프로세스·인력·세이프티 장비개선 통한 효율성 및 생산성 향상 실현

자동차 플랜트 최적화를 위한 4가지 영역

급격하게 변화하고 있는 오늘날의 자동차 제조업계에서 비효율성 또는 불필요한 다운타임은 치명적인 문제로 평가받고 있다.

자동차 산업에선 제조 프로세스에 걸리는 시간을 단 몇 초만 절감해도 제조업체는 하루당 1~2대의 자동차를 추가로 생산할 수 있다.

특히, 생산 할당량이 높고 자동차 1대당 수익 비중이 높은 자동차 제조업체에 있어서 이러한 개선은 산업내 진정한 차별화를 만들어 낼 수 있는 중요한 계기라 할 수 있다.

하지만 업계내 요구사항은 이러한 생산 최적화를 더욱 어렵게 한다.

우선, 자동차 수요가 지속적으로 급증하고 있다는 점을 들 수 있다. 지난해 IHS오토모티브의 전 세계 자동차 판매량은 8,500만대를 상회한 것으로 추산되며, 이는 15년 연속 판매량이 증가하는 셈이라는 것을 의미한다. 이는 주요시장 및 신흥시장에서 판매량이 재증가하면서 발생한 결과이다.

크레딧 위크 보고서 ‘국외, 그리고 신흥시장에 주목하는 글로벌 자동차 산업’에 따르면, 지난 2010년에 자동차 산업 사상 최초로 전 세계 경차 판매량의 절반 이상이 신흥시장에서 판매됐다.

생산현장에서도 해결해야 할 문제가 산재해 있다. 대부분의 자동차 플랜트는 다양한 자동차 모델을 생산하고 있다. 이에 새로운 고객의 요구사항에 대응하기 위한 자동차 리프레시가 발생한다.

일반적으로 생산이 지속돼야 플랜트에서 이전보다 훨씬 많은 자동차가 생산될 수 있다. 하지만 플랜트에서는 변경이 빈번하게 발생하고 복잡성이 점점 가중되고 있다. 결국, 플랜트 관리자는 딜레마에 빠지게 된다.

다음의 4가지 핵심영역은 도전과제를 목적으로 하면서도 플랜트 생산성과 업타임 모두를 지속적으로 개선할 수 있는 기회를 발견할 수 있도록 도와 줄 것이다.

인력, 작업자 역량 강화로 생산성 극대화
신규 플랜트나 자동차 론칭에 있어서 가장 먼저 해결해야 하는 것은 작업자 준비다.

작업에 사용하게 될 장비·도구·절차 및 프로세스에 대한 지식을 미리 숙지하도록 유도해 작업자의 역량을 강화하는 것이 무엇보다 중요하다.

신규시설 론칭시 기본 기술의 목표를 설정하고, 이러한 기술이 신규 자동차 론칭에 어떠한 효과를 미치는가에 대해 살펴보면, 훈련 프로그램이 특정 목표에 미치는 효과의 가능성을 생각할 수 있다.

또한, 직원의 생산성을 극대화할 수 있도록 고급정보를 제공할 수 있는 신기술 적용을 고려해야 한다. 알람이나 호출이 장비내 어떤 요소가 잘못됐음을 경고할 수는 있지만, 문제가 발생한 부분이 정확히 어디이며, 또 어떻게 해결해야 하는지에 대해선 알려주지 않는다.

하지만 최첨단 정보시스템은 고해상도의 디스플레이 보드나 작업자의 스마트폰을 통해 역할 및 위치를 기반으로 한 컨텍스트를 활용할 수 있다는 점에서 기존의 방식과 차별성을 나타낸다. 이를 통해 시스템은 상세한 진단정보를 전달할 수 있어 사용자는 더욱 신속한 조치가 가능하다. 또한, 대부분의 지원 기술자 및 서비스 제공업체가 플랜트 시스템 및 장비 세이프티와 보안을 원격으로 모니터링 할 수 있으므로 더 이상 현장에 24시간 365일 상주해야 할 필요가 없다.

프로세스, 유연성과 예측성으로 효율성 강화
생산현장의 관점에서 유연한 수요주도형 제조모델이란, 생산일정이 일단위로 달라지는 것이 아니라 분단위로 변화했다는 것을 의미한다.

반면, 비즈니스 관점에서는 수십~수백개의 시스템에서 데이터를 수집하고 분석 및 공유하며, 다양한 수준의 보고가 가능하다는 것을 의미한다. 이로 볼 때, 기존보다 포괄적이고 효율적인 운영을 위한 프로세스와 데이터의 병합은 현실적으로 어려워 보일 수 있다. 이를 해결할 수 있는 방법 중 하나로 떠오르는 것이 MPC(모델예측제어) 기술이다.

이 기술은 현재 및 예측되는 운영 데이터를 작업자가 원하는 결과와 비교해 새로운 제어목표를 제공한다.

이렇게 하면 프로세스 일관성과 부품 품질을 개선할 뿐 아니라, 프로세스 가변성과 비효율성을 최소화할 수 있다.

유연하고 확장성이 뛰어난 MES(제조실행시스템) 역시 생산현장생산시스템과 ERP(전사적 자원관리) 시스템을 통합해 제조라인을 최적화할 수 있다.

장비, 다운타임 감소시키는 진단기술
장비부문은 자동체 제조업체가 집중적으로 투자하고 있는 부문이다. 하지만 그렇다고 해서 장비개선에 과도한 지출이 발생해서도 안된다.

자동차 제조업체는 컴포넌트 마이그레이션 등과 같이 간단한 작업을 통해 아키텍처의 특징 및 기능적 이점을 적절하게 활용하고, 성능을 향상할 수 있다. 또한, 진단기능을 개선하면 장비의 다운타임을 최소화할 수 있고, 생산율에 미치는 영향을 축소할 수 있다.

장비에 내장된 고급 진단기술은 작업자가 더욱 신속하게 문제를 발견하고 수리가 필요한 위치를 파악할 수 있게 한다. 이러한 진단기술은 예방진단을 지원하기 때문에 잠재적인 오류가 다운타임을 초래하기 전에 파악하고, 계획된 유지보수 다운타임 내에서 문제를 수정할 수 있다.

세이프티, 전체론적 접근방식 통해 안전성 확보
세이프티는 자동차 제조업체의 노동력, 장비 및 프로세스와 불가분의 관계이다. 따라서 세이프티를 조망할 때 운영에 있어서 개별적이고 추가적인 요소가 아닌 모든 측면에서 전체론적으로 접근해야 한다.

전체론적인 접근방식을 얘기하자면, 문화(행동적), 준수(절차적) 및 자산(기술적)이라는 3가지 주요 영역에서 세이프티를 다뤄야 한다.

일반적으로 세이프티를 적용하는 상위 제조업체는 중급 제조업체에 비해 상해율을 크게 낮출 뿐만 아니라 OEE(종합장비효율)를 높이고 불안정한 다운타임을 줄인다.

이로써 생산성에 있어 세이프티를 한낱 장애물로 보고 있는 일부의 의견이 사실이 아니었음을 알 수 있다.

자산영역에서의 신기술은 생산라인에서 문제가 발생할 때마다 장비를 정지하는 것이 아니라 세이프티 도어가 열려있는 상태에서 장비가 지정된 안전속도를 유지하며, 동작할 수 있도록 한다. 통합 세이프티 컨트롤러는 세이프티와 제어시스템이 동시에 동작할 수 있어 장비 진단 개선과 다운타임 감소에 공헌한다.

성공을 위한 순조로운 전진
현재 자동차 제조업체는 생산비용의 최소화와 효율성 향상의 필요성이 지속되는 한편, 관련 도전과제가 증가하고 진화할 것이라 예측하고 있다. 이로 볼 때 세이프티에 대한 전체론적인 접근과 작업자·프로세스·장비 등의 지속적인 개선은 다가올 미래에 성공적으로 대비할 수 있는 최상의 솔루션이 될 것이다.

로크웰오토메이션 제공

FA Journal 편집국 (fa@infothe.com)

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