제조 인텔리전스로 제어 역량을 확보한 아그로퍼(Agropur)

현대적인 유제품 업계

우유, 치즈, 버터, 요거트, 아이스크림, 단백질 쉐이크 등은 평범한 음식을 특별하게 만들어주는 재료이자 영양 높은 간식입니다. 유당이 제거된 락토프리 우유도 메마른 시리얼에 생기를 불어 넣어줍니다. 다양한 제품으로 제공되기 때문에 누구나 각자의 입맛에 맞는 유제품을 찾을 수 있습니다.

 3,367명의 조합원으로 구성된 낙농 협동조합 아그로퍼(Agropur)는 북미 전역에서 37개 공장을 운영하고 있습니다. 아그로퍼는 연간 15억 갤런의 우유를 다양한 유제품으로 가공하여 59억 달러의 매출을 올리고 있습니다.

 온타리오에 위치한 던 밀즈(Don Mills)는 아그로퍼 최대 규모의 공장으로 원료를 다양한 우유 및 아이스크림 혼합물로 전환하는 작업을 수행합니다. 공장에서는 매일 30대의 트럭을 채우고도 남을 만한 양의 유제품이 살균, 가공 및 포장됩니다.

데이터 부족

50여 년의 전통을 자랑하는 던 밀즈 시설은 수많은 산업 기술 시스템을 축적했습니다. 다양한 장비와 제어 시스템으로 생산을 이어가고 있었지만, 지속적인 개선에 필요한 데이터를 끊김없이 생성할 수는 없었습니다.

 아그로퍼의 산업 프로세스 관리자 해들리 해밀턴(Headley Hamilton)은 “데이터를 정보로 전환하는 것은 완전히 수작업으로 이루어졌다"며 “작업자와 관리자들의 요청을 처리하기 위해 연간 2,500시간에 달하는 수작업이 요구되었고 수요는 계속 증가하고 있었기 때문에 시설의 미래를 고려할 때 현대 기술이 필요하다는 사실을 깨달았다”고 말했습니다.

문제는 데이터 수집만이 아니었습니다. 일부 자동화 기술은 노후화되어, 끊임없이 장비 문제나 다운타임이 발생했습니다. 해밀턴은 자동화 설비 개선이 아니라 그때 그때 발생하는 생산 문제에 대처하기 바빴습니다.

 시스템이 충돌하면, 최근 백업으로부터 리부팅을 해야 했습니다.

 문제는 시스템의 최신 버전이 어디에 저장되어 있는가를 모른다는 것이었습니다.

 “시설 전체에 7대의 유지보수용 노트북이 분산되어 있었기 때문에, 가장 최근에 업데이트된 프로그램으로 리부팅하고 있는 건지 알 도리가 없었다. 시간이 걸리는 것도 문제였지만, 변경 사항이 적용되었는지 모든 청부업체들에게 일일이 전화로 확인을 해야 했다”고 해밀턴은 설명했습니다. 그는 “분기별로 백업이 되는 구형 시스템은 연간 48시간이 추가로 소요되었다. 따라 가기도 바쁜 상황에서 공장을 최적화한다는 것은 불가능했다"고 말했습니다.

최고의 혜택

지속적인 개선을 추진하고 추측에 기반해 운영 결정을 내리지 않으려면, 공장 전반에 걸친 표준화된 플랫폼을 도입해야 한다는 사실이 자명했습니다. 또한 미래에 대비해, 모든 시설들이 인텔리전스와 얻어진 지식을 공유할 수 있는 솔루션이 필요했습니다.

 해밀턴은 “원료 입고에서 완제품 출고까지 시설의 모든 과정을 현대화해줄 수 있는 최고의 솔루션이라고 생각했기 때문에 로크웰 오토메이션의 통합 제어 및 정보 솔루션을 구현하기로 결정했다"고 말했습니다. 그는 로크웰 오토메이션 PartnerNetwork^™ 프로그램의 솔루션 파트너인 그렌텍 시스템즈 인티그레이션(Grantek Systems Integration)과 협력하여 솔루션을 구현했습니다.

표준화된 자동화 플랫폼에는 로크웰 오토메이션의 Allen-Bradley^® ControlLogix^® 컨트롤러 제품군과 PowerFlex^{® 인버터}, PanelView^™ HMI 하드웨어가 포함되었습니다. 각 HMI는 가상화 서버에서 FactoryTalk^® View Site Edition 소프트웨어를 실행하여 모든 추가적인 소프트웨어를 위한 표준을 구축해줍니다. 이는 다양한 데이터를 실행 가능한 정보로 전환하기 위한 토대를 마련해주었습니다.

프로젝트의 일부로 새로운 제어 플랫폼에 투자를 했기 때문에, 관리자들은 시스템을 최대로 활용할 수 있는 방법을 고민했고, 이를 위해 공정 라인의 생산 용량을 벤치마크할 수 있는 정보가 필요했습니다.

이러한 정보는 로크웰 오토메이션의 FactoryTalk Metrics 소프트웨어를 사용해 전체 장비 효율성(OEE) 데이터를 확보하는 것에서부터 시작되었습니다. 솔루션은 성능 데이터를 수집해 공장 작업자들이 운영 결정을 내리는데 필요한 데이터를 제공했습니다. 생산량을 증가시키려면 다른 공정 라인을 추가해야 할지 아니면 기존 장비로도 가능한지 결정이 필요가 있는 경우, 해밀턴은 실제 생산 데이터를 검토하고 결정을 내릴 수 있게 되었습니다.

기존에는 가치 있는 데이터가 확보되어도, 이를 실행 가능한 정보로 전환할 수 없었습니다. 작업자들이 시설 전반의 다양한 소스로부터 수집되는 데이터를 시각화하는데 도움을 주고 필요할 때 보고서를 제공해주는 종합 및 분석 솔루션이 필요했습니다.

정보 솔루션을 구현하기 전에, 아그로퍼팀은 새로운 제어 시스템의 복잡성을 감소시키고 시스템을 단일 버전으로 유지할 수 있는 기회를 발견했습니다. 아그로퍼는 자동화 자산과 버전을 관리하고 문서를 최신 상태로 유지하기 위해 로크웰 오토메이션의  FactoryTalk AssetCentre 소프트웨어를 설치했습니다. 시설 전반에 분산되어 있던 7대의 유지보수용 노트북은 1대로 줄었습니다.

해밀턴은 “초기 제어와 OEE 시스템 구현이 던 밀즈 공장의 토대를 마련해주었고, FactoryTalk VantagePoint^® 소프트웨어가 시설 전체에 분산되어 있는 시스템들로부터 생성되는 모든 데이터에 대한 새로운 수준의 액세스를 가능하게 해주었다"며 “소프트웨어는 지속 개선을 담당하는 직원들에게 공장에서 발생하는 상황들을 효과적으로 전달해주었다"고 말했습니다.

관리자들 또한 상태 업데이트를 확인하고 작업자의 시간을 과도하게 소모하지 않으면서 생산이 진행되는지 볼 수 있게 되었습니다. 각 작업조의 조원들에게는 이제 공정의 업데이트 상황에 대한 이메일 보고서가 자동으로 전송됩니다.

지속 개선에 대한 투자

현대적인 시스템을 통해, 이 시설은 연간 2,500시간이 소요되던 수동 데이터 수집 작업을 완전히 제거할 수 있게 되었습니다. 이외에도 FactoryTalk AssetCentre 소프트웨어를 통해 수월하게 자산 관리를 할 수 있게 되어 연간 48시간을 절감했습니다.

 신뢰할 수 있는 정보를 확보하게 된 아그로퍼의 직원들은 인텔리전스에 기반해 지속적으로 개선할 수 있게 되었습니다. 일례로, 관리자들은 새로운 하드웨어에 대한 투자가 공정 라인에서 사용되는 윤활유의 사용을 줄여 수 있을 것으로 생각했습니다. 벤치마크 보고서를 생성하고 새로운 하드웨어의 혜택을 추정한 결과, 윤활유 소비를 30% 감소시킬 수 있었습니다.

 해밀턴은 “활용할 수 있는 데이터를 확보하면 모든 시설에 대한 통찰을 얻을 수 있다는 사실을 모든 직원들이 알고 있다. 결정을 내리기 전에 정보를 확인하는 것이 관행으로 자리를 잡았다"고 말했습니다. 그는 “FactoryTalk Metrics 소프트웨어가 제공해주는 공정에 대한 통찰을 바탕으로 성과를 개선하고 있다. 충진기 한 대에서만 3개월 동안 25%의 효율성을 향상시켰다”고 덧붙였습니다.

가시성 또한 다운타임을 줄이는데 결정적인 역할을 했습니다. 생산 라인이 처리량을 향상시킬 수 있도록 장비에 대한 투자를 하기 전에, 관리자들은 용량 증대의 기회를 파악할 수 있었습니다. 점심시간, 휴식시간 및 회의로 인해 33시간 이상의 다운타임이 발생한다는 사실을 발견하고 일정을 변경함으로써 손실된 공정 시간을 생산성으로 전환할 수 있었던 것입니다.

 직원들이 데이터 사용에 점점 더 익숙해지자 해밀턴은 이들이 데이터에 그 어느 때 보다 쉽게 액세스할 수 있게 되길 바랬습니다.

 그는 “직원들 사이에 정보 기반의 협업과 의사결정이 빠르게 확산되고 있었기 때문에 공통 플랫폼을 한 단계 더 높이길 원한다"며 "이제 모바일이 관건이다”고 말했습니다. 그는 “모바일 장치로 시설 전반에서 정보에 액세스할 수 있는 것이 실시간 제조 인텔리전스의 미래”라고 설명했습니다.

 연간 4백만 달러의 비용을 절감하는 것이 새로운 목표가 되었습니다. 공장은 로크웰 오토메이션의 에너지 관리 소프트웨어를 설치하고 새로운 에너지 프로젝트를 측정 및 검증하는 작업을 수행하고 있습니다. 미래의 확장으로 생산 에너지 패턴에 대한 분석이 가능해지면, 불필요한 소비를 구분하고 예방적 유지보수 스케줄을 생성함으로써 에너지 비용을 절감할 수 있게 될 것입니다.

위에 언급된 결과는 아그로퍼 협동조합이 로크웰 오토메이션의 특정 제품과 서비스를 기타 제품과 병용했을 경우를 나타냅니다. 다른 고객의 환경에서 얻어진 결과와는 다를 수 있습니다.

Allen-Bradley, ControlLogix, FactoryTalk, PanelView, PartnerNetwork, PowerFlex 및 VantagePoint는 Rockwell Automation Inc.의 상표입니다.