보다 30~50%가량 단축됐고, 설계도 정보 입력에 따른 오류 발생률도 절반으로 줄었다. 물론 이런 성공 뒤에는 시행착오가 있었다. 사업 추진 초기에는 국내 금형 업계에 정보통신기술(ICT) 시스템을 도입한 곳이 전무했기 때문에 금형 제작에 맞는 시스템을 자체적으로 개발하느라 어려웠고 투자 비용도 많이 들었다.

금형 발주자에게 질 좋은 서비스

앞으로 재영솔루텍은 그간의 노하우를 바탕으로 금형에 QR코드를 새겨넣고 스마트폰으로 이를 촬영해 제품 이력을 확인하는 앱을 개발할 계획이다. 재영솔루텍 선행기술팀 김민기 수석연구원은 "올해 하반기엔 국내에 납품하거나 해외에 수출하는 금형에 QR코드를 각인해넣을 계획"이라면서 "금형 발주자 및 금형 사용자가 자신의 스마트폰으로 QR코드를 촬영하면 금형 제작 과정에 대한 궁금한 점을 실시간으로 알 수 있다"고 설명했다.

금형 제작비가 몇천만 원에서 많게는 몇억 원에 달하기 때문에 금형 발주자는 제작을 의뢰한 뒤 제작 과정 한두 달 동안 몇 차례 확인 작업을 거치게 마련이다. 가령 금형 발주자가 재영솔루텍에 금형 제작을 의뢰한 뒤 설계자가 누군가, 설계 과정은 어떤가, 설계도면을 볼 수 있나, 납기일은 언제인가 등등의 질문을 이메일이나 전화 등으로 해올 수 있다. 금형 제작 전에 금형 발주자에게 QR코드를 발급하면 이런 커뮤니케이션은 할 필요가 없어진다.

게다가 재영솔루텍은 기존에는 금형 제작 이후에 금형 발주자에게 금형과 함께 설계도면, 관련 부품 등을 보냈다. 하지만 앞으로는 금형에 레이저로 QR코드를 각인해서 보낼 예정이다. 금형 발주자가 QR코드만 스마트폰으로 찍으면 금형에 대한 상세 정보를 확인할 수 있게 된 것이다. 이로써 인건비, 국제전화비, 물류비 등을 절감할 뿐 아니라 금형 발주자에게 질 좋은 서비스를 제공해 고객을 재유치할 수 있을 것으로 전망된다.

LS산전

주문부터 출하까지 통합 관리, 불량 발생률 0.01% 

▷LS산전은 국내 최고 수준의 스마트공장 시스템을 운영하고 있다. 고객 주문부터 제품 제작, 출하까지 전 과정이 통합 관리되는 LS산전 청주공장 내부 모습.

1974년 창립한 LS산전은 전력 공급과 계통 보호에 사용되는 전력기기 및 시스템 전문 기업이다. 산업 자동화 및 에너지 절약 기기 등의 분야에서 세계적인 경쟁력을 갖춘 기업으로 성장해 톰슨 로이터의 '세계 100대 혁신기업'에 4년 연속으로 선정됐다. 현재 3800여 명의 임직원이 국내 5개 사업장, 해외 4개 생산 거점, 국내외 9개 연구소, 세계 각국 20여 개 법인과 지사에서 일하고 있다.

LS산전은 국내 최고 수준의 스마트공장 시스템을 운영하고 있다. 스마트공장은 고객 주문부터 제품 제작, 출하까지 전 과정이 통합 관리된다. LS산전 청주공장의 경우 수요 예측 시스템을 통해 주문, 생산 계획, 자재 발주를 자동으로 실시한다. 생산라인은 조립, 검사, 포장까지 자동화 라인으로 구성돼 있다. 공장 대부분이 자동화돼 전체 공장을 소수 인력이 관리한다. 이와 함께 포장과 운반을 동시에 수행할 수 있는 다기능 로봇과 생산 진행 상황에 맞추어 자동으로 자재와 제품을 운반하는 무인차가 제 몫을 톡톡히 한다. 제품 생산 실적과 품질 정보가 수집·관리되고, 이를 바탕으로 생산 설비가 자동으로 제어된다.

스마트공장의 기능은 크게 현장 자동화, 공장 운영, 기업 자원 관리, 제품 개발, 공급사슬 관리로 구분된다. 현장 자동화는 ▶각 조립공정 간 가동 정보, 생산 및 품질 정보의 실시간 자동 집계 ▶부품 공급, 제품 조립, 시험, 포장 등 조립 자동화(95%) ▶로봇, 비전 시스템을 접목한 융합 자동화(소음 검사, 외관 검사 등 관능 검사 자동화) ▶생산 시스템의 전체적인 구상, 설계, 제작 및 운영 소프트웨어까지 자체 기술로 실현한다.

공장 운영은 실시간으로 운영 현황을 분석하고 공정을 제어하는 것으로, 고객 정보를 생산 계획에 반영한다. 기업 자원 관리는 공장 운영 정보를 통합해 핵심 성과지표를 실시간으로 관리해 신속한 의사결정을 한다. 제품 개발은 제품 기준정보 및 기술정보가 설계 시스템을 통해 현장 생산 기준으로 자동 연계되며, 공급사슬 관리의 경우 시스템을 통한 고객 수요 예측, 영업주문, 생산 계획, 자재 발주, 생산, 출하 관리가 진행된다.

2020년까지 세계적 수준 공장으로

LS산전의 스마트화 추진은 2008년 생산기술센터 설립을 통해 더욱 강화됐다. 생산기술센터에서 쌓은 노하우를 집약해 LS산전에 최적화된 스마트공장 시스템을 개발해 적용하고 있다. LS산전 청주공장은 그간의 발전 상황이 반영돼 있다. 공장의 2층은 생산 상황에 따라 설비의 자동 제어까지 관리가 가능한 고도화된 수준이라면, 1층 생산동은 생산정보의 실시간 수집과 관리에 초점이 맞춰진 중간 정도 수준을 구현하고 있다. 그 결과 38개 품목을 하루 2만 개 생산할 수 있다. 전자접촉기를 기준으로 보면 38개 기종에서 생산성이 3.3배 향상했고, 에너지 사용률은 60% 절감했으며, 불량 발생률은 0.01%로 축소됐다.

LS산전은 2020년까지 생산 공장을 세계적 수준의 스마트공장으로 끌어올리기 위한 검토와 투자를 진행하고 있다. 또 국내 스마트공장 확산을 위해서도 그간의 노하우 등을 활용해 다방면으로 지원할 계획이다.

글 · 이혜민 (위클리 공감 기자) 2015.4.20