소시지 산출량 향상시킨 타이슨푸드

타이슨푸드(Tyson Foods)의 힐셔 팜(Hillshire Farms) 브랜드는 용량 변동을 야기하는 문제를 가시화하는 제조 인텔리전스 소프트웨어 전략을 구현해 ROI를 가속화하고 낭비를 절감했다. 2012년 한 해에만 미국인들은 거의 2억400만kg에 달하는 소시지와 햄을 소비했다. 소시지 제조업체의 판매액으로 따지면 이는 15억달러에 달한다. 대부분의 사람들은 밥상의 중앙을 차지하는 이 든든한 식품이 어떻게 만들어지는지 보길 원하지 않겠지만, 많은 소비자들은 아마 해당 분야에 정통한 작업자들이 공장에서 공정을 예의 주시하며 제품의 일관성과 품질을 보장하고 있는지의 여부에는 관심이 있을 것이다.

타이슨푸드의 일부인 지미 딘(Jimmy Dean) 브랜드는 상위 4개 제조업체의 판매량을 전부 합친 것보다 더 많은 양의 냉장용 소시지를 판매한다. 이러한 선두 위치를 고수하기 위해서 타이슨은 지속적으로 높은 품질과 일관적인 제품을 제공해야 함은 물론 최대한의 비용절감과 산출량 향상을 통해 경쟁력 있는 가격을 유지하고 시장 점유율을 계속 늘려나가야 한다.

용량 변동 문제
미국 테네시 주 뉴번에 위치한 타이슨푸드의 힐셔 공장은 연간 6,800만kg 이상의 소시지를 생산한다. 1파운드(약 450g) 단위로 원통 포장된 지미 딘 소시지가 그 총 생산량의 3분의 2를 차지한다. 제조 공장에서는 300개 이상의 다양한 SKU로 판매되는 소시지의 분쇄, 양념, 주입, 포장을 전담하는 11대의 장비가 가동 중이다. 플라스틱으로 포장되는 소시지는 1파운드 단위로 판매되기 때문에 각 원통형 포장에 소시지 양을 정확하게 담는 일이 상당히 중요하다. 각 라인의 마지막 부분에서는 모든 원통형 소시지의 무게를 측정해 적정량에 미달하거나 초과하는 제품을 걸러낸다. 무게 검사를 통과하지 못한 제품은 작업자가 직접 손으로 잘라 내부에 오염원이 포함됐는지 여부를 확인한다. 그 후 소시지는 시스템으로 다시 투입되거나 폐기된다. 둘 다 비용이 많이 드는 상황이다.

패키지 단위로 제품 가격이 책정되기 때문에 한 패키지에 정해진 용량 이상이 담긴다는 것은 곧 매출 손실을 의미한다. 동시에 소시지의 용량이 부족하면 고객의 만족도에 영향을 줄 수 있다. 게다가 미국 연방 육류 검사법은 모든 식육 제품의 포장에 제품 내용물의 무게 또는 수가 정확하게 표기되도록 지정하고 있다. 미국의 모든 주에서 이와 유사하거나 추가적인 법규가 적용되고 있다. 무게 검사에서 제품 패키지의 라벨이 부정확하게 표기됐다는 것이 발견되면 해당 제품에 대해 판매 불가 처분이 내려지고 벌금이 부과될 수도 있다. 이런 경우, 기업의 평판과 수익성에 타격을 받는다.

뉴번 공장의 직원들은 원통형 소시지의 용량 변동이 허용치를 넘는다는 사실을 발견했다. 지나치게 많은 초과분이 패키지에 담기고 있었던 것이다. 그렇지만 운전자들은 실제 용량이나 초과분이 발생하는 원인을 이해할 수 있을 만큼 충분한 제어 시스템 정보에 액세스할 수 없었다.

제조 인텔리전스 전략
공장의 엔지니어들은 문제가 발생하는 원인을 이해하면 용량 변동을 감소시킬 수 있을 것으로 보고 본사 엔지니어링팀에 도움을 구했다. 타이슨푸드의 존 리처트(Jon Riechert) 수석 프로젝트 엔지니어는 이미 캔사스주의 캔사스 시티, 앨라배마주의 플로렌스에 있는 공장에서 제조 인텔리전스 전략과 정보 시스템의 구현을 이끈 경험이 있었다. 테네시에 있는 엔지니어들의 우려 사항을 전해들은 리처트는 로크웰오토메이션 솔루션 파트너인 그랜텍시스템인티그레이션(Grantek Systems Integration)에 팀을 보내 뉴번 공장에 제조 인텔리전스 전략을 구현해줄 것을 요청했다.

그랜텍은 타이슨푸드의 제어, 품질, 유지보수 엔지니어들과 협력해 제조 인텔리전스 전략을 통해 팀원들이 문제의 원인을 이해할 수 있도록 도왔다. 최선 과제는 공장의 팀원들에게 완제품의 용량에 대한 이해를 제공하는 것이었다. 그러나 용량 변동의 발생 원인을 파악하기 위해서는 생산 공정 라인 전반에 걸쳐 추가적인 데이터 포인트가 필요했다. 그랜텍은 리처트와 그 팀과 협력해 FactoryTalk 소프트웨어 제품군에 기반한 제조 인텔리전스 솔루션을 구현했다. 이 소프트웨어는 로크웰오토메이션의 Logix 제어 플랫폼과 직접 통합돼 실시간으로 생산 데이터에 대한 액세스를 제공한다. 타이슨푸드는 익히 모든 공장을 Logix 제어 플랫폼으로 표준화했다.

또한, 뉴번 공장은 이미 산업용 단일 네트워크인 EtherNet/IP를 가동하고 있었기 때문에 데이터 수집이 상당히 수월했다. 팀은 11개의 소시지 라인 장비를 EtherNet/IP를 통해 FactoryTalk Historian 소프트웨어를 실행하는 두 개의 새로운 현장 서버에 연결했다. 이는 팀이 장기간 동안 데이터를 수집해 트렌드를 확인하고 모든 장비의 성능을 비교할 수 있도록 해줬다.
교대 중에 한 장비의 용량 변동이 허용치를 추가하면 운전자들은 과거 데이터를 살펴보고 언제 문제가 시작됐는지를 확인할 수 있다.

그랜텍은 또한 컨트롤러, 히스토리언 및 SQL 서버 등 다양한 데이터 소스로부터 정보를 수집하기 위해 FactoryTalk VantagePoint EMI 소프트웨어를 설치했다. 모든 데이터가 중앙의 단일한 대시보드에 모아지기 때문에 모든 인터넷 브라우저를 통해 실시간으로 데이터 및 핵심 성능 지표(KPI)를 조회할 수 있다. FactoryTalk VantagePoint 서버는 뉴번 공장의 내부에 위치한다. 그러나 이는 웹 기반의 보고 플랫폼으로 본사와 뉴번의 직원들 모두가 액세스할 수 있다. 뉴번 공장의 엔지니어들과 그랜텍은 함께 시스템 대시보드를 설계했다. 리처드는 “뉴번 공장 팀은 FactoryTalk VantagePoint 대시보드에 어떤 정보를 표시할지 전적으로 제어할 수가 있다”고 언급했다.

산출량 증가
리처트는 “이 시스템을 구축하기 전에는 불량 제품 수가 몇 개나 되는지 파악할 수 있는 것이 전부였다”며, “그러나 이제 운전자들은 라인별로 용량 변동을 확인하고 완제품의 정확한 용량, 장비별 다운타임, OEE는 물론 육류의 온도까지 파악이 가능하다”고 설명했다. 이러한 정보를 바탕으로 뉴번의 엔지니어들은 새 시스템을 구축한지 6주가 지나기도 전에 산출량을 거의 0.10% 향상시킬 수 있었다. 이는 연간 10만5,000개의 소시지와 수십만 달러의 매출원가 절감을 의미한다.

리처드는 “제어 엔지니어링팀은 당연히 만족해 한다”며, “팀원들이 라인에서 생산되는 각 소시지의 용량을 직접 확인할 수 있기 때문에 특정 주입기의 변수를 추적해 즉각적으로 용량 차이를 줄일 수가 있다. 그렇지만 무게 검사를 담당하는 품질 관리팀 직원들이 더 좋아한다. 매일 수 차례에 걸쳐 수동으로 취해진 샘플에 기반해 용량 변동을 추정하는 대신 실시간으로 계속해서 각 소시지, 각 배치, 각 출하량의 무게를 확인할 수 있기 때문”이라고 말한다.

0.10%의 산출량 향상은 이 프로젝트의 수익률(ROI)를 정당화하기 충분했지만, 타이슨푸드는 이 새로운 정보 솔루션이 용량 초과분 절감을 통해 산출량을 최고 0.5%까지 향상시켜 45만kg의 소시지를 절약할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 리처드는 “프로젝트 목표를 충족하거나 초과하는 문제를 떠나 이 솔루션이 매우 유연해서 생산 증가시는 물론 엔지니어의 관점 변화에 따라 확장이 가능하다는 사실이 당사에 매우 중요하다”며, “FactoryTalk 시스템은 우리 운전자들이 어느 부분을 이해하고 주의를 기울여야 하는지, 문제가 어디서 발생하는지에 대한 데이터를 제공해준다”고 덧붙였다.

이어 그는 “기존에는 수집이 불가능하거나 수동으로 확인해야 했던 고차원적인 패턴을 확인할 수 있게 되면서 운전자들은 정확한 원인을 파악하고 시스템을 향상시키기 위해 어떤 요소를 변경해야 하는지를 결정할 수 있게 됐다. 수개월 후 직원들이 더 많은 태그와 대시보드, 보고서들을 요청하기 시작한다. 현재 타이슨은 일부 공장의 시스템에 에너지 사용 지표를 추가할 것을 고려하고 있다. 이러한 정보는 직원들에게 더 큰 역량을 부여하고 동시에 직원들은 더 많은 역량을 요구한다”고 말했다. 그랜텍은 로크웰오토메이션의 솔루션 파트너로 캐나다의 온타리오주 벌링턴에 본사를 두고 있다. 그랜텍은 제조 생산성, 제조 품질, 자산 활용 및 통합 기술을 향상해주는 통합 제조 자동화 서비스를 제공한다.

<로크웰오토메이션 제공>

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