QA/QC 아티클 스터디_1주차(2)_데이터가 쌓여서 스마트 팩토리가 되는 과정_(제조)

출처: 데이터가 쌓여서 스마트 팩토리가 되는 과정

데이터가 쌓여서 스마트 팩토리가 되는 과정

 

➕ 아티클 요약 및 주요 내용

요약
현대자동차그룹 최초의 스마트 팩토리 ‘현대차그룹 싱가포르 글로벌 혁신센터(Hyundai Motor Group Innovation Center Singapore, 이하 HMGICS)’ + 인공지능(AI) = 자동화 공정 완성

 

주요 포인트 

스마트 팩토리 완성의 기반이 되는 데이터

다양한 공정으로 구성된 자동차 공장, 하루에만 수 백대 ~ 수 천대의 자동차를 만듭니다. 이 과정에서 많은 데이터가 발생합니다.

 

데이터를 통해 어떤 정보를 확인할 수 있을까? 

• 로봇이 조립하는 도어의 개수 or 소요 시간과 같은 단순한 수치 정보는 물론, 특정 공정에서 자주 오류가 생기는 원인 발견까지 가능 → 공장의 운영을 최적화하는 단서!

출처 : 현대자동차그룹

 

요즘날 제조 기업들이 왜 디지털 기술 바탕의 스마트 팩토리로의 변화를 추구할까?

• 모든 공정에서 발생하는 데이터를 저장,공유 → 낭비↓ 최적화된 방식을 찾아 생산 효율↑
• 모든 공정에서 발생하는 데이터를 분석 → 생산에 필요한 비용 및 시간 ↓ 휴먼 에러와 같은 돌발적인 리스크 최소화해 궁극적으로 제품의 완성도 ↑

 

스마트 팩토리 구현 = 데이터를 수집하고, 선별해서 활용할 수 있는 인프라를 갖춰야한다. 

즉, 생산 과정에서 발생하는 정보가 데이터로 축적될 수 있도록 생산 시설을 모두 디지털로 전환하는 ‘디지털 트랜스포메이션(Digital Transformation)’이 이루어져한다.

 

장점만 가득할 것 같은 스마트 팩토리, 하지만 이러한 인프라를 갖추기까지의 과정은 쉽지 않습니다.

 

• 기존의 공장을 디지털로 전환하는 것의 어려움
• 기존의 공정과 설비를 디지털로 전환하는 데에는 상당한 비용과 시간 소요 EX) 이상 부품을 식별하는 센서를 부착하거나 기계가 움직이는 동선을 기록하려면 새로운 설비를 도입하거나 공정 정지가 필요함,  이미 사용 중인 데이터 시스템을 신규 설비와 연동하는 작업이 쉽지 않음)

. 그럼 현대차그룹은 어떤 과정을 통해 HMGICS의 데이터를 원활하게 수집하고 활용할 수 있도록 기획했을까?

 

공유할 수 있는 데이터를 만드는 방법

HMGICS에서 발생하는 많은 양의 데이터는 전 영역에서 활용할 수 있도록 가공된다

 

현대차그룹은 스마트 팩토리 구현을 위해 어떤 노력을 했을까?  
- 우선  기획, 물류, 생산 등 각각의 영역에서 생성하는 정보(데이터)들은 원활한 공유가 가능하도록  하나의 유형으로 가공하는 작업부터 시작했습니다. 다양한 공정에서 발생하는 데이터는 그대로 활용할 수 없습니다.

 

HMGICS에서는 어떤 일이 벌어지고 있을까?

- 자동화된 셀에서 기계가 서로 다른 차종을 생산하고 로봇이 셀 사이를 자유롭게 이동하는 생산 공정에 따라 방대한 데이터가 발생   → 이처럼 많은 양의 데이터 가운데 필요한 데이터를 골라내는 선별 과정을 진행 → 다시 한번 정제 과정 진행

(해당 과정은 무관한 데이터는 걸러내고, 필요한 데이터만 모아서 분류하는 라벨링 작업을 의미) → 데이터 표준화 작업 진행(데이터는 생성된 영역에 따라 명칭이 서로 다르기에 서로 다르게 해석되지 않고 정확한 의미를 파악할 수 있도록 조정하는 과정 즉, 원활한 소통을 위해 주고받는 언어나 문자를 통일하는 과정)

 

데이터 기반으로 운영하는 스마트 팩토리

MES는 데이터 기반으로 HMGICS 전체를 연결하고 운영한다

산업공학을 전공하며 전공수업에서도, 자동차 부품회사에서 6개월간 근무하면서도 "MES"라는 단어를 정말 많이 들어봤습니다. 그렇다면 지겹도록 들어온 이 MES가 정확하게 플랜트에서 어떤 역할을 할까요?

 

- ‘MES(Manufacturing Execution System)’ : 표준화를 거친 데이터를 통합하고 관리하는 역할을 합니다. 또, HMGICS 전체를 관리하면서 공장의 서로 다른 영역이 매끄럽고 효율적으로 돌아가도록 한다.

 

예컨대 과거 데이터를 분석해 수요에 따른 생산 목표를 세우고, 현재 보유한 재고와 생산 필요량을 고려해 미래 생산 계획을 세운다. 그리고 생산 계획에 따라 각 셀에 작업을 지시하고 차량을 완성하기까지의 과정을 관장한다. 또, 필요한 부품을 사전에 주문하고, 만약 공정상 예상치 못한 문제가 생겼다면 실시간으로 현장 데이터를 반영해 계획을 수정한다. MES는 데이터를 기반으로 한 자동화 공정의 핵심 개념이라고 할 수 있다! 

 

HMGICS 운영에 최적화된 대시보드, ‘H-데이터 스튜디오’

‘H-데이터 스튜디오’를 통해 HMGICS의 모든 데이터를 한눈에 볼 수 있다

 

그렇다면 HMGICS에서 활용되는 데이터를 눈으로 확인할 수 있는 방법은 없을까?

HMGICS에는 공정에서 발생한 데이터를 모아 한눈에 볼 수 있도록 시각화한 ‘대시보드’가 있다!

 

 ‘H-데이터 스튜디오(H-Data Studio)’

• 공장 내 모든 영역의 운영 상황을 통합해서 데이터로 구성한 소프트웨어
• 생산과 물류 시스템의 가동률이나 운용 불가 시간 등을 대시보드에 표시
• 시스템과 디바이스 사이의 데이터 흐름을 표시하는 DFM(Data Flow Management)을 구성해 HMGICS의 전체 현황을 파악
• HMGICS를 가동하며 얻은 데이터를 기반으로 공장 운영의 효율을 높이는 솔루션을 개발하고, 다른 공장까지 확장시킬 계획
• 최종적으로는 모든 공장을 스마트 팩토리로 만들고, 데이터만으로 자동 운영되는 데이터 드리븐 팩토리(Data Driven Factory)를 세울 예정

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https://developers.hyundaimotorgroup.com/journal/68

사람과 로봇의 이상적인 조화

 

현대자동차그룹을 준비하고 있다면 위 기사를 읽고 완벽하게 이해하면 자기소개서,PT면접 등 완벽하게 준비할 수 있을 것 같습니다^_^

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➕ 핵심 개념 및 용어 정리

• 핵심 개념
  - HMGICS (현대차그룹 싱가포르 글로벌 혁신센터) : 방대한 데이터의 집합체, HMGICS 곳곳에서 발생한 모든 데이터는 수집과 정제 작업을 거쳐 지능형 모빌리티 생산 시스템을 완성하는 연료
  - 스마트팩토리에서 데이터는 연료같은 존재
   
• 용어 정리: 자동화된 셀에서 기계가 서로 다른 차종을 생산하고 로봇이 셀 사이를 자유롭게 이동하는 생산 공정에 따라 방대한 데이터가 발생에서, 자동화된 셀이란?
  - 기계와 로봇이 결합된 자동화된 작업 공간을 의미함. 

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➕ (선택) 실무 적용 사례

아티클에서 다룬 분석 방법을 실제 업무에서 어떻게 적용할 수 있을까요

관련 사례를 찾아보거나, 가상의 시나리오를 만들어보세요.

 

HD현대의 경우도 디지털로 전환한 미래 조선소 전환을 위해 "FOS( Future Of Shipyard)"를 추진하고 있습니다. 

2023년 기사를 통해 1단계는 성공적으로 완료하고, 2024년 현재부터 2026년까지 연결되는 예측 가능한 최적화된 공장을 추진중인 것으로 예상됩니다. 따라서 2단계~3단계를 모두 이뤄 2030년에는 현대자동차처럼 지능형 공장이 될 것입니다.

 

1단계

대표 성과 : 가상 조선소(Digital Twin) 플랫폼 ‘트윈포스(Twin FOS)’의 고도화 진행

- 디지털 지도 위 선박을 클릭하면 건조 현황을 입체적 블록 형태로 한눈에 볼 수 있고, 크레인과 지게차를 비롯한 동력장비까지 모니터링할 수 있다. 이로써 야드 상황을 신속히 파악해 관리함으로써 수작업, 중복작업, 빈손대기 등 비효율이 대폭 줄어들 수 있다. 또한 디지털 작업지시, 사물인터넷(IoT)을 이용한 실적 입력, 모바일 도면 실시간 조회 등을 통해 향후 생산효율의 큰 폭 증가가 기대된다.

 

HD현대중공업은 가장 먼저 정확한 생산공정 실적 수집을 위해 공정별 특성에 맞는 IoT를 활용해 실적 입력 체계를 정립했다. 지난해까지 실적을 강판에 석필하거나 사무실 PC에서 입력해야 했던 불편함을 AR마커, QR, 패드 등을 활용해 어디서든 실시간으로 입력할 수 있도록 바꿨다. 덕분에 현장에서는 현황 파악과 문제 분석이 용이해졌고 관리자들은 그 시간만큼 효율적 관리에 집중할 수 있게 됐다. 설계 정보를 활용한 공정 맞춤형 디지털 작업지시 시스템도 구축했다. 선·후공정 간 데이터 공유 및 협력 모니터링 강화를 통해 FOS 2단계 돌입 전 사전 준비도 진행했다.

 

 2단계

대표 성과 : ‘연결되고 예측 가능한 최적화된 조선소’

- 건조 과정에서 수집된 수많은 데이터를 통합·연결하고 분석과 시뮬레이션을 통해 최적의 운영 조건을 도출하는 것으로, 2026년까지 진행된다. 작업 생산성을 높이고, 선제적인 예측 관리를 통해 위험 요인을 사전에 제거할 수 있어 사고 발생 가능성을 크게 줄이는 효과가 기대된다.

 3단계

대표 성과 : 2030년 마지막 HD현대중공업은 사람의 개입이 최소화되고 설계부터 인도까지 모든 공정이 최적의 조건으로 자동화되는 ‘지능형 자율 운영 조선소’로 탈바꿈, 이를 통해 최종적으로 생산성 30% 향상, 공기 30% 단축, 낭비 제로의 목표를 달성할 계획

“ICT(정보통신기술)‧DT(디지털전환)는 궁극적으로는 조선소의 생산성을 높이고, 대기시간을 줄여 고품질 선박을 싸고 안전하게 만들기 위한 수단”이라면서 “FOS 1단계를 통해 많은 정보들이 디지털화되었으며, 2단계 목표인 ‘연결’의 고리들이 하나씩 끼워 맞춰지게 된다”고 말했다.

이 상무는 “내년에는 차세대 ERP(전사적자원관리), 파운드리와 함께 FOS 2단계를 추진함으로써 데이터를 기반으로 현상을 진단하고 미래를 예측하는 등 다시 한번 업무방식을 한 단계 업그레이드 할 예정이다”라고 덧붙였다.

출처: https://www.g-enews.com/article/Industry/2023/09/202309011429437762a67d2c7d5a_1

HD현대重 ‘눈에 보이는 조선소’ 구축에 3200억원 투자 - 글로벌이코노믹

그렇다면 조선산업도 자동차산업처럼 2단계를 거쳐 2030년에 3단계가 된다면 작업자와 로봇이 함께 공존하는 그런 공장을 기대할 수 있지 않을까?싶습니다.