생산 라인 통합은 어려운 과제다. 오늘날의 제조업체는 보다 적은 장비 또는 라인으로 더 많은 제품을 생산할 수 있는 융통성과 제조 프로세스에 대한 향상된 가시성을 요구하고 있다. 이러한 요구사항을 수용하고 장기간 사용할 수 있는 라인 통합을 제공하는 방법은 무엇일까?
자료｜로크웰 오토메이션 코리아(www.rockwellautomation.co.kr)

고객이 시스템 통합을 위해 도움을 요청할 때, 시스템에 대해 정통한 업체는 자신감을 가지고 문제를 해결할 수 있다. 고객은 업체가 가진 고유한 경험과 서비스를 통해 전반적인 구현비용을 절감할 수 있다. 또한 한 업체를 통해 교육·장비 설계·설치·애프터마켓 지원 등 다양한 혜택을 누릴 수 있다. 그 결과 적절한 지원을 통해 라인 성능을 최적화하고 시간과 비용을 절감하며 총 소유비용을 줄인 솔루션이 탄생한다.

하지만 라인 통합은 상당히 어려운 과제다. 소비재 제조업체와 같은 최종사용자들은 수시로 변하는 소비자의 건강과 기호 및 가격 선호도를 분석하고 이를  도입함으로써 수익성을 유지하고자 한다. 이를 위해 보다 다양한 포장 옵션을 갖춘 제품을 생산한다. 

그 결과, 오늘날의 제조업체는 보다 적은 장비 또는 라인으로 더 많은 제품을 생산할 수 있는 생산라인의 융통성과 제조 프로세스에 대한 향상된 가시성을 요구하고 있다. 
 

이러한 요구사항을 수용하고 생산라인을 장기간 사용할 수 있는 통합을 제공하는 방법은 무엇일까? 시동 시간을 절약하고 효율성을 높이며 라인 성능을 집적한 관리를 제공하는 새로운 라인 통합 솔루션을 살펴보고, 이 솔루션의 이점에 대해 논의한다.

기존 방식을 타파하라

과거에 개발되어 현재에도 사용 중인, 즉 낡은 하드웨어나 소프트웨어에 의존하는 시설에 적절한 라인 통합 시스템을 구축함으로써 생산 문제를 진단 및 예방할 수 있다.
 

릴레이에 의존하며, 알람 진단 기능을 활용하지 않고 있는 공정을 예로 들어보자. 이러한 생산공정의 경우 생산이 멈추면 심각한 문제에 봉착하게 된다. 문제를 일으키는 근본적 원인을 즉각적으로 확인하지 못하기 때문이다. 결과적으로 작업자가 직접 문제가 발생한 지점을 조사해야 한다는 문제점이 발생한다.
 

또한 연속적인 여러 작업을 동시에 수행하는 생산 공정에서 실시간 정보가 부족하면 장비가 작동을 멈추며, 이로 인해 생산성 측면에서 손실이 일어난다. 뿐만 아니라 불량품으로 인해 추가적인 문제가 일어날 수도 있다.
 

통합 라인 제어 시스템을 활용하면 생산 공정이 중단된 원인과 과정을 보다 쉽게 살펴볼 수 있다. 시스템은 작업자뿐 아니라 각기 다른 영역 및 장비로 정보를 전송하며, 필요에 따라 공정 속도를 줄이거나 장비를 잠시 정지하는 등 적절한 조치를 취할 수 있다.

생산라인의 가동 중지에 신속하게 대응하면 장비의 가동시간을 크게 높일 수 있다. 

예를 들어 매월 1200SKU를 생산하는 공정에서 각 SKU당 사이클 시간을 평균 2분여씩 개선함으로써 매월 2400분(약 40여 시간)의 가동중단시간을 줄일 수 있게 된다.

포장 공정을 통합하라

생산라인 통합 시스템은 특히 포장 작업에서 유용하다. 사용자의 충전기·케이스 제조기·래핑기·라벨기·팔레타이저 등 포장 장비는 서로 다른 장비제조업체의 제품을 사용하는 것이 일반적이며, 따라서 시스템 통합이 중요한 역할을 한다. 이러한 방식은 장비들을 서로 통신하기 어렵게 만들며, 따라서 맞춤형 통합 작업과 하드 코딩이 필요하게 될 가능성이 있다.

Packaging Machine Language(PackML)는 이러한 장비를 위한 공통적인 언어를 만든다. PackML을 활용하면 새로운 라인 통합 기술을 전체 포장 작업에 걸쳐 각 장비 간의 연결 고리를 생성할 수 있다. 
 

결과적으로 표준화된 방식으로 각 장비를 연결해 이를 관찰함으로써 개별 장비의 처리 효율을 파악하고 전반적인 장치 성능을 한눈에 볼 수 있다. 동시에 통합 작업을 표준화함으로써 생산라인에서 얻는 진단 및 경보 관련 정보를 표준화할 수 있다.
 

간편한 통합 및 즉각적인 표준화는 라인 통합 솔루션이 포장 라인에 대해 보다 높은 종합장비효율(Overall Equipment Effectiveness, OEE)을 제공함을 의미한다. 실제로 포장 작업에서 라인 통합 기술을 사용하고 있는 제조업체는 수 주간 시동 시간을 단축시켰으며, 50%의 시간 절감 효과를 얻은 바 있다.
 

쿠폰 등 제한된 수량의 포장 전단지 삽입 작업 등을 위해 포장 프로세스를 변경해야 하는 경우에도 라인 통합 시스템이 유용하다. 기존 시스템에서는 프로세스를 변경할 때마다 라인을 중지해야만 했다. 하지만 라인 통합 시스템을 활용하면 생산라인을 멈추지 않고도 변경 사항을 자연스럽게 적용할 수 있다.
 

완전히 새로운 포장지로 변경하는 것처럼 라인의 기계적 또는 전기적 구조에 영향을 주는 포장 변경 작업도 훨씬 빠르게 적용할 수 있다. 생산라인에 있는 다른 장비에 대한 패러미터를 이미 가지고 있으므로 변경 사항을 쉽게 통합 및 조정할 수 있다.

이점을 누려라

장비제조업체가 라인을 통합하고자 할 때 겪는 어려운 작업으로 프로세스 스키드 및 포장 기계와 같은 실제적인 제조 장비와의 연동 및 데이터 수집을 정립하는 방법 결정을 꼽을 수 있다.
 

최신 라인 제어 솔루션은 장비를 출하하기 전에 장비를 설치하고 기능을 확인할 수 있는 공통적인 장비 인터페이스를 제공한다. 현장에서 시운전을 하기 전에 가상 서버 기술을 사용해 장비를 설정 및 구성할 수도 있다.
 

또한 가변 제어 시스템이 있는 신규 라인을 활용하거나 기존 라인에서 구현 가능한 통합 기술을 사용함으로써 고객에 대한 프로세스를 표준화한다. 이를 통해 사용자의 시간과 비용을 절감하는, 재생 가능한 방식을 구현할 수 있다.
 

Pro Mach는 미국 포춘지에서 선정한 500대 식품·음료·소비재 제조업체 중 80% 이상의 업체에 통합 포장 솔루션을 제공하는 기업이다. 
 

이 업체는 광범위한 옵션을 신속히 처리하고 다양한 기능의 설비를 납품해야 한다. 이를 달성하기 위해서는 생산라인에 있는 여러 장비들이 서로 통신해서 효율적으로 작동함으로써 성능을 극대화해야 하는 경우가 많다.

Pro Mach는 최근 콘퍼런스에서 로크웰 오토메이션의 Rapid Line Integration 기술을 시연함으로써 기술의 발전을 통해 각 장비와 전체 포장 작업 전반을 연결하는 작업이 얼마나 쉬워질 수 있는지를 증명했다. 

다수의 장비제조업체로부터 장비를 구매한 경우, Rapid Line Integration 솔루션은 단일 지점에서 전체 라인의 성능을 설정·제어·분석할 수 있도록 함으로써 유연한 통합 방법을 제공한다.

Rapid Line Integration 솔루션은 PackML을 사용하여 공장관리자가 연결이 용이한 표준화된 방식으로 각 장비를 감시 및 관찰할 수 있도록 함으로써 설치 및 시동 시간을 절약한다. 동시에 각 장비의 처리 성능에 대한 가시성과 OEE에 대한 집중화된 관리 기능을 제공한다.
 

기존 시스템은 변경사항이 발생할 때마다 작업자가 직접 생산라인을 멈춘 뒤 변경해야 했다. 반면 Rapid Line Integration 기술을 활용하면 새로 설계된 포장에 대한 변경 등 라인의 기계적 또는 전기적 구조에 영향을 주는 포장 변경 작업도 원활하게 진행할 수 있다.

Pro Mach의 마케팅 담당 부사장인 존 에클룬드는 “Pro Mach고객 중에는 설치 및 시동 문제로 인해 신제품의 시장 출시 시점이 늦어지는 경우가 많다”고 운을 떼었다. 
 

에클룬드는 “냉동식품이든 신약이든 기저귀든 상관없이, 신제품을 시장에 최초로 출시하는 것은 시장 점유율뿐 아니라 제품 수명 전반에 걸친 수익에 중대한 영향을 준다”고 지적했다. 

에클룬드는 “라인 통합 솔루션은 Pro Mach 고객이 시동 시간을 절약함으로써 생산 목표를 달성하고 전체 성능을 최적화할 수 있도록 돕는다”고 언급했다.