□ 중국측 기업 개황

 

  지난제이선반그룹(濟南二機床集團)은 1937년에 설립되었다. 회사는 국유독자기업이고 국가첨단기술기업으로 선정 돼 중국 국내 선반 업계의 중추 역할을 하고 있다. 현재 총 5,000여 명의 직원이 근무하고 있음. CNC 펀칭프레스와 CNC 금속 컷팅 선반을 주로 생산하고, 국내 최대 규모의 중형 압연 설비와 금속 컷팅 선반 제조 기지다. 근 10년 간 200여 개의 대형 프레스 라인과 1,000여 개의 설비를 생산. 그 중 중형 프레스 머신 생산 라인의 중국 시장 점유율은 80%를 넘었고, 업계에서 “세계 3대 CNC 펀칭프레스 설비 제조사의 일원”이라는 찬사를 받음. 자동차, 항공 우주, 선박, 철도, 에너지, 방산 등 중점 산업의 고객을 상대로 서비스를 제공.

 

  근 몇 년간 그룹 매출액은 연평균 15% 성장하였고, 순이익은 연평균 19% 성장, 총자산은 연평균 17%가 증가함. 정보화 분야에서는 80년대 초반 중국 국내 공작기계 업계 중 기술 응용 시범 기업의 일원임. 끊임없는 투자를 통해 기술 개발 응용 플랫폼, 제품 생산 관리 플랫폼, 기업 인트라넷 종합 관리 플랫폼, 기업 전자상거래 응용 플랫폼을 구축하고, 6년 연속 “500대 중국 정보화 기업”에 선정, 공신부(工信部) “정보화&공업화 융합 에너지 절약 시범 기업”, “국가 정보화&공업화 심층 융합 시범 기업”에 선정 됨. 그 외 “JIER 분리형 제조업 기업 자원 계획 관리 시스템(JIER-ERP)”이 국가 컴퓨터 소프트웨터 저작권 권한을 부여 받음.

 

□ 독일측 기업 개황

 

  보쉬(Bosch) 주식회사는 세계적인 기술서비스 제공 업체이다. 통계자료에 따르면, 보쉬 그룹은 375,000명의 직원이 근무하고 있고, 2015 회계연도 기준 700억 유로규모의 매출을 달성. 보쉬의 사업은 자동차 및 스마트 교통 기술, 공업기술, 소비제, 에너지와 건축 등 4가지 분야로 나뉜다. 그룹은 로버트보쉬 주식회사를 포함해 세계 60여 국가에 440개 지사를 두고 있고 영업과 서비스 파트너를 포함하면 150여개국에 진출해 있음.

 

  보쉬차이나는 자동차 부품과 애프터마켓 제품, 공업용 변속기 제어기술, 포장 기술, 전동공구, 보안과 통신 시스템, 보일러기술과 가전제품을 생산 및 판매한다. 1909년에 중국에 진출하여 2015년 기준 770억 위안의 매출을 달성, 현재 55,000명의 직원이 근무하고 있음.

 

  보쉬그룹은 독일 공업 4.0 전략의 메인 조도기업이자 중요한 공급업체임. 공업 4.0의 선도자로서 보쉬그룹은 세계 250개 공장에서 100여개의 공업 4.0프로젝트를 진행하고 있음. 중국에서는 상하이, 쑤저우, 우시, 창샤, 난징, 베이징, 창저우, 시안 등 도시의 10여개 공장에서 프로젝트를 진행. 공업 4.0의 공급업체로서 보쉬그룹은 분야간 크로스오버 기술과 공장 운영 경험을 바탕으로 제조사들의 제품 생산과정 분석과 가치흐름(Value stream) 최적화 설계를 제공함. 또 공업 4.0을 위해 자동화설비, 센서, 소프트웨어 등 연관 서비스와 캐리어장치 엔지니어, 생산 라인 작업자, 공장 설비 관리인 등 인력을 제공해 제조사들이 최종적으로 스마트 생산을 실현하게 도와줌.

 

□ 구체 협력 사항

 

  지난제이선반그룹은 주문에 따라 생산을 하는 다품종 소량생산 방식을 사용. 제품 가공은 ERP시스템이 부품마다 작업장에 주문을 넣어서 가공을 진행, 작업장은 ERP시스템이 보낸 주문을 받은 후 부품 가공 공정을 따라 작업 스케줄을 만들고 생산을 관리함. 하지만 EPR시스템은 작업장 스케줄을 직접 관리하지 못함. 현재 작업장 스케줄 관리는 기획 관리부서의 직원이 수동으로 하고 있음, 작성 과정에서 많은 변수가 있어서 수시로 수동 작업을 거쳐서 조정을 해야 함. 지나제이선반 그룹의 이러한 생산 특징을 고려해, 양측은 연구를 통해 기어 가공 작업장을 표본으로 정하고 생산 과정 재조정을 통해 생산 최적화를 실현함.

 

  생산 구역과 생산 과정을 재배정한 후, 그 다음은 생산 과정에 스마트 생산 스케줄링 시스템의 도입임. 현재 스케줄링 시스템은 대부분 고정적임. 즉 고객 주문과 제품의 피치타임에 대해 스케줄링을 진행, 이론모형은 선형 정적 스타일임, 기계의 동적가용성의 제한을 고려하지 않음. 실제 생산 과정에서 생산 환경은 유동적으로 변환함. 주문 변경과 긴급 주문을 추가하는 상황이 자주 발생함. 기계가 실제 가동하는 환경은 이론적인 환경보다 더욱 복잡함. 스마트 생산 스케줄링 시스템은 인위적인 요소를 배제해 자동으로 주문 변화와 생산 자원을 연동시켜 스케줄링 작업을 진행해 자동 스케줄링을 실현함.

 

  생산 현장의 동적 변화에 대해서도 스마트 생산 스케줄링 시스템도 빠르게 반응할 수 있음. 기존 시스템은 수학적 계산 기술과 발견적 프로그램을 사용함, 하지만 시스템의 무작위성이 증가하며 수학적 계산도 정확한 수치를 제공할 수 없게 됨. 단순한 수학 모형은 현실에서의 변화를 따라가지 못함. 수학적 모형과 Critical Chain을 결합하면 동적이며 개인화 요구를 만족시키는 스마트 생산 스케줄링 시스템을 만들 수 있을 것임.

 

  경로실시의 마지막 단계는 설비와 ERP시스템, 스마트 생산 스케줄링 시스템과 제조실행시스템(MES)를 데이터 포트를 통해 서로 연결시키는 것임. 센서를 통해 노후된 설비도 네트워킹이 가능해 설비 상태를 MES에 전송이 가능함. ERP시스템이 주문을 발송하면, MES가 받아서 실시간 생산 상황과 설비 상태를 스마트 스케줄링 시스템에게 전송. 이러한 과정을 통해서 사람, 기계, 제품의 정보 공유를 실현하고 다품종 소량생산, 생산 과정 모니터링, 제품 품질 관리, 선반 운행 상태 분석, 선반 절삭날 관리, DNC, 공구와 공장 관리, 생산셀의 데이터 수집, 생산 과정 관리, 보드 관리, 통계 분석, 제품 추적성 관리, 생산 경영과 실적 관리 등의 내용을 관리할 수 있음.

 

  “수학모형+상황화+빅데이터 분석”을 통해 스케줄링의 효율성을 제고하고 스케줄 집행 패쇄회로를 만들고 시스템 최적화를 통해 기업의 스마트 생산 스케줄링 요구를 만족함.

 

□ 협력 성과

 

  스마트 생산 스케줄링 시스템은 스마트한 생산 스케줄 할당 기능이 있어서 여러 가지 제한 조건이 존재하는 생산 환경에서 기업의 자원 조건을 효율적으로 이용해 최적화 된 작업 스케줄 결과를 계산할 수 있음. 스마트 생산 스케줄링 시스템 도입을 통해 직원의 작업 부하 감소와 기획의 합리성, 완전성, 정확성과 신속성을 향상시킬 수 있음. ERP시스템, 스마트 생산 스케줄링과 제조실행시스템을 연동시켜 노후된 설비도 센서를 통해 기계 진동을 분석해 현재 기계의 상태를 MES시스템에 전송해 가치흐름 중 사람, 기계, 제품의 정보 공유를 실현하고 기업의 생산율 향상, 재고 감소, 제품 납품주기 감축과 고객을 위해 더욱 좋은 서비스를 제공할 수 있음.

 

  본 협력 프로젝트를 통해, 지난제이선반그룹 생산셀의 정보화, 스마트화를 실현할 수 있고, 더욱 정밀한 생산셀 관리 시스템을 구축할 수 있음. 스마트 생산 스케줄링 시스템은 뇌, MES시스템은 심장으로 PLM, ERP, DNC, CAPP 등 시스템과의 결합을 통해 데이터의 공유를 실현하는 것임. 또 디지털화 생산 현장 관리 플랫폼을 구축해 생산셀의 자원, 기획, 집행, 컨트롤의 전반적인 관리를 실현하고 기계 제어의 정밀화, 생산셀 제조 현장 관리 모니터링의 가시화를 통해 생산 과정의 실시간 모니터링과 최적화를 실현. 생산 자원 분배, 자원 이용율을 향상하고 기타 설비들 간의 데이터 교류를 실현해 생산 규모 계획, 생산 모니터링, 생산 후 추적 등 전반적인 지원을 가능하게 함.

 

□ 결론

 

  기존의 스케줄링 방법은 현재 복잡하고 다양한 시장 환경을 따라가기 힘듬. 많은 기업들이 수요에 맞춰 생산하는 C2M(Customer to Manufacturing) 방식을 채택. C2M방식의 분제점은 CTP(Capable to Promise) 계산이다. 주문 요구에 맞춰서 스케줄에 바로 투입이 가능한 재료와 시스템이 필요하고, 공급업체와의 커뮤니케이션도 필요함. 효율성이 높은 스케줄링 시스템 구축을 통해 기업의 스마트 스케줄링 요구를 만족시킬 수 있음.

 

  스마트 스케줄링 시스템의 구축은 단기간에 완성할 수 없음. 구축 과정에서 필요한 조건은 생산 능력, 작업 시간에 대한 정확한 정의, 생산 시스템 피드백의 신속함과 정확함, 재고 정보의 정확성. 재품 생산 능력 수치, 예정 작업 시간과 실제 작업 시간 사이에 오차를 조절해 스케줄링의 정확성과 합리성을 보장함.

 

  많은 기업이 외부 지원을 통해 문제를 해결할려고 하지만, 실제로 생산 과정 중 기술은 기업이 보유하고 있음, 외부에서 지원할 수 있는 것은 인터넷 관련 기술임, 제조업의 문제는 기계를 전공하는 사람은 정보화에 대해 무지하고, 정보화를 전공하는 사람은 기계에 대해 무지함. 교육 기관은 미래의 스마트 제조 발전 방향에 맞춰, 기업과 협력을 통해 미래 선진 제조 요구에 부합한 인재 육성에 힘써야 함.

 

 

□ 존체 도입 계획

 

2016년 7월 보쉬사는 지난제이선반그룹 작업장에 스마트 생산 스케줄링 시스템 물리 구조를 구축

2016년 12월 보쉬사는 스마트 생산 스케줄링 시스템의 수학적 구조와 시스템 프레임워크를 구축

2017년 6월 지난제이선반그룹은 스마트 생산 스케줄링 시스템에 대한 테스트를 진행

2017년 9월 지난제이선반그룹은 스마트 생산 스케줄링 시스템을 가동

2018년 3월 스마트 생산 스케줄링 시스템과 ERP, MES의 연결을 통해 정보 융합을 실현

 

 

(출처: 지능제조망)