[글 코그넥스코리아 식품제약사업부 예소원 이사] 2022년 식품업계가 효율과 안전 두 마리 토끼를 잡을 수 있는 스마트팩토리 구축에 본격적으로 나서고 있다. 코로나19 확산 이후 거세게 불어 닥친 디지털 바람을 식품업계도 더 이상 바라만 볼 수 없는 상황에 이르렀기 때문이다.

식품업계가 효율과 안전 두 마리 토끼를 잡을 수 있는 스마트팩토리 구축에 본격적으로 나서고 있다. [사진=utoimage]

특히 코로나 장기화로 인해 실내에 머무르는 시간이 길어지면서 식품에 대한 소비자의 관심과 기대수준이 보다 고도화됐고, 이러한 시장의 요구에 맞춘 다품종 생산 시대로 접어듬과 동시에 소비자들의 안전에 대한 관심을 충족시켜줘야 하는 부담감이 높아졌다. 이제 소비자들은 생산 이력관리에서 나아가 제품 자체의 안전 검사에 대한 관심도 크게 증가하고 있어, 다양한 제품을 더욱 안전하게 생산하기 위한 식품업계의 스마트팩토리 도입은 이제 선택이 아닌 필수가 된 듯하다.

실제 유수의 식품 대기업들이 커피를 비롯한 음료, 라면, 만두 등의 간편식, 과자와 디저트에 이르기까지 포스트 코로나를 대비해 디지털 전환에 적극적으로 나서며, 생산관리 효율화를 위한 스마트팩토리 구축에 돌입했다. 스마트팩토리는 제조공정 및 검품과 검수의 자동화를 통해 효율을 극대화하는데 초점이 맞춰진다. 식품업계의 경우 효율의 극대화 외에도 검수 과정의 고도화를 통해 식품업계의 골칫거리 중 하나인 이물질 혼입 등의 안전사고 발생률도 감소시킬 수 있다는 점도 스마트팩토리 도입을 서두르게 하는 이유 중 하나다.

기존 식품업계는 유통기한 날짜 인쇄, 라벨 부착 등 단순한 유무 검사를 진행하는 것이 일반적이었다. 그러나 이제는 단순한 유무 검사로 까다로운 소비자의 요구를 충족하기 어려운 것이 현실이다. 특히 소비자들의 다양한 취향을 만족시키기 위한 여러 제품이 동시다발적으로 출시되면서 일부인창을 제거하거나 제품 포장 자체에 유통기한 및 롯트 번호를 직접 마킹하는 제품이 늘어나고, 정형화된 폰트외 디자인된 글자를 인쇄하는 등 전통적인 머신비전 기술로 판독하기 어려운 케이스가 점점 늘어나고 있다.

스마트팩토리의 가장 큰 특징은 생산 및 검수 과정의 효율화를 극대화시켜 위와 같은 한계를 극복할 수 있게 한다는 점인데, 이를 가능하게 하는 핵심기술이 바로 머신비전이다. 머신비전은 공정 자동화의 필수요건으로 사람의 유관에 의한 품질관리가 아닌 기계를 통해 이미지를 취득하고 취득한 이미지를 기반으로 관리 및 판단하는 기술이다. 또한 보다 고도화된 머신비전 기술을 적용하면 정형화되지 않은 표식들을 한층 더 정확하게 판독하고 관리할 수 있게 된다.

또 최근에는 제품 패키지 유형도 매우 다양해지면서 포장 컨베이어 위의 멀티 패킹 제품들에 대한 코드를 판독하는 수요가 크게 늘었다. 여러 대의 비전을 설치해 검사해야 했던 과거와 달리, 스마트팩토리는 임베디드 타입의 스마트카메라 한 대만으로 다중 코드를 한 번에 판독할 수 있는 큰 장점이 있다. 따라서 장기적으로 봤을 때 고도화된 비전 솔루션을 도입하는 것이 저가형 비전을 여러 대 설치하는 것보다 비용과 효율 측면에서 훨씬 유리하기 때문에 여러 식품기업들이 적용하기 시작했다.

고도화된 머신비전, 딥러닝 솔루션 도입 검토 적극적

이미 글로벌 식품기업들은 고도화된 머신비전 솔루션을 적용해 디지털화에 선제적으로 대응하며 효율을 극대화하고 있다. 글로벌 식품기업 유니레버의 독일 안스바흐(Ansbach) 공장에서는 소시지 생산 라인에 코그넥스의 비전 시스템을 도입하고, 포장 작업 공정을 자동화로 전환해 작업 및 생산 능력을 향상시켰다. 코그넥스의 비전 시스템을 2단계로 적용한 이 공장은 먼저 컨베이어 벨트 상에 있는 소시지의 정확한 위치를 결정해서 로봇 피커에게 전달하고, 두 번째로 제품 포장 전에 비어 있는 패키지가 남아 있지 않도록 검사한다. 해당 솔루션 도입 이후 분당 생산량 2배 증가, 3분 이내에 다른 크기의 소시지 생산 체계로의 변경이 가능하게 됐다.

한국의 식품기업들도 비전시스템 도입에 적극적이다. CJ푸드시스템은 주로 식품 가공 산업에 대한 사업용 식자재 유통, 식품 서비스 계약, 원자재 공급을 주로 한다. CJ푸드시스템의 인천 공장은 완제품뿐만 아니라 원재료와 부자재 등 다품종의 제품을 생산해야 하는 상황이라, 제품의 생산과정을 모니터링하고 이력 관리를 고도화하기 위해 비전 기술을 도입했다.

계절의 영향 및 먼지와 소음이 많은 급수 공장이라는 난이도 높은 생산 환경을 극복하고 제품의 이력을 정확하게 검사하고 관리하기 위해 코그넥스 비전시스템과 바코드리더기를 적용시켜 생산성과 품질 향상의 두 가지 효과를 거뒀다.

하지만 아직도 몇몇 대기업 및 중견기업을 제외한 업체들은 저가형 비전을 설치해두고 사용조차 하지 않는 경우도 많다. 게다가 저가형 비전 모델에 적용할 수 없는 어플리케이션이 증가하고 있어, 갈수록 활용도 자체가 낮아질 수밖에 없는 것이 현실이다. 이를 반영하듯 최근 보다 높은 수준의 비전솔루션이나 딥러닝 솔루션 도입을 검토하고 문의하는 기업들이 크게 증가하고 있다.

식품기업들이 앞 다퉈 고도화된 비전 기술을 도입하려는 또 다른 이유는 바로 안전성 확보다. 시장의 다양한 요구에 맞춰 한 개의 생산라인에서 여러 종류와 형태의 식품을 생산하다 보니 검사 포인트가 증가해 작업자의 역량에 따라 검사의 정확도에 영향을 받게 되는 사례가 많아지게 됐다. 이러한 휴먼 에러를 줄이고 객관적인 검사기준을 토대로 생산공정을 관리해야 하는 필요성을 인식하게 되면서 보다 적극적으로 머신 비전솔루션이나 딥러닝 솔루션의 도입을 시도하는 환경이 마련됐다.

또한 최근 한류 열풍에 이어 식품을 수출하기 원하는 기업은 다양한 국제표준 품질관리기준을 만족시켜야 한다. 국내에서도 식품 안정성 강화를 위해 4차 산업혁명 시대 식품안전이 나아가야 할 새로운 길로 ‘스마트 HACCP’을 제시하고 있다. 이처럼 더욱 다양해지고 강화되는 식품 안전기준을 충족시키기 위해서 머신비전 시스템과 딥러닝 프로그램의 도입은 필수불가결한 요소다. 스마트카메라로 이미지를 수집하고 수집된 이미지는 딥러닝 소프트웨어가 판독, 분류, 분석해 검사를 진행함으로써 제조 공정의 오차를 줄일 수 있고, 이를 통해 나라별인증 제도별 맞춤형 식품 안전기준 대응이 가능해진다.

좋은 사람들과 먹는 밥 한끼, 맛있는 디저트를 먹는 순간이 주는 만족감에 행복을 느끼는 경우가 많다. 매일 일상 속에서 먹고 마시는 식품이야 말로 가장 안전하게 제조되어야 하며, 그 공정을 가장 고도화할 필요가 있다는데 이견은 없을 것이다. 높은 수준의 맛있는 K푸드를 국내 소비자뿐만 아니라 전세계인들이 맛있고 안전하게 즐길 수 있는 식품 제조 공정에 최적화된 머신비전 및 딥러닝 소프트웨어 개발과 이 기술을 도입한 스마트팩토리 구축은 이제 선택이 아닌 필수다.

[최종윤 기자 (news@industrynews.co.kr)]

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