스마트 팩토리

스마트팩토리 개요

 

1. 생산관리 및 품질관리

 

2. 생산관리

- 효율적 생산관리를 위한 MES 구축 및 운영고객으로부터 주문을 받으면 공장의 생산 능력과 스케쥴에 따라 최적의 작업순서를 결정하고, 제품의 생산 전 과정을 실시간으로 관리
- 작업장 내 모든 설비가 실시간으로 상호 통신하고, 공장별 MES 및 전사 ERP와 연동해 최적화된 조업 솔루션을 자동 도출함으로써 생산성 향상
- 설비-소재-품질 데이터 통합 분석을 통한 최적의 운전패턴 도출

(1) 품질관리

- 센서로 품질에 영향을 주는 설비 소리, 진동, 온도 등을 체크해 불량 예측 및 예방조치 중단이 불가능한 연속공정에서의 품질관리를 위해 이상요소 발생시 이후 공정의 제어를 통해 정상
- 모든 생산공정에서 머신 비전(Machine Vision,영상 모니터링)을 통한 실시간 품질관리
- 불량품 상태에 대한 정밀해석을 통해 불량 원인 규명 및 연속불량 방지

 

(2) 물류관리

- 제공 서비스
야드 자동화 및 크레인 무인화 시스템
생산공장의 소재 및 제품 야드의 정형화된 작업 패턴을 가진 크레인을 대상으로 자동 운전이 가능하도록 무인화하여 고소지역 근무환경 개선 및 연속적인 물류처리의 안정적 운영이 가능한 환경 제공

- 항만/원료 자동화 시스템
선박으로 수입되는 원료 및 부원료의 하역을 위한 항만 하역 설비 및 하역된 원료의 야드 저장 및 불출을 위한 원료 이동기기 설비의 자동화 시스템과 원격 무인 시스템 구축

- TAG 자동부착 시스템
로봇을 이용, 바코드 및 RFID를 제품에 부착함으로써 물류 업무 효율화 및 비용 절감 기여

- 제품물류 자동화 시스템
공장에서 생산되는 제품들이 유통기지 및 고객사 창고에 도달할 때까지 입·출고 관리 및 모든 정보를 실시간으로 모니터링 할 수 있는 시스템 구축

- 입체창고 자동화 시스템
창고(Storage Rack) 사이를 이동할 수 있는 스택커 크레인(Stacker Crane)을 사용, 제품을 자동으로 입출고

 

3. 각국의 스마트팩토리 정책 및 방향

 

독일은 정부 주도 하에 산, 학, 연 연계를 통해 공적 표준화 전략을 추진하고 있다. 자동차, 기계 및 관련 부품 산업이 강한 독일은 21세기형 차세대 생산 체제를 구축하고, 스마트 팩토리의 글로벌 표준을 장악하려 한다. 나아가 장기적으로 독일 산업계 전역을 ‘세계의공장을 만드는 공장’으로 전환하려는 구상을 갖고 있다. 반면 미국은 대기업 주도 하에 개방적 구조로 시장 기반의 표준화 전략을 추진하고 있다. 미국은 사물인터넷의 연장선 상에서 새로운 사업 모델과 수익 흐름의 창출이라는 현실적 실리를 추구하고 있다. 일본은 느슨한 표준 전략을 추구하며, 기업들이 각개 약진하는 양상이다.

 

4. 스마트팩토리 개념

스마트 팩토리는 설계, 개발, 제조, 유통 등 다양한 분야의 생산과정에 정보통신기술를 적용한 지능형 생산공장이다. 사물인터넷을 통해 공정 데이터를 실시간으로 수집하고, 이를 분석해 공장 스스로 제어하는 미래형 공장이다. 스마트 팩토리는 모든 설비, 장치에 무선통신으로 연결되어 있어, 데이터를 자유롭게 연계할 수 있다. 이를 통해 보다 유기적이고 통합적인 생산 환경을 조성할 수 있다. 또한, 스마트팩토리는 인력 비용이 절감되며, 자동화 생산을 통해 대량 생산 문제 해결 및 개인 맞춤형 생산도 가능해진다.

 

현대자동차그룹은 스마트팩토리를 활용한 미래 자동차 생산과정에 대해 공개했다. 자동차 제조 과정에서 사람, 로봇, 인공지능이 조화를 이루며 공장 전체가 하나의 인격체처럼 작동한다. 빅데이터를 기반으로 소비자의 선택을 예측하고 수요를 전망하는데, 생산을 사전 검증하고 계획을 확정하게 되면 생산활동을 시작한다. 이는 비슷한 차종만 혼류 생산했던 생산과정에서 상황에 맞게 다양한 차종 생산이 가능해진다. 이러한 과정에는 CPS(Cyber Physical System) 기술이 적용된다. 가상 세계에 똑같은 공장을 건설하고 똑같은 방식으로 작동하고 구현한다. 이를 이용해 생산라인, 공급라인을 운영하며 문제점을 찾아내고 보완한다. 2022년 싱가포르의 HMGICS에서 스마트팩토리를 시작할 예정이다.

IoT 기반 스마트 팩토리의 보안위협 요소는 아래와 같다.

• 디바이스 데이터의 무결성 훼손
• IoT 통신환경에서의 네트워크 공격
• 기기와 사용자의 인증 우회
• 애플리케이션 영역의 데이터 조작 및 무결성 훼손