[이코노믹리뷰=김동규 기자] 스마트 팩토리는 크게 수요기업과 공급기업으로 나눌 수 있다. 수요기업은 실제 공장에 스마트 팩토리를 적용해 운영하는 기업을 말하고, 공급기업은 공장에 스마트 팩토리 시스템과 솔루션을 제공하는 업체를 말한다. 때로는 수요기업과 공급기업이 같을 수도 있다. 국내 대기업 중 스마트 팩토리를 실제로 운영하고 있는 대표 회사 2곳과, 스마트 팩토리 시스템을 제작하는 회사 2곳의 스마트 팩토리 시스템을 보면 스마트 팩토리의 개념을 조금 더 명확하게 잡을 수 있다.

똑똑해지는 포스코 공장

국내 대표 철강 제조사 포스코(POSCO)는 철강산업뿐만 아니라 에너지, 건설, 화공 분야에 이르기까지 그룹의 다양한 사업에 ICT를 융합하는 스마타이재이션(Smartization, 스마트화)을 추진해 나가고 있다.

포스코는 2015년 광양 후판공장을 스마트 팩토리 시범 공장으로 지정하고 계속 스마트 팩토리를 확대해 나가고 있다. 포스코 스마트 팩토리 플랫폼의 이름은 포스프레임(PosFrame)이다. 철강연속공정의 특성을 반영한 이 플랫폼은 세계 철강업계 최초로 생산공정 과정에 인공지능(AI)이 도입된 것이 특징이다. 포스코는 열연 공정에 한해 포스프레임을 적용했지만 올해 4월부터는 열연공정과 연계된 제강, 연주, 냉연, 스테인리스(STS)냉연 등 전·후 공정을 모두 포함하는 포스프레임을 구축해 스마트 팩토리 구축에 박차를 가하고 있다.

포스코 관계자는 “인공지능 기술과 사물인터넷(IoT) 센서를 통해 실시간으로 미세한 문제를 찾아내 공정을 개선하고, 품질과 생산성 향상을 꾀할 수 있다는 것이 포스코 스마트 팩토리의 가장 큰 장점”이라면서 “스마트 팩토리로 설비효율을 높이고 제조원가는 낮춰 수요에 부합하는 다품종 맞춤 생산을 가능케 할 것”이라고 밝혔다.

포스코는 또 올해 초에는 GE와 공동으로 양사의 대표적 스마트 팩토리 플랫폼을 접목해 제철설비에 최적화된 하이브리드형 스마트 팩토리 플랫폼을 공동 개발하고 사업화를 적극 추진키로 했다. 포스프레임과 GE의 스마트 팩토리 솔루션인 APM을 결합해 ‘포스프레임 플러스’를 개발한다는 것이다.

LS산전 에너지관리까지 똑똑한 공장

LS산전은 2011년부터 2015년까지 200억원 이상을 투자해 단계적으로 스마트 팩토리를 구축해왔다. ICT와 자동화 기술을 접목해 다품종 대량 생산은 물론 맞춤형 소량다품종 생산도 가능한 시스템을 구축했다.

LS산전 청주 1사업장 G동에는 스마트 생산 라인이 구축돼 있다. G동은 LS산전의 주력 제품인 저압차단기와 개폐기를 생산하는 공장이다. 각 공정에는 자동화기기인 PLC가 설치돼 있고, 각 공정의 PLC가 상위 PC를 통해 제조실행시스템인 MES와 연계돼 있다.

LS산전에 따르면 스마트 팩토리로 인해 생산성은 60% 이상 향상됐고, 에너지 사용량도 60%이상 절감했다. 또 불량률도 글로벌 스마트 팩토리 수준인 14PPM으로 급감했다.

또 공장에너지관리시스템(FEMS, Factory Energy Management System)도 개발해 적용했다. 이 시스템으로 에너지 사용량, 온실가스 감축 현황 등을 실시간으로 분석할 수 있다. LS산전 관계자는 “생산라인의 스마트화를 통해 생산성과 에너지효율이 크게 개선됐고, 고객만족도 향상과 근무자의 작업환경과 편리성 증진 효과까지 얻고 있다”면서 “현재 중간 단계인 생산라인을 스마트 팩토리 최고 수준인 고도화 단계까지 업그레이드하는 혁신을 추진 중이다”고 밝혔다.

삼성SDS의 인텔리전트 팩토리

삼성SDS는 앞서 소개한 스마트 팩토리 수요기업과 달리 스마트 팩토리 시스템을 제작, 판매하는 공급기업이다. 삼성SDS의 대표 스마트 팩토리 솔루션은 ‘인텔리전트 팩토리’다. 이 솔루션은 회사의 인공지능 기반 넥스플랜트 플랫폼으로 제조현장에서 데이터 수집과 분석을 하게 된다.

넥스플랜트 플랫폼은 설비에 장착된 IoT 센서로 수집된 대용량 빅테이터를 인공지능을 활용해 분석한다. 이후 실시간으로 이상감지, 장애 시점 등을 예측해 설비 가동률을 높인다. 삼성SDS에 따르면 이 플랫폼이 적용된 생산공장에서는 공정품질이 30% 이상 향상됐고, 불량유형을 딥러닝(Deep Learining)으로 학습해 불량 분류정확도를 32%까지 증가시켰다.

또 이 플랫폼은 자재물류 장치들의 소음과 진동, 발열, 위치 등을 인공지능으로 분석해 장애를 사전에 감지하고 예측할 수 있다. 이후 이상 원인을 자동으로 진단하고 복구해 장치 가동률을 향상시켜 준다.

삼성SDS 관계자는 “인공지능 기반 넥스플랜트 플랫폼을 더욱 고도화해 삼성 관계사뿐만 아니라 타사의 인텔리전트 팩토리 실현을 지원할 계획”이라면서 “공장의 설계와 시공부터 운영까지 사업영역을 확장해 나갈 계획”이라고 밝혔다.

LG CNS ‘팩토바’

LG CNS는 팩토바(FACTOVA)라는 스마트 팩토리 플랫폼을 보유하고 있다. 팩토바는 제조 정보화, 지능화 솔루션을 쉽고 빠르게 적용할 수 있게 해 표준화된 개발 및 운영환경을 제공하는 제조 ICT 플랫폼이다.

이 플랫폼의 특징은 전 제조 공정에 IoT, 클라우드, 빅데이터, 모바일, AI와 같은 최신 IT 기술을 적용해 공장 자동화를 넘어 공장 지능화로 업그레이드가 가능하다는 것이다. 제조공정 일부분의 첨단화가 아니라 상품기획부터 생산라인, 물류까지 제품을 제조하는 전 과정에서 첨단 기술이 적용된다는 설명이다.

LG CNS 관계자는 “팩토바를 사용하면 상품기획에서 통상 6개월 이상 걸리던 기획 기간을 2~3개월로 단축할 수 있고, 생산 부문에서는 데이터 수집을 IoT를 활용해 실시간으로 파악해 품질검사 정확도를 99.7%까지 개선할 수 있다”면서 “물류에서도 실시간 위치추적, RFID 등 IoT 기술로 배송지연·누락 등 배송 리스크 대처가 가능하고 최적의 재고 수준을 유지할 수 있다”고 설명했다.