(이미지 출처: 픽사베이)

스마트팩토리란?

제조업에 종사하거나 기술 분야에 관심이 있는 분이라면 스마트팩토리와 자동화 공장에 대해 익히 들어봤을 정도로 최근에 주목 받는 분야입니다.

스마트팩토리는 제조업에서 설계, 개발, 제조, 유통 등 생산과정에 디지털 자동화 솔루션이 결합된 정보통신기술(ICT)를 적용하여 생산성, 품질, 고객만족도를 향상시키는 지능형 생산공장입니다. (출처: 시사경제용어사전) 

기존의 자동화 공장들도 컴퓨터와 로봇이 사람 대신 작업에 투입되어 공정별로 무인화, 자동화를 이루었습니다. 하지만 각 공정 단계에서 일어나는 일을 유기적으로 실시간 관리하기 어렵다는 한계가 있었습니다. 

스마트팩토리는 공장 내 설비와 기계에 사물인터넷(IoT)을 설치하고, 인공지능(AI)과 빅데이터를 활용해 공정 데이터를 실시간으로 수집하고 분석함으로써 자동화와 디지털화를 구현한 것이 특징입니다. 공정 전체를 유기적이고 통합적으로 관리해 공장의 자동화를 넘어 공장의 지능화로 업그레이드하는 것이죠. (출처: LG CNS)

최근 4차 산업혁명에 대해서 많이들 들어 보셨을 텐데요. 스마트팩토리는 이 4차 산업혁명이 대표적으로 적용된 사례라고 할 수 있습니다. 

스마트팩토리의 탄생 배경을 살펴보자면, 전세계적으로 인구노령화로 인해 숙련된 노동인구가 부족해지고 인건비가 상승했습니다. 또한 트렌드가 빠르게 변화하고 소비자들의 요구가 다양해짐에 따라 소품종을 대량 생산하기보다는 다양한 개인 맞춤형 제품을 생산할 수 있는 유연한 생산 라인이 필요해졌죠. 더불어 경제 구조가 제조업에서 정보기술(IT)을 포함한 서비스업 중심으로 옮겨가면서 전통적 제조업에도 혁신이 필요하게 된 것입니다.

전통 산업에 IT 기술을 융합하면 주요 공정을 자동화할 수 있는 것은 물론, 생산 과정에서 발생하는 문제를 데이터화하여 수집하고 분석함으로써 문제가 발생하기 전에 예방하고 대응할 수 있는데요. 이를 통해 제조 과정에서 발생하는 비용과 불량률, 안전사고는 줄이고 제품의 품질과 공정의 효율성은 높인다는 장점이 있습니다.

(이미지 출처: LGCNS 블로그)

해외의 사례를 살펴볼까요? 미국의 전기 차 제조 업체인 테슬라(Tesla)는 ‘완전한 자동화 공장’을 목표로 프리몬트(Fremont) 공장을 지었습니다. 또한 자동 조립 라인 구축을 위해 산업용 로봇 제조사 쿠카(Kuka)와 화낙(FANUC)의 산업용 로봇을 생산 라인에 투입하였습니다. 테슬라는 과거부터 공정라인에 로봇을 투입하고 있는데, 이는 스마트팩토리 구축을 위한 시도로 볼 수 있습니다. 테슬라뿐만 아니라 여러 산업에서 스마트팩토리를 단계적으로 도입하고 있습니다.

이동통신사에서 스마트팩토리를?

4차 산업혁명을 대표하는 키워드로는 인공지능(AI), 빅데이터, 가상현실(VR), 증강현실(AR), 사물 인터넷(IoT), 로봇 등이 있습니다. 그리고 이 모든 키워드를 관통하는 개념은 ‘연결성’입니다. 사물과 사물이 모두 연결되고 지능화되는 것을 4차 산업혁명이라고 할 때, 대용량의 데이터를 더 빠르고 안정적으로 전송할 수 있는 5G 통신망은 가장 중요한 요소라고 할 수 있습니다.

스마트팩토리의 경우, 공장 내 여러 설비에 설치된 사물인터넷(IoT)으로부터 데이터를 실시간으로 수집하고 유기적으로 관리하기 위해서는 무선통신을 기반으로 모든 기기가 연동되어 있어야 합니다. 특히 다수의 기기가 네트워크에 동시에 접속해 원활하게 정보를 주고받기 위해서는 대용량의 데이터를 더 빠르게 끊김이나 지연 없이 안정적으로 전송할 수 있는 5G 망을 갖추는 것이 중요합니다.

시작부터 차원이 다른 유플러스 스마트팩토리    

LG유플러스는 2016년부터 전국의 다양한 사업장에 스마트팩토리 솔루션을 제공하며, 여러 현장에 대한 이해도를 쌓는 등 오랜 경험을 쌓았습니다.

그 결과, 전국 37개의 LG 그룹사 사업장과 200여 개의 발전소, 중공업 등 업종별 대표 사업장에 스마트팩토리를 적용해 가동하며 풍부한 레퍼런스를 보유하고 있다는 것이 특징인데요. 5G 기반의 스마트팩토리 시스템을 이론적으로 검증하고 시연한 것이 아니라 실제 사업장에 적용하고 구현한 다양한 경험과 사례를 가지고 있기 때문에 보다 신뢰할 수 있고 우연하게 솔루션을 구축할 수 있다는 장점이 있습니다.

뿐만 아니라 LG 유플러스는 2년 연속 정부의 뉴딜 모바일에지컴퓨팅(MEC) 과제를 수주하며 기술 역량을 검증 받았습니다. 2021년에는 국내 대표적인 석유화학 산업단지가 있는 울산과 여수에 총 6개 과제 중 스마트항만, 스마트산단, 스마트시티 등 3개 과제를 수주하였으며, 2020년에는 반월시화, 구미, 울산 산단에 거점 별 5G MEC센터와 네트워크를 구축하며 산업단지 공용 서비스와 환경관리 효율을 높이는데 일조하였습니다.

실제 구축 사례를 알아보자! 
그렇다면 실제로 LG 유플러스의 5G 기반 스마트팩토리를 적용한 사례를 살펴볼까요?

CASE 1) 대기환경진단솔루션을 적용한 화학 공장 A
친환경 경영을 지원하고 작업 환경은 개선!

화학공장은 대기오염과 악취를 야기하는 다양한 오염물질을 배출합니다. 이는 공장에서 근무 하는 작업자는 물론 공장이 위치한 지역 내 주민들의 환경에도 영향을 미치기 때문에 오염물질을 실시간으로 감지하고 기상상황이나 지리정보에 따라 이동경로와 확산 범위를 예측하는 것이 필요합니다.

유플러스의 솔루션을 적용하면 화학 공장 내 화학물질의 누출을 감지하고, 오염원과 확산 경로, 범위 등을 예측할 수 있어 대기환경기준과 배출허용기준에 따른 규제에 대응할 수 있습니다.

화학 공장 A의 요청

LG 유플러스의 솔루션: 

▶  유량, 밀폐공간 가스, 지진, 배관 누출, 화학물질 누출 등을 감지하는 센서 설치

▶  기상과 지리정보를 연동한 데이터를 통해 오염물질의 이동 경로와 확산 범위 예측하는 기상 센서 설치

▶  작업자의 안전 관리를 위해 사람의 접근이 어려운 설비를 점검하는 산업용 직캠 설치

SOLUTION 1) 친환경 경영을 지원하는 대기환경진단솔루션 공장에서 배출되는 대기오염물질의 농도와 오염물질의 확산 현황을 모니터링하는 솔루션. 먼지,황산화물(SOx), 질소산화물(NOx), 암모니아(NH3), 일산화탄소(CO) 등 인체에 상당한 영향을 미치는 오염물질 7종과 공장내 온도, 산소, 유량 등 비오염물질 3종의 배출량을 측정하고, 대기환경기준과 배출허용기준에 따른 규제에 대응한다.  대기환경진단솔루션 적용 시 – 강화된 대기환경기준과 배출허용기준에 대한 자체관제시스템 구축 – 한국환경공단에 연계하여 강화된 대기 관련 법 규제 대응- 객관적인 데이터를 통한 막연한 심리적 오해 감소

SOLUTION 2) 지역 커뮤니티와 상생을 위한 악취모니터링솔루션 공장에서 발생하는 오염물질을 실시간 측정하고 지역 내 퍼져 나가는 악취의 근원지를 파악하여 민원에 조기 대응하는 솔루션. 황, 아민, VOC 계열의 환경부 지정 22종 악취와 복합악취 발생량을 실시간으로 측정하고, 기상정보와 연동하여 악취 발생의 근원지를 파악하며, 악취가 전파되는 경로를 사전에 예측하여 민원에 조기 대응한다. 악취모니터링솔루션 적용 시 기대효과 –       인접 공장 발생 악취와 자사 악취의 책임을 명확히 구분하여 대응 –       실시간 모니터링에 따른 악취 발생에 대한 우려 해소 –       데이터 기반 악취 민원에 대응

CASE 2) 배전반진단솔루션을 적용한 전자 공장 B
생산 중단 위험은 낮추고 생산 효율성은 향상!

관리해야 하는 시설의 종류가 많고 복잡한 대형 전자 공장은 배전반 화재로 인한 안전 사고, 재산 피해, 화재로 인한 공장 시설 가동 중단에 따른 생산 중단과 공급 차질 등의 문제가 발생할 수 있습니다. 특히 배전반은 전기 설비 중 전기 화재가 가장 많이 발생하는 대표적인 전기기기로, 전체 전기 설비 전기 화재의 45%를 차지할 정도로 정기적 기기 점검과 관리가 필수적입니다.

유플러스의 배전반진단솔루션을 적용하면 중요 설비의 고장을 사전에 진단하여 화재 사고와 생산 중단 위험을 예방할 수 있습니다. 

전자 공장 B의 요청  

LG 유플러스의 솔루션: 
▶  배전반 과열이나 방전 등 전력 사고를 예방하는 배전반 및 모터 진단 솔루션
▶  통신 불량으로 인한 생산 중단을 방지하기 위한 무인운반로봇(AGV) 설치
▶  AI 기반 영상 분석을 통해 효율적 보안 체계를 제공하는 지능형 영상보안 솔루션

SOLUTION 3) 빅데이터로 화재를 미리 진단하는 배전반진단솔루션 배전반 내부의 과열과 부분 방전을 실시간으로 감지하여 전력 사고를 예방하는 솔루션. 배전반의 내부 과열과 절연 불량, 접지 불량을 감지하며, 실시간 원격 모니터링을 통해 사고를 예방하고 대응력을 강화할 수 있다. 배전반진단솔루션 적용시 기대효과 –       전기실 배전반 화재 사고 예방 –       감전 안전 사고 방지

SOLUTION 4) 빅데이터로 고장을 미리 진단하는 모터진단솔루션 모터의 전류와 전압을 분석해 고장 가능성을 미리 알려주는 솔루션. 모터의 고장을 사전에 자동으로 진단하고 설비를 관리하며, 에너지 사용량을 관리하고, 실시간 모니터링을 통해 생산 손실을 방지하고 대응력을 강화할 수 있다. 모터진단솔루션 적용시 기대효과 –       설비 가동율을 높여 생산성 향상 –       최적의 모터 교체 및 정비 시점을 예측하여 수리 비용 절감 –       모터 효율을 관리해 전기 에너지 절약

SOLUTION 5) AI가 스스로 판단하는 지능형영상보안솔루션 AI가 영상을 분석하여 사람과 사물의 움직임과 변화를 감지하여 알려주는 솔루션. 노후화된 공장 설비의 파손과 위험을 감지하고, 공장 내 출입 인원의 얼굴 등록 여부를 판별해 위험 구역 내 출입자를 감지하며, 설비의 이상 온도를 감지해 중대재해의 위험에 대비할 수 있다. 지능형영상보안솔루션 적용 시 기대효과 –       화재 및 폭발 사고에 초동 대응하고 대형 산재사고를 예방 –       효율적인 작업자 안전 관리 체계 구축 –       사업장의 출입 및 보안 강화

모든 공장, 모든 영역에 필요한 솔루션을!

모든 공장은 크게 안전, 환경, 설비/품질, 물류 총 네 가지 영역으로 구분해 관리하는데요. 유플러스 스마트팩토리는 5G 통신망을 기반으로 4개의 영역에 필요한 솔루션을 제공합니다.   

안전 영역은 공장에서 근무하는 작업자를 비롯해 공장 현장의 안전과 관련된 솔루션을, 환경 영역에서는 유해물질이나 악취 발생, 대기/수질원격감시 시스템(TMS)과 관련된 부분을, 설비/품질은 앞서 소개한 것과 같이 배전반과 모터 진단을 통해 사고를 예방하는 동시에 생산력을 높이고 비용을 효율적으로 관리하는 솔루션을, 물류 분야에서는 무인운반로봇(AGV), 이동형 로봇 등을 활용해 생산의 안정화를 위한 솔루션을 제공합니다. 

물론 이 네 가지 영역의 솔루션이 효율적으로 구현되기 위해서는 언제 어디서든 관련 작업자들이 안전하고 안정적으로 접속할 수 있는 LG 유플러스의 5G 전용망이 기반이 되어야 합니다.

각 영역 별로 LG 유플러스가 어떤 솔루션을 제공하는지, LG 유플러스의 5G 전용망을 활용했을 때 어떤 특장점이 있는지는 앞으로 콘텐츠를 통해 순차적으로 소개해드리겠습니다.

스마트팩토리도 앞서가는 유플러스의 스마트팩토리  

(이미지 출처: 보도자료)

최근 스마트팩토리에 대한 업계의 관심이 높아지는 가운데, 유플러스의 스마트팩토리가 전국 37개의 LG 그룹사 사업장과 200여 개의 발전소, 중공업 등 업종별 대표 사업장에서 이미 솔루션을 적용한 풍부한 경험과 사례를 보유했다는 점은 주목할 만합니다. 스마트팩토리 기술을 이론적으로 검증하고 시연한 것에서 그치지 않고, 다양한 고객의 니즈에 맞춰 최적화된 솔루션 적용의 경험과 발전된 기술을 보유하고 있기 때문입니다.

특히 2022년 1월부터 시행되는 중대재해처벌법에 따라 사업 현장에서의 안전과 환경 의무가 높아졌기 때문에 스마트팩토리를 구축하여 현장에서 발생하는 사고를 예방하는 것이 더욱 중요해졌습니다. 

중대재해처벌법은 중대 재해를 예방하기 위한 안전 조치 의무가 경영 책임자에게 부과되는 것으로, 관련 의무를 위반해 사망 사고가 발생할 경우 1년 이상 징역 또는 10억 원 이하 벌금에 처할 수 있어 업계의 관심이 높아지고 있습니다. 

스마트팩토리 구축은 공장의 효율적인 생산 설비를 갖추는 것은 물론 안전 사고를 예방하고 작업 환경을 개선하기 위해서 자연스러운 발전 방향이 될 것이라 예상됩니다.

이번에는 5G를 기반으로 한 스마트팩토리에 대한 전반적인 개념과 유플러스 스마트팩토리를 구축한 대표적인 사례를 소개해드렸는데요. 다음 콘텐츠에서는 앞서 설명한 안전, 환경, 설비/품질, 물류 총 네 가지 영역 중 안전 영역에서 꼭 필요한 유플러스의 솔루션에 대해서 자세히 알아보겠습니다.