[공개SW 활용사례/미라콤아이앤씨] 스마트 팩토리 오픈소스와 식음료 산업 적용사례

스마트팩토리 오픈소스와 식음료산업 적용 사례

미라콤아이앤씨 홍현기 Master PM, 임명진 컨설턴트

1. 스마트 팩토리와 오픈소스 커뮤니티

스마트 팩토리와 오픈소스 커뮤니티는 중요한 관계를 이루고 스마트 팩토리는 많은 수의 구성 요소를 사용하며 이러한 각 구성 요소에는 수백 개의 공급업체가 있습니다. 
그래서 누구나 이해하고 작업할 수 있는 공통 개발 커뮤니티가 필요합니다. 따라서 스마트 제조 공간에서 오픈 소스와 오픈 소스 커뮤니티가 중요합니다. 

스마트 제조 프로세스 과정의 커뮤니케이션을 위한 아키텍처(Industry 4.0)가 필요하며 이는 오픈 소스 커뮤니티에서 가장 최적으로 정의할 수 있습니다. 
Industry 4.0는 스마트 공장 생태계의 모든 구성 요소가 동일한 언어를 말하고 이해할 수 있도록 도와주고 최종 사용자를 위한 더 나은 제품과 프로세스를 제조하는 데 중요합니다.

출처 : www.opensourceforu.com

2. 스마트 팩토리와 식음료산업

현재 글로벌 식음료 산업의 자동화 기술 적용률은 18%로 타 산업 대비 현저히 낮은 자동화 수준을 보이고 있습니다. 제조 자동화 기술이 가장 잘 적용된 곳은 자동차 관련 산업 76%로 타 업종 대비 제조 현장이 상당히 고도화되어 있습니다. 

골드만삭스에서는 PLM, IoT, PaaS, 협동 로봇, 3D프린팅, AGV, RFID를 미래 스마트팩토리 핵심 기술로 전망하고 있으며 그 중 Product Life Cycle 관점에서 IT인프라, Portfolio, Quality, Manufacturing, CAX, MES, PDM 등을 주요 관리 포인트로 손꼽았습니다.

국내 식음료 산업에서의 이슈는 크게 세가지로 볼 수 있습니다. 그 중 첫번째는 MES를 활용한 스마트 HACCP 대응이 반드시 필요하다는 것 입니다. 스마트 HACCP이란 중요관리점(CCP)의 모니터링 데이터를 실시간 자동기록/관리, 확인/저장 할 수 있고 민감 데이터 위변조를 방지할 수 있는 IT시스템을 말 합니다. 
기존 HACCP은 원재료의 입고, 제품 출고를 제외한 생산 현장의 기본적인 환경(온도, 시간, 검출내역) 정보만을 수기로 기록/보관하여 위/변조가 쉽게 가능하며 정보 모니터링, 데이터분석에도 한계를 가지고 있습니다. 하지만 스마트 HACCP은 현장의 제조 설비에 센서를 부착, 설비 추출 데이터를 중앙의 서버로 바로 전송하고 암호화하여 위/변조가 불가능하게 됩니다. 그리고 입출고 관리, 생산관리 등 MES의 주요 기능들을 추가하고 이를 효과적으로 모니터링 할 수 있는 툴과 데이터분석 결과도 활용하여 지능화된 스마트팩토리로 변모 할 수 있게 됩니다.
두번째 이슈로 식음료 산업에서는 데이터의 수집,응용이 잘 이뤄지지 않고 있다는 점 입니다. 국내 반도체 산업의 파운드리 기업들을 예로 들어보면 데이터 분석 기반 품질관리시스템을 다양한 형태로 구축하고 불량의 원인을 신속히 분석하여 제품 수율을 높이는데 적극적으로 활용하고 있습니다. 
마지막으로 추적성 관련 데이터를 어떻게 수집/활용 해 나갈지에 대한 깊은 고민이 필요합니다. 원자재 입고에서부터 제조과정 그리고 완제품의 생산/저장/유통경로까지의 식품 안전성 확보가 시급하며 식품안전사고 발생 시 반품/폐기 최소화와 신뢰성 확보를 위한 각 공정 내 단위 Lot별 정/역방향 추적(tracking) 기능의 구축은 글로벌 식품기업으로 거듭나기 위해 풀어야 할 마지막 숙제이기도 합니다.

삼성전자의 “오픈소스 S/W 정책” 은 해외를 포함한 전사에 공통적으로 적용되며, 각 사업부는 이를 기반으로 사업부 특성에 맞는 별도의 세부 지침을 수립하여 운영하고 있다.

3. 오픈소스 통해 적용한 스마트 팩토리 식음료산업 다양한 기술과 사례들

1) Smart Material 
재료의 원산지부터 창고까지, 제품 생산부터 고객까지, 소재/자재/제품의 측정/시험/검사데이터를 클라우드 플랫폼에 저장 후 AI로 활용, 콜드체인 관리를 통해 식품의 안전과 신선도를 보장합니다. 본 기술에 다양한 오픈소스 (예: Mahout, DMTk, OpenNN 등) 적용 됩니다.

2) Smart Product 
소비자 개인 별 맞춤 생산공정을 구축하고 만족도취향에 따른 플랫폼 형태의 제품을 제공하기도 하며 커스터마이징 제조 방식을 새롭게 시도하고 있습니다. 제조 과정에서 사용되는 다양한 IoT 기술이 있고 오픈소스 Devie Hive, OpenRemote 등이 적용 됩니다.

3) Smart Product : 3D 프린터 활용 사례
오픈소스 3D프린터 기술(예: Monoprive Mini Delta, Anet A8 등)를 활용하여 특정인을 위한 맞춤형 상품을 제조하거나 소수 개인의 기호(알레르기, 할랄, 비건 등)에 맞춰 영양성분을 배합한 제품을 생산 하기도 합니다.

4. 미라콤아이앤씨가 제안하는 식음료 산업에 적용 가능한 스마트팩토리 플랫폼

미라콤아이앤씨는 1998년 설립 이후 식음료, 화학, 반도체, 전기/전자, 자동차부품 등 다양한 업종 BP사례를 확보하고 스마트팩토리에 구축에 필요한 업무, 기술 모두를 포함하는 완성도 높은 솔루션을 제공하고 있습니다. 미라콤아이앤씨는 MES기반의 스마트팩토리 구축, 유관 시스템의 연계, 설비 데이터 추출/분석/활용, Lot Tracking으로 제조현장에서 데이터기반의 지능화를 실현 해 나가고 있습니다.

그러면 식음료 산업에 필수적인 스마트팩토리의 기능들과 도입 시 세부적으로 어떤 변화가 있는지 살펴 보도록 하겠습니다.
스마트팩토리 솔루션은 식품 원재료 특성에 맞게 Lot단위로 ID를 부여하여 어떤 원재료가 제품에 투입이 되었는지 어떤 작업자와 어떤 설비를 통해 제조 되었는지를 실시간으로 추적관리 합니다.이러한 추적관리 기능을 통해 품질이슈 발생시 빠른 추적,분석을 할 수 있고 불량 제품의 생산을 중단 또는 신속하게 폐기하여 대형 품질 사고의 위험을 줄일 수 있습니다.

현장 설비와의 인터페이스를 통해 생산과 설비정보가 실시간 연결 되어 최적의 운전 조건 과 설비 상태를 유지하도록 하고 통계공정제어(SPC)를 적용해 이상 발생을 감지 하여 품질 사고를 사전에 차단 할 수 있습니다.또한 금속 검출기, 비전 검사기, X-ray 등의 검사장비 연동으로 이물질 혼입에 의한 식품안전 사고를 방지 할 수 있습니다.
또한 실시간으로 재공재고를 추적 관리하여 낭비되는 재료를 절감하고 재고량 수준을 줄일 수 있습니다.최적의 품질을 유지하기 위해 정량의 올바른 원재료가 투입이 될 수 있도록 관리하고 최적의 설비 상태 유지 및 운전 조건 세팅으로 불량률을 줄이고 수율을 높여 원가 경쟁력을 높일 수 있습니다.
소비자의 구매 패턴은 점점 다양해 지고 제품의 수명주기는 더욱 더 빠르게 변화하는 동시에 식품안전에 대한 중요성은 점점 더 커지고 있습니다. 안정적인 기업 운영을 위해서는데이터를 자동으로 기록하고 관리하여 규제 및 인증 문제에 빠른 대응이 필요하며인증에 투입되는 인력과 비용을 절감하여 생산 효율성을 개선이 이루어져야 합니다.

5. MES기반 스마트팩토리의 성공적 구현을 위한 핵심 요소

식음료 산업의 특징은 스마트 HACCP 적용 등 제조과정의 Compliance 관리가 매우 중요하며 이를 위한 다양한 정보의 수집, 활용을 위한 MES기반 스마트팩토리 적용이 필수적입니다.

제조 현장에MES기반 스마트팩토리 솔루션을 적용하여 각종 규제 대응과 식품안전 문제를 해결하고 효율성을 더하여 기업 경쟁력을 높여 보시기 바랍니다.

식음료 및 타산업에 대한 사례들을 본 사이트에서 더 자세히 보실 수 있습니다.

출처 : http://www.miracom.co.kr