왜 등대공장 인가? 무엇을 어떻게 추진하는가? 권고사항 결언

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2021-01-18 1
http://news.kbs.co.kr/news/view.do?ncd=3282631
K-스마트등대공장
등재 전략
차석근 부사장/CTO
㈜ 에이시에스
sk_cha@acs.co.kr
2021. 01. 19.

2. 2
Speaker
차 석 근
• 스마트 공장 솔루션
• MES/ISO 표준화
• 총 경력: 40년
주요경력
- 현 ACS 설립 부사장/CTO
- POSCO 생산관제시스템 및 현대기아자동차 MES 프로젝트
포함 1600 프로젝트 수행 경험
- 미국 ISA ANSI S-95 및 MESA Model 표준위원
- ISO TC 184 SC5 Manufacturing Integration 표준위원
- ISO/IEC JTC IoT 표준위원
- 국내 스마트제조 공장운영 표준분과위원장
- 중소기업청 생산정보화 지원사업 기획위원 (2001~)
- 미래부 Connected smart factory 기획위원 (2014~)
- 산업자원부 스마트공장 지원사업 기획위원 (2015~)
- 중기부 스마트제조혁신 Smart On Shoring Work Group
기획위원(2019~)
- 산업부 KIAT 산업지능화 기획위원(2020~)
주요 스마트 팩토리 경험
- ANSI S-95 MES 표준참조 모델 개발 (1998~2000)
- MESA Model 표준 모델 개발 APAC (2005~2010)
- ISO 22400 KPI for MOM 표준안 개발 (2012~)
- 중소기업청 생산정보화 지원사업 (e-Manufacturing 및 u-
Manufacturing 참조모델 개발 (2006~2010)
- EU EUREKA 국제공동연구과제 UES 과제 수행 (2013~2016)
- 미래부 국내최초 스마트팩토리 적용 시스템 구축 (2015~)
- 산업부 스마트공장 지원사업 업종별 참조 모델 개발 (2016)
- 독일 셰플러 Group 스마트공장 시스템 구축(2010~)
- 현대자동차 Group KEPICO 스마트공장 시스템 구축 (2017)
- 스마트공장 수준평가 및 업종별 4M1E 데이터 국제표준화 (2018~)
주요저서 및 수상
- 제조수행시스템 (2005)외 다수
- 스마트제조 논문 39건, 7,300건 인용(DBpia)
- 대통령표창 및 장관상 외 다수
- 관련 특허 12 건 보유

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Before start..
DABOM®은 ACS 등록상표로 “다 보여준다”는 순 우리말
1988년 설립 이후 현대 기아자동차 ALC (Assembly Line Control), POSCO 광양제철소 생산관제 및 슬라브 야드 자동화 프로젝트 시작
으로 현재까지 국내외 1,500 여 과제 수행. ACS DABOM 솔루션은 15개 이상의 핵심기술 관련 특허 및 국내외 연구과제를 통하여 국내 업
계 최초 NeT, NeP, 세계일류상품, Industrial Excellent Software, Good Software 인증.
ACS ?
How to rebound stronger from COVID-19: Resilience in manufacturing and supply systems-World Economic Forum, 2020.05

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목 차
1. 왜 등대공장 인가?
2. 무엇을 어떻게 추진하는가?
3. 권고사항
4. 결언

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목 차
1. 왜 등대공장 인가?
2. 무엇을 어떻게 추진하는가?
3. 권고사항
4. 결언

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코로나-19 이후_불확실 증대 및 비대면 시대 도래
- 글로벌 경제의 도전: 산업 사이의 “Great Reset” 2020 Global Light Network white paper
- 디지털 공급사슬: ▶연결성 ▶지능화 ▶유연 자동화 기반 무인화 공장(Worry-Free Factory, Light Off Factory) Industrial AI
1. 왜 등대공장인가?

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2020 등대공장 등재와 성과지표(KPI) 항목
- 글로벌 경제의 도전: 산업 간 “Great Reset” 2020 Global Light Network white paper
- KPI 항목: ▶생산성 ▶지속성장성 ▶민첩성 ▶출하속도 ▶맞춤성과
1. 왜 등대공장인가?

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2020년 선정된 4차 산업혁명 선두산업 10대 등대공장
- 아시아: 4(알리바바, 마이크론,미데아, 유니레버) , 유럽 3(르노, 잔센, 노보 노르디스크), 중동 1(사우디 아람코), 북미 2(DCP 미드 스트림, 슈나이더)
1. 왜 등대공장인가?

9. 9
대표적 등대공장 시스템 모델(Foxconn)
1. 왜 등대공장인가?

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대표적 등대공장 시스템 모델(Foxconn)
1. 왜 등대공장인가?
- 생산자원 4M1E(Man, Machine, Material, Method, Environment)제조 데이터를 수평 통합(데이터-이해-지식-의사결정-가치화)
- 하향식 접근과 상향식 접근(Top-down and bottom-up): 제조혁신 디지털 트랜스포메이션(DX) ※
※ 디지털 트랜스포메이션(DX)은 단순한 ‘변혁’이 아니라 ‘파괴적인 변혁’을 의미하는 ‘디지털 디스럽션’으로서, 현존하는 틀이나 가치관을 근본적인 것
부터 바꾸어놓는 이노베이션이다

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대표적 등대공장 시스템 모델(Foxconn)
1. 왜 등대공장인가?

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2021 등대공장 등재 절차 및 일정
1. 왜 등대공장인가?

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목 차
1. 왜 등대공장 인가?
2. 무엇을 어떻게 추진하는가?
3. 권고사항
4. 결언

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2. 무엇을 어떻게 추진하는가?
대한민국 제조현장의 현주소 ?
20년간 사용
외부 연결 포트 없음
2019 하노버
보쉬 발표자료
"우리 팀 막내는 58세" 핵심 기술 ‘명맥’ 끊어진다. 조선일보 2020.0628
눈에 보이는 것은 표준화와 연속개선을 통하여 해결 가능하나 제조에서 미지 지식을 위한 지능화 정보의 사용으로 가치를 창출에는 암묵적 제조
데이터를 지능화가 숙제- Unknown Unknowns

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스마트제조 혁신에 있어 생산자원(4M1E) 관리는?
생산현장을 구성하고 있는 자동화 설비, 생산기술, 프로세스 혁신 변화관리를 정보통신기술 을 이용 실시간 데이터 관리로 구성되어 스마트 제조
혁신 시스템 구성의 기반 시스템.
의식전환
(수평통합)
2. 무엇을 어떻게 추진하는가?

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어떻게 생산자원(4M1E) 데이터 관리의 업종별 표준화 적용
생산현장을 구성하고 있는 자동화 설비, 생산기술, 프로세스 혁신 변화관리를 정보통신기술 을 이용 실시간 데이터 관리로 구성되어 스마트 제조 구성
의 기반 시스템.
정보원 내용
기계
동작횟수
가동시간
고장원인
설비
전압, 전류
유량, 압력
전력량
제품
위치, 특성
성능, 치수
제품명
작업자
Lot번호
시작/종료시각
뷸량코드
비가동 사유
에너지
사용량
시간
생산자원 4M1E
유선 센서 네트워크
제어기기
RFID
PLC
기계
DABOM- Device
DABOM_G/W ERP/SCM/PLM/MES
제조 애플리케이션
프로토콜
프로세서
I/O
센서 I/O
무선 센서 네트워크
RFID/USN 터치스크린 모바일
DABOM-Device
DABOM-Device
센서
시켄서
Access
Point
바코드
리더
Touch
Screen
ISO 20140
ISO 22400
IEC62264
OPC
ISO JTC 1
IoT
자동수집
방식
반 자동수
집방식
수동수집
방식
Big Data, AI
예지 관리 엔진
Machine
Vision
AR/VR
Cyber world (Analytics Technology)
Physical world(Data Technology)
2. 무엇을 어떻게 추진하는가?

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산업지능화(Industrial AI)
도입 전
디지털 트랜스포메이션(DX) 연속개선
(4 Zero)
도입 후
시시각각 변하는 생산자원 (4M1E:Man,Machine, Material, Method, Energy) 을 실시간으로 측정(Measurement)하여, 의사결정정보, 고객
과 납기 정보, 현장감시 및 분석정보 실시간 제공과 연속개선을 통하여 공급자와 고객을 포함하여 공장 전체의 생산성 향상과 최적화 운영 (4 Zero;
Zero Inventory, Zero Waiting Time, Zero Defect, Zero Down Time) - Known Knowns(시각화를 통한 연속개선과 표준화를 넘어 산업
지능화를 통하여 암묵지를 형식지로 전환)
2. 무엇을 어떻게 추진하는가?
KPI: Key Performance Indication
4M1E: Man, Machine, Material, Method, Energy

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산업지능화의 특징과 적용 분야
2. 무엇을 어떻게 추진하는가?
“산업지능화(Industrial AI)”란 산업과 에너지 전반에 사물(Thing), 시스템(System) 및 사람(People)과 연계된 인공지능과 빅 데이터를 도
입해 상품과 서비스의 고부가가치화 및 제조공정 혁신 등의 효과 창출하는 것.

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기존 제조방식에서 스마트제조 고도화 구축 단계
Level 1: 5S(정리정돈)과 개선(수작업 수준), Level 2: 린 생산, 식스 시그마(데이터 수준), Level 3: 에지 관리(분석수준)
Level 4: 의사결정과 최적화(지식수준), Level 5: 산업지능화 디지털 트윈(자율지능 수준)
2. 무엇을 어떻게 추진하는가?

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손정의 "한국, 첫째도 둘째도 셋째도
AI에 집중해야"
중기부, ‘K-스마트등대공장’ 업체당 3년간 최대 12억원 지원
1단계(정밀진단): 전략수립 전 기업의 현재 수준, 공정, 성장 가능성 등
2단계(전략수립): 선도형 스마트공장 구축을 위한 솔루션, 추진일정, 투자금액 산출 등
3단계(구축지원): 제조 전반에 AI, CPS 등 지능화 기술이 적용된 스마트공장 구축
우리는 지금
2. 무엇을 어떻게 추진하는가?

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산업부 2020. 1. 14 과기정통부 2019. 12.17
우리는 지금
2. 무엇을 어떻게 추진하는가?

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중기부 지원 AAS & KAMP(Gaia-X)
2. 무엇을 어떻게 추진하는가?
AAS: 신규공장 구성 시 part, machine, production line, factory 모두에 AAS 적용하여 스마트공장 Level 4-5 구축 가능
KAMP: 인공지능 중소벤처 플렛폼, 클라우드 기반의 스마트 제조혁신, 5G, Robot 등과 융합화 구현
Gaia-X: 미국 클라우드 회사들에 대한 의존도를 줄이기 위해 유럽에 초점을 맞춘 클라우드 컴퓨팅 생태계 구축

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스마트제조 수준 평가
- 해외 Industry 4.0 수준평가(VDMA, 독일), Smart Manufacturing Systems Readiness Level(NIST, 미국)
- 국내 KS X 9001-3 스마트공장 제 3부: 운영관리시스템. (진단 평가 모델)
2. 무엇을 어떻게 추진하는가?

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2. 업종별 구축 사례
스마트공장 수준 평가 결과 예
- Foxconn_2018년 등대공장: 3T(Talents, Tools, Technology) 성숙도 평가 결과 예
- 남양넥스모_산업부 스마트공장 대표공장 지원사업: KPC KS X 9001 진단 평가 결과 예

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국내 스마트공장 대표공장(예지품질 및 정비)
브레이크 디스크 생산 시스템
제품 자동 투입
공장 운영자)
제어 명령
(연삭유 분사량 조정 )
알고리즘 기반 AI
시스템 구현
대응전략
(JIG 안착면
이물질 침입)
데이터
분식
품질 특성해석
(Eg. Runout )
데이터
특성
Big Data
(Balance checking,
grinding process & Vision
inspection)
결함
특성
결함해석
공정
원인 및 조치
도출
결함 종류
알고리즘
발란스 측정 & 수정 습동면 연삭 가공 DIM’S,머신비전 측정 제품 적재 및 출하
습동부 RUNOUT
값 과다
2. 무엇을 어떻게 추진하는가?
https://www.youtube.com/watch?v=gP9u_v1CknI
https://www.youtube.com/watch?v=mGDIu7hsgHI&t=15s

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스마트공장 대표공장(디지털 트윈)
연삭 공정
브레이크 디스크 라인
데이터
연결
AI 공정 감시 및 제어
PHM 기반 지능
알고리즘
센서
데이터
공정
데이터
기 준 값 진단
예즉
디지털 트윈 모델
 Runout
 Order (FFT)
 평행도
품질 문제제어 알고리즘
주축 모터 전류치
연마석 진입 거리
연마유 분사량
클램프 압력
주축 RPM (SPARK OUT)
적용된 프로세스
파라메터
PLC
모터
펌프
생산 운영자
알람
해결책
가상 제어 기술
AI 예지 & 보전 시스템
한계값
Big data
공정 변수
이상감지
이상감지
공정감시
https://www.youtube.com/watch?v=gP9u_v1CknI
https://www.youtube.com/watch?v=mGDIu7hsgHI&t=15s
2. 무엇을 어떻게 추진하는가?

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목 차
1. 왜 등대공장 인가?
2. 무엇을 어떻게 추진하는가?
3. 권고사항
4. 결언

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3. 권고사항
스마트공장 지원사업에 대한에 평가
• 모든 계층에서 스마트공장을 보는 시각: 장님이 코끼리 더듬기긍정 평가: 매출↑, 생산성 ↑, 불량율↓, 일자리 ↑
부정 평가: 100억짜리를 5000만원에 해보라고?

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3. 권고사항
국내 스마트공장은 왜 실패하는가?
업체 요구에 의한 프로세스 구성과 개별 시스템 개발현재 프로젝트 진행방식
업무
협의,
APP.
설계
M/
W를
이용
한 개
발
단위
테스
트
통합
테스
트
유지
보수
완료
업무
변경
• 업무 프로세서
설계
• 데이터 베이스
설계
• 화면설계서
작성
• 고객의
요구사항 변경
• 업무프로세서
오류
• 추가 요구사항
발생
• 통신프로그램 개발
• 작업자 단말기, PDA 개발
• 관리자 화면 개발
• 테스트
표준 M/W
플랫폼을 벗
어나는 화면
설계에 따른
USER PAGE
추가개발
공수소요
반복적인
수정으로 인한
공수소요,
납기지연
개인별
개발에 따른
타개발자의
유지보수
어려움
MES A
MES B
MES C
생산방식에 따른 비표준 업무 프로세스 때문에 개별 시스템 구축과 사후 관리 어려움.
• 생산방식에 따른 표준 혹은 참조 프로세스 (Best Practices)가 없다.
• 업체 요구에 의한 프로세스 개발로 비즈니스 환경 변화에 따라 구축 된 시스템의 유지보수가 어렵다.
: 관련된 직원 퇴사, 구축업체의 도산, 문서 최신화, 표준화 부재 등..

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3. 권고사항
최고경영자/임원
정보화 담당자
생산관리자
스마트공장 솔루션 전문가
현장작업자
스마트공장에 대한 인식?

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3. 최적의 MES 구축 시 고려사항
우리 회사는?
프로젝트생산 개별생산 대량생산
주
문
생
산
부
품
생
산
예
측
생
산
항공,조선
금형
공작기계
산업용부품
자동차부품
전기전자
식품,제약
시멘트,제지
화학,철강
연계의 강화
대 고객서비스의 다양화
평균생산과 비용절감
납
기
단
축
재
고
감
소
다품종
소량생산
소품종
대량생산
수요자와 공급자는 적용하는 시스템에 대한 중점관리항목에 대한 이해를 하고 있는가?
스마트공장에 적용하는 업무 범위 (SOW: Scope of Work)에 대한 수요자와 공급간 요건정의 명확한가?
PI (Process Innovation) 및 변화관리를 고려하는가?

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2. 업종별 구축 사례
디지털 트랜스포메이션(DX)
- 기술 측면: OT+IT 융합화 (Bottom-up and Top-down), 제조 데이터 수집에 경제적 관점 적정기술 적용
- 업무 측면: 디지털 트랜스포메이션 조직 전환(공통집단, 기술기반, 민첩성, 유연성)

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3. 구축 시 고려사항
우리 회사의 스마트제조 수준은?
스마트공장 진단 평가를 권고하고 각 산업과 회사 정보화 수준 평가를 고려하는가?

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3. 구축 시 고려사항
표준을 적용을 검토하였는가?
생산기술 암묵지의 형식지를 위한 작업장 정보화 융합(OT+IT) – Unknown Unknows
스마트공장의 대표적 표준 적용 검토(목적이 무엇인가?)

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3. 최적의 MES 구축 시 고려사항
규정준수에 대한 검토는?
자동차 산업에서 리콜 사태: 2010년 토요타 자동차 교훈
섬유산업 환경 오염, 자원소모 문제점에 대한 요구 증대 (2020년 부터 수행)
저탄소 배출에 따른 에너지 절감과 산업안전(예; PSM: Process Safety Management)

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3. 권고사항
스마트공장 보안위협 스마트공장 보안침해 사례
IT
OT
Transactional data(업무처리 데이터)
재무, 인사, 물류, 품질, 고객관리
Real-time data(실시간 데이터)
제어, 안전, 보안, 이벤트, 상태, 진단
융
합
스마트공장 보안위협
스마트공장의 사이버 보안을 검토하였는가?
스마트 공장의 OT 환경 뿐만 아니라 IT환경의 보안위협에 대한 대응방안 필요
알려진 위협 뿐만 아니라 알려지지 않은 보안위협에 대한 대응방안 필요

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3. 권고사항
Smart Factory
모은 DATA를 어떻게 저장할까? 필요한 Tool은?
- Big DATA, 기존 DBMS, Data Warehouse
가상세계에 넣을 DATA는?
표준, 기준정립은 되어있는가?
machine learning을 이용한
지속적인 optimized solution은
어떻게 만들까?
가상세계의 Optimization Solution을
현실세계로 전달한 방법은?
AR, Robots, Platform,
제품과 Service결합 등
현실세계 적용 시 인간계에
발생할 걸림돌 찾기
조화된 관리 및 운영, 보수유지
타당성,
① DATA수집 ② DATA저장/분석
③ DATA
Optimization
④Service design [가상세계>현세계로]⑤ Prototyping
⑥ 적용 시 걸림돌 정리 ⑦ 적용 & 관리 [MFG Operation management]
“Thinking Big Start Small Act now”
단계별 구축에 대한 계획을 수립했는가?

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4. 결언
이순신 장군의 서재인 '운주당(運籌堂)':
"모든 일을 같이 의논하고 계획을 세웠다(同論畫計).“, "온갖 방책을 의논했다(百爾籌策).“, "밤낮으로 의논하고 약속했다(日夜謀約)."

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감사합니다
정보요청: sk_cha@acs.co.kr
동영상 자료 모음집: https://www.youtube.com/channel/UC79zOQvSgDJz23Oca8XQacQ/videos?view_as=subscriber
발표 자료 모음집: https://www.slideshare.net/sukkeuncha/edit_my_uploads
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