Cloud MES: 제조업의 효율성과 경쟁력 향상을 위한 핵심 도구

모든 산업 영역에서 디지털 기술 기반 혁신이 보편화된 지 오래다. 그런 디지털 전환 과정에 필수적으로 거론되는 것이 클라우드화이다. 기업 정보시스템의 클라우드로의 전환은 통합된 시스템 기반으로 다양한 사업 분석과 새로운 비즈니스를 보다 민첩하게 할 수 있도록 해준다. 무엇보다 큰 장점은 요구사항에 맞게 시스템을 유연하게 구성하고 확장할 수 있다는 점이다. 그렇게 전 산업 영역이 클라우드화가 전개되는 과정에서 제조업도 예외는 아니었다. 단, 제조업의 디지털 트랜스포메이션은 주로 공장의 스마트팩토리화와 함께 수반되었다. 공장의 생산, 제조 단계에 많은 영역들에 센서와 제어장치를 탑재함으로써 생산 과정을 모니터링하고 각종 데이터를 수집해 이를 토대로 더 나은 공정 프로세스를 찾아 적용할 수 있도록 해준다. 그런데, 이렇게 거창한 디지털 트랜스포메이션이 아니어도 이미 제조업에는 최적의 생산 효율성과 품질을 달성하기 위한 제조실행시스템(MES)이라는 도구가 있었다. 이 시스템을 클라우드화하는 것만으로도 제조 효율화를 꾀하는 것은 물론 경쟁력 향상도 가능하다. 즉, 제조업체들이 클라우드 기반 MES를 도입하면, 실시간 데이터 접근, 향상된 확장성, 간단한 배포, 향상된 보안 등의 이점을 누릴 수 있다. 이러한 이점은 제조업체들이 더 효율적이고 경쟁력 있는 사업을 운영할 수 있게 돕는다.

MES의 한계와 Cloud MES의 특징

제조업 경쟁력은 최근 수십 년 동안 기하급수적으로 성장했으며, 이로 인해 기업들은 생산성을 높이고 비용을 줄이기 위한 여러 조치를 취하게 되었다. 이러한 결합은 저임금 국가로의 생산 단위 이전부터 산업 관리 소프트웨어 및 기타 컴퓨터화된 도구를 사용하여 인력 및 자재의 생산성을 계획하고 제어하는 다양한 방식으로 구현되었다. 그렇게 구현된 정보시스템 중 MES는 복잡한 제조 과정을 매핑, 모니터링, 제어하는 제조 관리 시스템으로, 제조 작업의 효과적인 실행을 보장하고 생산 성능을 향상시키는 것이 주요 목표이다. 이를 위해 MES는 전체 생산 수명주기 동안 실시간 데이터를 수집하고 처리한다. 또한 품질, 재고 및 제조 과정의 다른 중요한 부분을 다루며, 이러한 과정은 일반적으로 MES 소프트웨어를 통해 통합된다.

MES의 주요 역할은 다양한 제조 공정 과정에서 생산 데이터를 수집해 공정을 효율적으로 제어하고 최적화할 수 있도록 해준다. 실시간 생산 상태와 과거 제조 이력 정보 그리고 작업 과정의 기계 작동 상태와 주문, 재료 매입과 상품 판매 등의 정보들을 기초로 제품 추적은 물론 언제, 어디서, 어떻게 상품이 제조되어 판매되는지를 확인할 수 있다.

그러나, 2000년대로 접어들면서 시장, 산업, 고객의 변화 속도가 빠르다 보니 전통적인 MES에 한계가 발생했다. 기존의 MES 시스템은 주로 단일체계(monolithic)로, 운영 데이터나 기계 데이터를 다른 시스템과 통신하는 능력이 없다. 이로 인해 공급업체 의존성, 투자 위험, 거래 비용이 발생한다. 이 문제를 해결하는 최선의 방법은 MES를 클라우드 기반으로 전환하는 것인데, 제조업체들은 클라우드 기반 MES 시스템에 대해 많은 우려를 가지고 있었다. 제조 공정의 특성상 기업 보안과 속도의 문제, 커스터마이징의 한계, 안정성 등을 이유로 클라우드 전환이 늦어졌다.

하지만, 제조 운영의 범위와 복잡성이 계속해서 성장하고 특히 세계의 다른 지역에 위치한 여러 시설을 가진 회사들에 모든 운영을 연결하고 원활하게 운영하는 것이 점점 더 어려워지고 있다. 한마디로 공급망 다변화와 판매망의 글로벌화로 인해 이제는 클라우드 기반 MES 솔루션의 필요성이 대두되고 있다. 클라우드 기술 발전으로 보안, 속도, 최적화, 안정성 문제는 극복되었고 제조, 판매 과정의 복잡성으로 인해 발생된 비효율을 최소화하기 위해 클라우드 MES의 필요성이 대두되고 있다.

클라우드는 MES를 관리하는 데 매우 안전하고 효과적인 방법으로 널리 인정받고 있다. 소규모 및 중소기업들에게 클라우드 기반 제조 실행 시스템 솔루션은 필요에 따라 증설하고 축소하는 것이 자유로워 비용을 효율화할 수 있고, 시장 변화에 발맞춰 필요로 하는 기능을 빠르게 추가할 수 있다. 또한, 제조 과정의 모든 데이터를 통합 운영하는 과정에 기존에는 분석하기 어렵던 데이터 분석의 시사점을 통해 사업 효율화를 꾀할 수 있다. 이같은 특징들을 조금 더 자세하게 정리하면 다음과 같다.

  ∙ 접근성 : 모든 관련 인력이 실시간 운영 데이터에 언제든지 접근할 수 있어 부서 간 연결성을 향상시키고 의사소통을 개선한다. 접근의 용이성은 또한 직원들의 MES 이용 및 준수를 높여준다.

  ∙ 비용 절감 : 클라우드에서 MES 솔루션을 사용하면 필요한 것만(소프트웨어 및 인프라 서비스) 비용을 지불하면 되므로, 비싼 하드웨어 및 소프트웨어에 대한 큰 초기 자본 투자가 필요하지 않다.

  ∙ 유연성 및 확장성 : 디지털 MES 시스템은 더 빠르고 쉽게 확장할 수 있어, 어떤 크기의 운영에도 필요한 요구 사항을 충족시킬 수 있다(예: 생산이 늘어날 때).

  ∙ IT 자원의 더 나은 활용 : 클라우드 기반 MES 소프트웨어는 배포가 빠르고 쉽다(하드웨어 없음, 맞춤화 없음). 따라서 IT 인력은 다른 고가치 활동을 추구할 수 있다.

  ∙ 자동 업데이트 : MES 소프트웨어는 클라우드에서 지속적으로 업데이트되며(다운타임 없음) 데이터베이스 관리, 모니터링, 백업을 제공한다.

  ∙ 보안 강화 : 온사이트 MES 시스템과 달리, 클라우드 기반 MES 소프트웨어의 고수준 보안은 공급자에 의해 유지되고 지속적으로 업데이트된다.

  ∙ 향상된 의사결정 : 실시간 성능 데이터에 대한 접근은 정보에 기반한 의사결정을 가능하게 하며, 특히 여러 사이트에서, 회사가 장비 요구 사항이나 변화하는 소비자 선호도에 더 빠르게 반응할 수 있게 한다.

  ∙ 규제 준수 : 클라우드 기반 디지털 제조 시스템은 규제 준수에 필요한 모든 데이터를 모니터링, 저장, 분석한다. 이는 특히 의료 기기 및 제약산업과 같이 규제가 매우 엄격한 산업에서 중요하다.

  ∙ 향상된 고객 경험, 향상된 시장 점유율 : 클라우드 기반 MES는 운영을 간소화하고, 생산을 최대화하고, 가장 중요하게는 고객 기대를 충족하거나 초과하려는 전진적인 제조업체들 사이에서 점점 더 인기가 있다.

IT의 역할이 운영 관리에서 더 복잡한 전략적 책임으로 계속 변화함에 따라, 기술 리더들은 효율적이고 경쟁력 있는 상태를 유지하기 위해 클라우드 솔루션에 투자해야 한다. 클라우드 기반 MES 프로그램을 배포하면, 여러 시설 간의 실시간 의사결정을 빠르게 최적화하고, 시장 진입 시간을 단축하고, 품질을 향상시키고, 운영 비용을 줄이며, 고객 신뢰와 시장 점유율을 얻을 수 있다.

제조업에 가져다주는 Cloud MES의 실질적 가치

제조업체에 클라우드 MES가 제공하는 가치는 비용 효율화와 실시간 데이터 분석을 통한 사업 운영의 통찰력을 제공한다는 점이다. 또한, 급변하는 시장 변화에 따라 발생하는 다양한 비즈니스 문제를 해결해 주는 솔루션을 적시에 제공할 수 있다는 점도 얻을 수 있는 큰 가치다. Cloud MES를 통해 실질적으로 제조업체가 얻게 되는 가치가 무엇일지 진단한다.

∙ 시스템 구축과 업그레이드의 경제성

클라우드의 주요 장점 중 하나는 제조업체들이 자체 컴퓨터 인프라를 구매하고 유지할 필요가 없다는 것이다. 대신, 그들은 공급자의 클라우드 기반 시스템에 접근하며, 이는 보통 고정 월간 비용으로 이루어진다. 공급자는 하드웨어와 관련 인프라를 제공하며, 운영 체제를 유지하고, 강력한 시스템 보안을 구축하고, 정기적으로 애플리케이션을 업데이트한다. 이는 제조업체들이 서버 구매에 대한 큰 초기 비용 없이 최신 기술에 접근할 수 있게 해준다.

∙ 실시간 모니터링과 데이터 분석

MES 소프트웨어를 통해 수집된 데이터는 클라우드를 통해 축적되어 이를 필요로 하는 다양한 기기나 프로그램에 제공해 준다. 또한, 실시간으로 수집되어 모니터링할 수 있기 해주며 통합된 데이터베이스를 통해 다양한 방식으로 데이터 분석을 가능하게 해준다. 즉, 부품이 생산되는 과정 속 제조 공정에 대한 상세한 모니터링과 공정의 변수들에 대한 데이터(압력, 온도, 습도, 시간 등)는 공정이 잘 운영되고 있는지, 개선의 여지가 있는지, 어떤 변경을 해야 안전과 수율 향상을 할 수 있는지 통찰력을 제공해 준다.

∙ 향상된 확장성

코로나19나 미중 무역분쟁 그리고 러시아-우크라이나 전쟁과 같은 생각하지도 못했던 글로벌 이슈로 인해 제조업체의 공급망 문제, 급격한 수요 변화 그리고 지역별 규제로 인해 기업의 변화관리가 그 어느 때보다 복잡해졌다. 그런 변화에 발맞춰 공장의 생산라인이나 공정 프로세스 그리고 제품의 원료가 되는 재료나 에너지 등의 공급도 달라져야 하고 그러려면 이에 맞춰 MES 시스템에 새로운 기능 개발과 확장이 수반된다. 하지만, 전통적인 MES 시스템에서 이러한 변경은 어렵고 시간이 많이 소요된다. 반면 클라우드 MES는 유연하고 확장 가능하다. 새로운 파트너를 도입하거나, 공급망을 확장하거나, 시스템 용량을 추가하는 것은 몇 번의 키 입력으로 이루어질 수 있어, 기업들이 예상치 못한 시장 변화에 빠르고 효과적으로 반응할 수 있게 한다.

∙ 향상된 AI 통찰력

클라우드 MES의 가장 큰 강점은 클라우드를 통해 제공되는 다양한 종류의 AI 최신 솔루션들을 통해 비즈니스 문제를 해결하고 사업 운영의 효율화를 꾀할 수 있다. 사실 이것이 클라우드를 통해 얻을 수 있는 최대의 장점이다. 실제 AI가 가져다주는 제조업의 사업 효율화 사례는 아래와 같은데 그 외에도 무궁무진하다.

ⓐ 재료와 상품의 배송 시, 가장 효율적인 상하차 경로를 추천해 준다.
ⓑ 공급처의 원재료 납품과 상품의 수요 예측에 따른 생산, 재고의 이슈를 예측할 수 있다.
ⓒ 재료의 낭비와 생산 과정의 자원 낭비를 줄이기 위한 프로세스 재배치 방안을 제안받을 수 있다.
ⓓ 공장 내 제품 개발 과정에 발생하는 제품의 이동 동선을 최소화하고 효율화할 수 있는 루트를 디자인할 수 있다.
ⓔ 자원 낭비를 최소화할 수 있는 공장 내 공정 프로세스의 개선 방안을 제안받을 수 있다.

∙ 향상된 보안

시스템이 더 복잡해짐에 따라, 애플리케이션은 더 많은 사이버 보안 취약점을 만든다. 변화가 빠르게 일어날 때, 제조업체의 기술 부서는 종종 데이터가 안전하게 유지되도록 체크를 설정하는 데 어려움을 겪는다. MES 클라우드 제공자들은 새로운 문제가 발생하면 빠르게 이를 해결해준다. 보안 업데이트는 모든 고객에게 제공되므로, 제조업체의 시스템 보안은 클라우드로 이동할 때 더욱 강화된다.

Cloud MES의 최신 트렌드와 운영의 고려 요소

제조업은 기술 기반으로 운영 효율화를 꾀하며, 비용 절감과 신제품 혁신을 위한 보다 효과적인 방법을 꾀하고 있다. 그 지점에서 클라우드 MES가 주는 효용 가치는 명확하다. 최근 MES는 자동화와 예측 유지보수와 같은 영역으로 확장되고 있다. 또한, 더 큰 성과 창출을 위해서는 기존의 온프레미스 방식의 레거시 시스템을 모두 Cloud로 전환하고, 이런 정보시스템을 직원들 누구나 접근해서 사용할 수 있는 디지털 접근성의 확대와 디지털 리터러시가 필요하다.

우선 Cloud MES의 최신 트렌드로 자동화는 AI와 로보틱스 기술 덕분이다. 이 기술로 제조, 생산 단계에서 더 많은 데이터 분석과 생산성 향상, 인력 절감 등의 효과를 거두고 있다. 단, 이들 시스템이 Cloud MES와 연동되면 공장의 반복적인 수동 기능을 자동화할 수 있다. 공장 내 로봇들의 작동 상태를 모니터링하는 것을 넘어 MES를 통해 각 공정 과정에 로봇이 처리한 결과물과 작동하며 수집된 데이터들이 Cloud에서 AI로 분석되면 사람의 개입은 최소화하고 좀 더 많은 프로세스에서 자동화를 꾀할 수 있다. 그 과정에서 효율성은 향상되고 오류는 줄어든다. 즉, 제조업체들은 더 적은 직원으로 더 많이 생산할 수 있으며 노동력 부족에도 불구하고 제품을 계속 공급할 수 있다.

또한, Cloud MES는 IoT와 AI를 활용하여 생산 과정의 각 장비 상태, 마모, 파손에 대한 실시간 가시성을 제공한다. 이를 통해 제조업체는 정기적인 간격이 아닌 필요에 따라 유지보수를 수행할 수 있게 되어 비용과 인력 필요성을 줄이면서 장비 수명을 최대화할 수 있다. 더 나아가 이같은 예측 해결은 기술자들에게 문제를 해결하는 데 필요한 통찰력을 제공해 준다. AI 기술은 무엇이 잘못되고 어떻게 고칠 수 있는지에 대한 더 큰 확신을 제공하여 제조업체가 장비 효율성을 높이고 비용을 줄이며 수리 성공률을 향상시킬 수 있게 해준다.

그렇다면, Cloud MES의 도입 이후 운영 과정에 어떤 고려 요소가 있을까? 첫째로 MES를 효율적으로 사용하기 위해서는 제조 공장과 제품 생산 공정 과정에 사용되는 MES만 Cloud 할 것이 아니라 사업 전반에 사용되는 정보시스템들을 모두 Cloud로 전환하는 것이 필요하다. 기존의 온프레스미 방식의 레거시 시스템은 정보들은 부서별 시스템에 가두고 사일로처럼 벽을 만들기 때문에 Cloud MES와 시너지를 낼 수 없다. 그런 이유로 Cloud MES 도입 이후 많은 기업들은 레거시 백오피스 시스템을 현대적인 클라우드 기반 시스템으로 업그레이드하고 있다. 이렇게 기업 내 MES와 각종 레거시 시스템을 Cloud화 하게 되면, 각 사업 현장별로 비즈니스에 필요로 하는 애플리케이션을 쉽고 빠르게 커스터마이즈해서 개발하고, 정보를 통합 분석해서 보다 넓고 깊은 시사점을 얻어 비즈니스의 문제와 기회를 더 빠르게 해결할 수 있다.

두 번째로는 디지털 시스템 접근성과 디지털 리터러시이다. Cloud MES 시스템은 모든 데이터가 중앙의 허브에 수집됨으로 인해 제조 시스템을 더욱 지능화할 수 있게 되었고, 생산자들은 더 많은 정보에 접근할 수 있게 되었다. 단, 이 데이터를 효과적으로 활용하려면 이렇게 수집된 데이터를 다양한 요구사항에 맞게 분석하고 이를 비즈니스 문서화할 수 있는 정보시스템을 직원들 누구나 쉽게 접근해서 사용할 수 있도록 장려하는 것도 필수적이다. 이를 통해 직원들은 비즈니스 프로세스와 원자재의 완제품으로의 변환을 쉽게 추적하고 이를 다양하게 분석해 문서화할 수 있다. 즉, Cloud MES는 장비, 사람, 프로세스로부터 데이터를 캡처하여 기업들이 실행 시간과 작업 품질을 쉽게 측정할 수 있게 해준다. 이를 토대로 다양한 비즈니스 영역에서 더 나은 의사결정과 사업 혁신을 꾀할 수 있는 동력이 마련되는 것이다.



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