삼성·LG, GM 등 국내외 '스마트팩토리' 모범사례

[중소기업투데이 조민혁 기자] 세계 주요국 기업들은 다양한 스마트팩토리(스마트공장) 네트워크를 도입하고 있다. 그 중엔 국내 기업들로서도 벤치마킹 대상이 될 만한 사례도 많다. ‘글로벌 TOP 디지털 공장’, ‘글로벌 10대 디지털팩토리’ 등에 선정될 만큼 우수한 기술과 시스템은 특히 눈여겨볼 만하다.

‘글로벌 10대 디지털팩토리’ 선정 기업 등

‘2020년 TOP 디지털 공장’에 선정된 글로벌 항공사인 ‘보잉’이 대표적이다. 이 회사는 미국 내 유타, 셰필드, 캘리포니아, 사우스캐롤라이나, 워싱턴, 미주리 등의 공장에 3D 프린팅 기술을 도입, 부품 수를 최소화했다.

또 디지털 트윈 기술로 실시간 공장 생산 공정을 감시하고, 공정 최적화 방안을 시뮬레이션하고 있다. 그 결과 “생산성을 최대 50% 끌어올렸다”는 설명이다.

‘글로벌 TOP 디지털 공장’, ‘글로벌 10대 디지털팩토리’ 등 관련 자료를 인용한 한국전자통신연구원에 따르면 독일의 글로벌 기업 ‘지멘스’도 ‘올해의 공장’이나, ‘유럽 최고의 공장’, 그리고 ‘글로벌 10대 디지털팩토리’ 선정된 모범 사례다.

이 회사는 지난 2020년도에 이미 공정의 디지털화와 자동화 수준을 85% 이상 달성했다. 모든 설비에 1천여 개의 IoT 센서를 연결하고, 디지털 트윈 기술을 적용, 제품 불량률 0.0012%를 달성했다. 또 제품 설계와 주문이 변경돼도, 이에 유연하게 대처할 수 있게됐다.

자동차 회사 GM도 2020년 ‘글로벌 10대 디지털팩토리’에 선정됐다. 단일 조립 공장에 수천 개의 로봇이 협업하고, 5G 모바일 네트워크나 인공지능, 3D 프린팅, IoT, 클라우드 컴퓨팅, 빅데이터 분석 등의 기술을 적용한 ‘Factory ZERO’를 구현했다.

‘Factory ZERO’는 말 그대로 충돌이나 배기가스, 정체 상태 등을 디지털트윈을 통해 ‘제로’로 한다는 뜻이다. 그로 인해 효율성과 생산성이 크게 높아지고, 안전사고를 최소화하며, 고품질과 최적화된 비용의 전기차를 생산하고 있다.

스웨덴의 글로벌 통신장비 회사인 에릭슨도 ‘글로벌 10대 디지털팩토리’에 선정된 회사다. 이 회사는 에스토니아 공장에 5G 이동통신, AGV(automated guided vehicles), AR기술, 환경 센서 등을 적용했다. 이를 통해 배송시간 단축과 손상 위험 감소, 부품 품질관리 프로세스의 문제를 해결할 수 있었다.

에너지관리 및 산업 자동화 전문기업인 슈나이더 일렉트릭도 성공적인 디지털트윈 사례로 꼽힌다.

이 회사는 IoT, 빅데이터 및 예측 분석, AR, 원격 모니터링, 예측 유지 관리 기술을 운영 방식에 적용, 운영을 간소화하고 효율성을 증대시켰다. 에너지 소비도 절감하고, 장비 가동 중지 시간을 20% 이상 줄일 수 있었다.

자동차 회사 포드 역시 스페인 발렌시아 자동차 엔진 공장에 5G 이동통신, IoT 센서, AGV(Automated Guided Vehicle) 차량관리, 제스처 인식, VR, 에지 컴퓨팅, 로보틱스, 인공지능 기술을 적용, 보다 효율적이고 환경 친화적이며 저렴한 비용의 생산 환경을 구축했다.

애플 아이폰 생산 기업인 중국의 폭스콘도 모범 사례 중 하나다. 이 회사는 중국 내 청두 공장과 선전 공장에 완전 자동화되고 최적화된 제조 프로세스를 적용했다. 또 스마트 유지관리시스템, 지능형 실시간 모니터링 등을 위해 MR과 인공지능, 머신러닝, 사물인터넷, 로봇공학 등을 도입하기도 했다.

이를 통해 수작업을 크게 줄이고, 생산 효율성을 30% 이상 증가시키며, 재고 주기를 15% 감소시켰다.

자동차 부품 제조업체 ‘히로텍(Hirotec)’ 역시 IoT, 클라우드컴퓨팅, 기계학습을 제품 생산 공정에 도입한 케이스다. 데이터 수집과 저장, 분석을 통해 시스템 장애를 예측하고 예방하도록 했다. 이를 통해 수작업으로 시스템을 검사하는 기간을 획기적으로 단축시킨 것으로 전해졌다.

국내 기업들도 ‘TOP 디지털공장’, ‘등대 공장’ 선정

국내 기업들도 ‘TOP 디지털공장’이나 ‘등대 공장’ 등 모범적인 스마트팩토리 사례로 꼽히는 곳들이 적지 않다.

그 중 대표적인 곳이 ‘2020년 TOP 디지털 공장’으로 선정된 삼성전자다.

이 회사는 KT와 함께 수원 공장의 디지털트윈을 완료했고, 미국 텍사스 오스틴 공장 역시 AT&T와 협업, 스마트화했다. 5G 이동통신, 인공지능, 딥러닝, 혼합 현실, 로보틱스, 사물인터넷(IoT), 클라우드컴퓨팅 등의 기술을 적용, 제조공정의 70% 이상을 자동화했다.

이를 통해 생산라인을 최적화하고, 효율성을 극대화하며, 안전한 환경을 구축할 수 있게 된 것이다.

포스코는 지난 2019년에 세계경제포럼(WEF)에 의해 세계 제조업의 미래를 선도한다는 취지의 ‘등대공장(Lighthouse Factory)’에 선정됐다.

이 회사는 열연공장에 인공지능 기술을 적용, 슬래브를 절사할 때 생기는 손실을 연간 1만 7,000톤이나 절감했다. 또한 스마트 고로 시스템에 딥러닝 기술을 적용, 용선 생산량을 연간 약 8만 5,000톤 증산할 수 있었다.

LS일렉트릭(LS산전) 역시 2021년 WEF ‘등대공장’에 선정되었다. 이 회사는 이미 지난 2015년부터 청주 공장을 스마트공장으로 전환한 바 있다. 모든 공정을 로봇이 수행하고, 사물인터넷, 인공지능, 빅데이터 기술 등을 접목함으로써 생산량이 160% 증가했다.

또한 에너지 사용량을 60% 절감하고, 불량률도 100만 개당 7개 수준으로 감소시켰다.

한국전자통신연구원은 이 밖에 국내 중견·중소기업 중에서도 모범 사례를 소개하고 있어 눈길을 끈다.

주류제조업체 ㈜화요도 그 중 하나다. 이 회사는 여주공장의 증류 소주 생산공정에 사물인터넷, 클라우드, 인공지능 등 IT 기술을 적용, 원료부터 완제품까지 전 공정을 추적하고 관리하는 생산(이력)관리 MES(Manufacturing Execution Systems)를 구축했다. 이를 통해 공정 불량률을 11% 줄였고, 생산원가를 낮춤으로써 생산성을 6% 높일 수 있었다는 얘기다.

컨베이어시스템 전문기업 대양롤랜드(주)도 모범적인 스마트공정 구축 사례로 꼽힌다. 이 회사는 로봇시스템(RPA)과 연계된 생산 정보 수집 체계를 구축했다. 이를 통해 제조이력관리, 작업일지 첨단화, 공정 모니터링, 실적 모니터링을 고도화함으로써 고품질의 제품을 균일하게 생산할 수 있었다. 시간 당 생산량이 200% 늘어났고, 공정 불량률은 50% 감소, 작업 공수도 55% 감소시킬 수 있었다.