유서 깊은 전통 방식과 최첨단 자동화를 조합해 위스키를 생산함으로써 생산성 향상은 물론이고 고객들의 기대를 충족시키고 있는 와일드터키는 2010년부터는 로크웰오토메이션의 플랜트급 자동화 솔루션을 구현함으로써 운영자의 생산성 개선, 폐기물 감소, 작업 환경 안전성을 실현하고 있다.

1940년 양조 공장의 이사이자 사냥꾼이었던 토마스 맥카시(Thomas Mc-Carthy)는 연례행사인 야생 칠면조 사냥에 개인 소유의 버번을 가지고 갔다. 친구들은 맥카시가 가져갔던 버번을 좋아했고 다음 해에도 그 야생 칠면조(Wild Turkey) 버번을 가지고 와달라고 부탁했다. 맥카시는 세계에서 가장 인기 있는 버번 중 하나에 그들만의 별명을 붙임으로써 친구들의 부탁을 들어줬다.

1855년에 옥수수, 호밀, 맥아 보리를 혼합한 최초의 버번이 만들어졌다. 와일드터키는 유서 깊은 전통 방식과 최첨단 자동화를 조합해 배치 및 시퀀스 관리로 생산량과 오퍼레이터의 생산성을 높이고 소비자의 기대를 만족시키는 고품질의 제품을 생산했다. 특히 와일드터키는 오랜 전통으로 이어져온 수작업 프로세스를 그대로 재현함으로써 켄터키주 로렌스버그에 있는 설비에서 20가지의 위스키를 생산하고 있다.

2010년 와일드터키 양조 공장은 생산 용량이 한계에 달했고, 양조장 매니저들은 생산 요구에 부응하기 위해 양조장 확장을 위한 고급 자동화 설비가 필요하다는 사실을 깨달았다. 이에 따라 회사의 미개발 양조장에 로크웰오토메이션의 플랜트급 자동화 솔루션을 구현함으로써 생산량 및 제품 일관성 향상뿐 아니라 운영자의 생산성 개선, 폐기물 감소, 작업 환경 안전성도 얻을 수 있었다.

전통의 유지

버번 증류 프로세스는 옥수수와 호밀의 혼합물을 익혀서 식힌 다음 보리 맥아와 섞은 후 분쇄함으로써 전분이 모두 발효성 당으로 바뀌게 된다. 이 혼합물을 발효조로 옮겨 와일드터키에서 자체적으로 만든 이스트를 첨가한다.

며칠 후 새 혼합물인 매시(Mash)가 대형 구리 구조의 증류기를 통과할 준비가 된다. 발효된 매시를 증류기의 상단으로 통과시키면서 하단에서는 스팀을 주입한다. 스팀이 발효 매시와 만나면서 증발 버번이 만들어진다.

이 증기는 냉각기로 들어가면서 액체로 바뀌고, 고체 알갱이는 바닥으로 흘러가서 다시 가축 먹이로 재사용된다. 증류 과정 후, 버번을 수조실로 보낸 다음 새로 그을린 오크통에 분리시켜 6~12년 동안 숙성 보관한다.

수 세대에 걸쳐 이 증류 과정은 수작업으로 진행됐고, 수동 프로세스에 의존해 한결 같이 동일한 버번 증류액을 생산했다. 증가하는 주문량을 맞추려던 와일드터키 양조장은 당시 증류 시설을 효과적으로 업그레이드시킬 방안이 없어서 대책 마련에 몰두했다.

와일드터키의 매니저는 구식 공장에 신규 장비를 적용하기보다 한 세기 이상 증류 작업을 해 온 부지를 확장하기로 했다. 작업자들이 새로운 시설에서도 와일드터키의 상징인 향미를 그대로 재현할 수 있도록 매니저들은 대규모 자동 증류 프로세스를 구축하기로 결정했다.

와일드터키와 같이 전통적인 브랜드의 자동화 공장을 지을 때는 내재된 문제점들이 있기 마련이다. 우선 제조사는 소비자들이 기대하고 있는 향미와 외관을 동일하게 유지해야 했다. 둘째 제조사는 고객 주문에 맞춰 생산, 배송하기 위해 무리한 시공 목표를 맞춰야 했다. 그리고 마지막으로 와일드터키에는 작업자가 생산을 최적화할 수 있는 시스템이 필요했다.

와일드터키의 짐 샌더스(Jim Sanders) 생산 매니저는 “버번 위스키 업계에서 지난 수년간의 성공은 우리가 맛에 대한 부분을 완벽히 숙지했다는 사실을 보여준다”며, “궁극적 목표는 그 향미를 유지함과 동시에 확장된 설비의 프로세스를 개선하는 것이었으며, 이는 작업자들에게 우리의 증류 프로세스를 더욱 잘 이해할 수 있는 도구를 쥐어 준 것”이라고 설명했다.

프로세스 제어를 위한 개방형 시스템

설비 확장으로 와일드터키는 모든 프로세스를 맞춤형으로 구축할 수 있었다. 각 장비, 코드, 태그를 목적에 맞게 설치하기 위해 이 양조 회사는 로크웰오토메이션과 로크웰오토메이션의 솔루션 파트너인 BCI(Bachelor Controls)의 협력을 구했다. 로크웰오토메이션과 BCI는 새로운 자동화 시스템의 설계 및 구현을 공동으로 지원했다.

샌더스는 “설비 위에 보일러 플레이트 패키지를 올려놓는 단순한 파트너를 원한 게 아니었다”며, “그것이 로크웰오토메이션을 선택한 이유다. 로크웰오토메이션의 확고한 명성과 주류 업계에서 쌓은 BCI의 풍부한 경험은 우리가 원하는 완벽한 결합이었다”고 언급했다.

무선 통신 네트워크 통한 시스템 통합

BCI의 레이 배첼러(Ray Bachelor) 사장의 지휘 하에 BCI 팀은 프로세스 제어를 위해 개방형 시스템을 선택했다. 로크웰오토메이션 PlantPAx 프로세스 자동화 시스템을 이용해 와일드터키는 모든 작업에 생산 지능 및 제어 전략을 적용할 수 있었다.

프로세스 자동화 시스템은 Logix Batch 및 Sequence Manager를 통해 배치 제어를 위한 ISA-88 표준 및 용어에 따라 작업 시퀀스를 통합했다. 이 기능으로 작업자는 시스템의 코드를 변경하지 않고도 FactoryTalk View Site Edition 소프트웨어를 통해 Allen-Bradley Control Logix 컨트롤러에서 직접 레시피와 제조법을 설정해 승인된 변경 사항을 간단하게 구현할 수 있다.

FactoryTalk Historian 소프트웨어는 실시간 상세 생산 데이터에 관한 데이터 태그를 컨트롤러로부터 직접 수집한다. 이로써 운영자는 비효율적인 소스를 재빨리 파악해 수정할 수 있으며, 데이터 처리를 기록함으로써 규제 준수가 용이해진다. FactoryTalk AssetCentre 소프트웨어에서는 집중형 데이터베이스로 생산 프로세스 변경을 관리한다. 이 소프트웨어가 제공하는 제어 시스템 보안 접속, 사용자 작업 추적, 자산 구성파일 관리, 프로세스 계기 설정, 영업자산 구성 백업과 복구 기능을 이용해 와일드터키는 증류 환경을 관리한다.

시스템은 EtherNet/IP 및 DeviceNet 무선 통신 네트워크를 통해 모든 프로세스 작업, 제어장치 및 모터 제어를 통합한다. EtherNet/IP는 각 I/O에 필요한 파이프 및 배선을 대체하는 컴퓨터 네트워킹을 제공해 배선 및 설치비용을 줄이고 신뢰성을 높이며, P2P(Point-To-Point) 관리와 문제해결을 가능하게 한다.

BCI는 신규 설비를 개시하기에 앞서 작업자 교육과 숙련 과정을 돕기 위해 ControlLogix 컨트롤러에서 플랜트 운영을 시뮬레이션해, 작업자들이 인터페이스를 시험하거나 화면을 작동해 보고 시퀀스 실행을 볼 수 있도록 했다. 신규 설비로 옮겨갔을 때, 작업자들에게는 수작업보다 HMI 화면에서 직접 시스템을 운영하는 것이 더 편했다.

다각적인 개선

와일드터키는 즉각적인 결실을 봤다. 예전 부지에서는 연간 5mm 프루프 갤런을 생산했지만 현재 생산량은 연간 10mm 프루프 갤런으로 증가했다. 현 제어 시스템은 이전 설비에서 이뤄지던 작업을 반영해 만약 작업자가 밸브를 열고 15분간 그대로 뒀다면 신규 시스템도 똑같은 명령을 작업하게 된다. 이러한 일관성은 와일드터키 증류기에서 생산되는 제품이 품질은 예전과 동일하되 대량화됐다는 것을 말해 준다.

ISA-88 표준에 따라 시퀀스 통합

PlantPAx 시스템을 이용해 와일드터키는 생산을 늘리고 작업자 효율을 높일 수 있었다. 고도로 자동화된 프로세스 및 직관적 영상 패키지가 제공하는 실시간 정보로 작업자들은 밸브의 수동 개폐나 다른 수작업에 시간을 뺏기지 않고 프로세스에 집중할 수 있다. 생산 증대 및 실시간 프로세스 데이터 활용 개선과 더불어 와일드터키의 작업 환경은 더욱 안전해지고 폐기물 발생이 감소했다. 제어 시스템은 양조장의 운영을 모든 측면에서 감시하게 됨으로써 과거에 겪었을지도 모르는 손실이 더 이상 발생하지 않게 됐다.

또한, 작업자가 현장에 나가 있거나 계단을 오르내리는 시간이 줄어들게 됨으로써 그동안 프로세스의 다른 지점에서 발생하는 상황을 놓칠 일이 없다. Plant PAx 프로세스 자동화 시스템을 이용해 작업자는 전체 증류 프로세스를 화면으로 볼 수 있다. 알람이 발생해 운영자가 즉각적인 조치를 취해야 하는 경우 버튼을 클릭만 하면 된다.

샌더스는 “유서 깊은 전통과 최첨단 자동화 제품이 이토록 조화롭게 양립하면서 예전의 그 훌륭한 맛과 똑같은 버번 와일드터키를 만들어 낼 수 있다는 점이 인상 깊다”고 언급했다.

본 기사는 로크웰오토메이션(TEL. 02-2188-4400)에서 제공한 것입니다.