스마트공장사업소개 2015.12 스마트공장추진단
제조업혁신 3.0 전략의핵심과제로 스마트공장확산 추진 1
3
4
산업재흥플랜 Advanced Manufacturing Partnership 2.0 High Value Manufacturing 인더스트리 4.0 중국제조 2025 제조업혁신 3.0 2
3
기획 설계, 생산, 유통 판매등기업활동全과정을 ICT 로통합, 최소비용 시간으로 고객맞춤형제품을생산하는공장 IoT, CPS 기반자동화 + 디지털화지향 < 스마트공장의제조단계별모습例 ) > 4
5
6
11
응용시스템 설계 공정기술정보개발 설비제어 데이터수집 공법개발 비즈니스인텔리전스 SCM ERP PLM MES POP CAD CAPP CAE CAM 통합제어시스템 제어시스템 HMI 논리제어장치 수치제어장치 Motion Controller 계측기 Digital 변환기 Digital Sensor 식별자동화 Digital 공법 자동화설비와로봇 빅데이터, 데이터마이닝, 데이터마트 공급사슬관리, 수요예측, 납기약속, 최적화 기업자원관리 제품설계 / 개발및공정기술개발 공장운영및통제 공정물류관리 컴퓨터를이용한도면개발 S/W해석과시물레이션기능제공 설계도면과공정의구성을바탕으로공정설계및공정계획수립시스템 설계도면 공정 설비 도구등을이용하여공정기술정보를개발하는시스템 CAD 데이터를읽고해석, 정밀가공기계의운전값을생성하는시스템 SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition) DCS( 분산제어시스템 ),MCS( 물류제어시스템 ),Cell Controller( 장비제어기 ) 등이있음 터치패널 (H/W) : PLC 등제어유니트단위로감시, 제어하는기기 PLC(Programmable Logic Controller), DDC(PC로설비를논리적으로제어하는장치 ) CNC(Computerized Numerical Control), DNC(Direct Numerical Control) 정밀제어를위한 Servo Drive 제어기 DAQ, Digital Senor를이용하여값을측정하는장치 Inverter/Converter ( 전압과주파수가변제어기, 교류 / 직류를서로변경하는장치 ) 측정, 안전확보, 이미지 (Vision) 확보등을위해사용되는감지기 RFID/NFC, 바코드 업종 ( 연속 배치 조립 뿌리, ) 별인공지능형 Digital 신공법 조립 용접 가공용 핸들링 물류등에활용되는자동화설비와산업용로봇
공장운영 사물인터넷, 생산빅데이터등 ICT 기반으로실시간全공장최적운영을위한생산운영솔루션 (SW) 개발 현장자동화 통합적생산운영 자동화를가능하게하기위한센싱기술 네트워킹 컨트롤러등 ICT 융합스마트시스템 (HW) 개발 성공모델 스마트공장고도화기술개발 중소 중견기업의다양한업종 수준별스마트공장기술개발신뢰성확보및검증을위한실증적성공모델구축
* 산업기술공동기반구축사업 (R&D) 의 16 년도신규내역사업 ( 16 년국비 10 억 ) 으로국비 (50%): 지방비 (50%) * 추진일정 : 상세기획완료 ( 15.11 월 ), 사업공고 ( 16.1 월 ) * 미국, 독일과더불어상호연계가가능한기술개발을통해아시아권스마트공장기술개발의허브화가능 ( 대륙별기술협력협약 : 한미 ( 15.6), 한독 ( 15.8)
구분 2016 년 2017 년 2020 년 2030 년 기업수 ( 개사 ) 20 개사 25 개사 40 개사 100 개사 기술수준 ( 독일대비 ) 70 80 90 100 v 기술력은우수하나통합솔루션제공능력부족등의한계로해외진출에어려움을겪는국내스마트공장공급기업의선단 ( 船團 ) 화
구분 16 년 17 년 20 년 모델공장수 ( 누적 ) 20 개사 50 개사 100 개사 고도화모델공장 ( 누적 ) 6 개사 15 개사 30 개사
문제점원인스마트공장도입초점 u 업무혁신 직관 경험에의존한의사결정 신기술개발이매우어려움 u 생산성 365일 24시간공장가동 수익은적고일이힘듦 u 품질과원가 불량발생빈번, 원인추적불가 전기요금 인건비과다 u 데이터부재 의사결정위한분석데이터가없음 ( 공정 시장정보 고객정보등 ) u 분석 진단시스템부재 생산성 품질 원가 매출등경영측면에서문제점및원인분석도구부재 u 혁신경험부재 혁신에힘쓸여유가없었음 고객현장에서주문정보직접입력 ( 스마트폰 ) 주문접수즉시납기약속 ( 지능형생산계획시스템 ) 설비로부터실시간자동작업정보집계 ( 온도, 압력, 전력량등 ) 수작업최소화 ( 집계및보고서자동화, 현장화 ) Lot-tracking 연계한일목요연한생산실적관리 실시간품질분석 전기소비패턴분석, 지능형생산계획시스템과연계한전기소모최소화계획수립 다양한분석보고서개발 정량적효과 생산계획수립률 : 5% 80% 불량률 3% 1% 전기사용량절감 3억원 2.2억원 매출액증대 40억 60억 ( 신기술개발및납기약속효과 ) 정성적효과 근로환경개선및근로자만족도향상 무조건주문을기다리던방식에서수주즉시계획수립이가능하여공휴일을쉴수있게됨 근로자지적능력향상및토론문화정착 동남아근로자도쉽게의사소통, 품질및생산성문제적극협의및토론을통한문제해결문화정착
문제점원인스마트공장도입초점 u 직관적경영 설비가동률파악안됨 작업생산성파악이안됨 u 수출및매출격감 엔저극복한계 생산성과손익구조개선필요 u 데이터부재 설비와공정관련데이터를수작업으로확보 실데이터확인이어려움 u 잘못된상황인식 현장담당자의의견에만의존한경영 ERP 는가지고있으나현장데이터가없어데이터분석의지가없었음 서류에의한형식적정보관리 주요설비와공정 (CNC 공정 ) 중심의실시간데이터집계및분석시스템구현 신속한의사결정지원체계 정량적효과 생산성향상 136% 생산일보 100% 전산화 자동화 불량및비가동정보실시간관리 100% 정성적효과 생산성과설비가동률편차가 15% 이상이었음을확인 이와더불어영업기회손실확인 조직재편, 생산성행상및품질혁신활동에매진, 경쟁력강화 해외 ( 일본, 대만, 중국등 ) 영업활동에총력을기울여수주확대실현
문제점원인스마트공장도입초점 u 현장데이터실시간확보의어려움 u 작업자경험위주의공정운영 u 외국인과의사소통이어려움 u 맨홀위주제품생산중심으로, 고부가가치제품개발과고객사로부터품질신뢰를받기어려움 설비와공정데이터를수작업으로확보 실데이터확인이어려움 u 외국인, 한국인근로자간의사소통난항 의사소통에필요한현장데이터부재 u 외국인근로자의작업실수가많음 데이터가없어서레시피제어가어려움 원자재투입, 조형, 용해, 주입, 사상, 도장등全공정데이터실시간자동집계 작업공정상에서키오스크를통한품질데이터실시간직접확인 정량적효과 정성적효과 생산성 10% 향상 영업이익 7% 상승 연평균 7.8천만원원가절감 125% 불량률감소
기업생산성, 경쟁력제고 현장정보실시간파악, 문제확인및대응력확보 생산공정의불합리요소 ( 품질, 생산성, 원가측면 ) 제거 근로자현장지식축적 정보를이용한소통과토론문화정착 인과추적이쉬워짐 엔지니어링데이터축적가능 업무프로세스통합및혁신 정보경영확립 생산성향상품질향상비용절감매출증가 노동생산성 14.5% 납기 27% 생산품목수 16% 시제품제작기간 33% 품질불량률 32.9% 제조원가 23.1% 매출액 16.8%
20
21
22
23
구분담당기관연락처 25
http://www.smart-factory.kr 26
http://www.smart-factory.kr 자료실참조 27
사이버물리시스템 (CPS, Cyber-Physical System) 은물리시스템및프로세스와컴퓨팅의통합으로탄생하였으며, 센서와액추에이터를이용해물리프로세스를모니터링함으로써물리시스템에새로운특성과능력을제공. CPS 는모든사물들이서로연결되어정보를교환하는사물인터넷 (Internet of Things) 에서컴퓨팅과물리세계가네트워킹을통해유기적으로융합되어사물들이서로소통하며자동적, 지능적으로제어되어지는시스템. 28