글로벌 화장품 제조업체, 가동 중단 시간을 줄이고 생산성 향상

배경
고대 그리스인은 콜(kohl)로 눈 화장을 하고, 로마인은 장미꽃 화장수를 얼굴에 발랐습니다. 그러나 오늘날 이러한 화장품을 찾는 사람은 없습니다.

전 세계 화장품 산업의 규모는 현재 수십억 달러에 달하며, 계속 성장하고 있습니다. 소수의 다국적 기업이 전 세계 화장품의 거의 절반을 생산하며, 그 외 수많은 제조업체 간 경쟁도 대단히 치열합니다. 이러한 상황에서 생산 품질과 효율성은 비즈니스의 성패를 좌우합니다.

과제
한 선도적인 글로벌 화장품 제조업체는 마스카라와 립글로스의 생산량을 높이기 위해 최근 미국의 댈러스 공장에 새로운 라인을 추가하여 총 29개의 생산 라인을 보유하게 되었습니다.

공장 관리자들은 새로운 생산 라인이 분당 컨테이너 100 - 120개 분량의 화장품을 생산할 것으로 예상했습니다. 그러나 생산이 시작된 후 산출량은 기대에 미치지 못했고 라인이 중단되는 사태가 자주 발생했습니다. 장비 종합 효율(OEE)을 측정하는 방식을 개선하고 새로운 라인의 효율성과 품질을 보다 효율적으로 제어하기 위해, 경영진은 텍사스 주 루이빌에 본사를 두고 있는 Prime Controls에 도움을 청했습니다. 이 회사는 로크웰 오토메이션 PartnerNetwork에 속한 제어, 프로세스 및 정보 솔루션 파트너로, 선도적인 정보 및 제어 구축 기업입니다.

"새로운 라인의 가동 중단 시간은 엄청났다"고 Prime Controls의 비즈니스 개발 담당 부사장인 Bill Bivens가 말합니다. "고객 기록에 의하면 12시간 교대당 가동 및 중단 횟수가 2,500회에 달했는데, 문제의 원인을 찾을 수 없었습니다." 즉, 이 공장은 근본적인 원인 분석에 필요한 제조 인텔리전스가 부족했던 것입니다.

솔루션
Prime Controls는 데이터를 효과적으로 모니터링, 수집 및 분석할 수 있도록 로크웰 오토메이션의 FactoryTalk Metrics 소프트웨어를 이용해 제조 인텔리전스 솔루션을 구축했습니다. 이 애플리케이션은 제어 시스템에서 감지할 수 있는 모든 장비 이벤트에 대한 정보를 수집해 보고서로 제공합니다.

Prime Controls는 새로운 라인의 운영 상황을 평가한 후 5개의 작업 단위 스테이션으로 구성된 여러 개의 이동 컨베이어를 설계했습니다. Allen-Bradley® ControlLogix® 컨트롤러(PAC)와 Allen-Bradley CompactLogix™ PAC가 용기 투입기, 주입기, 라벨기, 카톤기, 포장기 등 생산 장비를 자동화했습니다. FactoryTalk Metrics 소프트웨어를 구현한 후, 생산 현장 관리자들은 장비 성능이 낮은 "이유"에 대한 세부적인 답을 얻고 가동 중단 시간 및 손실의 근본 원인을 파악할 수 있게 되었습니다.

모든 컨트롤러는 공장의 EtherNet/IP™ 네트워크를 통해 긴밀하게 동기화되어 있었습니다. 그러나 장비 제어와 공장의 기존 제조 소프트웨어 간 통합이 그다지 효과적이지 못했고, 바코드 판독기에 제한되어 있었으며, 가동 중단 시간이 발생하는 경우 운전자가 담당 워크스테이션을 벗어나 폴트를 수동으로 선택해야 하는 상황이었습니다. 자주 발생하는 단기적인 가동 중단은 어느 폴트와도 연관되어 있지 않았습니다. Prime Controls의 엔지니어들은 로직을 설계하고 가동 중단 시간을 원인이 되는 특정 폴트나 기타 이벤트에 자동으로 할당하도록 새로운 소프트웨어를 구성하여 라인 중단의 근본 원인을 효과적으로 파악할 수 있게 했습니다.

Prime Controls 팀은 로컬 서버에 FactoryTalk Metrics 소프트웨어를 설치하고 이 프로그램을 공장의 네트워크에 직접 연결했습니다. 엔지니어들은 기존 애플리케이션을 FactoryTalk 데이터베이스로 마이그레이션한 후 가동 모드에서 라인을 분석했습니다. 분석 결과, OEE가 가장 높은 장비는 최고 수준으로 가동 중인데 반해 나머지 장비는 고갈 또는 마비 상태가 되는 경우가 빈번했습니다. 이는 육안으로는 확인할 수 없는 문제였습니다.

라인의 첫 번째 기계인 용기 투입기는 교대당 모두 합쳐 60분간 고갈 상태가 되었습니다. 부품의 재고를 적절히 유지하기만 하면 됐기 때문에 이 문제는 쉽게 해결되었습니다. 또한 라벨기가 급속하게 상태를 바꾸고 있음이 발견되었습니다. 엔지니어들은 모든 가동 중단 시간을 특정 폴트에 귀속하고 난 뒤, 기존 프로그래밍 코드를 수정하기 시작했습니다. 라벨기가 자주 고갈 모드로 전환하는 것을 방지하기 위해 장비의 버퍼 알람을 줄였습니다.

그런 다음 모니터링되는 장비의 OEE를 계산하고 시각화하도록 FactoryTalk 소프트웨어를 구성했습니다. 이제 알람 통보를 받은 운전자는 중단이나 비효율성의 근본 원인을 손쉽게 이해하고, 이를 시정 조치할 수 있는 영역을 파악하는 데 필요한 데이터에 액세스할 수 있게 되었습니다.

결과
FactoryTalk Metrics 소프트웨어를 구현한 후 웹 브라우저를 통해 핵심 성과 지표 및 기타 중요한 데이터에 액세스할 수 있게 되었습니다. 생산 현장 관리자는 장비 및 라인에 대한 실시간 상황별 데이터를 활용하여 OEE를 향상시킬 뿐 아니라 비용을 대폭 절감해 주는 의미 있는 생산 지표를 확보할 수 있게 되었습니다.

FactoryTalk Metrics 소프트웨어를 구현한 후, 생산 현장 관리자들은 장비 성능이 낮은 "이유"에 대한 세부적인 답을 얻고 가동 중단 시간 및 손실의 근본 원인을 파악할 수 있게 되었습니다. 그 결과 생산 품질과 효율성이 눈에 띄게 개선됐습니다. 공장은 교대당 장비의 가동 및 중단 횟수를 2,500에서 250으로 90% 감소시켰습니다. 또한 가동시간이 15 - 20% 향상됨으로써 연간 10만 달러의 유지보수 계약 비용을 절감했을 뿐 아니라, 생산성도 향상되었습니다.

"고객은 오랫동안 원하던 장비 상태에 대한 투명성을 얻었다"고 Bivens가 설명합니다. "생산 현장 관리자는 제품 손실 산출 및 실질적인 장비 효율성을 평가할 수 있게 되었고, 유지보수 관리자는 가동 중단 시간 이벤트 목록을 실제 장비 알람 코드와 연결해 볼 수 있게 되었습니다."

새로운 세부적인 제조 인텔리전스를 통해 이 화장품 제조업체는 라인의 결함이나 개선이 필요한 사항을 쉽게 파악해 관리자에게 업계 요구에 신속하게 대처할 수 있는 지식과 자신감을 부여할 수 있게 되었습니다.