데이터 수확(Data Harvesting): 스마트 제조 성공의 초석

CGI 컨설팅 서비스 제조 센터 오브 엑설런스 부사장 쿤 휘스만(Coen Huesmann)은 "스마트 제조는 데이터 수확으로 달성된다"고 말합니다.

제약 대기업들이 코로나19 백신 생산을 위해 시간과 싸우는 상황에서, 제조 공정의 단일 고립된 결함이 생사와 갈릴 수 있습니다.

CGI는 화학 플랜트부터 유제품 회사, 이산 제조업체까지 글로벌 제조업체들이 인더스트리 4.0을 향한 디지털 여정의 다음 단계로 나아가는 방법을 컨설팅하며 선도하고 있습니다—이는 생산 문제 완화에도 도움이 됩니다. CGI의 IT·비즈니스 컨설턴트들은 기업이 데이터를 수확해 민첩하고 회복탄력적인 공급망을 구축하도록 돕습니다. 이 공급망은 운영 이슈를 식별하고 신속히 교정할 만큼 반응성이 뛰어납니다.

CGI 네덜란드 제조 부문 부사장 쿤 휘스만은 팬데믹이 기업에 부담을 주고 있으며, 제조업체가 사일로 접근법에서 통합된 엔드투엔드 프로세스로 이동해야 할 필요성을 강조한다고 동의합니다.

"많은 고객의 제조 현장이 70~80년대부터 운영돼 왔으며, 이들을 인더스트리 4.0에 맞게 정렬하는 것이 과제입니다. 제조 기업의 평생 데이터는 무시할 수 없습니다"라고 휘스만은 말했습니다.

"이달 네덜란드에서 백신 지연 소식을 들었습니다. 대형 제약사 한 곳의 공장 이슈 때문이죠. 이제 모두 '왜 이 문제가 발생했나?' 알고 싶어 합니다. 하지만 답을 얻기 쉽지 않습니다. 공장은 거대한 생태계에서 작동하니까요. 백신엔 살아있는 생물이 들어있습니다. 수많은 다른 기계가 있고, 이들 중 어느 것이든 오류를 일으킬 수 있습니다. 그리고 그 모든 정보가 사일로에 앉아 맥락 없는 정보로 존재합니다."

휘스만은 CGI에서 제조 기업의 운영 최적화와 민첩한 공급망 구축을 돕는 팀을 이끌고 있으며, '매뉴팩처링 아틀라스(Manufacturing Atlas)'라는 강력한 방법론으로 새로운 시장 현실에 대응하고 고객 니즈를 충족하는 혁신적 솔루션을 제공합니다.

OT와 IT 간 격차 해소

"모든 시스템에서 정보를 수확해 공장 운영에 필요한 모든 답을 제공하고, 전략적 비전과 최종 목표 달성을 돕는 것이 핵심입니다"라고 휘스만은 지적합니다.

"많은 구형 공장은 여전히 노동 집약적 프로세스를 많이 갖고 있습니다. 우리는 고객이 다음 단계를 식별하고 주문부터 생산, 품질 관리, 납품까지 프로세스 자동화를 지원합니다. 물류, 품질 관리, 생산 단계를 포함한 엔드투엔드 가치 사슬 전반의 프로세스를 수용하면서 공장 설비도 유지합니다. 고객과 함께 안전과 지속가능성에 점점 더 집중하고 있습니다.

"이러한 목표뿐만 아니라 효율성과 생산성 목표를 위해, 그들은 사실에 기반한 의사결정이 필요합니다. 제조업체는 데이터를 사용해 더 나은 결정을 내리고 싶어 합니다. 공장은 최대 데이터 생성처지만, 제조업체가 이를 이해하기란 어렵습니다. 먼저 수집하고 맥락화해야 가치를 풀 수 있습니다."

휘스만은 자동화 운영 프로세스와 CGI가 운영 기술(OT)과 정보 기술(IT) 간 격차를 해소하는 방법에 대해 더 설명합니다.

"우리는 제조 고객이 공장에서 프로세스와 자동화 측면에서 더 성숙해지는 여정을 돕는 강력한 방법론을 가지고 있습니다."

"예를 들어 우리 화학 고객 중 한 곳에서 완전히 통합된 플랜트를 구축했습니다. 그들의 SAP 시스템에서 들어오는 주문이 플랜트에서 생산을 트리거합니다. 모든 생산 단계가 트럭이 내비게이션 시스템으로 올바른 사일로로 안내되어 완제품을 픽업해 고객에게 배송할 때까지 자동화된 방식으로 실행됩니다."

"이 고객을 위해 우리는 현장의 PLC(프로그래머블 로직 컨트롤러)가 펌프, 밸브, 용기를 구동하는 것부터 컨트롤 룸의 의사결정 제어 시스템, MES(제조실행시스템)까지 프로그래밍했습니다. 추적·추적, 계량·분배, 효율 개선 방법 학습 등이 가능합니다. 현재는 공장을 물류와 통합해 외부 세계와 연결하는 작업을 진행 중입니다."

"이것이 많은 제조 운영이 개선될 수 있는 방식이지만, 공정별·기계별로만 가능합니다. 우리는 최종 고객 관점에서 이 프로세스의 가치가 어디에 있는지 진정으로 이해하려 합니다. 고객에게 막대한 비용 절감을 가져오면서 동시에 프로세스 품질도 개선할 수 있습니다. 프로세스를 자동화하면 안전성도 자동으로 개선됩니다."

제조 실행 시스템(MES)

하지만 50년 된 잘 정립된 제조 운영의 여러 현장에서 오래된 데이터를 어떻게 수확할까요?

"공장은 IT 시스템과 완전히 다른 속도로 갱신됩니다. 그래서 우리는 나이와 기술에 상관없이 공장의 모든 데이터 소스를 플랫폼에 연결할 수 있는 플랫폼을 구축합니다. 이는 고객이 충분한 정보에 기반한 결정을 내릴 수 있게 합니다."라고 휘스만은 설명했습니다.

"MES(제조 실행 시스템)와 이 데이터 플랫폼의 결합으로 고객은 이미 연결된 전통적 정보 수확뿐만 아니라, 이전에 결코 연결되지 않았던 펌프, 용기, 공장 내 모든 것들의 정보에 접근하고 수확할 수 있게 됩니다."

"그런 다음 장비에 센서를 추가합니다. 예를 들어 열교환, 진동, 유량 측정용입니다. 공장은 결코 구기술만 있는 게 아닙니다. 항상 신구 기술이 혼재하며 다양한 방식으로 통신합니다. 우리는 데이터를 얻기 위해 연결을 만들고, 데이터에 맥락을 부여합니다."

CGI는 MES 설문조사를 통해 정기적으로 고객의 디지털 경험과 MES 경험을 확인합니다. "올가을 새로운 MES 설문조사를 출시해 최신 트렌드를 탐구하고 제시할 예정입니다"라고 휘스만은 말했습니다.

인더스트리 4.0 여정의 핵심 파트너십

CGI의 SAS와의 파트너십은 양측에 중요합니다.

휘스만은 "MES 시스템이 공장에 대한 핵심 정보를 제공해 고객의 제조 프로세스 개선을 돕습니다. SAS는 분석 플랫폼으로 독보적 위치를 차지합니다. 우리 플랫폼을 통해 데이터를 지속적으로 수확하고 분석해 프로세스를 개선하는 프로세스를 가지고 있습니다."라고 말했습니다.

"AI는 그들의 플랫폼에 통합된 부분입니다. 올바르게 구현될 때 제조 현장의 진짜 데이터가 수확되는 지점입니다. AI로 개념 증명하고 놀 시간은 지났습니다. 조직들이 AI를 확장하고 있으며, 이를 위해 SAS 같은 강력한 플랫폼 파트너가 필요합니다. 우리가 CGI로서 더하는 건 기술적 지식과 비즈니스 지식으로 올바른 맥락을 제공하고 가치를 창출하는 것입니다."

CGI는 헥사곤(Hexagon), 아비바(Aveva), 트렌드마이너(Trendminer)와도 파트너십을 맺고 있습니다. "헥사곤은 수동 프로세스 자동화 파트너 중 하나입니다. 예를 들어 제조 고객 한 곳의 제품 배합 자동화를 공동 지원합니다. 이 솔루션으로 고객은 신규 레시피를 표준화되고 자동화된 방식으로 생산에 투입할 수 있어 생산과 제품 교체가 더 안전하고 훨씬 효율적입니다."

"아비바와는 표준화된 MES 플랫폼을 설계·구축해 팩토리 간 프로세스 표준화를 지원합니다. AI는 더 성숙한 플랜트에서 품질, 효율성, 안전을 최적화하는 이 플랫폼의 일부입니다."

"트렌드마이너는 확실히 우리 핵심 파트너 중 하나입니다. 트렌드마이너 같은 셀프서비스 분석 플랫폼은 데이터 소스를 표준화된 방식으로 결합하도록 설계되었으며, 데이터가 맥락화되면 혁신적 개선을 가능하게 하는 인사이트를 제공합니다. SAS가 AI와 더 깊은 분석을 위한 고급 옵션을 포함한다면, 트렌드마이너 같은 셀프서비스 도구는 제조 현장에 더 가까운 실용적 용도에 적합합니다."

사이버 보안, 제조업의 금(데이터) 보호

제조업체가 디지털 전환을 진행하며 인더스트리 4.0을 계획할 뿐만 아니라 데이터를 안전하게 지키는 것 또한 필수적입니다. 데이터는 금이니, 이 데이터 수확 과정에서 어떻게 데이터를 안전하게 지킬까요?

"이것은 우리가 활동하는 가장 큰 테마 중 하나일 수 있습니다. 우리의 MES와 분석 제안으로 고객이 제조 운영에서 데이터를 풀 수 있게 돕습니다. 이러한 플랫폼은 일반적으로 최신 표준에 따라 잘 보호됩니다."

"취약점은 OT 환경에 더 많이 존재합니다. 현대 공장에선 거의 모든 신규 설비가 요즘 연결되지만, 구형 장비는 항상 최신 IT 보안 표준에 맞춰 보호되지 않습니다."

"따라서 우리는 이런 종류의 장비를 링펜스(ring-fence)하려 합니다. 하지만 자산 보호가 사용성을 해쳐선 안 됩니다. 우리는 OT 보안 전문가가 고객의 장비 강화를 돕습니다. 우리는 장비를 다양한 방식으로 보호해 외부 세계에 노출하지 않고 금을 캘 수 있게 합니다."라고 휘스만은 말했습니다.

제4차 산업혁명이란?

인더스트리 4.0은 상품 생산과 전달 방식의 변화를 의미합니다—산업 자동화와 유연한 공장에서 완전히 연결된 공장으로 이동하며, 신기술 적용을 기반으로 합니다.

경쟁 우위를 위해 제조업체는 포스트 코로나 시대 디지털 기술을 활용해야 함을 인식했습니다. 신기술은 점점 더 빠른 속도로 개발되고 있으며, 이전엔 불가능했던 작업 방식을 가능하게 합니다. 기술들은 서로를 가능하게 합니다: 셀프서비스 분석, IoT, AI, 클라우드, 모바일, 양자 컴퓨팅, 5G, 강력한 비전과 프로세스와 결합해 제조업체를 더 민첩하고 반응성 있게 만듭니다.

예를 들어, 안전한 무선 연결과 저렴한 센서로 이전엔 결코 측정되지 않았던 제조 부문에서 데이터를 가져올 수 있습니다. 이를 PLC에 피드백해 공장 자동화를 강화하면, 산업 자동화를 훨씬 더 큰 규모로 가능하게 해 생산성과 성과를 높입니다.

클라우드의 연산 능력으로 AI 알고리즘이 방대한 데이터를 분석하고 자동으로 학습을 생성합니다. 이 학습은 몇 년 전까진 불가능했던 방식으로 공장 공정을 최적화하는 데 사용될 수 있습니다.

디지털로 전환하는 산업엔 막대한 이득이 기다립니다—제조업에선 유연한 생산을 가능하게 해 스마트 팩토리가 생산 라인을 신속히 전환해 리드타임을 단축하고 결함을 빠르게 식별할 수 있게 합니다.

스마트 제조를 가속화하기 위해 기계와 운영의 디지털 트윈은 안전한 시뮬레이션과 지능적 최적화를 위해, 공장 자동화와 설비·작업의 실시간 제어는 필수가 될 것입니다.

실행 가능한 인사이트(Insights you can act on)

창립 45주년을 맞은 CGI는 새로운 태그라인 Insights you can act on(실행 가능한 인사이트)으로, 휘스만이 2021년 예측을 제시합니다.

2021년 최고의 인사이트는?

"사람 간 상호작용과 현장 미팅이 돌아오겠지만 24/7은 아닙니다. 제조업은 여전히 핵심이며, 각 지역에 새로운 제조 운영이 구축될 것입니다."

제조업에 가장 큰 영향을 줄 신기술은?

"현재 여러 신기술이 이륙하기에 완벽한 폭풍우가 몰아치고 있다고 봅니다. 이는 작년 팬데믹 직전 토니 블레어 같은 정치인과 톱 CEO, 기업가, 과학자, 학생, 스타트업, 오피니언 리더들이 참석한 웹 서밋에서도 확인됐습니다. AI는 수년간 존재했지만 이제 다른 성숙 기술들(클라우드, IoT)에 의해 완전히 다른 차원으로 끌어올려졌습니다. 양자 컴퓨팅은 아직 크지 않지만 투자 규모가 막대해 AI에 더 큰 영향을 줄 것입니다. 이 모든 기술들에 의해 가능해질 매우 흥미로운 것들을 보게 될 것입니다."