스마트 운영이 무엇인가요?

향후 5년간 전 세계 제조 시설에 유례없는 변화가 예상됩니다. 경쟁 압박과 노동력 부족에 직면한 제조업체들은 자사 운영의 더 많은 부분을 자동화하고, 근본적으로 새로운 제품 라인과 GTM(go-to-market) 접근 방식을 개발해 나갈 것입니다. 이와 같은 발전 과정에서 다음과 같은 제조업체의 역량이 핵심적인 역할을 할 것입니다:

• 비즈니스 데이터와 실시간 운영 데이터를 연결하는 능력.
• AI 기반 데이터 분석을 적용해 인사이트를 촉진하고 권장 사항을 제시하는 능력.
• 공급망 및 제조 시설 전반에서 자동화 비율을 높이는 능력.
• 직원들에게 실시간 인사이트를 제공해 보다 현명하고 시의적절한 실행 결정을 내릴 수 있게 하는 능력.

미래의 공장은 연결된 장비, 인력 및 공급망으로부터 수집한 데이터를 결합해 실시간 추천을 제공하고, 인간의 개입 없이 생산을 조정하고, 직원들이 보다 높은 가치를 창출하는 업무에 더 많은 시간을 할애할 수 있게 지원할 것입니다.

스마트 운영의 시대에 오신 것을 환영합니다.

스마트 운영이 무엇인가요?

스마트 운영은 제조업체의 정보 기술(IT)과 운영 기술(OT)을 인공 지능(AI)과 결합하여 운영 개선에 도움이 되는 지속적인 피드백 루프를 생성합니다.

공장 생산 라인, 전문 장비, 사물인터넷(IoT) 센서로부터 수집한 OT 데이터를 제조 실행 시스템(MES), 기업 자산 관리(EAM) 시스템 및 재무, HR, 영업, 마케팅, 공급망용 애플리케이션과 결합할 수 있습니다. 이렇게 결합된 데이터를 AI를 사용해 분석하고, 그 결과 얻은 인사이트를 다시 시스템에 적용하면 시스템이 운영 방식을 자동으로 조정합니다. 이와 같은 지속적인 피드백 루프가 자동화 기능을 생산 프로세스에 주입하기 때문에 효율성이 증대되고 운영 방식의 지속적인 개선이 가능합니다.

핵심 요점

• 스마트 운영은 제조업체의 공장과 생산 라인을 운영하는 OT 시스템과 그 이외의 모든 비즈니스를 운영하는 IT 시스템 간의 간극을 해소합니다.
• 기업 전반에서 수집된 데이터는 AI 기반 분석 기능을 통해 결합 및 분석됩니다.
• 또한 스마트 운영은 수리 작업 내용 요약과 같은 난이도가 낮은 업무를 자동화해 직원들이 보다 가치 있는 작업에 더 많은 시간을 할애할 수 있게 해 줍니다.
• 이와 같은 수준의 운영 자동화는 통합된 데이터에 AI 기반 분석 기능을 적용하는 방식으로만 이룰 수 있습니다.

스마트 운영의 정의

대부분의 제조 기업들에서 IT와 OT는 서로 단절되어 있습니다. IT는 보통 비즈니스 운영 및 재무, 조달, 영업, 마케팅, HR, MES, 공급망 데이터 보안에 사용되는 소프트웨어와 하드웨어로 구성됩니다. OT는 보통 원격 감시 제어(SCADA) 시스템, 프로그래머블 로직 컨트롤러(PLC), 로봇, 디지털 트윈, 센서, IoT 시스템 등 공장 및 생산 라인 운영에 쓰이는 시스템과 장비를 포함합니다.

스마트 운영은 IT와 OT 간의 간극를 잇는 가교 역할을 합니다. 기계, 부품, 생산 라인, 원자재, 완제품에 대한 데이터를 재무, 조달, 공급망 및 기타 비즈니스 시스템으로부터 수집한 데이터와 결합하면 제조 기업은 생산 라인에서의 병목 현상을 파악 및 해소하고, 관리자에게 기계 고장 가능성을 경고하고, 센서 데이터를 사용해 부품 및 완제품의 성능을 개선할 수 있습니다. 예를 들어 자동차 제조업체에 부품을 공급하는 기업의 경우 자사 제품으로부터 센서 데이터를 수집해 각 부품이 실제 상황에서 어떻게 작동하는지를 파악할 수 있습니다.

스마트 운영의 방식

스마트 운영은 워크스테이션 모니터 또는 모바일 기기에 표시되는 공장 생산 라인의 가상 표현인 디지털 트윈을 생성하는 것으로 시작됩니다. 디지털 트윈 생성을 위해, 제품 조립에 사용되는 공장 장비(예: 분쇄기, 용접 스테이션, 선반, 로봇 팔 등)에 센서가 부착됩니다. 센서는 완제품과 완제품 생산에 사용되는 부품에도 부착될 수 있습니다. 디지털 트윈은 이 센서들로부터 정보를 수집한 뒤(분당 회전 수, 온도, 처리량, 기계의 안정성 등) 이를 Visual Explorer에 표시해 직원 및 감독자들에게 공장 현장의 조감도를 제공합니다. 이 Visual Explorer는 선반의 흔들림, 정해진 범주를 벗어나 움직이는 로봇 팔 등 기계적 문제 발생 시 이를 직원들에게 알립니다.

인더스트리 4.0 관행(스마트 제조, 스마트 공장 등)을 채택한 기업들은 이와 같은 개념이 다소 친숙할 테지만 스마트 운영은 여기에서 한 걸음 더 나아갑니다.

스마트 운영에서 AI는 스마트 공장으로부터 정보(OT 시스템에 포함됨)를 획득하여 이를 분석한 뒤, 비즈니스 운영에 사용되는 IT 시스템에 경보를 다시 전송합니다. 이와 같은 경보는 다시 보다 복잡한 작업들을 자동으로 트리거하는데, AI가 없었다면 인간의 개입이 필요한 작업들입니다. 자율운영 생산 조정 또는 기술자 및 작업자가 할당된 작업을 수행하는 데 적합한 자격을 갖추었는지 확인하는 일 등의 HR 작업이 여기에 포함됩니다.

스마트 운영은 '감각, 대응, 결정, 실행'의 자율운영 피드백 루프를 생성하여 완전 자동화된 제조 공장의 운영(lights-out operation)을 가능하게 합니다. 복잡한 작업 수행을 위한 운영 데이터 수집, 결합, 해석은 통합 클라우드 플랫폼에서의 AI 기반 분석을 통해서만 가능합니다.

스마트 운영의 특징

스마트 운영에는 작업자가 작업을 수행하는 데 필요한 모든 것을 제공하는 단일한 사용자 인터페이스가 포함됩니다. 이 설정은 심지어 다른 엔터프라이즈 시스템과는 잘 통합되지 않는 포인트 솔루션인 전통적인 제조 실행 시스템을 대체할 수도 있습니다.

스마트 운영에는 4가지 주요 특징이 있습니다.

• 연결성: 설계 단계에서부터 공장 현장에 이르기까지 스마트 운영에는 제조된 제품의 수명 주기 내 다양한 환경 및 단계로부터 수집한 데이터를 한데 엮은 단일한 '디지털 스레드'가 필요합니다. 이와 같은 연결성은 직원 및 관리자에게 실제 세상에서 이루어지는 제조 운영에 대한 실시간 가시성을 제공합니다.
• 통합성: 스마트 운영에서 제조 업무(작업 지시 등)용 데이터는 이를 생성한 비즈니스 트랜잭션(예: 고객 주문)과 연결됩니다. 스마트 운영은 비즈니스 데이터와 생산 데이터를 통합하는 단일한 데이터 모델을 사용하여 주문이 고객의 수요 충족을 위한 적절한 규격을 바탕으로 이행되도록 보장합니다.
• 지능형: 스마트 운영은 AI 기반 데이터 분석을 사용해 품질 보증 및 제어, 제품 라인의 성능, 완제품의 성능, 현장 내 자산의 가용성(전용기, 통신 타워 등) 등 다양한 영역에서 전례없는 인사이트를 제공합니다.
• 자동화: 스마트 운영을 사용하면 업스트림(주문 우선순위 변경, 생산 일정 변경 등)에서의 변경 사항이 공장 현장에서 신속히 구현될 수 있습니다. 반대로 장비 결함 또는 고장과 같은 문제를 빠르게 파악할 수 있고, 이를 업스트림 비즈니스 프로세스(계획 및 유지 관리 등)에 적용해 생산성을 높이고 직원들이 보다 스마트한 결정을 내릴 수 있도록 지원할 수 있습니다.

스마트 운영이 제공하는 비즈니스 이점

제조업체는 직원들에게 적시에 적절한 데이터와 인사이트를 제공하는 방식으로 경쟁 우위를 확보할 수 있습니다. 스마트 운영은 직원들의 참여율을 높이고, 이들이 상태 개선에 더 많은 시간을 할애해 비즈니스를 위한 더 많은 가치를 창출할 수 있게 해 줍니다. 스마트 운영의 이점은 다음과 같습니다

• 전반적인 운영 성과 향상. 스마트 운영의 지속적인 모니터링 및 피드백 루프는 제조업체가 생산성을 높이고, 품질을 개선하고, 생산 가시성을 확장하고, 공장의 생산량을 증대할 수 있게 해 줍니다.
• 직원 채용 및 유지 개선. 대부분의 사람들은 자신이 능력을 발휘할 수 있는 기업에 입사하기를 원하며, 그런 기업에서 오래 일할 수 있기를 바랍니다. 스마트 운영은 업무 난이도가 낮은 작업들을 자동화함으로써 직원들이 비즈니스가 직면한 보다 커다란 문제의 해결을 지원하는 데 더 많은 시간을 할애하고, 그 과정에서 소속감을 느낄 수 있게 해 줍니다.
• 보다 탄력적인 공급망. OT 및 IT 데이터에 AI 기반 분석을 적용함으로써 공급망 관리자는 작업 중단 발생 가능성이 있을 때 자동으로 경보를 받고, 계획, 공급업체 또는 물류를 신속히 변경해 이에 대응할 수 있습니다.
• 위험 및 비용 절감. 공급 및 수요 신호를 기반으로 생산을 조절하는 일은 많은 제조업체가 직면한 과제입니다. 동시에 증가하는 자재, 노무 및 간접비로 인해 제조업체는 수익 마진을 유지하기가 어려운 상황입니다. 스마트 운영은 공급망 관리자에게 잠재적인 중단에 관한 경보를 더욱 빠르게 전달해 이에 신속히 대처할 수 있게 해 주기 때문에 수요 관련 위험을 줄여줍니다. 스마트 운영은 높은 수준의 자동화를 통해 비용도 절감해 줍니다(따라서 수익 마진이 증가합니다).
• 더욱 빠른 성장 속도. 스마트 운영은 생산 역량을 극대화해 제조업체가 더 많은 제품을 더욱 빠르게 생산하여 수요 증가에 대응할 수 있게 해 줍니다. 예를 들어 제조업체가 기존의 제품에 커스텀 서비스를 추가하는 등 새로운 비즈니스 모델을 지원하고자 한다면 스마트 운영은 커스텀 주문 제품을 보다 신속 정확하게 생산하고, 해당 제품에 유지 보수가 필요해질 시점을 예측하는 데 필요한 자동화 기능을 제공합니다.
• 내재된 지속가능성. 스마트 운영의 지속적인 피드백 루프는 기업이 지속가능성 목표를 달성하고 목표 달성에 실패할 위험이 있을 때 신속히 수정 조치를 취할 수 있게 지원합니다. 제조업체의 지속가능성 목표에는 에너지 및 자연 자원 소비 절감, 제품의 환경 악영향 감소, 직원 및 제품 안전 개선 등이 포함됩니다.

스마트 운영 관련 도전 과제

스마트 운영 실행에 있어 가장 큰 도전 과제는 제조업체의 IT 및 OT가 종종 각기 우선순위가 다른 다양한 부서에 의해 별도로 관리된다는 것입니다. 게다가 각 부서가 독립적인 네트워크, 조달 및 예산 수립 프로세스를 보유하기도 합니다. 이외에도 다음과 같은 스마트 운영 관련 도전 과제들이 있습니다

• 보통 온프레미스에서 실행되는 레거시 애플리케이션은 대부분 과거 고도로 커스텀 설정되었지만 현재는 쓰이지 않는 경우가 많은데, 이 경우 각 애플리케이션의 기본 코드 변경이 필요합니다. 이와 같은 변경을 적용하는 데 드는 기술적인 노력은 혁신의 속도를 늦춥니다.
• 앞서 설명한 바와 같이 제조업체들은 기존의 MES를 디지털 스레드에 연결하는 과정에서 고충을 겪고 있습니다. 이들은 종종 기업 조직 전반의 다양한 그룹이 각자 선택한 여러 포인트 솔루션을 사용하기도 합니다. 이와 같은 시스템의 확산은 더 큰 복잡성을 만들고, 운영의 간소화 및 자동화를 더욱 어렵게 합니다.
• 솔루션이 서로 단절되어 작동합니다. 예를 들어 대부분의 제품 설계 및 개발이 일어나는 제품 수명 주기 관리 단계가 MES와 제대로 연결되어 있지 않은 경우 최종 제품의 개선 속도가 느려질 수 있습니다.
• 유지 보수가 운영과 별개로 이루어지는 경우 효율적인 일정 관리가 어려워지고, 고객에게 판매 또는 임대되는 자산(건설 장비 등)의 가동 시간이 저하될 수 있습니다.
• IT 및 OT 시스템이 사용자의 니즈 충족이 아닌 시스템의 작동을 위해 설계된 복잡하고 비일관적인 사용자 인터페이스를 사용합니다. 이와 같은 시스템은 보다 효과적이고 빠른 업무 처리를 돕는 대신 업무를 방해합니다.

스마트 운영의 미래

스마트 운영의 개념은 제조 공정 이외의 영역에도 적용될 수 있습니다. 예를 들어 제조와 연관성이 높은 유지 보수의 영역 역시 기계의 고장 시기를 예측하고, 이를 예방하기 위해 수리 인력을 파견하는 기능으로부터 혜택을 누릴 수 있습니다. 휴대폰 타워, 제트 엔진 등 현장 자산으로부터 확보한 데이터는 이와 같은 자산을 개선하고 자산의 가동 시간을 늘리는 데 활용될 수 있습니다.

기타 제품 중심 산업 역시 스마트 운영의 개념을 공급망에 도입할 수 있습니다. 헬스케어 산업을 예로 들자면, 의료 용품에 RFID 태그를 적용하고, 자동 보충 기능과 로봇 피킹 기능을 사용하여 노동력 및 비용을 크게 절감하고, 환자의 치료 결과를 개선할 수 있습니다. 전력 회사는 디지털 트윈을 사용해 고장을 일으킨 변압기 내부의 모든 부품을 확장된 뷰로 확인할 수 있고, 그중에서도 문제를 일으킨 부품을 정확히 파악하고, 수리 인력을 파견하고, 심지어 부품 교체를 위한 구매 주문도 생성할 수 있습니다.

Oracle과 함께 준비하는 더욱 스마트한 미래

Oracle은 클라우드 기반 제조 애플리케이션의 통합 제품군을 제공합니다. Oracle Smart Operations은 Oracle Cloud Supply Chain & Manufacturing에 내장된 새로운 기능 세트를 제공합니다. 새롭게 추가된 기능들은 운영 성과 개선을 지원할 뿐만 아니라 직원들이 보다 현명한 의사결정을 시의적절하게 내리는 데도 도움을 제공합니다. 또한 실시간 운영 데이터와 비즈니스 데이터, 첨단 분석 기능을 결합해 공급망 및 제조 전반에서 추천을 제공하고, 프로세스를 간소화하고, 자동화율을 높입니다.

Oracle의 클라우드 애플리케이션 제품군은 단일 데이터 모델을 통해 IT와 OT를 연결하는 데 필요한 통합 아키텍처를 제공합니다. Oracle은 또한 생성형 AI 기능들을 클라우드 애플리케이션 포트폴리오에도 추가하고 있습니다. Oracle의 데이터 분석 솔루션과 결합된 산업 제조용 Oracle 솔루션은 제조 기업에게 심도 있는 인사이트와 자동 경보, 높은 수준의 프로세스 자동화와 직원들의 업무를 보다 손쉽게 만들어 줄 직관적인 사용자 인터페이스를 제공합니다.

스마트 운영 FAQ

스마트 운영이 무엇인가요?
스마트 운영은 운영 및 비즈니스 데이터를 폭넓게 사용해 직원들에게 주의가 필요한 상황을 알리고, 과거에는 인간의 개입이 필요했던 업무들을 자동화해 줍니다. 감각, 응답, 결정, 실행으로 구성된 자율운영 피드백 루프라고 할 수 있죠.

지능형 운영의 5가지 필수 요소는 무엇인가요?
지능형 운영의 5가지 필수 요소는 정보 기술(IT)과 운영 기술(OT)을 연결하는 디지털 스레드, 직원들에게 잠재적인 문제를 알리고 개선 방안을 제시하는 작업자 워크스테이션, 직원들을 위한 직관적인 사용자 인터페이스, 단일 데이터 모델을 기반으로 한 통합 클라우드 기술 세트, 연결된 IT 및 OT 데이터를 기반으로 하는 AI 기반 분석 기능입니다.

스마트 운영 관리가 무엇인가요?
스마트 운영 관리는 스마트 운영의 관리 및 개선을 담당하는 분야입니다. 스마트 운영 관리의 목표는 과거에는 인간의 개입이 필요했던 복잡한 작업들을 자동화하는 것입니다. 스마트 운영 관리는 자율운영 방식의 '완전 자동화' 제조 운영으로 나아가고 있습니다.

스마트 제조의 예에는 어떤 것이 있나요?
스마트 제조의 예에는 완제품 생산에 쓰이는 장비, 기계, 부품에 센서를 부착해 사용하는 생산 라인이 있습니다. 이 센서는 생산 라인 작업자들에게 데이터를 다시 전송하여, 해당 라인에 발생할 수 있는 문제들을 알립니다(기계 중단 등).

인더스트리 4.0과 스마트 제조는 같은 뜻인가요?
아니요. 스마트 제조는 인더스트리 4.0의 한 구성 요소입니다. 다른 구성 요소에는 스마트 유지 관리, 지능형 공급망 관리, 연결된 물류, 드론, 로봇 및 사이버 보안이 있습니다.