진장한 스마트팩토리는 값비싼 자동화장비가 아닌 사람 중심
EOCR은 모터보호, 스마트EOCR은 생산라인

주당 법정 근로시간이 68시간에서 52시간으로 단축된 근로기준법개정안이 지난 7월 1일부터 시행된 이후 업무 효율성을 높이기 위한 방안으로 스마트팩토리가 주목받고 있다.

제조업 생산현장에서 일상화된 초과근무를 더 이상 유지할 수 없게 됐기 때문이다. 정부는 근로시간을 줄여 삶의 질을 높이고, 일자리 나누기를 실현하고 서비스산업에서 새로운 일자리를 창출하려고 한다.

지금까지 한국의 제조업 생산라인은 초과근무를 부추기는 분위기였다. 기본급을 적게 책정하는 대신에 근로자들은 초과 근무를 통해 나름대로 고소득을 올릴 수 있었다. 근로자 입장에서는 기본급의 2.5배까지 받을 수 있는 급여체계를 거절할 이유가 없고 사업자 입장에서는 직원 채용 때마다 들어가는 복지비 부담과 장래에 발생할지 모르는 매출 감소의 우려 때문에 직원을 적게 채용하고 초과근무를 시키는 것이 유리했다. 그렇다고 기업 입장에서는 정부의 의도대로 고용을 늘리면 좋겠지만 직원 1명을 더 채용한다는 것이 쉬운 일은 아니다. 현대자동차가 지난해 7월 울산·전주·아산 등 전국 공장의 근무 환경을 조사한 결과를 바탕으로 작성한 문건에 따르면 1855명의 직원들이 일요특근 등의 사유로 52시간 초과근무를 했다. 현재의 52시간 근무 제도를 극단적으로 적용하게 되면 현대자동차는 공장 근로자만 1855명을 추가로 고용하거나 생산량을 낮출 수밖에 없다.

여기서 대안으로 등장한 것이 4차 산업혁명에 기반을 둔 스마트팩토리라고 할 수 있다. 그렇지만 중소기업중앙회가 중소기업인식에 대한 조사 결과 중소제조업 CEO의 69%가 4차 산업혁명에 대해 ‘관심 없다’고 응답하는 등 도래하는 새로운 산업의 패러다임에 대한 전반적인 인식수준은 낮은 것으로 나타났다.

아직까지 스마트팩토리는 일부 대기업과 정부주도의 구호에만 그칠 뿐 대부분의 중소기업에서는 재정적인 문제와 작업구조 때문에 자동화를 하지 않고 있다. 공정을 전혀 모르는 ICT 기업의 눈으로 보면 중소기업은 영세해 자동화기기를 도입하지 못하는 것으로 보이게 되고 로봇 등 자동화기기를 일부 도입하고 원격으로 모니터링해주는 수준으로 스마트팩토리를 구축하는 것에 그치고 있다.

▲스마트팩토리 관련 주목받는 IoT 기기들

현재 스마트팩토리와 관련해 온도와 습도, 압력, 소음 등 다양한 센싱을 통해 공정에서 일어나는 변화를 조금이라도 빨리 알아차리려는 IoT(사물인터넷) 기기들이 관심을 받고 있다.

이런 종류의 IoT 기기는 크게 2가지로 나눌 수 있는데, 개발 목적 자체가 특정한 인자 센싱을 위한 독립 범용기기들이 있고, 원래 존재하던 기기에 센싱 기능을 추가한 경우가 있다. 일반적으로 IoT 센서라 하면 통신기능을 포함하고 설비와 연동되지 않는 독립기기를 의미한다. 이 기기들은 주변의 온도를 파악해 기기가 과열되고 있는 것을 알려주며, 사고가 발생하기 전 또는 직후에 현장상황을 빨리 전파하는 데 주로 쓰이고 있다. 전체 모듈이 독립적으로 구성돼 있어 센싱 비용이 높은 단점이 있으나 자유롭게 장소를 지정할 수 있고 조금은 덜 민감함 부분에 사용된다. 현재 IoT 센서를 검색해보면 나오는 대부분의 장비들은 이에 속한다.

두 번째는 기존 설비에 부착돼 사용되던 설비에 IoT 센싱 기능을 추가한 경우이다. 이 경우 부착된 위치에서 추가적으로 필요한 센서를 통해 현장의 상황을 수집하는 것이다. 대표적인 제품으로는 (주)아이티공간의 유예지(UYeG) 가 있다. 유예지 제품의 경우 모터 구동부에 필수적으로 사용되는 모터보호계전기에 통신기능과 고속전류 센싱 기능, 온도, 습도, 추가 센서포트 등을 장착해 생산 현장의 모터 구동부의 상태를 감시하고 라인의 건전성을 유지하는 기능을 가지고 있다.

▲한국에 적합한 현장형 컨설턴트 필요

부산에 소재한 중견기업 (주)부산주공은 2년 전 인력에 의존했던 공정의 일부를 로봇을 투입해 자동화함으로써 3명이 1대의 가공기를 담당하던 공정에서 1명이 16개의 가공기를 담당하는 공정으로 개선했다. 이 결과는 공장 근무자들이 자신의 공정을 잘 알고 공정의 효율화를 통해 스스로 이뤄 낸 결과다. 공장의 생산라인은 현장에서 근무하는 직원들이 가장 잘 알고 있기 때문이다.

현장에서 수집되는 다양한 센싱값들 중에 실제 활용이 가능한 DATA가 되느냐, 아니면 필요 없는 노이즈가 되느냐 하는 것은 얼마나 공정을 개선하고 활용하느냐 에 성패가 달린 것이다. 그래서 한국형 스마트팩토리는 현장에서 수집된 빅데이터를 통해 실시간으로 파악하고 다양한 방법으로 시뮬레이션해볼 수 있는 인공지능이 결합된 형태인 현장형 컨설턴트가 필요하다. 현재 20%의 자동화 설비와 80%의 인력으로 운영 중인 공장을 스마트팩토리 사업으로 50%의 자동화 설비와 50%의 인력 비율로 변경시키는 것은 많은 부작용이 따른다. 현재 20%의 자동화 설비는 어떤 형태로 가동되는지, 80%의 인력은 언제 일하고 언제 쉬는지 이런 값들이 레고나 테트리스 블록처럼 시각화된다면 언제 어떤 자원을 투입할 것인가를 결정할 수 있게 되고 최소의 비용으로 최대의 효과를 기대할 수 있다는 것.

업계 관계자는 “전 세계 많은 제조업 공장들은 지멘스나 GE와 같은 거대하고 스마트화된 공장들이 아니라 우리의 중소제조업체들과 같은 현실에 맞는 자동화공정과 인력공정으로 운영되고 있다” 며 “이에 적합한 한국형 스마트팩토리 플랫폼을 만들어 디지털이라는 옷을 입힌다면 전 세계 시장을 한국형 스마트팩토리로 석권할 수 있을 것”이라고 말했다.

▲스마트EOCR 적은 비용으로 효율 제고

주 52시간 근무제 시행을 앞두고 주목받는 제품이 있으니 스마트EOCR이다.

단순한 모터보호계전기(OCR)는 과부하로 모터가 손상되는 것을 방지하는 장치다. 기존에는 비교적 단순한 작동원리와 기계적인 구조를 가진 열동형 과부하 계전기(THR)가 주로 사용됐지만 지금은 전자식인 EOCR로 바뀌는 추세다.

열동형 계전기는 가열 코일(저항선)에 흐르는 전류로 바이메탈을 가열하고, 전류량에 따라 바이메탈이 변위하는 것을 이용해 접점을 개폐하는 원리이다. 전력소모가 높고, 주위온도가 높을 때 성능을 보장할 수 없다는 단점이 있다.

1985년 삼화기연에서 최초로 개발한 전자식 모터보호계전기 EOCR은 기계적 접점으로 가동하는 OCR(일반 과부하 릴레이)과 달리 반도체 무접점으로 돼 있으며 반응속도 설정이 가능하다. 미세한 전류의 변화에도 민감하게 반응할 수 있으며 열동형 계전기와 달리 디지털 방식이기 때문에 보호 설정이 편리하다.

스마트팩토리와 근로시간 단축을 위해서는 예지보전이 필수적이다. 예지보전은 기기의 이상을 그 상태 감시에 의해 예지하고, 그 정보에 기인해 추이나 패턴을 분석해 보전하는 것으로 스마트팩토리에 필수적인 요소이다. 이런 산업계 요구를 충족시킨 제품이 스마트EOCR이다.

기존 EOCR이 단순히 모터를 보호하는 것에 그친 반면 스마트EOCR은 빅데이터 분석을 통해 생산라인을 보호하는 것이기 때문에 전혀 다른 목적의 제품이라 볼 수 있다. 기존 EOCR기능 이외에 IoT, 빅데이터, 인공지능이 결합했기 때문에 가능했다.

울산의 중소기업 (주)아이티공간에서 세계 최초로 상용화했으며 유예지(UYeG)라는 상표로 이미 현대·기아자동차에 4000대를 납품했으며 현대·기아자동차는 표준기술로 등록했다.

예지보전에는 유분석, 온도, 진동 등을 이용하는 방식과 전류를 이용하는 방식이 있는데 EOCR은 전류를 이용하는 방식이다. EOCR은 비용이 적게 들고 설치가 간편하다는 장점이 있다. 또 모터가 사용되지 않는 분야일지라도 전류는 흐르기 때문에 빌딩관리 등 사용분야가 광범위하다는 장점이 있다.

(주)아이티공간 이영규 대표는 “스마트하다는 것은 현명하다는 뜻이며 지혜롭고 사리에 밝다라는 의미”라며 “단순히 대규모 투자로 값비싼 자동화장비를 채우는 것은 스마트팩토리의 본질을 흐리는 것”이라며 “현장의 특수성과 목적을 이해하고 올바른 의사결정을 통해 사람이 더 안전하고 행복하고 효율적으로 일할 수 있도록 돕는 것이 사람중심의 진정한 스마트팩토리”라고 말했다.

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