공장은 생산성 향상을 위해 다양한 기술이 빠르게 도입되는 곳입니다. 하지만, 여전히 '공장'은 위험하고 거친 곳으로 느껴집니다. 생산 품질과 효율성을 높이기 위한 노력은 계속되었지만 그 안에서 일하는 사람에 대한 고려는 부족했기 때문입니다. 하지만, 산업현장에서 일하는 사람은 그렇게 쉽게 간과해도 좋은 존재일까요? 전문가들은 여전히 산업현장에서 사람의 역할이 중요하다고 말합니다. 바로, 휴먼에러(Human Error) 때문입니다.

인간의 실수로 벌어진 일, 심각한 피해로 돌아오다.

한번 사고가 발생하면 심각한 인적, 물적 피해를 입히는 생산현장의 사고들은 기업의 입장에서 큰 부담이 됩니다. 그렇기 때문에 휴먼에러를 방지할 수 있는 방법을 찾는 것은 기업 입장에서도 매우 중요합니다.

사람은 여러가지 상황에 따라 옳은 시도를 했지만 결과적으로 잘못된 행동을 수행하기도 하고(Slips & Laps), 틀린 행동을 옳다고 생각하고 수행할 때도 있습니다(Mistakes). 하지 않아야 할 행동을 하는 규칙위반(Violations)을 할 때도 있습니다. 이런 실수는 사람에 의한 것이긴 하지만, 그 실수를 만들어내는 다양한 원인들이 존재합니다. 기업 입장에서는 실수를 만드는 다양한 원인을 찾아 조치를 취함으로써 휴먼에러에 의한 막대한 피해를 줄일 수 있습니다.

실수를 방지하는 디자인

사람의 잘못된 행동을 미연에 방지하고, 사람의 실수에 의한 사고를 막기위한 시스템이 바로 풀 프루프(Fool-Proof) 시스템입니다.
사람의 실수를 방지하기 위해서는 어떻게 해야할까요? 아래 간단한 예시를 통해 풀 프루프(Fool-Proof) 시스템이 작동하는 방식을 알아보겠습니다.

예시로 공장에 있는 밸브 하나를 생각해 봅시다. 이것은 평소에 가로로 잠궈져 있지만 필요할 때 위로 돌려서 열어야 합니다. 만약에 밸브를 반대로 아래로 내려서 열거나, 필요할 때 열려있지 않다면 바로 휴먼에러, 인간의 실수가 됩니다. 이런 실수를 방지하기 위해서는 다음과 같은 솔루션이 필요합니다.

첫째로, 올바른 행동을 유도하도록 적절한 사용법을 알려주어야 합니다. 어느 방향으로 움직여야 할지 명확한 가이드가 있다면 작업자가 혼란스러운 일이 없습니다. 둘째로, 작업자가 적합한 행동을 적시에 할 수 있도록 필요한 정보를 제 때 제공해야 합니다. 언제 밸브를 열고, 닫을지를 알 수 있는 정보가 필요합니다. 셋째로, 정상적인 방법이 아니라면 아예 사고가 발현하지 않도록 하는 방어적 시스템이 필요합니다. 밸브가 아예 반대 방향으로 움직이지 않도록 만들면 사고가 발생하지 않습니다.

복잡하고 어려운 스마트팩토리 시스템도 결국 사람을 이해하는 것이기 때문에, 이렇게 쉽게 이해할 수 있습니다. 그러면 실제 기술을 통해 어떻게 이런 디자인이 적용되는지를 알아보겠습니다.

휴먼 에러를 줄이기 위한 첫 번째 방법은 올바른 행동을 유도하는 것 입니다. 하지만 초보자가 숙련된 일을 하기까지는 많은 시간이 소요됩니다. 이러한 문제점은 이른바 달인이라 불리는 선배 작업자들의 노하우와 경험을 최신 기술을 통하여 전수함으로써 해결할 수 있습니다. 복잡한 작업에 대한 숙련자의 작업과정과 문제해결능력을 데이터화하여 미숙련자도 쉽게 사용할 수 있는 가이드 지침 및 매뉴얼로 활용할 수 있습니다.

CASE . AR 결합 진단 솔루션 및 스마트헬멧

글로벌 전투기 제조기업 L사는 전면에 카메라 및 센서가 부착된 스마트 글래스와 증강현실 솔루션을 활용하여 엔지니어가 오버레이 이미지를 볼 수 있게 하였습니다. 3D 오버레이 이미지는 부품의 조립위치, 시범작업, 에러분석, 공정 작업단계 등 제품공정에 필요한 다양한 정보를 제공합니다. 예를 들어, 엔지니어가 랜딩기어의 부품을 장착하는 단계에서 바퀴주변의 모든 볼트와 케이블을 렌더링 이미지로 확인한 후 부품 별 작업 단계를 지시 받아 효율적인 작업을 할 수 있게 됩니다. 이를 통해 L사 엔지니어들의 작업속도는 약30% 빨라졌고 공정의 정확도는 96%까지 향상되었습니다. 또한 직원의 훈련비용 및 시간을 줄일 수 있고, 수업에서 듣거나 매뉴얼로 읽는 것과 비교해서 2배까지 기억하여 엔지니어링 지식의 양을 늘릴 수 있었습니다.

G사의 Smart Helmet은 필드 엔지니어를 본사의 숙련된 동료와 직접 연결하여 오디오 및 비디오를 통해 복잡한 작업을 안내합니다. 엔지니어의 헬멧과 iPad에는 2개의 작은 모니터가 장착되어 있습니다. 이를 통해 양방향 통신이 가능하기 때문에 작업자는 본사 관리자로부터 수행해야 하는 업무에 대한 구체적인 피드백을 전달받아 작업 정확도를 높일 수 있습니다.

생산 라인에서는 다양한 문제가 발생합니다. 하지만 그 원인이 무엇인지 찾는 일은 쉽지 않습니다. 이를 해결하기 위하여 스마트팩토리는 공장 내 부착된 센서를 통해 기계의 가동 상태나 오류 발생을 실시간으로 알려줍니다. 이러한 정보를 바탕으로 작업자는 문제가 발생했을 때는 원인을 파악하여 해결할 수 있고, 문제 발생 전 예방이 가능해 생산 지연 시간을 최소화 합니다. 또한, 가시화된 정보를 다양한 기기를 통해 열람할 수 있기 때문에 현장에서 바로 문제점을 확인하고 의사결정을 내릴 수 있습니다.

CASE. 자사(삼성SDS) 솔루션을 활용한 문제 파악 및 해결 사례

반도체 제조업체 A사는 불량품 발생으로 생산율이 떨어졌지만 그 원인을 찾을 수가 없어 생산비용이 지속적으로 증가하고 있었습니다. 우리 회사의 솔루션을 도입한 뒤, 이 제조사에서는 각 제조장비에 붙어있는 수십만 개의 센서 데이터 중 문제상황과 관련 있는 데이터만 추출, 분석하는 과정이 몇 십 분 내에 가능해져 이온주입공정에 문제가 발생한 것을 파악하였습니다. 해당 공정과 관련된 데이터를 자세히 확인하면서 문제해결조치를 취해 불량품 발생의 근본 원인을 해결하고, 생산율을 향상시킬 수 있게 되었습니다. 이 외에도 데이터를 통해 설비 노화를 분석하고 실시간 설비진단이 가능해져 이상징후를 먼저 파악할 수 있게 됨으로써 생산 리드시간이 감소하였습니다.

생산 라인에서 작업자는 안전장치를 착용하지 않고 작업을 실시하거나 실수로 버튼을 잘못 누르는 등 무의식 중에 다양한 실수를 하기 마련입니다. 스마트팩토리에는 이러한 실수가 사고로 연결되지 않도록 방어막 시스템이 구축되어 있습니다. 예를 들어 생산 라인에 스패너를 떨어뜨린 작업자가 무의식적으로 라인에 들어가면, 센서가 이를 인식하여 라인 가동을 잠시 중단시키고 작업자의 안전을 보호하는 것입니다.

CASE. 글로벌 전장 부품 제조기업의 품질안전보증 시스템 사례

한 생산라인에서 여러 종류의 부품 조립이 한번에 일어나는 H사의 공장에서는 바코드 시스템을 활용하여 작업자의 실수를 방지합니다. 부품이 조립/장착될 때마다 작업자 앞의 화면에는 조립해야 하는 부품 정보가 제공되고, 작업자는 조립할 부품의 고유번호를 바코드 리더기로 읽어 들여 맞는 제품인지 확인하는 과정을 거칩니다. 이 때 작업자가 엉뚱한 부품을 조립하려고 하면 모니터에 붉은 표시와 함께 경보가 울리면서 생산 라인이 정지합니다. 잘못된 부품 조립을 할 수 없게 하는 것입니다.

마지막으로 위에서 살펴본 스마트팩토리의 휴먼에러 제로화로 나타난 효과들을 정리해보면 안전한 작업환경, 실수로부터의 심적 압박감 해소와 초보자도 숙련자처럼 일할 수 있는 자신감, 이로 인한 제품 품질의 향상과 납기 단축, 비용 절약 등이 있습니다.

마치며
스마트팩토리가 가져올 변화를 2회에 걸쳐서 살아있는 공장- 스마트팩토리에 대해서 살펴보았습니다.
1탄의 “제조의 서비스화 (FaaS)”에서는 스마트팩토리가 고객들이 원하는 제품을 신속하게 제작할 수 있는 경험혁신에 대해서 이야기 해 보았고,
2탄의 “휴먼에러 제로화”는 작업자가 실수하지 않도록 도와주는 스마트팩토리에서 효율성과 생산성이 높아지는 경험혁신에 대해서 이야기했습니다.

미래 제조현장의 혁신을 통해 고객과 작업자, 그리고 경영자는 새로운 경험을 하게 될 것입니다.



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