국내에 공장자동화 시스템이 도입된 지 수십년의 시간이 지나면서 현재 공장의 각종 자동화 설비들은 점점 노후화가 진행되고 있다. 기계 자체의 수명은 20년 정도지만, 여기에 적용되는 자동화 시스템들은 기본적으로 10년 정도의 수명을 가지고 있기에, 그동안 산업 현장에서는 교체 및 수리, 업그레이드 등의 다양한 유지보수 활동을 통해 생산라인을 재정비해 왔다.
해가 갈수록 더욱 발달되고 다변화되고 있는 시장 요구에 발맞춰 기존 생산라인에서도 다양한 기능의 자동화 시스템이 추가적으로 요구되고 있는 가운데, 실제로 공장 등의 산업현장에서는 어떤 식으로 생산라인을 유지보수하고 있는지 자동화 관련 업체의 인터뷰를 통해 알아봤다.
김 미 선 기자
‘유지보수’란 시스템을 항상 최상의 운전 상태로 유지하기 위해 각 장치를 시험, 조정, 수리, 복구하는 일련의 행위를 말한다. 이 같은 개념에서, ‘현재 산업현장에서 진행되고 있는 유지보수 현황은 어떠한가’를 살펴보기 위해 시작한 기획취재는 ‘유지보수 솔루션의 범위는 어디까지인가’라는 의문을 이끌어내며, 향후 유지보수 시장의 잠재력과 가능성을 확인시켰다.
이번 기획취재를 준비하면서 가장 어려웠던 점은 ‘유지보수’에 대한 관련 업계의 인식에 차이가 있어, 각 업체의 유지보수 솔루션도 매우 다양했다는 점이다. 기본적으로 유지보수라고 하면, 고장난 장비를 수리하는 개념의 ‘사후 서비스’로만 인식하기 쉽다. 물론 이런 개념에서 유지보수 서비스를 진행하고 있는 업체들도 많았지만, 인터뷰에 응해준 일부 기업들은 사후 서비스 외 사전 서비스는 물론, 제품의 전 생애주기에 이르는 기간에 걸쳐 생산라인의 효율성을 극대화하기 위한 일련의 모든 행위를 ‘유지보수’로 인식하고 있었다.
대표적으로 로크웰오토메이션의 경우에는 유지보수 솔루션의 범위를 세 가지 형태로 구분하고 있었다. 이 회사는 일상에서의 기술적 필요를 충족하기 위한 유지보수 행위인 ‘트랜잭셔널 서비스’와 문제가 발생하기 전에 시행하는 사전 유지보수 개념의 성격이 강한 ‘프리벤트 메인터넌스(Prevent Maintenance) 서비스’, 그리고 안전(Safety) 및 보안(Security) 등에 관련된 지식과 노하우를 제공하는 ‘컨설팅 서비스’까지, 이 모두를 유지보수의 개념 안에 내포함으로써 한층 다양화된 유지보수 솔루션을 엔드유저에 제공하고 있다.
장비에 대한 유지보수만을 생각한다고 했을 때에도 총 4가지 단계로 유지보수 솔루션을 구분할 수 있다고 한국훼스토 측은 설명했다.
흔히 우리가 유지보수라고 인식하는 가장 기본적인 개념의 ‘사후 서비스’로서 문제 발생 후 오류 해결을 위주로 하는 것이 첫 번째 단계에서의 유지보수인데, 이 경우 고장을 예측할 수 없고 장비 및 공정의 정지시간이 길어져 생산성 향상에 어려움이 있다는 단점이 있다. 두 번째 단계는 특정 사용기간을 정해 해당 기간에 도달했을 때 유지보수하는 것으로, 이 경우 장비의 다양한 조건에 따라 적절한 사용 기간을 정하는 데 어려움을 겪기도 한다. 세 번째 유지보수 단계는 현장의 장비 상태를 지속적으로 모니터링함으로써 이상 징후가 보일 때 정비하는 방식으로, 효율적이고 장비의 정지 시간을 최소화할 수 있는 방법이다. 그리고 가장 진보된 유지보수 방식인 네 번째 단계는 진단 기능을 통해 장비 내 각각의 장치에 대해서 상태 모니터링뿐만 아니라, 통신 및 각 부품에 연결된 채널의 정상 동작 상태를 확인해 해당 부품의 표적 유지 보수가 가능하도록 하는 방법이다.
이처럼 유지보수에 대한 개념은 매우 광범위하고, 이에 따른 관련 업체들의 유지보수 솔루션도 각각 다르지만, 이번 기획취재는 당초 기획의도대로 산업현장, 즉 공장 측 입장에서 볼 때 기존 생산라인을 일부 변경하거나 새로운 시스템을 도입함으로써 생산 환경을 최적화한 사례일 경우 모두를 유지보수라는 개념 안에 포함시켰다. 또한 실제 산업현장에서 진행된 다양한 적용 사례를 소개하면서, 여기에 적용된 각 관련 기업의 다양한 유지보수 솔루션도 함께 소개했다.
고객들은 왜 유지보수를 실시하는가?
앞서 언급한 바와 같이, 유지보수에 대한 개념은 업체에 따라 달라져 모호한 부분도 있다. 그러나 유지보수는 자동화 시스템 사용자들의 환경을 최대한 효율적으로 만듦으로써 생산성을 극대화하기 위해서라는 데에는 이견이 없다.
좁은 의미의 유지보수 개념에서 볼 때, 운영 중인 공장이 기존 설비를 개조 및 보수하는 이유는 두 가지로 설명될 수 있다. 장비 노후화로 인한 교체 및 산업 환경 변화에 따른 기능 업그레이드가 그것이다.
우선 첫 번째로 장비가 노후화된 경우 대부분의 공장에서는 기존 제품을 그대로 교체하는 것이 일반적이다. 그런데 문제는 처음 자동화 설비 구축시 도입했던 토털 자동화 시스템이 시간이 지남에 따라 단종되면서 해당 설비를 교체하지 못하는 일이 벌어지게 된다는 것이다. 그렇다고 자동화 라인 전체를 한꺼번에 교체할 수도 없기 때문에 공장 측은 비용적인 부담을 줄이면서 해당 장비의 기능을 재현할 수 있는 시스템으로 설비 일부를 개조 및 보수하게 된다.
두 번째는 최근 빠른 속도로 변화하고 있는 시장 환경에 발맞춰 생산성 향상 및 경쟁 우위를 위해 장비 기능을 추가하는 등 성능을 개선하는 경우다. 이와 관련해 엘모모션콘트롤 김수봉 이사는 “기존에 설치됐던 토털 자동화 솔루션은 범용적인 기능에 취중하기 때문에 하이엔드 용도로는 부족한 측면이 있다”면서, “최근 산업 발전에 따라, 기존에 요구됐던 성능보다 더 높은 수준의 성능을 요구하게 되면서 당사 제품처럼 어느 제품에나 유연하게 적용될 수 있는 제품군을 적용해 필요한 기능만 업그레이드하려는 고객들의 요구가 발생한다”고 밝혔다. 이에 대해서는 한신파워텍 최경식 이사도 같은 의견을 보였다. 그는 “기존에 이미 자동화 설비를 구축하고 있는 공장의 경우 유지보수를 원하는 이유 중 하나가 ‘속도’ 때문”이라면서, “이처럼 속도를 높여 생산량을 향상시키기 위해 기존 자동화 시스템을 개조 및 보수하거나 추가하는 경우가 많으며, 이 같은 경향은 우리나라 어느 산업군이건 공통적인 요구사항”이라고 말했다. 그에 따르면, 작업 속도를 높이기 위해 기존에는 작업 인력을 투입했던 생산라인에 자동화 시스템을 구축하려는 요구가 발생하고 있으며, 실제로 이를 통해 생산성을 향상시킨 사례도 많다는 설명이다.
한편, 하드웨어뿐 아니라, 소프트웨어 측면에서도 유지보수에 대한 요구가 이어지고 있다. 이플랜 김홍렬 부장은 “산업 자동화 분야는 회사 내부적으로 요구되는 경쟁력의 강화와 더불어 국가적인 제조업 경쟁력과 직결되므로 외부로부터 요구되는 경쟁력 강화 요인이 많은 분야”라면서, “단순히 신기술만 도입해서는 이 같은 요구에 대응할 수 없기에, 프로세스적인 측면에 대한 개선의 요구, 그리고 개선된 프로세스에 적합한 조직의 운영 방식에 대한 요구가 강화되고 있다”고 설명했다. 그리고 CAM/CAD 등과 같은 설계 소프트웨어 자동화를 도입하는 등의 유지보수 행위를 통해 기존의 공장 프로세서를 최근 시장 변화에 맞도록 바꾸고 있다는 설명이다. 한국델켐은 하드웨어에 많은 비용을 투자하기 힘든 경우 소프트웨어 자동화를 통해 고객들이 작업성 및 생산성을 높일 수 있도록 하고 있다. 한국델켐 오제연 연구소장은 “그동안 사람이 작업해 왔던 부분을 당사의 범용 자동화 CAM 소프트웨어인 HDAS를 적용해 자동화함으로써 수많은 고객사들이 기존 대비 30% 이상의 생산성 향상을 실현하고 있다”고 설명했다. 이플랜 김홍열 부장도 “국내의 경우 아직까지 많은 설계자가 그래픽 기반의 CAD 환경에서 일일이 수작업으로 설계를 진행하고 있으며, 이 같은 단순 반복 작업으로 인해 부가가치가 높은 엔지니어링 활동과 문제 해결 등의 활동이 제한되고 있다”면서, “데이터 기반의 전기 설계 소프트웨어를 적용하면 설계, 생산, 유지보수로 이어지는 업무의 수직적 통합, 그리고 다양한 설계 분야의 수평적 통합을 지원할 수 있게 됨으로써 결과적으로 제조업체의 경쟁력 강화에 이바지할 수 있다”고 강조했다.
현재 한국의 유지보수 시장은?
한국, “유지보수는 단지 무상의 사후서비스일 뿐”
유럽의 경우 사후는 물론 사전을 포괄하는 의미의 유지보수 솔루션에 대한 개념 및 인식이 수년 혹은 십수년 전부터 싹터 현재 도입이 이뤄지고 있는 상황이다. 로크웰오토메이션 CSM팀은 “이미 당사에서는 4~5년 전부터 제품의 라이프사이클 전반에 걸쳐 유지보수 서비스를 제공한다는 개념의 사업 모델을 준비하고 있었다”고 설명했다.
하지만 국내 사정은 이와 다르다. B&R의 김세훈 차장은 별도의 비용이 요구되는 유지보수 솔루션의 경우 영세한 업체에서는 굳이 적용하려고 하지 않는다고 말했다. 그는 “회사의 규모에 따라 유지보수에 대한 정책이 달라진다”면서, “영세한 업체의 경우 유지보수를 위해 자금을 투자하는 것이 버거운 것이 사실이며, 더욱이 아직 국내에서는 유지보수 솔루션 도입을 위해 별도로 투자해야 한다는 인식도 약하다”고 설명했다.
에머슨프로세스매니지먼트 황선주 부장도 “한국의 경우 플랜트를 오버홀하는 이유가 이 기간 동안의 유지보수를 통해 다음 사이클까지 문제없이 운영되도록 하는 데에만 치중돼 있다”면서, “따라서 기존과 달리 별도의 비용을 투자해야 하는 유지보수 솔루션을 도입하려고 하지는 않는다”고 말했다. 그에 따르면, 국내에서는 경비 절감을 이유로 기존의 유지보수 비용까지 줄이고 있는 상황이라, 많은 초기 비용이 요구되는 새로운 개념의 유지보수 솔루션이 도입되기에는 시기상조라는 반응이다.
유지보수 시장 확대 예상
국내의 경우 아직까지 유지보수 솔루션에 대한 필요성을 체감하지 못하고 있는 가운데, 이번 기획취재 인터뷰에 응한 대부분의 업체들은 향후 유지보수 서비스는 관련 업계에서 새로운 사업 모델로 자리잡을 것이라는 데 의견을 같이했다. 그 이유는 최근 국내 자동화 시장이 정체되면서 이윤을 창출할 수 있는 새로운 시장 창출에 대한 요구가 높아지고 있기 때문이다. 에머슨프로세스매니지먼트 황선주 부장은 “국외시장의 경우 여전히 크고 작은 여러 프로젝트가 생길 것으로 전망되는 데 반해, 국내는 신규 프로젝트가 별로 없기 때문에 당사의 입장에서도 유지보수 사업 등 새로운 시장을 창출하고 확대하는 데 주력하고 있다”고 설명했다.
엘모모션콘트롤 김수봉 이사도 “한국의 경우 자동화 시장이 활성화된 후 이미 10년 이상 시간이 지나면서, 십수년 전 설치된 자동화 시스템들이 하나둘씩 노후화되거나 성능 업그레이드가 필요해졌기 때문에 유지보수 수요가 발생할 시기”라고 말했다. 하지만 김 이사는 유지보수 시장의 확대를 예상하면서도, 지금 국내 상황으로는 오히려 생각만큼 이 시장이 신규 시장으로 부각되기는 어렵다는 부정적인 의견을 내기도 했다. 이에 대해 그는 “국내 자동화 시장의 규모가 점차 줄어들면서 자금을 투자해 기능을 업그레이드하기보다는 현상을 유지하거나 차라리 노후화된 장비를 폐기하려는 경향이 강하다”고 말했다. 더욱이 유지보수 시장에서 주요 고객인 대기업 및 대기업 계열사들은 토털 자동화 솔루션 제공업체들에게 유지보수보다는 신규 장비 도입을 제안받기 때문에 유지보수 시장 자체가 그다지 활성화되지는 못하고 있는 분위기라고 설명했다.
유지보수 서비스 달라지다!
앞서 언급한 바와 같이, 기존의 경우 국내에서는 단지 사후 서비스라는 인식이 강했던 유지보수 서비스가 이제는 개념부터 달라지고 있다. 무상으로 제공받는 ‘서비스’가 아닌, 비용을 치러도 충분히 가치가 있는 ‘솔루션’으로 변하고 있는 것이다. 이 같은 경향은 전 산업군에 걸쳐 다양한 제품군을 토털 자동화 시스템으로 제공하고 있는 글로벌 기업의 경우 더욱 두드러지고 있다.
자산 관리 시스템으로 변모
이번 기획취재 결과, 일부 업체의 경우 ‘자산 관리’라는 개념을 통해 유지보수 솔루션이 하나의 비즈니스 모델로 탈바꿈하고 있음을 확인할 수 있었다. 이는 고객이 운영하고 있는 공장과 여기에 적용되는 모든 자동화 설비를 하나의 자산으로 인식하고, 고객이 최소한의 비용을 들여 공장 운영을 최대한 효율적으로 할 수 있는 환경을 만들어준다는 개념이다.
로크웰오토메이션의 경우 자산 관리 시스템의 다양한 솔루션을 통해 현재 고객의 자산 상황을 파악한 후 그 결과를 토대로 불필요한 부분은 줄이고 부족한 부분은 개선해 나가면서 공장이 최대한 효율적으로 운영될 수 있도록 한다. 로크웰의 자산 관리 시스템은 ‘평가-설계-구축-측정 및 최적화’의 네 가지 프로세스를 통해 이뤄지는데, 여기에는 수명 주기 서비스, 보관소 서비스, 자산 신뢰성 보고 및 보증관리 서비스, 수리 서비스, 업체 관리 재고 및 예비 부품 프로그램, 재고 보장, 연간 수리 계약, 수리 추적 등의 다양한 솔루션이 포함된다.
에머슨프로세스매니지먼트 역시 자산 관리 시스템을 통해 유지보수 서비스를 사업 모델화했다. 각종 발전플랜트를 중심으로 시장 점유율을 높이고 있는 에머슨은 플랜트의 유지보수가 이뤄지는 ‘오버홀’ 기간 동안 자산 관리 시스템을 통해 오버홀 기간을 기존 대비 현격하게 줄임으로써 플랜트의 생산성을 향상시키고자 한다. 이에 대해 에머슨프로세스매니지먼트 황선주 부장은 “기존의 경우 오버홀 기간 동안 유지보수 활동을 통해 플랜트가 원활히 운영될 수 있도록 하는 데에만 초점이 맞춰져 있었다면, 당사는 이 개념을 넘어서 플랜트의 퍼포먼스를 최대한 끌어낼 수 있는 추가적인 방법을 제시함으로써 고객들의 이익을 향상시키는 데 초점을 맞추고 있다”고 밝혔다.
유지보수 원천봉쇄하는 제품도 출시돼
자동화 관련 기업들을 취재하면서 흥미로웠던 것 중 하나는 유지보수를 최소화하는 콘셉트의 제품 출시가 최근 트렌드가 되고 있다는 것이었다. 훼스토의 경우 TCO(Total Cost of Ownership : 총 획득 비용)을 줄일 수 있는 제품을 통해, 제품의 구매 비용은 물론, 도입 후 운영 및 유지보수에 소요되는 비용을 고려한 모든 비용을 최대한 줄이는 것을 목표로 하고 있다. 이에 대해 한국훼스토 이강은 차장은 “유지보수라고 하면 사후에 발생하는 서비스 개념의 행위를 뜻하는 경우가 일반적인데, 유럽의 경우 예방정비에서부터 제품 선정 및 유지보수까지를 한데 통합하는 방향으로 접근하고 있으며, 당사도 이 같은 개념으로 유지보수 비용을 최소화하는 제품을 제공하고 있다”고 설명했다.
지금까지는 초기 투자비용은 적어도 장비 노후화로 인한 유지보수 비용이 추가적으로 요구됨에 따라 해당 제품에 대한 총 소요 비용이 오히려 초기 비용을 훨씬 상회하는 제품이 시장에서 많은 인기를 받았던 게 사실이다. 그러나 이제는 초기 투자비용은 다소 높아도 추가 유지보수 비용이 최소화됨으로써 오히려 기존의 제품보다 TCO가 적은 제품이 추세가 되고 있다. 이 차장은 “기본적으로 훼스토는 개발 단계부터 운영 효율이 높고 유지보수는 최소화하는 콘셉트를 제품에 반영하고 있다”면서, “이처럼 훼스토는 고객의 유지보수 시간 및 비용은 줄이고 생산성 향상에 도움이 되는 제품을 기본 콘셉트로 하고 있다”고 말했다.
사고 발생 전 진단 가능한 솔루션 선보여
한편, 자동화 관련 업계는 사후 서비스 개념의 유지보수가 아닌, 사고 발생 전 미리 진단함으로써 유지보수 비용을 최소화하는 솔루션들도 선보이고 있었다.
B&R의 경우 실무 작업자를 위한 다양한 유지보수 소프트웨어 서비스를 제공하고 있는데, SDM 등과 같이 하드웨어의 운영 상태 등을 미리 진단할 수 있는 온라인 진단 서비스도 제공하고 있다. 이에 대해 B&R 김세훈 차장은 “장비가 구동 중에 있다 하더라도 각종 웹 브라우저를 통해 장비를 분석하고 진단 데이터를 확인할 수 있도록 하는 SDM 기능을 통해, 작업자들은 B&R 하드웨어에서 제공하는 시운전에서부터 필드 테스트, 그리고 작동 단계에 걸친 모든 진단 데이터로 쉽게 접근할 수 있다”고 말했다. 즉, 모바일 및 HMI 등 각종 웹 브라우저를 통해 해당 하드웨어의 정보를 손쉽게 알 수 있도록 함으로써 문제가 확인될 경우에는 즉각적으로 해결할 수 있게 돼 유지보수 시간을 단축할 수 있다는 설명이다.
에너지 효율 서비스도 유지보수 솔루션!
최근 업계에서 공통적인 요구사항이 되고 있는 에너지 효율과 관련해, 일부 자동화 기업들은 산업 현장 내 에너지 효율을 극대화하는 다양한 서비스를 유지보수 솔루션으로 제공하고 있다. 한국훼스토 이강은 차장은 “현재 공압시스템이 도입된 공장에서 유지보수를 위해 가장 많이 신경을 쓰고 있는 부분은 ‘누기’를 찾아서 불필요하게 소모되는 에너지를 줄이는 것”이라면서, “실제로 유럽의 한 기계 및 시스템 엔지니어링 분야 부품 공급업체는 이 서비스를 도입해 누기를 탐지하고 이를 제거함으로써 에너지 효율화를 달성할 수 있었다”고 설명했다. 이 공장의 경우 ‘에너지 절감 서비스’를 통해, 약 500곳의 누기 부위가 있음을 확인하고 이를 제거함으로써 연간 6,300만원 정도의 비용을 줄일 수 있게 됐을 뿐 아니라, 이산화탄소 배출량도 연간 200t 정도를 감축할 수 있게 됐다. 이처럼 훼스토는 공압시스템이 도입된 공장에서 ‘누기’를 탐지하고 이를 제거하는 ‘에너지 절감 서비스’를 통해 새로운 사업 기회를 모색하고 있다.
FA Journal 김 미 선 기자 (fa@infothe.com)
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