린(lean) 생산 공정을 보완해 주는 디지털 기술

미코 베커(Mirko Baecker)
테크노매틱스(Tecnomatix) 마케팅 담당이사,
EMEA 마케팅
지멘스 PLM 소프트웨어

글을 시작하면서

린(lean) 생산 공정은 복잡한 제조 환경에서 낭비 요인을 찾아 제거하는 방식에 획기적인 변화를 가져 왔다. 그 결과 공정은 간소화되었고 생산 주기도 단축되었다.  
애버딘 그룹(Aberdeen Group)의 조사에 따르면, 린 생산 방식과 기술은 기업들에게 상당한 경쟁력을 갖게 하여, 80% 이상의 제품에서 비용 및 매출 목표를 달성하는데 기여하는 것으로 나타났다. 그러나 최근 몇 년 동안 경제, 인구, 시장 환경의 변화로 제조업체들이 많은 어려움을 겪고 있다. 이런 어려운 현실은 예산 지출뿐만 아니라 구매 행태와 구매자 기대에도 영향을 미치고 있다. 그 결과 제조업체들의 요구 사항도 크게 변하게 됨으로써 전반적인 제품 개발 라이프사이클에 영향을 미치고 있다.
보다 나은 의사 결정, 보다 빠른 의사 결정이 많은 기업들에게 성공의 관건이 되고 있다. 이런 점에서 다양한 분야와 출처에서 폭발적으로 늘어나고 있는 제품 데이터를 신속하고 현명하게 파악하는 것은 매우 중요해졌다.
이러한 이유로 인해 기업들 중에는 디지털 생산 기술을 적용해서 린 기획을 달성하고, 이를 통해 린 생산 공정을 강화하는 방안을 고려하는 곳도 생겼다.

도전 과제

글로벌 경제의 불확실성은 제조업체들에게 계속해서 부담으로 작용하고 있다. 신용 및 투자는 물론이고 소비자 수요에도 영향을 미치고 있으며, 거의 모든 부문에서 급격한 매출 하락을 겪고 있다. 이는 투자 고갈, 예산 동결, 인원 감축으로 이어지고, 결국에는 공장이 폐업하게 되거나 단기 수익 투자에 몰입하는 현상을 부추긴다.
심각한 경기 침체 시 목격되는 린 생산 전략의 다른 면모는 의사 결정의 대부분이 수동적이라는 것이다. 이는 장기적으로 봤을 때 시스템 낭비를 가중시킨다. 특히, 공장 폐쇄나 해고에 따른 지적 재산 손실로 인해 공장을 이전하고자 할 때 그러하다. 그러나 이 때문에 일부 업체들은 린 공정의 가치에 의문을 제기하게 되었다. 예를 들어, 단기 사이클에서 최적화 및 낭비 제거를 위해 투자되는 비용이 실제 얻어지는 절감효과 보다 더 많다면 뭔가 변화가 필요하다고 생각할 것이다.
연관성의 문제도 제기된다. 수 년 전에 개발된 공정이 아직도 유효할까? 브릿지라이트 매니지먼트 컨설턴트(Bridgewright Management Consultants)의 그렉 필즈(Greg Fields)사장은 기업이 아무리 지속적으로 개선을 한다 할지라도, 다른 환경을 위해 설계되고 개발된 시스템을 만지작거리고 있기만 한다면 그 기업은 목표 고지에 도달할 수 없다고 말한다. 그래서 이제는 현재의 경제 환경에 맞는 공정을 제로베이스에서 다시 모색해봐야 한다고 주장한다. 
린 공정에는 일부 한계점이 있긴 하지만, 디지털 공정과 결합되면 현재의 환경에 적합할 뿐 아니라 제품 라이프사이클 관리 과정 전체를 최적화하고 효율화 할 수 있다.

린 공정의 한계

린 공정은 생산 능력, 효율성, 재작업, 제품 성능, 품질, 효율성, 작업자 동기부여의 개선 등 많은 장점들이 있다. 수송 시 낭비, 재고, 과잉생산, 과도한 공정처리 및 결함을 줄이는데 기여하는 것은 물론 불필요한 장비나 인력의 이동, 그리고 다음 생산 순서를 위한 대기 시간을 줄여준다.
린 공정은 생산에 초점이 맞춰있지만, 린 전략의 목표치를 달성하기 위해서는 극복해야 할 장애물들이 있다. 트레이닝이 그 중 하나인데, 이것은 기업이 충분히 해결할 수 있는 과제다. 그러나 다른 것들은 기계류의 이전이나 교체에 따르는 높은 비용 발생이 따른다.
마지막으로 린 공정은 지속적 개선을 바탕으로 한다. 지속적인 개선 전략을 달성하기 위해서는 생산 공정에서 찾아낸 노하우를 업스트림에 다시 적용할 수 있는 메커니즘이 요구된다.
여기서 공통분모가 되는 것은 이러한 노력들이 기존 생산 공정의 틀에 집중되어 있다는 점이다. 전통적인 린 생산 전략은 기존 제조 과정의 최적화에 중점을 두기 때문에 그것이 디지털 공정과 밀접한 관계에 있다는 것을 간과하기 쉽다. 그래서 많은 기회들을 놓치게 된다.
예를 들어 린 생산방식에는 일반적으로 제품 모형 제작이 있게 되는데, 이것은 단계별 기능 평가에 국한된 것이 일반적이다. 다시 말하면, 이는 복잡한 변경이 생산 시스템에 미치는 영향을 전체적으로 파악하기에는 어렵다는 뜻이다. 하지만 디지털 공정 기술과 결합하면, 보다 전체적인 개발 플랫폼을 얻을 수 있으며, 모형 제작의 필요성을 줄일 수 있다.  

디지털 제조

디지털 제조는 엔지니어들에게 제작, 엔지니어링, 공정 설계를 지원하는 일련의 소프트웨어 솔루션을 통해 기획, 설계, 시뮬레이션 및 커뮤니케이션을 할 수 있는 도구를 제공한다. 디지털 제조 기술은 제품과 제조공정을 동시에 정의 내릴 수 있도록 시뮬레이션, 3D 시각화, 분석 및 다양한 협업 툴로 구성되어 있는 컴퓨터 기반 통합 시스템을 제공한다.
이를 통해 사용자는 가상 공장에서 제품의 디지털 모형을 만들 수 있어 실제적 공장에 대한 투자가 이루어지기 전에 제조공정을 완벽하게 수행할 수 있다. 이러한 가상 환경은 상세 작업 지시서 및 자동화 공장 장비 프로그램 코드부터 자재 흐름 시뮬레이션을 통한 통합 처리량 검증에 이르기까지 모든 것을 제공한다. 이 모든 것이 제품 설계와 동시에 진행될 수 있기 때문에 제조업체들은 우수한 품질과 적은 비용으로 보다 신속하게 신제품 생산을 이룰 수 있다.
이러한 기술들은 협업을 개선함으로써, 기존 생산 시스템에 린 전략을 적용할 때 일정에 영향을 주지 않으면서도 설계 및 개발 과정의 모든 단계에서 보다 좋은 결과를 낳을 수 있다.
기획 단계에서는 설계 낭비 방지, 비본질 작업의 자동화, 지적 재산의 재사용, 확실한 설계 보장 및 BOM 최적화 등의 효과를 얻게 된다.
검증 단계에서는 시각적으로 제품 흐름을 파악, 부하 분산 효과를 관찰할 수 있고, 공정 과정을 그래픽으로 펼쳐 볼 수 있으며, 가치 창출 시간을 분석할 수 있고, 진행 중 변경 작업을 줄이고, 모형 제작도 줄일 수 있다.
생산 단계에서는 낭비 절감, 시스템 최적화, 근로자 안전 및 효율성 개선, 모범 사례 활성화 및 이동 감소 등을 실현함으로써 수익성을 높일 수 있다.
디지털 제조는 라인 조정 작업의 필요성과 효과를 예측 및 분석함으로써 린 생산방식을 강화할 수 있는 도구와 테크닉을 제공한다. 이러한 도구를 협업 방식으로 적용함으로써 제조 및 공정 엔지니어들은 병목현상 및 현장 비효율성을 찾아내고 시정 조치를 할 수 있기 때문에 낭비를 제거하고 제조 과정을 간소화할 수 있다. 

맺음 말

린 생산방식은 비즈니스 효과가 검증된 제조 환경이다. 린 전략을 채택하는 기업은 생산 자체의 비용이 증가하고 복잡해졌음에도 불구하고 설비의 처리량을 늘릴 수 있는 기회를 갖게 되었다.
특히 린 생산방식을 채택한다는 것은 제품 라이프사이클 초반부터 이러한 개념을 확대한다는 의미이며, 이는 디지털 제조 기술을 통해 가장 잘 구현될 수 있다.
이를 통해 제조업체들은 최적의 제조공정을 개발 및 구축하고, 제조공정을 시뮬레이션 할 수 있어 제품 및 생산 설계를 적극적으로 검증할 수 있다.
그 결과 제조 과정의 요건들과 제품 설계 요건들을 일치시켜 효율성이 개선되며 완성된 설계를 수정해야 하는 필요성을 사전에 방지할 수 있다. 디지털 제조 기술이 적용된 린 생산방식공정을 활용하는 엔드-투-엔드 솔루션을 통해 사용자들은 제품 개발의 전 단계에서 일어나는 현상들을 파악할 수 있다. 그렇게 되면, 제조업체는 모형을 만드는 디자이너/설계자로부터 실제적 기능을 만들어 내야 하는 엔지니어들, 구매 담당자 및 작업 현장 인력에 이르기까지 모든 직원들을 통합할 수 있게 된다.