[지멘스 제공] Persil, Perwoll 그리고 Somat과 같은 브랜드는 모두 다른 제품을 생산하고 판매하고 있지만, 이들 모두 독일의 세제 및 홈케어 기업 헨켈(Henkel)에서 제조된다. 그리고 이 제품들은 제품 특성에 따라 생산에 대한 요구 조건 등과 같은 모든 요소들이 각각 매우 다르다. 헨켈의 생산현장은 고객을 만족시키기 위한 표준들과 요구 조건을 충족하기 위해 지멘스 디지털 인더스트리의 디지털화 솔루션에 의해 뒷받침되고 있어, 오늘도 고품질 기준을 유지하고 효율성을 높이는 데 전적으로 전념하고 있다.

병에 세제를 채울 때에는 주입 압력과 함께 정확한 주입량을 자동으로 모니터링 해야 한다. [사진=지멘스]

1878년 프리츠 헨켈이 최초의 세탁용 가루세제를 시장에 내놓았을 때, 그는 자신의 회사가 오늘날처럼 글로벌 플레이어가 될 지 전혀 몰랐을 것이다. 그리고 오늘날 뒤셀도르프에 본사를 둔 이 회사는 전 세계 30여 곳에서 세제 및 세정제를 생산하고 있다. 이제 헨켈은 생산시스템을 디지털화함으로써 ‘학습 생산’을 통해 시장 출시 기간을 단축했다. 아울러 플러그 앤 플레이 장비를 도입하고, 응답 시간을 최적화했으며, 고장 없는 생산 수준까지 품질을 개선하고자 프로젝트를 진행하고 있다.

더 위대한 효율성을 위한 연결성

스페인 바르셀로나 인근 몬토르네스 델 발레스의 생산 현장은 헨켈의 가장 현대적이고 고도로 자동화된 공장 중 하나이다. 매 분마다 각 스테이션에서 스테이션으로 최대 300병의 액체 세제들이 포장 라인 컨베이어 벨트 위를 질주한다.

공정에서 가장 중요한 것은 정확한 압력과 정확하게 정해진 양으로 병을 채우는 것이다. 그런 다음 밀봉 캡을 고정하고, 라벨을 부착한 뒤, 자동으로 펼쳐지는 박스에 포장한다. 이 모든 단계를 로봇이 지원한다. 박스는 밀봉돼 있고 필요한 정보를 제공하는데, 이 또한 자동화돼 있으며, 팔레트에 올려져있고 필름으로 싸여 있다. 전체 생산 공정이 원활하게 진행되도록 하기 위해 각 개별 단계의 체크포인트는 충진 수준과 라벨의 정확한 위치를 포함한 모든 파라미터를 모니터링하는 역할을 한다.

지멘스의 WINCC는 대시보드를 통해서 기계의 작동 조건 및 충진 및 포장의 전반적인 성능을 생산 라인에 직접 시각화해서 보여준다. [사진=지멘스]

불연속적이었던 통신

지금까지는 포장 라인에 있는 기계들 간의 통신이 유기적이라기보다는 개별화돼 있는 경향이 컸다. 이는 첫 번째 단계가 사내 소프트웨어 솔루션을 사용해 서로 다른 제조업체의 기계를 조화시키고 신뢰할 수 있는 통신 표준을 제정하는 것이라는 것을 의미했다. 독일, 오스트리아, 이탈리아의 디지털 산업 전문가의 지원을 받아 헨켈은 충전 및 포장 라인을 보다 효율적으로 만들기 위한 표준 솔루션을 구현했다.

새로운 라인 관리 시스템(LMS)에는 표준화된 OPC UA 인터페이스와 Profinet, TIA Portal 및 SIMATIC S7-1500 컨트롤러가 포함된다. 솔루션은 포장 라인에 있는 모든 기계가 라인 간에 유연하게 정보를 교환할 수 있도록 한다. 또한 새로운 구성 요소와 기계는 더 높은 수준의 시스템을 업데이트하거나 주요 성능 지표(KPI)를 조정하고 별도로 기록하지 않고도 빠르고 쉽게 통합될 수 있다.

균형 잡힌 모든 것

또한, 설치된 LMS는 정의된 품질, 기계 가용성 및 생산능력 매개변수를 결정해 충진 및 포장 최적화를 위한 기초를 형성한다. 상위 레벨 제조 실행 시스템(MES)은 현재 상태에 유연하게 대응하며, 예정되지 않은 다운타임과 유지보수 또는 제품 전환을 위한 예정된 중단을 고려한다.

Montornés del Vallés에 있는 헹켈의 생산 현장에서 근무하고 있는 디지털 변환 엔지니어 Berta Galende와 Jaume Carreras는 주문 데이터와 모든 편차를 항상 주시한다. [사진=지멘스]

예를 들어 기계의 설정이 전체 라인 내에서 최적으로 조정되지 않은 경우, 주(週) 단위나 일(日) 단위 및 개별 이동 평가에서 나온 보고서는 빠르게 개선 가능성을 보여준다. 아울러 충전 및 포장 라인의 부드러운 지속적 작동은 궁극적으로 제품 및 포장 품질을 개선하고 기구의 마모를 줄인다.

10% 더 효율적으로

전체 솔루션의 또 다른 부분은 작동 상태 시각화의 개선이다. 기계 조작 장치에 직접 주문 데이터와 편차를 표시하는 대신, 이제는 중앙 시스템에 명확하게 자동으로 표시된다. 모든 라인과 모든 헨켈 플랜트에 대해 전 세계적으로 표준화된 디스플레이 덕분에 운영 상태, 생산 목표 및 목표 달성은 항상 쉽게 인식할 수 있다.

이와 동시에 기존 라인의 기계에 대한 개선으로 얻은 경험을 새로운 플랜트에 적용할 수 있다. 또한 운영자가 언제든지 문서에 접근할 수 있기 때문에 예비 부품의 재고는 물론 교육 시간과 서비스를 위한 시간적, 노동적 노력을 줄일 수 있다는 장점도 있다.

향후의 디지털화 계획

한편 헨켈의 IT 시스템에 내장된 전체 솔루션은 이미 효율성을 10% 이상 높이는데 기여했다. 헨켈은 이제 TIA Portal과 지멘스의 시뮬레이션 기법을 이용해 포장 스테이션에서의 로봇 통합 증가와 디지털 트윈의 도입을 포함한 새로운 제품 혁신과 디지털 기능으로 기존의 LIS(라인통합시스템)/LMS를 보완할 계획이다.

[김관모 기자 (news@industrynews.co.kr)]

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