스마트 제조에서 스마트 공장을 거쳐 스마트 기업까지

전 세계 자동차 시장에서 가장 큰 규모의 민간 생산 기업 중 하나인 HIROTEC Group은 계획되지 않은 가동 중지 문제를 해결하기 위해 Industry 4.0 혁신 전략을 활용하기로 했습니다. HIROTEC Group은 HPE 파트너 PTC의 IoT 플랫폼과 HPE Edgeline 시스템을 함께 도입하여 기존의 뛰어난 운영 기술 역량에 최첨단 예측 분석 기능을 더했습니다.

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HIROTEC Group

85년 동안 생산과 엔지니어링에 주력해 온 HIROTEC은 선도적인 글로벌 자동차 부품 제조업체이자 공급업체입니다.

 

HIROTEC Group Companies는 선도적인 글로벌 자동차 장비 및 부품 제조업체로 잘 알려진 16억 달러 규모의 일본 기업입니다. HIROTEC Group은 지난 85년 동안 축적된 대량 생산 및 엔지니어링 경험과 전 세계 9개국에서 운영 중인 26개의 공장을 통해 오늘날 세계 자동차 시장에서 가장 큰 규모를 자랑하는 민간 생산 기업 중 하나로 자리잡았으며, 연간 약 7백만 개의 도어와 5백만 개의 배기 시스템을 설계 및 제조하고 있습니다.

16억 달러

연간 수입

26

9개국에 위치한 시설

1,100만

백만 개의 도어 및 5백만 개의 배기 시스템(연간 생산량 기준)

최악의 도미노 효과

글로벌 공급망의 핵심 연결고리인 기업에 계획되지 않은 가동 중지가 발생하면 심각한 문제가 야기됩니다.

 

미국에만 4,300개의 기업이 존재하는 자동차 부품 OEM(Original Equipment Manufacturer) 시장은 경쟁이 매우 치열합니다.1  이러한 생태계에서 자동차 제조업체는 공급업체 사이의 경쟁을 유도하여 가격을 낮추고 품질을 향상시키는 중요한 역할을 하고 있습니다.

따라서 HIROTEC의 가장 중요한 우선순위 중 하나는 지속적인 운영을 보장하고 제조 시설에서 계획되지 않은 가동 중지 시간을 최소화하는 것입니다. 계획되지 않은 가동 중지는 비용 증가로 이어지고 고객에 대한 HIROTEC의 약속에 부정적인 영향을 줄 수도 있습니다. 즉, 가동 중지로 인해 납기가 지연되어 기업에 리스크를 야기하게 됩니다.

Industry 4.0 제조 모델이 등장함에 따라 HIROTEC은 제조업 가동률을 현저히 개선하는 예측 분석 같은 기능을 활용할 시기가 왔다는 것을 인지하게 되었습니다. 이는 계획되지 않은 가동 중지 시간을 완전히 없앤다는 궁극적인 목표를 향한 큰 걸음을 옮기는 계기가 되었습니다.

“업계 벤치마크에 따르면 계획되지 않은 가동 중지 시간 발생 시 북미 자동차 OEM은 시간당 130만 달러의 비용을 지불하게 됩니다. 이를 초당 금액으로 환산하면 361달러가 됩니다. 문제가 보고되기까지 3분의 통화 시간이 걸린다고 가정하면, 문제를 보고하는 데만 7만 달러가 지출되는 셈입니다.”

Justin Hester
HIROTEC Corporation IoT 연구소 수석 연구원

$361

북미 자동차 부품 OEM에서 계획되지 않은 가동 중지 시간 발생시 초당 소모되는 비용

100%

생산 시스템에 대한 수동 조사 시간이 단축되어 기술자들이 생산 워크플로우에서 더 중요한 작업에 그 시간을 재투입할 수 있게 됨

운영 기술에 정보 기술을 결합해야 하는 오늘날 제조업체의 현실

운영 환경에 IT 역량을 더하면 스마트 공장으로 한 발짝 나아갈 수 있습니다.

HIROTEC의 제조 팀은 60년이란 세월 동안 축적해 온 운영 기술(OT)에 대한 심도 있는 전문 지식을 보유하고 있습니다. 그러나 Industry 4.0 기술의 가능성을 구현하기 위해서는 기존의 OT 전문 지식에 IT 기량과 지식을 결합해야 합니다. 또한 리소스를 지나치게 할애하거나 핵심 제조 우선순위에 대한 집중을 저해하지 않으면서 이를 수행할 수 있어야 합니다.

HIROTEC은 이에 더해 데이터 처리 지연 시간을 없애는 아키텍처를 구축해야 했는데 즉, 공장 설비를 제어하는 실시간 분석 역량이 필요했습니다.

“IT와의 협업은 제조 그룹의 고질적인 문제입니다. 업무 방식을 완전히 바꾸는 한이 있어도 IT와 효율적으로 협력할 수 있어야 합니다.”

Justin Hester
HIROTEC Corporation IoT 연구소 수석 연구원

IoT 클라우드 플랫폼과 에지 분석의 결합

바람직한 파트너는 맞춤형 IoT 솔루션으로 향하는 길을 안내하고 지원합니다.

 

HIROTEC은 먼저 자사의 운영 기술 역량을 IT 역량으로 보완해 줄 파트너를 모색했습니다. 그 결과 IoT 및 증강현실 솔루션 프로바이더이자 HPE 파트너인 PTC를 알게 되었습니다.

HIROTEC은 IoT 소프트웨어의 신속한 개발 및 배포를 지원하는 PTC의 ThingWorx Technology Platform과 통합 장치-클라우드 상호 운용성을 지원하는 PTC의 KEPServerEX를 선택하고,

이를 HPE ProLiant ML110 Gen9 서버로 구동되는 온프레미스 클라우드 플랫폼에 배포했습니다.

초기 파일럿 단계에서는 에지 분석을 지원하기 위해 사업장에 비즈니스급 서버를 구축했는데, 작동이 번거롭고 비효율적인 측면이 있었습니다.

따라서 IoT 플랫폼의 두 번째 파일럿과 세 번째 파일럿을 구성할 때는 에지 분석을 지원하기 위해 HPE Edgeline 시스템을 선택했습니다. HPE Edgeline 시스템은 공간을 적게 차지하기 때문에 공장의 공간을 절약할 수 있습니다. 또한 특별한 냉각 기술 없이도 원활하게 가동된다는 장점이 있습니다.

“한번은 PTC가 데모 로봇이 하역장에서 굴러 떨어졌다고 보고한 경우도 있습니다. 로봇이 심각하게 손상되었는데도 불구하고 로봇에 통합되어 있던 HPE Edgeline 시스템이 즉시 재가동되었죠. 이 시점에서 고민할 필요없이 당장 공장에 HPE Edgeline을 구축해야 한다는 사실을 깨닫게 되었습니다.”

Justin Hester
HIROTEC Corporation IoT 연구소 수석 연구원

스마트 기업을 위한 스마트 기술

HIROTEC은 3단계의 파일럿 과정을 거쳐 IoT 플랫폼을 구축했습니다. 1단계에서는 디트로이트 공장에 설치된 8개의 CNC(Computer Numerical Control)로부터 데이터를 수집하고 분석했습니다. 2단계에서는 자동 배기 시스템 검사 라인의 원격 시각화를 수행하기 위해 플랫폼을 구현했습니다. 데이터는 검사 로봇, 힘 센서, 레이저 측정 장치, 카메라 등으로부터 수집되었습니다. 자동차 도어 생산 시설의 전체 생산 라인에서는 자동으로 디지털 보고서를 생성하고 실시간 시각화를 수행하도록 시스템을 구축했습니다.

HIROTEC은 3단계에 걸친 파일럿을 진행하면서 비즈니스 운영에 대한 실시간 가시성을 확보했고, 그 결과 효율성과 처리량에 영향을 주는 문제를 해결하는 데 성공했습니다. 또한 이 솔루션을 통해 배기 시스템 테스트 라인의 로봇 암과 같은 중요한 시스템의 장애를 예측하고 방지하는 기계 학습 기능도 활용할 수 있었습니다.

HIROTEC은 이력 데이터를 분석하여 생산 시설의 성능을 더욱 정확하게 파악하고 이를 바탕으로 개선점을 찾을 수 있게 되었습니다.

이 단계가 완료되면 자사의 증강현실을 지원하는 솔루션을 바탕으로 제조 역량과 효율성이 개선되어 스마트 공장에서 스마트 기업으로의 혁신이 완수될 전망입니다.

“일단 데이터 수집을 시작하는 것이 중요합니다. 데이터를 확보한 다음 데이터를 어떻게 사용할지 결정해도 늦지 않습니다.”

Justin Hester
HIROTEC Corporation IoT 연구소 수석 연구원

HPE와 PTC의 긴밀한 협업을 통해 현실적인 제조 솔루션 탄생

변환 솔루션


인텔리전트 공간

1출처: http://www.firstresearch.com/Industry-Research/Automobile-Parts-Manufacturing.html