(발표1)스마트공장 진단·인증모델 이정철 20151109kps.kpc.or.kr/kps_upload/(발표1)스마트공장 진단·인증모델_이정철... · •맞춤형스마트공장모델초안설계

스마트공장 진단·인증모델개요 및 평가항목

한국생산성본부 스마트공장팀이정철 팀장

2015.11.11

Ⅰ.

Ⅱ.

Ⅲ.

Ⅳ.

Ⅴ.

목차

추진배경

스마트공장 인증제 개요

진단모델

진단 프로그램

향후 계획

ⓒ2015 KPC 스마트공장팀 2

Ⅰ. 추진배경

1. 국내외 제조환경의 변화


제조경쟁력 강화

속도(Speed)

속도(Speed)

유연성(Flexibility)

유연성(Flexibility)

효율(Efficiency)

효율(Efficiency)

• 4M 1E(자원 및 에너지)• 공장자동화 및 공정개선• 낭비제거 및 품질개선

• 더 빠른 신제품 출시• 수요관리(예측, 생산/판매 조정)• JIT 생산 및 물류

• 소로트 생산 및 준비교체 단축• 유연한 설비• 맞춤형생산(mass customization)

2. 제조업혁신 3.0 전략(1/2)

□ 정부는 우리 제조업의 글로벌 경쟁력 강화를 위해 『제조업혁신 3.0 전략』을발표하고(’14.6월), 후속으로 “스마트 생산방식 확산” 등 세부실행대책을 수립 (’15.3월)

Ⅰ. 추진배경


2. 제조업혁신 3.0 전략(2/2)

□ ’20년까지 중소․중견기업을 중심으로 10,000개 스마트공장 확산

Ⅰ. 추진배경


스마트공장 보급·확산 세부 과제

1. 추진 목적Ⅱ. 스마트공장 인증제 개요

□스마트수준 진단의 도구

￮ 스마트공장의 성공적 확산을 위한 제조업 스마트화 수준을 객관적으로 진단·평가하여맞춤형 스마트공장 구축 방안을 제시할 수 있는 인증모델 및 운영시스템* 개발* 심사매뉴얼, 심사원 양성체계, 운영프로그램(인증서 취득/갱신), 인센티브 등

□스마트공장 표준 모델 제시

￮ KS 규격화된 종합평가체계(시스템 구축 여부, 생산성 등 성과측면 포괄)를대기업 등 민간인증*과 연계하여 마련* (예) 자동차 : 현대 5스타/SQ, 전자 : 삼성 SQA, LG SQ-audit

￮ 기업들이 자발적, 경쟁적으로 스마트공장을 도입할 수 있도록 “스마트공장표준 인증제” 수립을 위한 기본 모델 제시

￮ 기 개발된 KPS(표준모델, 평가체계 등)* 및 개발·적용과정에서 획득한 정보와노하우를 기반으로 스마트공장 수준진단을 위한 프레임워크 제시* 한국형제조혁신방법론(Korea Production System)

□스마트공장 확산기반 조성

￮ “스마트공장 인증을 받으면 믿을만한 회사”라는 공감대를 확산하여 업계스스로 스마트공장 확산에 동참하는 분위기 조성


2. 주요 특징Ⅱ. 스마트공장 인증제 개요

• ISO 9001 : 2015 (경영시스템)• IEC 62264 (제조운영시스템)• ISO 22400, SCOR (KPI)• 기타 국제표준 검토

• 삼성, 현대자동차, LG, 포스코, 두산등(협력사평가시스템)

• 글로벌제조시스템(LEAN 등)• 한국의산업문화및특징반영

• 전략, 프로세스, 시스템, 성과 영역 인증• 보급사업과연계(스마트공장참조모델등)• 영역별 및 종합 스마트수준 인증• 성숙도 수준 인증(5수준)

• 정보기술, 운영기술, 자동화기술 등의 통합• 제품기술과 생산기술의 융합

• 물리적 공장과 사이버 공장의 융합

❶ 글로벌 표준 지향 ❷ 기업 자체 인증시스템과 연계

❸ 공장 운영시스템 인증 ❹ IT, OT, AT의 통합 지향

스마트공장인증제


3. 개발 프로세스Ⅱ. 스마트공장 인증제 개요

국내외인증시스템 삼성,LG, 현대 등

스마트공장동향및니즈분석

인증심사기준 설계

운영시스템의구조설계중심사상 설정

심사등급 판정기준 설계

스마트공장추진사례

사례분석(벤치마킹)

항목별세부심사기준설계

인증제도 운영기준 설계

인증기관인정기준설계 심사원자격기준설계

시범사업 실시(현장검증)

자문위원회의타당성&적합성 검토

KS규격화

<1단계>


1. 스마트공장 운영시스템 정의Ⅲ. 진단모델

키워드 의미 관련 기술 & 시스템

Connected • 공장내 연결: 자재, 기계, 작업자, 정보시스템• 공장간 연결(사내, 사외)

• IoT(센서, 네트워크 기술)• 설비 인터페이스, 시스템통합

Real-time • 실시간 정보수집, 분석/판단, 조치 • 산업용 통신

Intelligent • 데이터에 기반한 사전 예측 및 대응• 최적화(Optimized)

• Big Data, 인공지능·전문가시스템• 최적화 모델

Flexible • 4M1E의 변화에 대한 대응력 • 운영기술, 유연설비

Sustainable • 지속가능성. 특히 환경적 측면의 에너지 절감부분을 고려

• 에너지 절감 기술(EMS, FEMS)• 재활용 기술

□ (광의)제품의 기획·설계, 생산, 유통·판매 등 全 과정을 IT 기술로 통합, 최소비용·시간으로고객맞춤형 제품을 생산하는 공장의 운영시스템*

* 공장의 비전·전략, 목표·성과, 운영프로세스, 기계·제어, 제조기술, 정보시스템 등으로 구성

□ (협의)생산정보(4M1E*)를 활용한 지능화된 공장운영시스템* Man, Machine, Material, Method, Energy


주요 특징

2. 스마트공장 운영시스템 프레임워크(1/2)

Ⅲ. 진단모델

Connected, Real -Time, Intelligent, Flexible, Sustainable

(P, Q, C, D, S, E)목표&성과(Goal&KPI)

기업경영(Enterprise Level)

제조운영(Factory Level)

제조 경쟁력 및 시장리더십 확보비전&전략(Vision&Strategy)

기계&제어(Machine/Control Level)

핵심기능

통합/ 연계

통합 & 연결성

실시간실시간 집계,분석

실시간 모니터링

유연성유연&신속대응

(다품종/설비교체)

이상대응

Tracking 관리

이상상태 감지

생산환경/조건 변화감지 지능화

4M 변화 폭 최소화

성능/부하차이 균형

지능화&

에너지

정보 지적 자산화/자체 복구 기반

예측/최적화 시뮬레이션

스케줄링 인텔리전트화

기준관리

마스터 데이터 기준

운영 우선순위규칙

클라우드

빅데이터

IoT

에너지절감기술

홀로그램

스마트센서

3D프린팅

CPS

기반기술

제조실행제조실행

PLM

제품개발제품개발

ERP SCM

Machine 가공/검사/조립/이동/보관

품질관리

공정관리

설비관리

생산계획생산계획

물류운영(조달)

물류운영(조달)

물류운영(배송)

물류운영(배송)

Instrument(sensor, actuator) Controller, Camera, RFID, Barcode

컨트롤

제조기술 업종별 고유기술

MES

재고관리

FEMS


2. 스마트공장 운영시스템 프레임워크(2/2)

Ⅲ. 진단모델

고객 협력업체

제품 및 공정설계개발

생산계획

제조운영

Shop : Machine, Line

물류운영

SCM : 공급사슬관리/수요예측/납기약속/1

ERP : 기업자원관리2

PLM : 제품/공정개발3

MES : 공장운영 및 통제4

•공정/설비/품질 •조달/보관/운송

CAE

CAD

CAM

CAPP

POP :Data수집

제어 :Machine/Line

5 6

수요예측/납기회신/오더추적

발주납기관리품질추적

고객요구시장예측제품기획

FEMS : 에너지관리7


[참조] 스마트공장 구성 시스템

3. 스마트공장 운영시스템 평가체계(1/5)

Ⅲ. 진단모델

리더십&

전략성과

시스템&

자동화프로세스

4개 부문4개 부문 10개 모듈10개 모듈 95개 세부평가항목95개 세부평가항목

목표

영역(4개)

모듈(10개)

세부평가항목(95개)

목표

영역(4개)

모듈(10개)

세부평가항목(95개)

□ 스마트공장 운영시스템 모델에 기반한 자사 스마트 제조경쟁력 수준을 평가하고개선 추진방향을 수립

Ø Goal & KPI 달성을 위해 4대 분야 10 모듈별 95개 세부 평가항목으로 설계

Ø 제조시스템의 스마트 성숙도 수준을 평가하기 위한 기준으로서 5 Stage로 구성

부문 평가영역

경영(100) 1. 리더십&전략

프로세스(400)

2. 제품개발

3. 생산계획

4. 공정관리

5. 품질관리

6. 설비관리

7. 물류운영

시스템&자동화(400)

8. 정보시스템

9. 설비컨트롤

성과(100) 10. 성과



Ⅲ. 진단모델

구분 평가영역 주요 내용 평가항목수경영시스템

(100점) 1. 리더십&전략 • 리더십, 운영전략, 실행관리, 성과관리 및 개선 8

프로세스(400점)

2. 제품개발 • 설계 및 제작, 개발관리, 공정개발 123. 생산계획 • 기준정보관리, 수요 및 주문대응, 생산계획 54. 공정관리 • 작업할당, 작업진행관리, 이상관리, 재공관리 55. 품질관리 • 예방/시정, 심사 및 표준관리, 검사/시험 126. 설비관리 • 설비가동, 설비보전, 보전자재, 금형·지그관리 67. 물류운영 • 구매외주관리, 창고관리, 출하배송 7

시스템&자동화(400점)

8. 정보시스템 • ERP&SCM, MES, PLM, EMS 등 20

9. 설비컨트롤 • 제어모델, 제어유연성, 자가진단, 네트워크 방식, 지원설비 10

성과(100점) 10. 성과 • 생산성, 품질, 원가, 납기, 안전·환경, 보전 12

합계(1,000점) 10개 모듈 95개 평가항목으로 구성 95


세부평가항목 구성 : 전체


Ⅲ. 진단모델


세부평가항목 구성 : 3. 생산계획

공정1 공정2 공정n…

Layout 설계

공정설계

제품설계시장기획고객

BOM

개발관리

주문관리

판매계획

수요예측

MPS(단기)

SOP(중장기)납기회신

(ATP)

MRP

구매계획

발주

납입관리

공급업체

입고/보관

작업계획

공정관리 품질관리 설비관리

물류설비(배송)

입고/보관

출하요청

피킹

배송

입고/보관

공급업체

고객 인도

배송정보Web

발주정보Web

작업지시

계획/실행Interface

물류설비(조달) 가공/조립/검사/이동 설비

설비 Control : 센서, PLC, 모바일 유무선 네트워크 등 IoT

MES

ERP - WMS & TMSERP - WMS

PLM

ERP&

SCM

A . 제품/공정개발

B .생산계획

C .물류운영(조달) C .물류운영(배송)C .제조실행

D . 설비 Control

기준정보


Ⅲ. 진단모델


세부평가항목 구성 : 3. 생산계획(계속)

영역/프로세스 No 평가항목

기준정보관리 3-1 기준정보 운영

수요 및 주문대응 3-2 고객수요/주문에 대한 대응

생산계획

3-3 중장기 생산계획(SOP:Sales & Operation Planning, 연/분기/월)

3-4 단기 생산일정계획(MPS: Master Production Scheduling, 주/일)

3-5 계획정보와 실행정보의 통합운영(ERP& MES)


Ⅲ. 진단모델


세부평가항목 구성 : 8. 정보시스템 (MES)

영역/프로세스 No 평가항목

MES

8-6 공정관리

8-7 품질관리

8-8 설비관리

8-9 Data 분석 및 통계관리

8-10 예비품/금형 관리

4. 스마트공장 성숙도 정의Ⅲ. 진단모델

자율운영(Autonomy)

최적화(Optimization)

제어(Control)

모니터링(Monitoring)

점검(Checking)

실적관리, 체크시트

VM, 실시간 추적

이상조치 및 원격제어

전체 최적화

자율 제어&최적화

1수준

2수준

3수준

4수준

5수준

스마트공장 수준 정의(확산도*성숙도)

상태를단순감지함(외부시스템과연계되지못함)

감지결과를외부모니터링시스템에데이터로결과를보여줌

감지결과에대한정보를이상유뮤분석후(기준정보대비) 기능정상화상태로제어함

상하위설비&장비간내외부시스템간Interfacing을통해시스템전체최적화관점에서정보통합및종합적인제어실시

자가진단및자가수리의인공지능및자율제어가이루어짐

* 모듈별, 세부평가항목별 수준 정의는 유형별로 다르게 정의될 수 있음


종합

1. 프로그램 구성Ⅳ. 진단 프로그램

진단형(1개월)

표준형(2~3개월)

혁신형(6개월~1년)

스마트공장 진단

• 2~3일 진단(2~3명)•영역별 진단리포트제공- 4개 분야, 10개 모듈



맞춤형 전략 수립

•자사스마트공장전략수립-4개분야, 10개모듈•중점추진과제도출



맞춤형 전략 수립

•자사스마트공장전략수립-4개분야, 10개모듈•중점추진과제도출

컨설팅

•과제실행컨설팅•시스템구축등자문•개선성과도출

□ 업체 니즈에 따라 진단형, 표준형, 혁신형 세 가지 형태로 진행 가능


2. 진단 프로세스Ⅳ. 진단 프로그램

구분 추진항목 기간 주요 내용 장소

준비 세부 진단계획 수립 1~2주•진단프로그램 소개•업체 추진팀과 협의하여 진단범위 및 일정 수립

업체

진단&

설계

영역별 현장진단 2~3일• 4개 부문/10개 모듈/95개 세부 항목에 대한영역별 전문가에 의한 정밀진단

업체

영역별 진단결과 정리 및 종합&

자사 스마트공장 모델 설계1~2주

•영역별 진단결과 리포트 작성•맞춤형 스마트공장 모델 초안 설계

KPC,업체(필요시)

진단보고회 및 스마트공장모델Review

1일•진단결과 및 스마트공장 모델 초안에 대한업체 Review 및 조정

업체

스마트공장모델 보완(프레임워크, 평가체계 등)

2~3주•스마트공장모델 보완- 평가체계, 매뉴얼 등

KPC

결과보고

시범적용 최종보고회 1일•제조혁신시스템 최종 설계안 보고•진단결과 및 혁신추진로드맵 보고

업체

* 일정, 범위 등은 협의를 통해 조정 가능


전체 진단 일정(표준형 기준)

3. 진단 리포트Ⅳ. 진단 프로그램

모듈별 진단결과모듈별 진단결과 개선 이슈 도출개선 이슈 도출종합리포트종합리포트

□ 스마트공장 운영시스템 모델에 기반하여 기업 제조역량에 대한 종합적이고입체적인 진단결과 제공

Ø 10개 진단영역에 대한 종합리포트, 모듈별 진단결과, 개선이슈 도출

ILLUSTRATIVE


1. 중장기 추진로드맵Ⅴ. 향후 계획

1단계-기반구축단계(’15년)

2단계-확산단계(’16-’17년)

3단계-안정화 단계(’18-’19년)

Ÿ 세부 추진계획 수립Ÿ 프레임웍·인증기준 개발Ÿ KS표준 제정 신청

Ÿ 시범적용

Ÿ 업종별 인증기준 보완Ÿ 심사프로세스·매뉴얼 개발Ÿ 심사원 자격·양성체계 개발Ÿ 인증서·로고 개발

Ÿ 업종별 인증기준, 심사매뉴얼, 심사원 양성체계 개발

Ÿ 온라인 인증시스템 개발·운영

<시범적용 추진계획>- 업체모집: 11.13. 금 (스마트공장 보급사업 참여기업 및 관심 기업)- 심사팀 배정 및 계획수립: 11월- 심사 및 보고서 작성: 11월 3주 ~ 12월 3주- 성과평가 및 마무리: 12월말


2. 운영시스템 구축Ⅴ. 향후 계획

주관기관(산업부)- 인증제도 법제화

- 제도개발 및 보급준비

스마트공장추진단(KPC)

시범인증기능-시범인증사업

연구개발기능-기준, 절차개발

교육훈련기능-심사자양성

심사원 POOL

기업(시범 인증사업 참여)- 스마트공장체제 구축, 시범사업 인증신청

양성교육

평가등록

시범지도참여

인증심사

심사참여

인증등록

제도개발, 시범사업위탁

심사수행

지도신청

지도참여(고용)

심사원등록

교육평가

인증등록

지도수행

주관기관(산업부)- 인증제도 총괄관리- 제도보급, 인센티브

제도운영 전담 및 교육 기관- 인증 및 지도기관 지정 및 사후관리

- 인증심사원, 컨설턴트 양성 교육- 제도보급, 인증기업 관리 및 지원

심사원/전문가POOL

기업(인증사업 참여)- 스마트공장체제 구축, 스마트 생산기반 확충, 인증신청

인증기업정보

지정사후관리

심사참여

제도운영 위탁

인증기관(5개 내외)

지도기관(전문분야별)

지도과정관리

지도결과보고

(고용)

인증신청

□ 인증제도가 원활히 수행되기 위한 인증기관, 심사원 양성 및 기업의 참여를 유도하고지원하기 위한 인센티브 등의 체계 구축

Ø 우선적으로 ｢스마트공장추진단｣을 제도운영 전담기관 및 인증기관으로 지정하고, 수요에 따라인증기관 확대


초기단계 정착후

3. KPS와 스마트공장 연계


Ⅴ. 향후 계획

한국형제조혁신방법론(KPS)

표준형 KPS(1단계)

표준형 KPS(1단계)

스마트공장

XPS(자사고유모델)

XPS(자사고유모델)

KSES*(협력사육성모델)

KSES*(협력사육성모델)

업종별 KPS(2단계)


§ 일반기계§ 석유화학§ 가전

§ 자동차부품§ 철강



§ 반도체§ 디스플레이§ 통신기기

§ 섬유§ 조선

2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 20202010

KPC 그린에너지프로그램

KPC 그린에너지프로그램

KSFS 1.0(스마트공장)


IoT 보급전략IoT 보급전략

스마트공장인증모델

스마트공장인증모델



정부과제 연계(파트너십,

산업혁신 3.0)

민간과제 연계(개별 Pjt.)

민간과제 연계

정책과제 연계KPC 자동화프로그램

KPC 자동화프로그램

* KSES : KPC Supplier Excellence System

4. 제언


스마트경쟁력

(Q, C, D, F, S)

Globalization

Eliminate(제거)

Eliminate(제거)

Rearrange & Replace(순서조정 & 교체)

Rearrange & Replace(순서조정 & 교체)

Combine & Divide(결합&분할)

Combine & Divide(결합&분할)

Simplify(간소화)Simplify(간소화)

• Product• Process• People

Ⅴ. 향후 계획

스마트 시대 ECRS

한국생산성본부 제조혁신추진센터 스마트공장팀

(민관합동스마트공장추진단 표준기획팀 인증담당)

Ø 이정철 팀장 : (T) 02-724-1202 E-mail) [email protected]


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