[FOCUS] 산업용가스의 스마트 공장

작업 및 경영효율화 위한 충전시스템과 loT 접목 데이터화

 

최근 들어 모든 산업의 디지털화가 가속화되면서 생활의 원초적인 기반이 되는 먹고 살면서 일하고 대인관계를 맺는 방식들이 기술혁명 속에서 미래를 점진적으로 변화시키고 있다.

이를 통해 산업자동화에서 전자 상거래 및 가상현실(VR)에 이르기까지 민생과 더불어 국내외 산업계의 현실이 바로 우리 앞에서 빠르게 변화하고 있다.

흔히 말하는 스마트 공장(Smart Factory)은 기계, 전기, 전자, 통신, 전산기술 등이 통합 운용되는 산업 기술의 연합체이자 물류데이터의 흐름과 고객수요 데이터 구축 등과 운영의 효율화 기법이 총망라된 첨단 종합형 공장을 의미한다.

이같은 측면에서 최근 도입의 움직임이 활발한 산업용가스 충전업계의 스마트 공장은 액메이커로부터 공급받은 원료가스의 입고에서부터 충전, 용기보관 및 운송, 물류 전반에 걸쳐 디지털 솔루션이 결합된 바코드와 충전 자동화시스템을 통해 생산효율과 품질유지 및 수요, 공급 데이터 구축을 통한 고객만족도를 향상시키는 지능형 생산공장 구현을 목표로 하고 있다.

이미 가스켐테크놀로지, 한국특수가스, 한국가스웰, 동일산소, 동해가스산업, 대덕가스, PSG 등 각 지역별로 몇몇 산업용가스 충전업체가 ERP 구축과 바코드 부착 및 충전시스템의 재정비 등을 통해 스마트 공장 사업에 참여하면서 향후 국내 350여개에 이르는 산업용가스 충전소의 점진적인 변화가 기대되고 있다.

하지만 생산제품의 원료입고와 충전, 저장, 운송 등을 망라하는 산업용가스업계는 저장탱크 및 탱크로리 원격 모니터링시스템 등은 다양하게 출시된 제품군으로 인해 수년전부터 일부 적용하고는 있으나 일선 충전업계가 아날로그 방식의 충전시스템과 운송추적시스템 등에 대해서는 접목이 어렵다는 평가를 받아 왔다.

따라서 그동안 업계 관계자들은 충전, 물류 등에서 아날로그 방식에 머물러있던 산업용가스산업의 스마트 공장화는 쉽지 않은 작업으로만 인식해 왔다.

그러나 이같은 인식과는 달리 그동안 업계가 스스로가 인식하지 못하는 사이에 업체별로 각각 다른 원격 모니터링시스템과 자체 ERP 구축, 바코드 도입 등을 통해 스마트 공장에 대한 갈증을 조금씩 해소해 왔던 것을 부인할 수는 없다.

지난 2015년 충북 진천에 산업용가스 충전자동화 및 제어시스템, 자동절체 시스템 등을 도입해 산업용가스 충전사업장의 스마트 공장을 구현한 가스켐테크놀로지(대표 조창현)는 이 방면에서 산업용가스 충전업계를 선도해 나가고 있다.

또 2017년에는 전북 익산의 한국특수가스(대표 서흥남)와 계열 충전소들이 용기 추적관리시스템을 도입했으며 2018년에는 동해가스산업(대표 김정한)이 천장에 크레인방식의 충전시스템을 도입하고 파렛트 운용, 바코드시스템 등으로 스마트 공장을 실현했다.

그리고 지난해에는 PSG(대표 문영만, 김정진)가 충전시설의 SKY FILLING 시스템을 설치하고 충전작업장내 전동식 카트 등을 도입해 안전 및 작업효율화를 도모했으며 충청지역에서는 3~4개 업체가 ERP와 바코드 시스템, 자동 충전 등의 시스템을 공동으로 도입해 산업용가스 충전사업장의 스마트 공장 구축에 한 발짝 다가서고 있다.

실제로 산업용가스 충전사업장의 스마트 공장은 충전사업장 내부에 노동집약적인 첨단 충전설비 구축과 함께 안전위주의 저장(보관), 물류효율화를 위한 바코드나 RFID 등 사물인터넷(IoT)를 설치해 공정 데이터를 실시간으로 수집하고 분석하는 동시에 고객의 수요성향을 파악함으로써 효율적인 경영 및 운용과 관련한 자체 제어 충전사업장의 실현이 최종 단계이다.

다만 현재 진행 중인 산업용가스 충전사업장의 스마트 공장화는 소프트웨어와 하드웨어간의 제대로 협업이 확실하지 않은 상태에서 개별적으로 솔루션 구축작업이 진행되고 있어 아쉬운 대목이다. 즉 충전장의 설비 및 장비와 관련한 직접적인 생산설비 구축과 클라우드(cloud)를 기반으로 한 데이터 구축과 활용 등이 일괄적으로 구현되지 못하는 게 현실이라는 지적이다.

스마트 공장은 제품의 기획부터 판매까지 모든 생산과정을 업무 전산화용으로 발전시킨 IT(정보통신기술)와 최소 비용과 시간으로 고객 맞춤형 제품을 생산하는 공장자동화 기반의 OT(운영기술)의 융합을 기반으로 하고 있다.

따라서 산업용가스 충전사업장의 완벽한 스마트 공장을 위해서는 기업경영에 대한 재고, 물류, 소프트웨어적 요소와 전문 엔지니어링과 전자제어, 생산라인에서의 실증 사업 등을 거친 클라우드의 패키지화가 필요할 것으로 보인다.

산업용가스 충전사업장의 스마트 공장화는 자동충전이나 물류자동화를 의미하는 것은 아니다. 상식적으로도 산업용가스 충전사업에 있어서 자동화를 구축하기란 어렵다. 단지 제조에 수반되는 다양한 데이터들을 경영 차원에서 생산 원가절감 및 생산설비 운영관리 그리고 수요처에의 효율적인 공급과 수요 등을 분석하고 적용함으로써 대외 경쟁력을 극대화하는 차원의 경영지원 도구로서 최적화된 시스템이라고 할 수 있다.

결국 단순 자동화 목적이 아닌 해당 기업의 경영현실과 다양한 제조환경 등에 맞게 맞춤형 솔루션들을 어떤 방법으로 최적화해 효과를 극대화할 수 있느냐가 스마트 공장의 최종 목표가 돼야 한다.

중소벤처기업부 산하 스마트제조혁신추진단에 따르면 제조산업 부분의 스마트공장 도입 후 사업장의 공정개선 성과로는 평균적으로 생산성이 30% 증가하고 43.5%의 품질향상 효과가 나타난 동시에 15.9%의 원가가 감소했고 납기준수율은 15.5%가 증가하면서 7.7%의 매출이 증가하는 성과를 나타냈다고 설명했다.

중기부는 지난해 말 기준 3,428억원을 투입해 총 12,660개의 스마트공장을 보급한 바 있다. 올해는 스마트제조혁신 지원 사업에 지난해 대비 사업비를 1.4배 증가한 역대 최대 규모인 총 4,925억원을 예산으로 편성했다. 지원 방향도 기존 스마트공장 저변 확대에서 고도화로 전환한다는 계획이다.

이같은 중기부의 스마트 대한민국 실현을 위한 핵심 사업들로 구성된 주요 사업으로는 △스마트공장 구축 및 고도화 △제조데이터 인프라 구축 △로봇활용 제조혁신지원 △스마트 마이스터 등 컨설팅 △공정․품질 기술개발 △현장 수요형 스마트공장 기술개발 △스마트센서선도 프로젝트 기술개발 등 11개 내역사업으로 구성됐다.