전 세계적으로 코로나19 이후 언택트(Untact) 시대에 맞춰 지속 가능한 생산 및 공급망 중단에 대비하는 ‘뉴 노멀 시대의 스마트 공장’에 대한 관심이 증가하고 있다. 국내에서는 이런 흐름에 발맞춰 정부 차원의 스마트팩토리 지원 사업이 활발하게 이뤄지고 있다. 실제로 2030년까지 인공지능 기반의 스마트팩토리 2,000개를 구축하기로 했다. 이를 통해 제조업 부가가치율을 선진국 수준인 30%까지 끌어올려 세계 4대 제조 강국으로 도약하겠다는 비전을 내놨다. 디지털 혁신을 통해 스마트 공장 구축을 목표로 하는 다양한 규모의 국내 제조 공장들에게 좋은 사례가 되고 있는 슈나이더일렉트릭 전북 익산 공장(이하 익산 공장)을 다녀왔다.

세계 스마트 팩토리 시장 2022년까지 매년 9.3%씩 성장
국내, 2022년까지 약 16조 원 규모로 확대

스마트팩토리란 공장 내 설비와 기계에 센서(IoT)가 설치돼 데이터가 실시간으로 수집 · 분석되어 공장 내 모든 상황들이 일목요연하게 보여지고 이를 분석해 목적된 바에 따라 스스로 제어가 되는 공장을 말한다.

전 세계 스마트팩토리 시장은 2022년까지 매년 9.3%씩 성장해 약 2,054억 달러 시장 규모가 형성될 것으로 전망된다. 미국, 독일, 일본 등 주요 제조 선진국뿐만 아니라 중국과 같이 제조업이 중요한 국가에서도 시장의 성장활력 제고, 고용창출, 무역수지 개선 등을 위해 ICT를 활용한 제조업 경쟁력 강화정책을 수립하고 추진하고 있기 때문이다.

특히 스마트팩토리 기술의 플랫폼, 애플리케이션이 적용된 자동차산업 분야도 2016년에서 2022년까지 연간 8.3%로 고속 성장하고 있어 이들 솔루션이 관련 산업 도메인의 성장에 큰 영향을 미치는 것으로 보인다.

국내 스마트팩토리 시장 규모도 성장할 것으로 예상된다. 글로벌 시장 조사업체 ‘마켓 앤 마켓’에 따르면 국내 스마트팩토리 시장 규모는 2022년까지 약 15조 6,000억 원으로 확대될 예정이다.

1981년 설립된 익산 공장은 상주 인원 약 50명 규모의 공장으로 ‘전자식 모터 보호계전기(EOCR)’를 생산하는 전통적인 노동집약형 제조 생산 공장이었다. EOCR은 모터의 전류, 전압, 전력량을 감시 및 보호하는 보호 계전기로 각종 생산제조 공장뿐만 아니라 자동차, 가스, 상하수도, 공항, 철도 분야 및 빌딩 등 모터를 사용하는 모든 곳에 적용이 가능하다.

전 세계 20여 개국으로 수출되고 있는 EOCR 전 제품은 익산 공장에서 생산되고 있다. 슈나이더 일렉트릭은 지난해 자사의 통합 아키텍처 플랫폼인 에코스트럭처(EcoStruxure) 플랫폼을 기반으로 한 통합 엔드 투 엔드(End-to-End) 솔루션 도입을 통해 혁신적인 스마트팩토리로 재탄생시켰다.

기술 플랫폼 에코스트럭처 기반 … 스마트화 지원
한국형 스마트팩토리 표본 ‘이노베이션 허브’ 구축

익산 공장의 기반이 된 ‘스마트팩토리를 위한 에코스트럭처’는 사물인터넷을 기반으로 효율적인 에너지 관리와 자동화 공정을 최적화하는 기술 플랫폼이다. 사물인터넷을 기반으로 디바이스 간 통신이 가능한 커넥티드 제품(Connected Products)과 모션 드라이브, 파워 모니터링 엑스퍼트(PME) 및 PLC 등의 엣지 컨트롤(Edge Control), 오퍼레이션 단의 애플리케이션 및 분석툴, 서비스(Apps, Analytics & Services)를 아우르는 3단계 레이어 구성을 기반으로 생산은 물론 관리 및 운영 전반에 혁신적인 스마트화를 지원한다.

회사 관계자는 “익산 스마트팩토리는 스마트 공장의 두 가지 핵심적인 기반 요소인 에너지 관리와 자동화를 지원하며 국내 제조 시장에 적합한 원격 관리 · 증강현실 · 예지보전·보안 솔루션을 모두 구현한 공간”이라고 설명했다.

특히 효율적인 에너지 관리 시스템인 ‘에코스트럭처 파워 모니터링 엑스퍼트(Power Monitoring Expert)’를 비롯해 공장 운영관리 시스템(MES)으로 인력 및 품질, 에너지 효율, 생산량, 공장 운영관리 등 각종 지수를 한눈에 볼 수 있는 아비바 소프트웨어 시스템(AVEVA InduSoft System) 기반의 ‘컨트롤 타워’ , 이와 함께 패드를 통한 증강현실 솔루션의 원격 제어와 모니터링 시스템도 적용됐다.

회사 관계자는 “증강현실 어드바이저를 이용하면 가동 중인 복잡한 기계 설비를 직접 조작하거나 패널을 열어보지 않아도 각종 기기 및 설비의 운전 상태를 점검할 수 있어 가동 중단 없이 쉽고 안전하게 예방보전업무를 할 수 있다”고 강조했다. 이어 “관련된 기계설비에 대한 도면 및 기술자료 등을 태블릿 등 스마트 디바이스를 통해 볼 수 있어 편리하다”고 덧붙였다.

익산 공장 내부에는 한국형 스마트팩토리의 표본이 되어줄 최신 모델을 제안하기 위해 ‘이노베이션 허브(Innovation Hub)’도 구축됐다. 허브 공간 내의 컨트롤 타워에서는 공장운영시스템을 통해 조업현황, 인력투입시간, 품질, 생산성, 안전, 산업효율 등을 실시간으로 한 눈에 볼 수 있다.

각종 데모 부스에는 효율적인 에너지 관리를 위한 전력 기기 모니터링 솔루션인 ‘디지털 전력 시스템 및 에너지 관리 솔루션’을 비롯해 모터 품질 관리 및 유지보수, 예지보전 솔루션인 ‘스마트 모터보호 및 정보감시 솔루션’ , ‘모디콘(Modicon) M262 로직 컨트롤러’ 및 24시간 실시간 모니터링 서비스인 ‘스마트 전기 설비 감시 및 예방 예지보전 솔루션’에 관련된 디바이스와 작동 구현을 체험할 수 있다.

특히, 스마트폰과 스마트 패드를 통해 원격 제어와 사이버보안, 모니터링 현황을 실제로 경험할 수 있으며 관련 엔지니어와의 질의응답을 통해 궁금한 사항을 직접 확인 할 수 있어 유용하다.

회사 관계자는 “익산 공장은 이번에 체계적인 모니터링과 관리 시스템 기반의 스마트팩토리 솔루션 도입을 통해 △제품 불량률 10% 이상 감소 △에너지 소비 5% 이상 감축 △페이퍼 워크 60% 감소 등의 성과를 달성할 것으로 예상된다”며 “향후 3년 내에 제품 생산량을 100% 향상시킬 것”이라고 말했다. 이어 “한국은 높은 성장성을 보여 슈나이더 일렉트릭 본사에서 주목하고 있는 시장”이라고 덧붙였다.

전세계 207개 공장 보유 中 … 스마트 팩토리 11개 시범 운영
인도네시아 바탐 스마트 공장 … 작업 시간, 자재 절감 효과 입증

한편 슈나이더 일렉트릭은 전세계 207개의 공장을 보유하고 있으며 이 가운데 11개 공장을 스마트 팩토리 대표인 ‘등대공장(light house)’으로 선정, 시범 운영하고 있다. 프랑스 르 보드레이에(le Vaudreuil) 공장은 2019년 맥킨지앤드컴퍼니와 세계경제포럼이 선정한 세계 제조업
변화를 이끌고 있는 곳으로 지난 1년간 약 1,000명의 고객이 방문했다.

특히 인도네시아에 위치한 슈나이더 일렉트릭 바탐 스마트 공장은 아시아 기업이 IIoT(산업용 사물 인터넷)를 향한 첫발을 내딛도록 선도적인 역할을 하고 있다.

슈나이더 일렉트릭 바탐 스마트 공장은 운영 성과를 실시간으로 추적하고 기계 성능 및 예방적 유지보수 요구에 대한 향상된 가시성을 제공하는 에코스트럭처 머신(EcoStruxure™ Machine)을 구축했다. 플랜트 관리자는 매뉴팩처링 컨트롤 타워(Manufacturing Control Tower) 대시보드를 사용해 더 나은 의사 결정을 내리며 제조현장 시스템의 문제에 대한 대응 시간을 줄일 수 있다.

회사 관계자는 “지금까지 유지보수에 사용한 직원 작업 시간을 17%, 낭비되는 자재 46%를 절감시켰다”고 전했다.

배성수 기자 bss@kea.kr

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