2021.09.09

“현대 산업 현장의 컨트롤 타워” MES의 이해

Uwe Küppers | COMPUTERWOCHE
혼란스럽고 복잡하면서도 놀라울 정도로 체계적인 현대 생산 시설을 방문하면, 이런 기업의 난해한 구조에 놀라곤 한다. 개별 시스템이나 머신 간의 커뮤니케이션은 지난 수십년에 걸쳐 계속해서 개선됐지만, 그러는 동안 시스템의 복잡성도 높아졌다. 

그 사이 시스템 내의 복잡한 프로세스 구성에 대한 최적화도 계속 진행됐다. 이를 통해 시스템의 생산성을 관리하고 복잡한 프로세스를 유지할 수 있다. MES(Manufacturing Execution System)이 하는 역할이 바로 이것이다.  
 
ⓒ Getty Images Bank
 

MES의 기본 개념

MES는 생산의 두뇌로서 세부적인 정보를 제공해 생산의 초점을 유지하며, ERP와 긴밀하게 연계되어 작동한다. 오늘날의 생산 설비는 MES가 없으면 거의 기능하지 못한다고 해도 과언이 아니다. MES는 설비의 생산적인 활용은 물론 지원의 효과적인 활용과 주문 이행을 폭넓게 계획하는 데도 관여한다. 
 

MES의 동작 방식

제조기업 내에서 MES가 하는 일을 이해하기 위해서는 현대 기업의 상위 구조를 먼저 고려해야 한다. 생산 프로세스에서는 접수되는 주문을 처리하고 궁극적으로는 원하는 상품을 제공하기 위해 가용한 재료가 사용된다. 

비스킷 회사는 밀가루, 식물성 지방 또는 설탕과 같은 재료를 받고, 이 재료에 대한 정보는 ERP 또는 MES에 저장된다. 이와 동시에 원하는 상품에 대한 주문이 ERP에 접수된다. 여기서 주문이 들어온 상품은 포장된 비스킷일 것이다. 

접수된 주문을 처리하기 위해 이제 ERP에 의해 가용한 재료가 확인되고 생산 주문이 MES로 전달된다. 주문은 MES에서 예를 들어, 각기 다른 시장으로 비스킷을 수출하기 위해 각각의 일괄 처리 작업인 배치(Batch) 작업으로 분할되어 다양한 패키징과 결합된다. 그러면 MES는 구역(믹싱, 오븐, 포장)에 따라, 그리고 개별 머신의 가용성에 따라 비스킷 생산을 개시할 수 있다. 

MES는 시스템의 모든 부분, 비스킷 공장의 예를 들면 믹서, 오븐, 포장 라인 등을 관할하는 생산의 중앙 요소라고 볼 수 있다. 따라서 개별 설비의 가용성을 계획하는 일도 한다. 예를 들어 쿠키 반죽 생산에 다양한 믹서를 사용할 수 있는 경우, MES는 주문 상황에 따라, 그리고 어느 믹서가 어느 주문을 처리하는 데 적절한지에 따라 사용할 믹서를 결정할 수 있다. 
 

MES의 주요 임무 

MES는 제어 센터로서 일부분 ERP와 경쟁하는 측면도 있다. 특히 시재료 및 원자재, 가용한 재료는 두 시스템에 모두 기록될 수 있다. 그러나 예를 들어 사일로의 배치 추적, 배치 믹서, 재료 속성과 같은 부분을 고려하면, 제조 실행 시스템의 세부 정보 수준이 더 높다. 여기서 부가적인 생산을 위한 데이터가 생성된다. 믹서의 정확한 계획은 ERP에서 이미 수행되었을 수 있지만, 더 세부적인 정보가 있는 MES로 가져와서 실행할 수도 있다. 

ERP는 자원 관리를 위한 상위 시스템으로 사용되며, 주로 전자상거래, HR, 문서 관리에 사용된다. 반면 MES는 생산의 요구사항에 초점을 둔 시스템이다. 따라서 프로덕션 환경에서 MES를 통해 최대한 많은 정보를 처리하면 많은 이점을 얻게 된다. 원자재가 도착하는 즉시 MES에 기록해 품질 관리와 같은 생산 단계에 반영할 수 있다. 또한 MES는 개별 배치의 추적 가능성을 위한 포괄적인 옵션을 제공한다. 특히 갈수록 엄격해지는 규정이 적용되는 업계에서 더욱 중요해지고 있는 부분이다. 

생산 용량 계획 외에 MES의 또 다른 임무는 생산에서 발생하는 데이터를 수집해 전달하는 것이다. 여기서도 MES, ERP, SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition) 같은 프로세서 제어 수준 간의 긴밀한 데이터 교환이 중요하다. 이런 식으로 MES에 의해 생산에서 획득된 데이터를 다른 곳에서 사용해 생산을 최적화하고 미래 계획을 개선할 수 있다. 
 

MES의 이점

기업에서 MES를 통해 얻는 이점을 이해하려면 생산 환경에 MES가 없는 경우를 상상해보면 된다. 비스킷 공장을 예로 들면, 생산 현장 직원들은 혼란스럽고 복잡한 상황에 처하게 될 것이다. ERP에서 발생하는 주문과 SCADA를 통해 생성되는 레시피 및 프로세스가 서면 형태로 생산 현장에 오고 그에 따라 처리된다. 믹서 작업을 시작하려면, 먼저 직원이 해당되는 원자재 배치를 적고 처리 프로세스가 수행되는 믹서도 적어 두어야 한다. 또한 그 이후의 모든 생산 프로세스에서도 각각의 기록 작업이 필요하다. 폐기물, 반죽 재작업 등에 대해서도 마찬가지다. 

예를 들어 공급업체의 소금에 문제가 있는 경우, MES가 제공하는 생산 데이터의 효용성이 명확히 드러난다. MES가 없다면 직원이 파일과 폴더를 뒤적거리면서 생산된 비스킷 중에서 문제가 있는 소금으로 만들어진 비스킷을 찾아야 할 것이다. MES가 있다면, 몇 분 만에 해결될 일이 시스템이 없으면 며칠 또는 몇 주가 걸린다. 이로 인해 특히 제약산업처럼 엄격한 규정이 적용되는 업종에서는 상당한 피해가 발생할 수 있다. 
 

MES의 향후 전망

생산 현장의 중앙에 위치하는 MES의 중요성은 앞으로 더욱 커질 것이다. 생성되는 생산 데이터는 새로운 기술을 사용할 기회를 창출한다. MES는 생산 시스템의 두뇌로서 정해진 프레임워크 내에서 생산 프로세스 흐름을 디지털화하고, 따라서 직원을 위한 중요한 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어 핵심 시스템 부품의 교체 및 정비를 위한 AR 애플리케이션이 가능하다. 

또한 MES는 앞으로의 제조 영역에서 더욱 지능적인 시스템으로 발전할 것이다. 예를 들어 알고리즘을 사용한 부가적인 프로세스 최적화, 시스템 사용률 최적화, 재료, 품질, 프로세스 또는 직원과 관련된 예기치 못한 문제에 대한 최적의 대응 등이 가능하다. editor@itworld.co.kr


2021.09.09

“현대 산업 현장의 컨트롤 타워” MES의 이해

Uwe Küppers | COMPUTERWOCHE
혼란스럽고 복잡하면서도 놀라울 정도로 체계적인 현대 생산 시설을 방문하면, 이런 기업의 난해한 구조에 놀라곤 한다. 개별 시스템이나 머신 간의 커뮤니케이션은 지난 수십년에 걸쳐 계속해서 개선됐지만, 그러는 동안 시스템의 복잡성도 높아졌다. 

그 사이 시스템 내의 복잡한 프로세스 구성에 대한 최적화도 계속 진행됐다. 이를 통해 시스템의 생산성을 관리하고 복잡한 프로세스를 유지할 수 있다. MES(Manufacturing Execution System)이 하는 역할이 바로 이것이다.  
 
ⓒ Getty Images Bank
 

MES의 기본 개념

MES는 생산의 두뇌로서 세부적인 정보를 제공해 생산의 초점을 유지하며, ERP와 긴밀하게 연계되어 작동한다. 오늘날의 생산 설비는 MES가 없으면 거의 기능하지 못한다고 해도 과언이 아니다. MES는 설비의 생산적인 활용은 물론 지원의 효과적인 활용과 주문 이행을 폭넓게 계획하는 데도 관여한다. 
 

MES의 동작 방식

제조기업 내에서 MES가 하는 일을 이해하기 위해서는 현대 기업의 상위 구조를 먼저 고려해야 한다. 생산 프로세스에서는 접수되는 주문을 처리하고 궁극적으로는 원하는 상품을 제공하기 위해 가용한 재료가 사용된다. 

비스킷 회사는 밀가루, 식물성 지방 또는 설탕과 같은 재료를 받고, 이 재료에 대한 정보는 ERP 또는 MES에 저장된다. 이와 동시에 원하는 상품에 대한 주문이 ERP에 접수된다. 여기서 주문이 들어온 상품은 포장된 비스킷일 것이다. 

접수된 주문을 처리하기 위해 이제 ERP에 의해 가용한 재료가 확인되고 생산 주문이 MES로 전달된다. 주문은 MES에서 예를 들어, 각기 다른 시장으로 비스킷을 수출하기 위해 각각의 일괄 처리 작업인 배치(Batch) 작업으로 분할되어 다양한 패키징과 결합된다. 그러면 MES는 구역(믹싱, 오븐, 포장)에 따라, 그리고 개별 머신의 가용성에 따라 비스킷 생산을 개시할 수 있다. 

MES는 시스템의 모든 부분, 비스킷 공장의 예를 들면 믹서, 오븐, 포장 라인 등을 관할하는 생산의 중앙 요소라고 볼 수 있다. 따라서 개별 설비의 가용성을 계획하는 일도 한다. 예를 들어 쿠키 반죽 생산에 다양한 믹서를 사용할 수 있는 경우, MES는 주문 상황에 따라, 그리고 어느 믹서가 어느 주문을 처리하는 데 적절한지에 따라 사용할 믹서를 결정할 수 있다. 
 

MES의 주요 임무 

MES는 제어 센터로서 일부분 ERP와 경쟁하는 측면도 있다. 특히 시재료 및 원자재, 가용한 재료는 두 시스템에 모두 기록될 수 있다. 그러나 예를 들어 사일로의 배치 추적, 배치 믹서, 재료 속성과 같은 부분을 고려하면, 제조 실행 시스템의 세부 정보 수준이 더 높다. 여기서 부가적인 생산을 위한 데이터가 생성된다. 믹서의 정확한 계획은 ERP에서 이미 수행되었을 수 있지만, 더 세부적인 정보가 있는 MES로 가져와서 실행할 수도 있다. 

ERP는 자원 관리를 위한 상위 시스템으로 사용되며, 주로 전자상거래, HR, 문서 관리에 사용된다. 반면 MES는 생산의 요구사항에 초점을 둔 시스템이다. 따라서 프로덕션 환경에서 MES를 통해 최대한 많은 정보를 처리하면 많은 이점을 얻게 된다. 원자재가 도착하는 즉시 MES에 기록해 품질 관리와 같은 생산 단계에 반영할 수 있다. 또한 MES는 개별 배치의 추적 가능성을 위한 포괄적인 옵션을 제공한다. 특히 갈수록 엄격해지는 규정이 적용되는 업계에서 더욱 중요해지고 있는 부분이다. 

생산 용량 계획 외에 MES의 또 다른 임무는 생산에서 발생하는 데이터를 수집해 전달하는 것이다. 여기서도 MES, ERP, SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition) 같은 프로세서 제어 수준 간의 긴밀한 데이터 교환이 중요하다. 이런 식으로 MES에 의해 생산에서 획득된 데이터를 다른 곳에서 사용해 생산을 최적화하고 미래 계획을 개선할 수 있다. 
 

MES의 이점

기업에서 MES를 통해 얻는 이점을 이해하려면 생산 환경에 MES가 없는 경우를 상상해보면 된다. 비스킷 공장을 예로 들면, 생산 현장 직원들은 혼란스럽고 복잡한 상황에 처하게 될 것이다. ERP에서 발생하는 주문과 SCADA를 통해 생성되는 레시피 및 프로세스가 서면 형태로 생산 현장에 오고 그에 따라 처리된다. 믹서 작업을 시작하려면, 먼저 직원이 해당되는 원자재 배치를 적고 처리 프로세스가 수행되는 믹서도 적어 두어야 한다. 또한 그 이후의 모든 생산 프로세스에서도 각각의 기록 작업이 필요하다. 폐기물, 반죽 재작업 등에 대해서도 마찬가지다. 

예를 들어 공급업체의 소금에 문제가 있는 경우, MES가 제공하는 생산 데이터의 효용성이 명확히 드러난다. MES가 없다면 직원이 파일과 폴더를 뒤적거리면서 생산된 비스킷 중에서 문제가 있는 소금으로 만들어진 비스킷을 찾아야 할 것이다. MES가 있다면, 몇 분 만에 해결될 일이 시스템이 없으면 며칠 또는 몇 주가 걸린다. 이로 인해 특히 제약산업처럼 엄격한 규정이 적용되는 업종에서는 상당한 피해가 발생할 수 있다. 
 

MES의 향후 전망

생산 현장의 중앙에 위치하는 MES의 중요성은 앞으로 더욱 커질 것이다. 생성되는 생산 데이터는 새로운 기술을 사용할 기회를 창출한다. MES는 생산 시스템의 두뇌로서 정해진 프레임워크 내에서 생산 프로세스 흐름을 디지털화하고, 따라서 직원을 위한 중요한 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어 핵심 시스템 부품의 교체 및 정비를 위한 AR 애플리케이션이 가능하다. 

또한 MES는 앞으로의 제조 영역에서 더욱 지능적인 시스템으로 발전할 것이다. 예를 들어 알고리즘을 사용한 부가적인 프로세스 최적화, 시스템 사용률 최적화, 재료, 품질, 프로세스 또는 직원과 관련된 예기치 못한 문제에 대한 최적의 대응 등이 가능하다. editor@itworld.co.kr


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