가상 디지털 팩토리 통해 다양한 개선안 도출 효과

설비를 투자함에 있어 가장 고려해야하는 부분은 무엇일까. 비용절감, 생산성 증대, 환경 개선 등 여러 가지가 있을 수 있다. 호서대 디지털팩토리연구센터는 직접적인 설비투자를 하지 않고도 이러한 것들을 다양하게 고려해 볼 수 있는 3D 시뮬레이션 소프트웨어를 개발한 곳이다. 컴퓨터에 가상 디지털 팩토리를 구현한 뒤 다양한 조건에서 최적화된 생산 및 제조 프로세서를 도출할 수 있는 것이다.

디지털 팩토리란 무엇인가?

디지털팩토리연구센터는 공장자동화기술과 3차원 설계기술, 시뮬레이션 기술을 융합해 디지털 팩토리(가상 공장)를 컴퓨터 안에 구축한다. 이는 가상조건으로 운전, 검증을 가시화해 최적화, 효율화를 이룩하고 성능과 경제성을 극대화하기 위한 지능형 생산시스템 구축을 목적으로 한다.

디지털 팩토리를 개발한 목적은?

한마디로 ‘실제 설비투자 없이 생산성 향상’이라고 말할 수 있다. 기존 생산제조현장을 리모델링하기 위해서는 막대한 예산이 필요하며 시간과 작업자의 부담도 크고 리모델링 후, 성공에 대한 보장도 확신할 수가 없다. 하지만 MI-NPS(Meta Intelli gent-New Production System) 디지털 팩토리를 적용하면 이를 개선할 수 있다. 우선 생산현장의 4M인 작업자(Man), 설비(Machine), 재료(Material), 작업방법(Method)을 분석해 낭비요소를 발견한다. 그리고 컴퓨터상에서 가상공장을 구축해 낭비요소를 제거한 여러 가지 시나리오를 시뮬레이션해 현재의 생산라인에 가장 최적화된 것을 선택해 실제 공장에 적용한다. 그러면 생산성 향상 효과와 더불어 비용절감도 가능하다.

디지털 팩토리의 장점은?

국내 많은 컨설팅 업체들은 아날로그 분석(동영상 촬영 후 표준시간 작성 낭비개선 활동)만 진행하지만 디지털 팩토리 기술은 아날로그 데이터를 컴퓨터상의 가상공장에 입력해 시뮬레이션해서 최적화된 작업 공정 및 방법을 찾을 수 있다. 또한, 매번 바뀌는 시나리오를 사전에 검토함으로써 최적화된 생산 시나리오를 도출해 낼 수 있다. 프로젝트 진행 후, 해당 기업에서 지속적으로 낭비요인을 찾아 개선활동을 할 수 있게 교육을 실시함으로써 최종적으로는 기업 스스로 생산성 향상 활동을 진행할 수 있게 한다.

이러한 디지털 팩토리 기술은 국내외 일부 항공, 자동차, 선박 등 규모가 큰 기업에서 활용되고 있으며, 많은 기업들이 이러한 고가의 외국 소프트웨어를 사용하기는 어려워 대기업을 제외하고는 거의 활용하지 못하고 있다. 대기업에 비해 상대적으로 영세한 중소기업에서는 디지털 기술을 활용하고자 해도 고가의 외국 소프트웨어의 구매와 활용에 어려움을 겪고 있는 실정이다.

관련 기술 개발은 모두 완료된 것인가?

디지털 팩토리 구축기술은 교육, R&D, 컨설팅 3가지 꼭지가 유기적으로 연동되는 시스템으로, 타 대학교의 세미나와 워크숍 진행에 소개되고 있으며 디지털팩토리연구센터에서도 지역 기업의 지원을 위해 각 지역의 대표 대학에 디지털 팩토리 구축기술을 전파하고 있다.

현재는 디지털 팩토리 프로세스를 적용해 생산계획을 수립하는 소프트웨어를 개발 중이다. 이 소프트웨어는 모바일에서 사용할 수 있어 실시간으로 납기 확약 및 주문 생산을 들어갈 수 있다. 또 급발주 발생시 작업관리자가 즉시 시뮬레이션을 통해 납기 및 공장 운영 스케줄에 대한 정보를 얻어낼 수 있도록 개발 중에 있다.

이러한 기능들은 생산현장에서 생산계획을 미리 확인함으로써 공장 가동률을 높이고 생산성을 향상시킬 수 있는 솔루션이 될 것이다.

지난해 사업성과와 올해 기대치는?

지난해에는 공업화 주택과 BLU(Back Light Unit) 레이저 가공실 최적 레이아웃 구축 등 생산제조기업에 성과를 도출했다. 더불어 산학연 연구협력네트워크 사업을 진행하면서 총 12개 참여기관과의 연구협력을 통해 다양한 분야에 대해 디지털 팩토리 적용에 관해 연구 및 토론을 진행했다. 올해 2차년도 사업에는 생산제조기업과 더불어 건설분야에 디지털 팩토리 기술을 적용할 수 있는 방법에 대해 연구할 것이며, 이 분야의 기업과 전문가들의 의견을 들어 각 분야에 맞춤형 프로세스를 개발하고자 한다.

디지털 팩토리 활성화를 위해 어떤 활동들을 하고 있나?

현재 우리나라는 노동생산성이 OECD 국가 중 28위로 최하위에 머물러 있으며 미국 대비 43%밖에 되지 않는다. 국가경쟁력을 상승시키기 위해서는 생산성 향상이 필수다. 이에 국내 GDP의 65%를 차지하고 있는 제조기업의 현장 낭비개선을 통해 생산현장을 디지털화해 최적 운영계획 수립 및 신규 공장 설립이나 리모델링시 최적 레이아웃 도출에 중점을 두고 적용하고 있다. 하지만 제조 분야가 워낙 많고 다양한 케이스가 존재하기에 산학연이 협동해 생산성 향상을 위해서 연구해 나가고자 한다. 특히, 현장의 낭비요소가 많고 표준작업과 시간이 측정이 난해한 건설분야에 디지털 팩토리 기술을 적용해, 현장 표준화를 통해 생산성 향상과 더불어 공기를 단축하고자 한다.

작년 산학연 연구협력네트워크 사업을 수행하면서 12개의 산학연 참여기관과 총 6회의 정기모임과 워크숍을 개최했다. 12개의 참여기관 외에도 디지털 팩토리 구축기술에 대해 관심 있는 기업들이 참관자로 참석했다. 세미나와 워크숍을 통해 참여기관들이 기술에 대한 홍보를 하고 참여한 기업들이 디지털 팩토리 기술을 소개하면서 여러 기업에 전파되고 있는 실정이다.

R&D 연구소는 어떻게 운영되고 있나?

기업 매출의 59% 이상을 연구개발비로 사용할 정도로 기업에서 연구소에 전폭적인 지원을 하고 있다. 이에 사용이 어렵고 고가인 외산 소프트웨어와 관련 솔루션을 대체하기 위해 누구나 사용이 용이하고 중소기업에서도 부담 없이 적용할 수 있는 솔루션을 지속적으로 연구해 기업의 생산성 향상을 도모하고자 한다.

산업계에 도움을 주는 기술인데, 정부 지원은 없나?

정부의 지원은 거의 없는 편이다. 디지털 팩토리 기술이 기업들에게 생소한 개념이고 정부에서도 생산성 향상에 대한 중요성은 알고 있지만, 생산현장의 디지털화를 통한 생산성 향상에 대해서는 인지를 못하고 있다. 교육과학기술부에서 산학연 연구협력네트워크 사업에 디지털 팩토리 구축기술을 선정해 지원하고 있고, 지역 테크노파크에서 단발적으로 디지털 팩토리 기술을 적용하고자 해 시행하고 있으나, 지원이 미비해 기술 활용에 어려움이 많다. 이에 중장기적인 안목으로 내다볼 수 있는 정부정책이 시급한 실정이다.

디지털 팩토리 기술에 대한 중장기적인 목표는?

현재는 생산제조기업에 디지털 팩토리 기술을 적용하고 있지만 중장기적으로는 건설, 식당 등 모든 산업과 서비스업에 적용하고 생산성을 향상시켜 국가 경쟁력을 높이는데 기여하고자 한다.

디지털팩토리연구센터 주요 성과

디지털팩토리연구센터는 호서대학교 벤처연구사업을 시작으로 디지털 팩토리(가상공장) 구축기술에 대해 연구를 시작했다. 디지털 팩토리 구축기술은 디지털 팩토리 기술 교육과 기술에 대한 R&D를 통해 기업 컨설팅을 수행하고 컨설팅한 업체의 실사례를 바탕으로 디지털 팩토리 교육을 수행하는 사이클을 유지하고 있다

2007년 3월 호서대학교 벤처전문대학원(서초동캠퍼스)에 디지털 팩토리 전공과정이 개설돼 석·박사 학생들이 입학해 디지털 팩토리 구축기술을 익히며 새로운 생산시스템 구축을 시작했다

2008년에는 한국생산성본부와 벤처전문대학원의 산학공동프로그램으로 디지털 팩토리 기술 활용 생산시스템혁신 교육을 수행했고 대학원과 생산성본부에서 배운 지식을 활용해 R&D와 컨설팅을 수행하고 있다. 2009년에는 벤처기업 인증과 기업부설연구소 인증을 받았고, 2010년에는 디지털 팩토리 구축기술과 관련해 2건의 특허를 출원하고 1건의 특허를 등록했다.

2010년에는 교육과학기술부 주최 산학연 연구협력네트워크에 ‘디지털 팩토리 구축기술’이 선정돼, 주관기관으로 12개의 참여기관과 월정기모임과 워크숍을 개최하면서 디지털 팩토리 구축기술에 대해 연구하고 있으며, 중소기업청 서비스연구개발사업 ‘중소제조산업 경쟁력 향상을 위한 제조라인 IT진단 소프트웨어’를 개발 중에 있다.

2008년~2010년에는 충청북도테크노파크에서 실시한 옥천군 생산성 향상 프로그램에 선정돼 3년간 옥천군 기계클러스터에 포함된 14개 기업에 생산성 향상에 대해 현장 지도를 실시했다. 다품종소량의 화장품 용기 제작 회사, 공업화 주택, 탄약통 제조회사 등 다양한 업체에 대해 컨설팅을 수행한 후 다양한 제품 및 생산 방식에 대해 디지털 팩토리 적용 방법을 연구해 한국생산성학회, 한국생산관리학회에 논문을 게재했다.

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