[테크리포트]스마트 팩토리 솔루션이 뜬다

데이터를 기반으로 스스로 생산을 최적화하는 지능형 공장을 구현하는 스마트 팩토리 솔루션이 제조 산업의 디지털 혁신을 이끌고 있다. 세계 스마트 팩토리 시장은 2022년까지 매년 9.3%씩 성장해 약 2054억달러(약 250조원) 규모가 형성될 것으로 예상된다. 국내 시장 규모는 올해 78억3000만달러, 2022년에는 127억6000만달러로 연간 12.2%의 높은 성장률이 전망된다. 최근 정부가 발표한 '2030년 세계 4대 제조강국 도약 비전과 4대 추진 전략'에 따라 2022년까지 스마트공장 3만개 구축 계획도 시장 활성화를 견인할 것으로 보인다. 빠르게 성장하고 있는 스마트 팩토리 시장을 주도하기 위한 국내외 솔루션 기업의 올해 전략을 들어봤다.

이향선 전자신문인터넷 기자 hyangseon.lee@etnews.com

<국산 스마트 팩토리 솔루션>

◇삼성SDS
삼성SDS는 인텔리전트 팩토리를 표방하며 인공지능(AI) 기반 '넥스플랜트'와 25개 솔루션을 제공하고 있다. 솔루션은 공장 설계·시공·운영, 제조실행(생산·검사), 물류·설비의 모든 정보를 실시간으로 수집하고 '브라이틱스 AI'로 분석, 공유해 공장의 최적 상태 제어와 안전한 운영을 구현한다. 플랜트 전 과정을 3D 설계 데이터와 조달, 시공, 운영 등 기존 내부 시스템 데이터와 연계해 통합 관리한다. 단일 플랫폼 내 프로세스·데이터 연계로 설계-현장 간 변경된 정보 정합성 이슈, 일정·원가 가시성 미흡, 공사 납기 지연 문제를 해결한다.

제조영역에서는 AI 기술로 수백만 장의 양품과 불량 이미지를 자동 분류하고 불량 유형을 딥러닝 학습시켜 분류 정확도를 높였다. 물류·설비 면에서 창고·공장 내 물류반송장비, 발전기·공조기·가스 등 인프라 설비에서 수집된 데이터를 AI 기반 통합 관제에 반영해 가동률을 높였다. 삼성SDS는 넥스플랜트 솔루션을 고도화해 삼성 관계사는 물론 국내외 제조 기업에 적극적으로 확대해갈 방침이다.

◇SK C&C
SK C&C는 SK그룹 내 반도체·소재·정유·화학 등 글로벌 제조 경쟁력 바탕으로 스마트 팩토리 솔루션을 산업별 특화했다. 물류제어·AI 기반 검사 등 자동화 솔루션, 생산·품질·장비 관리 등 제조 운영 솔루션 및 통합 분석 솔루션으로 구성됐다. 제조공정 외에도 제품 생산·관리 관련 등 전 밸류체인 데이터를 실시간 연계·분석해 최적화된 자율생산 운용체계(OS)를 구성한다. 표준화된 인터페이스와 AI·빅데이터, 클라우드 및 마이크로서비스 아키텍처(MSA) 등 최신 기술 기반으로 자동화 설계·공장 레이아웃 시뮬레이션·제조 운영부터 분석 등 다양한 솔루션이 통합된 플랫폼으로 핵심 엔지니어링 기술을 디지털 자산화한다.

제품 생산 단계별 상세 정보 수집으로 가시성을 확보해 생산 운영을 최적화하고 단기간 내 수율 및 품질을 고도화해 통합 품질관리를 할 수 있다. 생산과정 데이터 통합·분석으로 데이터 가치를 높여 새로운 비즈니스 기회를 창출할 수 있다. SK C&C는 제조 기업이 비즈니스 모델을 혁신하고 제조영역 운영 전문성 달성을 위한 핵심 인프라 서비스 제공에 박차를 가하고 있다.

◇LG CNS
LG CNS 스마트 팩토리 솔루션 '팩토바'는 시스템·설비·인적자원을 유기적 통합한 지능형 공장을 지향한다. 상품 기획부터 생산라인, 물류까지 제품을 만드는 전 과정에 걸쳐 AI, 빅데이터, IoT, 디지털트윈, 클라우드 등 최신 정보기술(IT)이 적용돼 공장 지능화를 구현한다.

팩토바는 LG CNS IoT 플랫폼 '인피오티'와 결합해 고장 예측 모니터링 시스템을 구축했다. AI 빅데이터 플랫폼 'DAP'와 연계해 이상 징후 감지와 주요 부품 잔여 수명 예측 등 설비 관리 시점의 사전 알림도 준다. LG유플러스 5G 통신망 인프라 등 계열사 간 협업 체계로 최적화된 스마트 팩토리 환경을 제공한다. 데이터 전송을 담당하는 통신망 인프라, 실제 생산 연관된 설비 및 장비에 기반한 제조 공정까지 서로 연계해 구축한다. LG CNS는 팩토바를 LG 제조 계열사 및 타 기업에 적용하고 각 기업 요구 사항을 반영한 시스템 개선 등 선순환 구조를 만들고 있다.

◇포스코ICT
포스코ICT 스마트 팩토리 솔루션 '포스프레임'은 연속 제조공정에 특화돼 조업, 품질, 설비, 에너지, 안전 등 스마트팩토리 전 분야에 현장 데이터의 실시간 모니터링 및 애널리틱스 기반 이상 감지 및 제어 솔루션을 제공한다. AI 기반 분석 워크벤치로 현장 엔지니어가 빅데이터 분석, AI 모델링을 쉽게 활용할 수 있다.

데이터를 실시간 수집 후 분석·모델링하고, 애플리케이션 실행 환경을 제공하는 통합 플랫폼으로 현장 데이터가 '수집-정렬-저장-분석-제어' 단계로 구성되며 앱이 포털로 제공된다. 대규모 연속 제조공정을 위해 데이터 수집과 빅데이터 플랫폼 사이에 데이터 고속병렬처리 플랫폼(RTP)과 전후 연속 공정간 데이터를 정렬, 연결하는 모듈(TLA)을 갖췄다. 분산병렬처리와 인메모리 기반 데이터 저장 아키텍처로 99.99% 고가용성을 실현한다. 온프레미스와 클라우드 환경을 지원한다. 포스코ICT는 포스코 그룹 계열사와 협력해 그룹 스마트화 지원과 중소기업 시장 확대에 나설 방침이다. 원료부터 제품생산 연속공정 대상 사업화도 추진할 계획이다. 

<외산 스마트 팩토리 솔루션>

◇SAP
SAP 스마트 팩토리 솔루션은 연결된 제조·물류 환경, 분석 및 예지로 스마트한 자산관리, 클라우드 플랫폼으로 사물과 디바이스 연결 관리 서비스를 통합했다. SAP ME(Manufacturing Execution)는 제조 전 과정의 가시성 확보, 실시간 제조 데이터 기반 의사결정 도출, 제품 제조 과정 실시간 추적, 공장 생산성 및 수익성 최적화, 품질에 영향을 미치는 요소를 지속적으로 관리한다. 사물인터넷(IoT) 기술을 물류에 접목해 기업 공급망 전반의 물류 효율화와 대형 항만의 물동 네트워크 최적화도 지원한다. 설비 및 제품 고장을 예측, 유지 보수해 비용 절감 및 운영 효율성을 높인다.

IoT 환경에서의 디바이스 관리, 데이터 처리 및 애플리케이션 개발을 위한 엔드 투 엔드 플랫폼으로, 인-메모리 PaaS SAP HANA 클라우드 플랫폼을 지원한다. 신기능 개발 확장이나 기존 온프레미스, SaaS 애플리케이션 통합에 활용된다. SAP 코리아는 적극적인 시장 공략과 교육기관 및 기업, 정부 기관과 업무 협약을 통해 스마트 팩토리 활성화에 나서고 있다.

◇슈나이더일렉트릭
슈나이더일렉트릭 스마트 팩토리 솔루션은 서로 다른 기기나 자산의 연결과 이의 알고리즘 최적화와 데이터 활용, 즉 확장성과 개방성을 핵심으로 한다. 에코스트럭처 기반으로 모든 곳에 사용되는 에너지를 효율화해 운영을 최적화한다. IoT로 연결된 주요 자산으로부터 실시간 데이터를 받아 클라우드 내에서 분석, 평가해 문제를 예측하고 해결해 인프라 전반의 안전성을 높인다. '에코스트럭처 어그멘티드 오퍼레이터 어드바이저'로 관리자가 태블릿 PC 등으로 클라우드 데이터에 접근해 특정 머신에 교정·시정 조치를 할 수 있다. '에코스트럭처 파워 어드바이저'는 IoT 등 신기술로 전력 네트워크를 실시간 운영·분석해 신뢰성, 안전성, 효율성을 극대화했다.

슈나이더일렉트릭의 세계 207개 공장 중 10곳이 스마트 팩토리 대표 공장인 '등대공장'에 선정됐다. 중소기업의 단계별 스마트 팩토리 성공 사례를 확대하고 있으며 지속가능한 발전을 위해 탄소 중립 제품 개발과 사이버 보안 강화에 주력하고 있다.

◇지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어
지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어의 '디지털 엔터프라이즈 소프트웨어 스위트'는 제품 개발 및 공정 설계를 위한 PLM, 제품 생산 계획, 품질 및 운영을 위한 제조 운영 관리(MOM), 그리고 하드웨어를 바탕으로 하는 자동화를 위한 IPA로 구성되어 있다.

제품 개발 및 생산 공정 등 전 과정의 통합 디지털 플랫폼으로 공통 데이터 모델은 전 과정에서 일관된 데이터 흐름을 구현하고 디지털 트윈 구현으로 실제 환경과 가상 환경의 데이터 연결 및 순환이 가능하다. 아이디어, 실현, 활용 등 라이프 사이클 전 단계에 디지털 트윈 및 실시간 생산 정보가 지능적으로 연결됐다. 제품 및 플랜트의 전체 에코시스템을 디지털화해 시장 출시 시기 단축, 생산 유연성을 높이고 비용을 절감할 수 있다. 손 쉬운 구축과 미래의 유연성을 보장하는 오픈 시스템을 구현한다. 지멘스는 모든 산업에 걸쳐 스마트 팩토리 솔루션을 공급하고 있으며 국내에서는 자동차 OEM 및 협력사, 전기전자 산업, 중공업, 설비제조 그리고 소비재 중심으로 시장을 넓혀 가고 있다.

◇PTC
PTC는 제조기업의 제품, 프로세스, 인력 등 핵심 분야 디지털 혁신을 위해 산업용 사물인터넷(IIoT), 증강현실(AR), 3D CAD, 제품수명주기관리(PLM) 솔루션을 유기적으로 통합했다. IIoT 플랫폼 '씽웍스'는 IT 및 OT 데이터 수집, 분석, 맥락화, 시각화를 지원해 제조 기업 운영 자산을 안전하게 연결하고 빠른 애플리케이션 구축을 돕는다. AR 플랫폼 '뷰포리아'는 물리적인 세계와 디지털을 융합한 디지털 트윈이 지원되며 마이크로소프트 홀로렌즈2와도 기능을 통합했다. 3D CAD 플랫폼 '크레오'는 임베디드 시뮬레이션으로 설계 프로세스를 혁신하고 IoT 기반 설계로 빠르게 스마트 커넥티드 제품을 구현하며, AR 기술 융합으로 모든 관계자와 실시간 협업할 수 있다. PLM 솔루션 '윈칠'은 제품 정보와 관련된 모든 데이터를 통합 활용해 빠른 시장 출시와 비용절감, 품질을 향상시킬 수 있다. 3D 데이터 활용으로 소통 효율이 높고 클라우드, 온프레미스 등 다양한 환경을 지원한다.

PTC는 기업에서 직접 새로운 기술을 개발하지 않고도 기존 자산의 투자 가치를 높이는 플랫폼 제공에 주력할 계획이다.