첨단 데이터 수집·관리로 스위스 제조 혁신: C&M 머신 프로덕츠 사례

디지털 데이터 관리가 현대 제조 기업의 전략, 운영, 자산 배분을 점점 더 주도하고 있으나, 신기술과 레거시 장비가 혼재한 작업장에서는 균일한 방식으로 가공 데이터를 수집하고 비교하는 것이 과제일 수 있습니다. 댄 빌레메어(Dan Villemaire)는 C&M 머신 프로덕츠(C&M Machine Products) 오너 겸 사장입니다. 할아버지와 아버지가 40년 전 뉴햄프셔주 허드슨에서 브라운 앤 샤프(Brown & Sharpe) 스크류 머신 숍으로 창업한 이 비즈니스는 약 100대 머신, 그중 73대 이상 CNC 스위스 타입 선반과 19대 대형 CNC 터닝센터를 보유한 규모로 성장했습니다. C&M은 항공우주·방산, 구리 소모품, 유체 핸들링, 의료, 로봇공학, 광학 등 산업에 정밀 가공 제품을 공급하며, 생산 런은 최대 1,000,000개 이상입니다.

빌레메어 씨는 상세한 제조 데이터 관리와 분석이 더 효율적인 스케줄링과 제조 자원 활용을 통해 신시장 성장 가속화에 도움이 될 것이라 판단했습니다. "우리가 지속적으로 추구하는 것 중 하나는 데이터로 의사결정을 내리는 것입니다." 하지만 작업장 머신들이 연식과 운용 면에서 크게 달라 정확하고 일관되며 비교 가능한 데이터를 수집하기 어려웠습니다. "우리 머신들이 뭘 하고 있는지 더 잘 이해하고 싶었습니다. 일부 머신은 대시보드 형식으로 정보를 줄 수 있는 능력이 있음을 알았지만, 균일한 방식은 아니었습니다."

C&M은 DNC(분산 수치 제어) 시스템으로 머신에 CNC 프로그램을 전송하지만, 전통적으로 머신 아웃풋을 수기로 작성한 타임 카드로 기록했습니다. 오퍼레이터가 근무 시간과 생산 수량을 수기 기록해 카드를 제출하면 ERP 시스템에 입력됐습니다. 이 프로세스는 다중 오류 기회가 있어 잘 작동하지 않았습니다.

C&M은 와이어프리CNC(WireFreeCNC, 맥닥 엔지니어링(Macdac Engineering) 사업부)에서 DNC 시스템을 도입했습니다. 맥닥은 마스터캠(Mastercam), 카티아(Catia), 다양한 네트워킹 장비 등 제조 소프트웨어·하드웨어 제품을 제공합니다. 소프트웨어 공급업체는 C&M에 엑셀러런트 MDC(Excellerant Manufacturing Data Collection) 설치를 제안했습니다. 엑셀러런트는 머신을 연결하고 생성되는 CNC 데이터를 캡처하는 범용 디코더입니다. 이 제품으로 제조사는 모든 CNC 머신 툴과 컨트롤러(브랜드 무관)를 연결하고 각 머신 데이터를 실시간 모니터링·관리하며 회사 ERP 시스템으로 전송할 수 있습니다.

DNC 이점

엑셀러런트 MDC는 MTConnect, 파나소닉 포커스(FANUC Focas), OPC-UA, 하스 MNET Q-코드 등 머신 컨트롤 연결 프로토콜을 기반으로 하며, 레거시 CNC 머신과도 통신합니다. 패키지는 소프트웨어 라이선스와 각 머신 컨트롤러에 위치한 그래픽 디스플레이 태블릿 등 하드웨어로 구성됩니다. 시스템은 부품 생성 시 카운트합니다. 각 교대 말미에 오퍼레이터가 양품 완료 수량을 확정하면 총계가 자동으로 ERP 시스템에 입력됩니다.

정확한 데이터로 작업장은 진정한 수율(true yield)을 더 잘 이해할 수 있게 되었습니다. "이전엔 그런 것들을 볼 좋은 수치가 없었습니다." 빌레메어 씨의 말입니다. "이 시스템이 그걸 가능하게 합니다. 매우 유용합니다. 수기 타임 카드에 의존하지 않고, 오퍼레이터가 C&M 수율과 처리량 계산을 주도하지 않게 되었습니다."

C&M 지속 개선 리더 숀 버거론(Shawn Bergeron)은 "ERP 시스템으로 들어오는 정보 정확도가 이전보다 기하급수적으로 좋아졌습니다. 스케줄링 관점에서 많은 것들이 개선되고 있습니다."라고 말합니다.

과거 흔했던 부정확한 아웃풋 수치가 오퍼레이터의 기만 때문은 아니라고 버거론 씨는 강조합니다. "단순히 몰랐을 뿐입니다." 예를 들어 1,000개 가공했는데 오퍼레이터 손엔 700개만 있어 700개라 생각했습니다. 실제론 누락된 300개가 머신에서 제대로 포착되지 않아 칩 빈으로 떨어졌습니다.

이런 일이 수익성에 영향을 줬습니다. "부품이 머신에서 손실되면 수율에 영향줍니다. 사이클 타임, 소재, 인력을 써서 만들었는데 고객에게 팔 수 없는 건 머신 안이든 밖이든 스크랩입니다. 그렇게 계상돼야 합니다. 이제 신뢰할 수 있는 데이터 수집과 근본 원인 분석으로 우리가 고쳐야 할 이슈를 압니다." 버거론 씨의 말입니다.

엑셀러런트 패키지 도입의 가장 가시적 이점은 타임 카드 폐지였습니다. C&M은 추가 문서(여러 교대 근무 일일 부품 수량 추적 카운트 시트) 제거도 파일럿 중입니다. 시스템이 자동으로 수행해 오퍼레이터에게 작업 목표 수량 대비 현재 위치를 보여줘 오버런 방지. 자재 보유량이 요구 부품 볼륨 충족에 충분한지도 확인 가능. "자동 문서화로 오퍼레이터당 15~20분 절약돼 머신 정리와 다음 교대 준비에 재투입할 수 있습니다." 빌레메어 씨의 말입니다.

목표는 데이터 수집을 최대한 자동화하는 것입니다. 그럼 경영진이 데이터를 분석해 수율 이슈 대응 방안을 찾을 수 있습니다. "시스템 활용은 고객 만족 관점에서도 가치를 더합니다. 우리 비용 정확도 개선과 고객 가치 증대가 가능해지기 때문입니다." 버거론 씨의 말입니다.

문화 변화

자동 데이터 수집 전면 도입은 40년 된 비즈니스에 상당한 문화적 변화를 의미합니다. 빌레메어 씨는 새로운 리소스와 아이디어로 자신을 둘러싸며 C&M을 옛 방식에서 멀어지게 하고 있습니다. 버거론 씨가 설명합니다. "최근 운영 매니저와 품질 매니저를 이전과 다른 스킬셋으로 채용했습니다. 재무 매니저도 채용했습니다. 댄은 사실과 데이터 기반이 아닌 감정과 '30년 전엔 이렇게 했다' 태도가 아닌 조직을 이끌 코어 팀을 구축하려 합니다. 그 방식대로면 30년 뒤 갈 곳이 없을 겁니다." 회사는 향후 3~4년간 55명 채용 계획입니다.

더 나은 현장 수용

직원들, 특히 오퍼레이터들이 버거론 씨 예상보다 더 개방적으로 엑셀러런트 시스템 도입을 수용했습니다. "오퍼레이터들이 우리가 정보를 더 잘 추적한다는 걸 알아챘습니다. 가치를 봅니다. 사람을 질책하는 도구가 아닙니다. 그건 우리가 가장 원치 않는 일입니다. 근본 원인 분석과 시정·예방 조치를 위한 도구로 쓰고 싶습니다. 미래 혜택은 엄청납니다."

페이퍼리스 환경

자동 데이터 관리 도입 목표 중 하나는 작업장 특히 페이퍼리스 환경 구축입니다. 핵심 요소는 각 머신 툴에 장착된 그래픽 디스플레이 태블릿입니다. 태블릿엔 명확하고 논리적 기능을 위해 설계된 심플한 사용자 인터페이스가 표시되며, 머신 툴이 그래픽 아이콘으로 표현됩니다.

머신은 보통 오퍼레이터 로그인 시 아이들 상태입니다. 직원 번호 입력 후 머신 아이콘이 빨간색(셋업 모드)으로 변합니다. 셋업 완료 후 주황색으로 변경. 오퍼레이터가 초도품 공칭 치수 제출 포함 셋업 완료하면 시스템이 부품 카운트 개시. 초도품이 양품으로 확인되면 오퍼레이터가 해당 피스를 생산으로 적격 판정하고 생산 런 시작. 런 중 오퍼레이터가 로그인해 머신 아웃풋을 생산 스케줄과 요구 총수량 대비 확인 가능. 런 종료 시 오퍼레이터가 시스템에 양품 수량 입력. 그래픽 태블릿 디스플레이는 사무실 데스크톱과 모바일 기기에서도 이용 가능.

서류 작업 감소는 규제 준수에도 기여합니다. 예를 들어 버거론 씨는 엑셀러런트 시스템 활용이 NIST(미국 국립표준기술연구소) 표준, 특히 사이버보안 표준 SP800-171 준수를 돕는다고 말합니다. 데이터 유출 시 거액 벌금 가능. "고객 지적재산인 사양과 도면에 각별히 주의해야 합니다. 많은 경우 계약상 의무로 고객 정보 통제와 유출 방지를 보장해야 합니다." 태블릿에 정보를 저장해 작업장 현장에 있는 고객 도면과 사양 수를 제한합니다. "어떤 경우 사이버보안 표준이 다른 숍의 진입 장벽이 됩니다. 우리 고객, 특히 방산 분야는 우리가 준수하는지, 언제 준수하는지 묻습니다." 버거론 씨의 말입니다.

다양한 머신 툴 믹스

C&M은 스타(Star), 시티즌(Citizen), 쓰가미(Tsugami) 등 73대 이상 스위스 타입 CNC 선반과 미야노(Miyano), 유로테크(Eurotech), 하딩게(Hardinge) 등 대형 CNC 터닝센터를 운용합니다. 머신 컨트롤은 파나소닉과 미쓰비시. 버거론 씨는 C&M 작업장의 머신 수와 다양성이 데이터 수집과 표준화에 과제였다고 말합니다. "각각 약간씩 다르고 오래된 머신이 많습니다. 신형 머신엔 엑셀러런트 구현이 꽤 빠르고 쉽습니다. 플러그앤플레이 비슷합니다. 구형 머신엔 시스템 셋업에 더 많은 상호작용이 필요했습니다. 하지만 이제 거의 모든 머신에 탑재됐고, 추가 중인 6대 신형 시티즌 CNC 스위스 선반에도 적용 중입니다."

작업장은 스위스 자동 선반으로 지름 0.03125~1.5인치, 대형 터닝센터로 최대 4인치 직경 부품을 가공합니다. "상당히 큰 작업 크기 차이와 다양한 머신 역량이 있습니다. 각 머신이 뭘 할 수 있는지 보고 그에 맞춰 스케줄링할 수 있습니다." 버거론 씨의 말입니다. 회사는 각 작업에 최적 머신 플랫폼을 찾는 데 많은 노력을 기울였고, 엑셀러런트 시스템이 이런 선택을 더 잘 이해하도록 돕고 있습니다.

버거론 씨에 따르면 시스템 사용 의견은 주로 현장에서 나옵니다. "저나 경영진이 아닌, 매일 시스템 쓰는 직원들에게서 나옵니다. 그게 성공의 열쇠입니다. 직원들이 채택하고 시스템 혜택을 봐야 합니다." 일부는 파트 카운트 이슈 근본 원인 분석을 깊이 파고듭니다. 다른 이들은 일단 가동되면 방향만 따르면 그냥 작동합니다. "직원들이 시스템을 신뢰하는 게 필수적입니다. 필요한 건 세밀한 튜닝과 디테일 주의뿐. 우리 머시니스트들은 극도로 디테일 지향적이고 극미세 공차 초소형 부품을 생산합니다. 그들이 할 수 있음을 압니다."

중요 기능들

버거론 씨가 주목하는 시스템 중요 기능 중 하나는 '이글 아이 뷰(Eagle Eye View)'로, 고객 정보, 부품 번호, 도면 번호, 리비전, 작업 상태, 주문일, 납기, 업데이트된 주문 수량 등 완전한 작업 디테일을 제공합니다.

'오퍼레이션 노트(Operation Notes)'도 가치 있는 기능으로, 사무실과 현장 간 양방향 커뮤니케이션 가능. 오퍼레이터나 사무실 직원이 메시지 입력하면 머신 태블릿과 백엔드 대시보드 모두에 표시. "전날 밤 작업이 얼마나 잘 됐는지, 이슈 있었는지 등 간단한 내용일 수 있습니다. 인수인계 시 다음 교대에 정보 공유." 버거론 씨의 말입니다. 작업장은 1교대와 수정된 2교대 운영으로, 야간에서 오전으로 교대 인수인계 시 3~4시간 갭이 있을 수 있습니다. "맥닥과 함께 오퍼레이션 노트를 부품 번호와 함께 저장해 다음 번 작업 스케줄링 시 오퍼레이터나 다른 직원들이 노트 조회해 이전 작업 진행 상황을 알 수 있게 개발 중입니다."

접근 가능한 데이터의 가치

신뢰할 수 있고 접근 가능한 데이터는 이슈를 부각시키고 최전선에 둡니다. "눈앞에 없으면 주목하지 않고 뭐든 하려 하지 않으면 절대 나아지지 않습니다." 버거론 씨의 말입니다. "이제 좋은 데이터가 들어오니 수율 데이터 쿼리해 트렌드나 패턴 분석하거나, 항상 문제인 특정 머신이 있는지 볼 수 있습니다. 정확한 데이터로 우리 시설을 더 잘 운영하기 위해 이해하고 활용할 수 있는 다양한 요소들이 있습니다. 이제 큰 전환은 중간 관리팀이 시스템을 활용해 의사결정하는 것입니다."

데이터로 작업을 올바른 플랫폼에 스케줄링할 수 있습니다. C&M은 과거 작업이 가용하지 않은 머신에 스케줄링된 사례가 있었습니다. 엑셀러런트 시스템은 각 작업이 어디로 가는지 보여주고 현재 상황을 파악하게 합니다. 트래픽 지휘와 결정에 활용 가능.

자동 데이터 관리 기술 도입

자동 데이터 관리 기술 도입을 고려하는 숍들은 프로세스를 전체적으로 최대한 일관되게 만드는 게 도움이 됩니다. 예를 들어 파트 카운트 기준을 가능하면 표준화. C&M 부품과 머신 툴 특성상, 파트 카운트는 일반적으로 컷오프 작업 기준입니다. 바 피드 소재에서 터닝될 때 컷오프가 부품 완료를 의미. 그럼 실제 파트 카운트라기보다 오퍼레이션 카운트입니다. "무엇이 파트 카운트를 줄지 반드시 명확하진 않습니다." 버거론 씨의 말입니다. "머시닝 프로그램에 특정 코드나 변수가 있고, 코드를 이해하는 사람(이 경우 프로그래머)이 팀에 있어야 합니다. 최대한 표준화하면 트러블슈팅도 쉬워집니다."

자동 데이터 수집 전환 준비 시, 프로젝트 리더나 챔피언 지명이 중요해 노력이 궤도에 오르고 지연·기타 발생 시 명확한 커뮤니케이션 창구 확보. 데이터 관리 시스템 공급업체와 좋은 관계 유지가 필수.

버거론 씨는 데이터 관리 계약 체결 전에도 다학제 팀 구성이 필수적이라고 강조합니다. "팀은 운영, IT, 현장 챔피언 대표로 구성돼야 하지만, 실제론 숍 모든 분야 사람들이 관여합니다. 핵심은 시스템이 어떻게 작동할지 미리 아이디어를 얻는 것. 그런 논의가 시작되고 씨앗이 심어져야 시스템 구현 시 모든 게 완전히 새롭지 않습니다. 조직 모든 사람이 어느 정도 참여해야 합니다."

자동 데이터 수집의 미래

버거론 씨는 "엑셀러런트는 제조 공정 모든 운용에 쓸 수 있지만, 현재 우리는 시스템 역량을 다 쓰지 않습니다. 머신 툴 셋업과 생산에만 적용하고, 최종 검사, 출하, 기타 공정엔 아직 적용 안 했습니다. 앞으로 기술을 더 활용해 최대한 이점을 취할 것입니다. 핵심은 데이터를 모아 직원들이 쓸 수 있게 시스템에 피드백하는 것입니다. 그들이 누구보다 현장 상황을 잘 압니다."

C&M의 '4C'

자동 데이터 수집·관리 기술 도입과 병행해 C&M은 조직 정체성과 목적 명확화도 추구했습니다. 빌레메어 씨는 "지난 2년 반 동안 C&M 가치 정립에 힘썼습니다. 'C&M의 4C', 즉 고객 중심(Customer Focus), 지속적 개선(Continuous Improvement), 협업(Collaboration), 공동체(Community)에 도달했습니다."

"분명히 고객 최우선 목표입니다. 고객 만족시키고 우리가 해야 할 일 하게 합니다." 빌레메어 씨. "협업과 지속적 개선은 함께 갑니다. 팀워크가 전진 필수. 지속적 개선은 남용되는 용어지만 우리는 항상 더 나아지려 노력합니다. 엑셀러런트 시스템으로 개선 측정에 필요한 데이터를 모을 수 있습니다. 이전엔 데이터가 없어 우리가 더 잘하는지 몰랐습니다."

네 번째 'C'인 공동체에 대해선 "두 가지 의미입니다. 서로를 위해 있고 지역 사회에 환원하는 것. 회사 내부 공동체에서 개인 이슈나 인생 이벤트로 지원이 필요할 때 진지하게 대처합니다. 우리는 가족이라 생각합니다. 우리 사람들을 위해 있고 백업합니다." 빌레메어 씨의 말입니다.

회사 외부 지역 사회에 대해선 "푸드 드라이브, 크리스마스 입양 가정, 보이즈 앤 걸즈 클럽(Boys and Girls Club) 등 다수 비영리 단체 후원. 2019년 목표는 전 직원 8시간(유급 1일) 현장 외부 봉사 활동. 그런 태도를 우리 하는 일에 점점 더 녹여냅니다. 남들이 모르는 많은 일들을 합니다. 직원과 고객 대상으로 환원을 공공 정책화하려 합니다. 환원합니다. 우리에게 중요합니다."

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