제조운영플랫폼과 Smart Gateway 를통한 TPM 구현과물류흐름관리 2017.12.06
목차 01 제조운영플랫폼 02 적용사례
01 제조운영플랫폼 1 스마트공장보급확산 2 2 차보급확산기술로드맵 3 2 차보급확산사업수준 4 제조운영아키텍처 5 제조운영시스템의방향성 6 제조운영시스템의방향성 7 중소 / 중견기업 E R P 의계륵 ( 鷄肋 ) 생산관리 ( P P ) 8 중소 / 중견기업용제조운영플랫폼 9 R e a l T i m e E n t e r p r i s e ( 실시간재고관리 ) 10 설비 I n t e r f a c e 1 1 S m a r t F a c t o r y 이전에..
1. 스마트공장보급확산
2. 2 차보급확산기술로드맵 2015 년산업통상자원부
1-3 3. 2차보급확산사업수준 필요성 구분 고도화 스마트공장수준을 4 단계로구분 기초수준, 중간수준 1, 중간수준 2, 고도화 뿌리산업을업종별로세분화하여현실적이고구체적인기술개발이필요함 국내제조업육성을위해제조업현실에적합한스마트공장이요구됨 수준총괄도 현장자동화공장운영자원관리제품개발 SCM IoT/IoS 화 IoT/IoS 기반의 CPS 화 IoT/IoS( 모듈 ) 화 빅데이터 인터넷비즈니스 네트워크협업 업종 업종별기술현황및가능성 생산시스템 스마트시스템 주조 2.2 1.0 기술개발 사업화영역 중간 2 설비제어자동화 실시간공장제어 공장운영통합 기준정보 / 기술정보연계자동화 다품종개발협업 금형 2.3 1.0 기술개발, 보급확산 중간 1 설비데이터자동집계 실시간의사결정 기능간통합 기준정보 / 기술정보개발운영 다품종생산협업 프레스 2.4 1.0 기술개발 기초 실적집계자동화 공정물류관리 (POP) 관리기능중심기능개별운용 CAD 사용프로젝트관리 단일모기업의존 사출 2.4 2.0 기술개발, 보급확산 ICT 미적용 수작업집계 페이퍼수작업 페이퍼수작업 ICT 미적용 전화와이메일협업 열처리 2.0 1.0 어려움 < 산업통상자원부, 대한상공회의소 2014> < 한국생산기술연구원, 한국기계연구원 2014> 기초수준중간수준 1 중간수준 2 고도화 뿌리산업의스마트시스템 설비 Data 모니터링 가동율기초자료제공 실시간가동여부확인 실시간의사결정 가동율 / 진척율 Gap 확보 생산시스템을통한작업지시 / 수정 실시간데이터분석 / 제어 불량집계분석 설비제어자동화 업체현황 / 업종에따현실적으로어려움른단계별접근
4. 제조운영아키텍처 스마트태그정의 Success Factor 스마트공장제조운영아키텍처는 5단계로구성되며, 각시스템도입시각단계별운선순위고려 기업의생산전략 (MTS/MTO/ATO/ETO/BTO) 에맞는도입순서결정 기업의수준과업종에맞는운선순위고려 4차산업혁명 : 시장근접 Mass Customization 생산을통해제품신선도를높이는것 경영계획 / 분석 사업전략 글로벌전략 Strategy 분기 / 년 재무 / 회계중심의전사자원관리 연구개발, 수요예측및생산계획관리 원자재, 제품재고중심관점 단위공장생산실적집계 계획데로실행 공정재고중심 / 가공비계산 생산빅데이터애널리틱스 사이버물리기술 클라우드 팩토리팅자원관리 컴포넌트컨트롤러 로봇 센서 ERP/SCM/PLM 기업자원 / 계획 MES 제조실행시스템 SCADA 생산제어시스템 PLC/PCS 설비제어장치 스마트공장제조운영아키텍처 일 / 월 / 분기 / 년 일 / 시간 분 / 초 초이하 Smart MOM MPC 기반운영알고리즘 Clean/Good 데이터 스마트센서 & 스마트게이트웨이 지능형로봇물류로봇
5. 제조운영시스템의방향성 스마트태그중소정의 / 중견기업의현실 ERP : 회계관리위주 APS( 생산계획 ) : 수작업위주 ( 최적화미흡, Human 의존적 ) MES : 간단한공정실적관리 ( 부품입고중심의제조운영 ) 운영인력 : 소수의 IT 인력 (H/W, S/W 유지관리중심 ) 제조원가중심 CAD/ CAM PLM Engineering Finance/ Accounting HR BOM ERP 생산실적집계 연구개발중심 CRM Sales/ Mktg SCM Production Distribution APS Quality Mgmt Facility Mgmt POP MES 고객중심 물류중심 FA 유한 Capa. Sched.
6. 생산전략과제조운영솔루션 스마트태그정의생산전략 MTS (Make-To-Stock) : 재고생산 MTO (Make-To-Order) : 수주생산 ATO (Assemble-To-Order) : 주문조립 ETO (Engineering-To-Order) : 주문설계 ETO 상대적중요도 양산 /Proto Type 구분모호 고객요구사항에따른설계변경 프로젝트, 호기별원가계산 조립 / 검사 / TEST 중심 수작업소량생산 ATO 설계중심 사양중심 회계중심 제조중심 생산수량 MTO Proto Type 만설계 내부개선에의한설계변경 원가계산및간접비배부 반복생산 / 생산성중심 자동화대량생산 MTS CAD/CAM PLM ERP MES FA SCM (APS)
7. 중소 / 중견기업 ERP 의계륵 ( 鷄肋 ) 생산관리 (PP) 스마트태그중소정의 / 중견기업의현실 FI( 재무 ) : 세무표준, 복식부기국제표준, 세무당국이목숨걸고관리함. SD( 판매 ) : Cash cow, 목숨걸고관리함. MM( 구매 ) : 상대방이목숨걸고관리함. PP( 생산 ) : 만들면팔리던, 고도성장시대에는재고도자산임 / 내목숨이위태로움 ERP Action 물류흐름제조원가 물류가시성 매출 Customer Customer SD 판매 제품창고 제품재고 CO FI PP 생산 WIP 창고 제조원가 가공비 ( 노무비 + 경비 ) 원재료비 공정재고 MES 수불부내부공급망 MM 조달 자재창고 원자재재고 매입 Supplier Supplier
8. 중소 / 중견기업용제조운영플렛폼 스마트태그정의 Smart MOM 생산계획과생산실적집계의통합모델필요성대두. Manufacturing Operation Management APS+MES 기능통합을해서 ERP내 BOM/ 기본정보 /MRP 기능을통합시스템에서수행하고, ERP는재무, 회계, 인사기능만수행
9. Real Time Enterprise( 실시간재고관리 ) 스마트태그정의 POS 설비 I/F 실시간재고관리바코드, RFID, Kiosk, 리더기등장. 생산 / 검사자동화에따른설비 Interface 를통한실시간실적집계요구증가. 실시간재고현황구현은생산계획수립주기를단축시킴 ( 월 -> 주 -> 일단위계획수립 )
10. 설비 Interface 스마트태그정의 IIoT Gateway Device IIoT Gateway : Industry IoT 다양한설비및센서로부터수집통로역할을하는필수요소 Device : 서버, 설비, 센서및 Application 등의연결상태, Performance 등을모니터링하고장애 상황을통보하는관리 Tool.
11. Smart Factory 이전에.. 스마트태그정의중소 / 중견기업현실은? 4 차산업혁명 : 시장근접 Mass Customization 생산을통해제품신선도를높이는것 Smart Factory : Quality, Cost, Delivery 극단적으로효용가치를높이는수단 그러나현실은고객의변동성에같이춤추고, 재고는쌓이고 무겁고힘든갑옷을입을수있는 체력단련이필요!! 문제해결능력!! 끊임없는혁신!!
02 적용사례 1 스마트팩토리로드맵 ( B P 사례 ) 2 프로세스개선 3 S m a r t M O M 4 물류로봇 5 다관절협동로봇 6 S m a r t G a t e w a y 7 지능형자율공장
1. 스마트팩토리로드맵 (BP 사례 ) 30 년연혁의 PRESS 가공 EMS 사 LG 전자 1차벤더로가전및소형가전제품제작 해외사업부 ( 태국, 중국, 이집트 ) 운영 2016 기준매출 1,248억원 ( 글로벌 ) 끊임없는변화와혁신으로지능형자율공장에도전하고, 글로벌경쟁력확보하고자함 국내 이집트태국중국 Road Map 13 년 14 년 15 년 17 년 18 년 20 년 목표 자동화 3% 5% 25% 30% 50% 시스템 수작업 사람 IoT 사람 <IoT IoT 인공지능 정부지원컨소시엄 프로세스시스템혁신자동화고효율생산 혁신활동 중소기업청 미래창조과학부 산업통상자원부 중소기업협력재단 Point Of Production POP MES S&OP 체계 1 2 Hydro Forming SCM 4 물류로봇 3 SMART MOM 스마트팩토리 지능형협업로봇 빅데이터 5 Lego 형 AGV G/ERP 구축 MES 확장 Damping 시트자동화 6 물류전산화 제조공장쳇봇개발 해외법인로봇지원사업 KS 인증 Screw 체결자동로봇 비닐제거자동화 고효율생산체계 * 프로세스개선 ( 실행력 ) 없는지능형자율공장 ( 스마트팩토리 ) 는존재할수없다.
2. 프로세스개선프로세스혁신시스템혁신고효율생산 프로세스혁신 : S&OP 를통한공장프로세스개선 현상및문제점 이슈현황 고객물동변화에능동적대응부족, 공급능력유연성확보안됨 과잉안전재고, 경영악화 ( 과거 : 실력이안되면몸으로때움 ) - 왜시스템은실패했는가? 1 정부보조금 = 공짜, 목적불명확 2 프로세스개선없는전산화 개선내용및효과 개선활동 3 년의법칙 : 프로세스혁신 (PI) 없는변화 실패 활동순서 S&OP 구성 (6개월소요 ) 대표이사중심 프로세스개선 시스템구현 (2 년소요 ) (6 개월소요 ) QCD 표준화, 매뉴얼화 1 단계 : S&OP 회의 2 단계 : PI 활동 3 단계 : 시물레이션 경영자딜레마 ( 이슈 ) 정보 현물 Q) 현재, 과거에는몇개를생산했지? 막연한의사결정 Q) 내일, 모레는몇개생산해야는지? 개선결과 14~ 17. 11 월 : 160 차 PI 워크샵, LG 지원현장구현 : 1/200 축소 S&OP 회의체운영으로달라진조직변화 과거질책 (20%) 트러블슈팅 (30%) KPI 역할 / 평가 마감일수 7 1 미래대응 (80%) 프로세스개선 (70%) ( 일 ) (Top 의지중요 ) * 제대로된프로세스개선없이스마트팩토리도없다. * 일실물재고허용치 : ± 0.2% 감안 1) 중소기업청 : 2.9 억 * MES 도입 : 신신사, 신라정보 1) S&OP(Sales & Operation Planning) : QCD 점검회의체
3. Smart MOM 프로세스혁신시스템혁신고효율생산 시스템혁신 : 글로벌통합실시간관제시스템구축 현상및문제점 이슈현황 해외법인및법인물량비중증가로글로벌관리체계표준화필요 사례 - 글로벌자재마감처리업무 Loss 항목 07년 11년 14년 해외법인 태국 남경 이집트 자재마감처리 7일 7일 10일 왜마감처리리드타임이길까? 1 글로벌시스템부재 ( 엑셀한계 ) 2 소통문제 ( 공통코드 ) 3 수작업의한계 개선내용및효과 개선활동 글로벌실적관리시스템구축 - 프로세스혁신 ( 일원화 ) 시스템체계완성 법인수평전개 시스템 체계도 POP 실적정보 글로벌실시간관제시스템 (War Room) 운영 - Top 및경영자의실시간의사결정체계구축 PC MES 조립프레스금형 ERP 생산지시 글로벌통합 - 글로벌마감처리낭비분석 월 낭비 40% 일 업무 기타수정 (20%) 자료검토 (30%) 데이터취합 / 대기 (40%) 개선결과 ( War Room 보드 ) ( 실시간 KPI 관리 ) 90% ( 일 ) 자재마감 10 3 * MES 구축비용절감 : 3 억 미래창조과학부 : 21.4 억 * 신신사, 티라유텍, 전자부품연구원. 포항공대 가마감 : 3 일 / 진마감 : 7 일
4. 물류로봇프로세스혁신시스템혁신고효율생산 시스템 ( 물류 ) 혁신 : LEGO 타입물류로봇상용화 / 글로벌수평전개 현상및문제점 이슈현황 제품 ( 판금물 ) 의대형화로인한물류작업강도및피로도증가 물류인원이직률및기피현상 이직률 Trend 19% 12 39% 13 45% 14 57% 15 개선활동 개선내용및효과 [1 호개발품 ] 1 소형운반용물류로봇개발 2 고성능물류로봇 ( 상용화, 내작화, 슬림화 ) 전후진 24Hr 지속정밀제어 프레스 후공정 조립 오토스위칭캐스터리튬이온배터리 PLC 제어장치 3 LEGO형 ( 모듈화 ) 물류로봇 ( 특허 KS 인증 사업화 ) 노동강도 Full 마라톤 3 번왕복 (720 회운반 ) 모듈화 낮은공간 좁은공간 개선결과 ( 명 ) * 움직인다고일하는것은아니다, 낭비다! 생인화 8 4 중소기업협력재단 : 0.6 억 * 생산성혁신컨소시엄 : LG 전자, 신신사, 한국생기원
5. 다관절협동로봇 프로세스혁신시스템혁신고효율생산 고효율생산 : 지능형프레스협동로봇적용 현상및문제점 이슈현황 산업환경의변화에따른제조업 ( 프레스 ) 인력수급어려움 원인 : 3D 작업기피, 산업재해심함 제품구조변화 * 중대형물 : Door Linear, Manifold 등 * 소형물 : Hinge 류, Filter 등 90 11% 140 37% 120 45% 150 55% ( 천대 ) 개선활동 개선내용및효과 수작업단순반복작업개선 - 수작업오일도포 자동오일장치설치 * 오일도포 : 원소재터짐방지 [ 원소재오일도포 ] [ 오일자동도포 ] 지능형협동로봇적용 ( 상용화, 내작화, 슬림화 ) - 단순작업 ( 제품취출및공급 ) 다관절협동로봇작업 14 15 16 17 * 단순노동에서 지식근로자로 [ 제품취출, 에어블로잉, 오일제거 ] * 작업자의작업안전성나쁨 개선결과 25% UPPH 6.3 7.9 ( 대 ) * 생인화 : 15 12 명 중소기업협력재단 : 4.0 억 * 경남테크노파크주관 : 신신사, 뉴로메카
6. Smart Gateway 프로세스혁신시스템혁신고효율생산 고효율생산 : 빅데이터활용프레스순간정비개선 이슈현황 현상및문제점 설비무작업 Loss 중순간정지 Loss 증가 - 순간정지 Loss 분석 구분 13 14 15 16 무작업 20 30 35 25 고장 15 20 17 5 순간정지 5 10 18 20 ( 분 ) - 문제점 : 순간정지의원인 / 데이터부재 우연변동 : 오일온도, 기계압력등 개선내용및효과 개선활동 프레스변동요인 빅데이터化 사례 - 아날로그 ( 시퀀스방식 ) / 수작업 디지털化, IoT / Wi-Fi 송신 소음, 진동 오일온도 히팅룸금형보관 습도, 분진, CO2 전송에러 오동작 휴먼에러 불량 10 억건 / 일 DATA ( 산업통산자원부와연계 ) 포항공대 빅데이터 신신사전자부품연구원인터페이스 티라유텍 - 빅데이터활용상관관계분석 : 제품측면외관주름불량개선 IoT, 센서 엑셈 MES 수량 Cycle Time 고장 로스 순간정지 시간 구분 분사량 [ 수작업 : 휴먼에러 ] [ 정량자동도포 ] 수준 과잉, 오일비용 분사주기비정시 ( 휴먼에러 ) ( 양호 ) ( 미세 ) ( 불량 ) 분사주기 (1회/ 타발 ) 구분 1타발 2타발 3타발분사량 10cc 20cc * 통제가능무작업 - 정지로스 : 고장, QDC, 조정 ( 30 분 ~1 시간정지 ) - 성능로스 : 순간정지, 속도저하 ( 1~3 분이내정지 ) 개선결과 90% 판금불량률 5 0.5 (%) 산업통산자원부 : 51.8 억 * 신신사, 엑셈, 티라유텍, 전자부품연구원, 포항공대
7. 지능형자율공장 활동효과 향후계획 [ 글로벌월마감처리 ] ( 일 ) 단순조립공장 17 지능형자율공장 10 16 3 17 7 일단축 다관절협동로봇의 SI(System Intergration) 협동로봇의설치및교육으로중소기업의가성비높은제조현장로봇적용지원 24 [ 생인화 ] ( 명 ) 8 명생인 물류로봇의상품화 제조현장에적합한우수한품질의물류로봇상품화및사업화 16 16 17 * 대상공정 : 물류운반, TPL-1 설비오일도포, Manifold TPL 라인限 공장을만드는공장 로봇및자동화, SI 기술을바탕으로중소기업의지능형자율공장구축을지원
8. 동영상
Thank you! Intelligent and Professional Smart Manufacturing Solution Provider (H.Q MOM/R&BD/ SCM/Logistics Division) 4 6F, CK Bldg., 7, Hakdong-ro 5gil, Gangnam-gu, Seoul, 06044, Korea T.+82-2-3461-6531 F.+82-2-3461-6532 (Research Institute) #403, U-Tower, 11, Baebang-ro, 14Beon-gil, Baebang-eup, Asan-si, Chungcheonnam-do, 31480, Korea T.+82-41-542-6531 F.+82-41-542-6532 Copyright 2016. THiRA-UTECH all rights reserved.