대규모 식품공장의 MES 자동화를 통한 차세대 스마트공장 구축

NISSIN FOOD PRODUCTS: 식품 산업의 선구자

즉석면의 제조와 판매를 실시하는 주식회사 NISSIN FOOD(닛신식품)는 1958년 세계 최초의 인스턴트 라면 제품("치킨 라면")과 1971년 세계 최초의 컵라면 제품("컵 누들")을 출시한 것으로 잘 알려진 식품 업계의 선두 주자이다.

2018년 10월부터 가동을 시작한 Shiga현의 Kansai공장은 이 회사가 중기 경영계획에서 내걸었던 '2020년도 시가총액 1조엔'을 달성하기 위한 기간 공장으로 건설했다. 서일본 지역을 대상으로 하며 일본 내 최대 식품공장인 Kansai 공장은 Yokogawa에서 연구·개발한 최신 설비와 사물인터넷(IoT) 기술을 활용해 모든 것을 자동화하고 철저하게 안전과 보안을 보장한 차세대 스마트팩토리이다. 

 

차세대 스마트팩토리 시스템 도입 파트너로 Yokogawa 선정

이 차세대 스마트팩토리의 건설 프로젝트에 참여한 NISSIN의 Masahiro Hayashi가 프로젝트의 배경과 Yokogawa를 파트너로 선정한 계기를 돌아본다:

"새로운 공장을 짓기로 결정한 주요 이유 중 하나는 Shiga공장의 노후화였다. 지은 지 40년 넘게 운영해 왔고 더 이상 확장할 공간이 없었다. 판매량이 꾸준히 늘고 있는 와중에 공장 재건하기 위한 제조를 멈출 수가 없었고, 인접한 부지에 새로운 시설을 모두 짓기로 했다. 이 새로운 공장은 최신 IoT를 활용한 차세대 스마트팩토리이다. 당시 IoT나 인더스트리 4.0은 호황인 시대였다.

신규 공장 계획은 생산라인의 철저한 자동화와 자동창고 운영 등 새로운 공장의 모습을 그려나가는 과정에서 이를 실현하기 위해 MES(Manufacturing Execution System)이 필수적이라고 생각해 MES업체에 관한 정보 수집을 시작했다. 경영진에게 공장 건설 예산을 제안하기까지 시간도 거의 없었기 때문에 함께 할 수 있는 시스템 도입 파트너를 구하고 있었다. 동종 업계의 많은 사람들이 Yokogawa와 협력하고 있다고 알려주어 연락하였다. 첫 미팅에서 Yokogawa에게 새 공장의 시스템 구성도를 보여주고, Yokogawa는 무엇을 어떻게 하면 실현할 수 있는지 진지한 평가를 해주었다. 많은 실적으로 뒷받침된 정확한 조언으로 Yokogawa가 단순한 MES 공급업체 이상이라는 것을 직감했다. 우리는 Yokogawa를 신규 공장의 시스템 구현 파트너로 선정하기로 만장일치로 결정했다.”

NISSIN FOOD의 Masahiro Hayashi

 

신규 공장을 위한 기본 설계 공동 개발

운영을 이해하기 위한 현장 인터뷰

NISSIN의 제조 운영에 대한 이해를 높이기 위해 Yokogawa는 한 달에 걸쳐 주력 공장이었던 Kanto공장을 지속 방문하여 NISSIN직원들로부터 정보를 수집했다. 여기에는 제면의 각 공정뿐만 아니라 생산 계획, 품질 관리 및 창고 입출고 관리 등의 다른 부서의 작업도 포함되었다. Yokogawa는 Takuya Hashimoto가 이끄는 NISSIN의 프로젝트팀과 긴밀히 협력했고, 그 결과 이 공장에서 새로운 공장의 설계에서 해결해야 할 71개의 과제를 확인했다.

신규 공장 기본설계안 작성

이어서 프로젝트 팀과 Yokogawa는 신규 공장의 기본 설계 작업을 착수했다. 신규 공장의 전반적인 업무 플로·각 공정의 상세한 업무 플로 작성, 공급업체와 설비 제어 PLC와의 연결을 위해 설비업체와의 협의, 기간 시스템을 포함한 각 솔루션의 기능 요건과 시스템 기능의 역할 분담 검토, 공정표 작성 등 다수의 문서를 작성했다. 이 차세대 스마트 팩토리는 2017년 6월에 착공하여 2018년 10월에 예정대로 가동을 시작했다. 

NISSIN FOOD의 Takuya Hashimoto

 

신규 스마트팩토리의 핵심 자동화 솔루션

• Yokogawa의 식음료 공장 MES(Manufacturing Execution System)는 신규 공장 전체의 작업을 자동으로 관리하며, ERP(Enterprise Resource Planning) 시스템과 연계된 제조 계획을 기반으로 세부적인 작업 주문을 작성한다. 
• 창고관리시스템은 공장의 물류 자동화를 지원하며, 무인운반시스템(AGVs)을 이용하여 자동화된 창고에서 재료, 제조 용기 등의 자재가 생산라인으로 자동 배송된다.
• 자동계량설비를 포함한 모든 생산라인은 설비제어 PLC와 가동지시 및 실제 가동 파라미터를 연계하여 자동제어 하며, 결과에 대한 데이터를 자동으로 수집한다
• 모든 자재 재고는 중앙에서 관리한다.
• 공장 정보 관리 시스템을 통해 감독자는 현장에 가지 않고도 제조 작업 상태를 파악할 수 있다.
• 전체 공장의 운영 상태는 Nissin Automated Surveillance Administration(NASA) 제어실에서 운영자가 중앙에서 모니터링한다.

이러한 솔루션은 대부분의 작업을 자동화하여 직원들이 더욱 높은 수준의 작업에 집중할 수 있도록 지원한다.

 

지속적인 개선을 위한 데이터 활용의 다음 과제

NISSIN의 최고 생산 책임자이자 신규 공장 건설 프로젝트의 리더인 Takahiro Enomoto는 다음과 같이 말했다:

"이번 프로젝트를 계기로 우리가 구상했던 차세대 스마트 팩토리의 모든 기능을 실현할 수 있었다. 신규 스마트 팩토리에서는 매일 엄청난 양의 데이터가 수집되어 개선이 이루어지고, 이 부분에서 더 많은 것을 할 수 있다고 생각한다. 이 공장 건설로 인해 우리의 작업이 끝나지 않았고, 앞으로도 효율성 향상을 위한 방안을 지속해서 추진할 것이다. 앞으로도 우리의 제조 공정을 잘 이해하고 있는 회사인 Yokogawa와 긴밀한 협력을 기대한다."

NISSIN 의 Takahiro Enomoto