제조데이터를 활용한 현장문제 해결 및 제조AI 인프라 구축 방안

이인성(I. S. Lee),권수현(S. H. Kwon),이동배(D. B. Lee),김요섭(Y. S. Kim),송정훈(J. H. Song) 한국생산제조학회 2025 한국생산제조학회 학술발표대회 논문집 Vol.2025 No.7

제조AI 기술의 발전과 제조기업 문제 해결을 위한 제조데이터 활용 수요는 지속해서 증가하고 있으며 특히 자동차 제조 산업 내 생산성 향상 및 품질관리, 예지보전 등 제조데이터 활용과 디지털 전환에 따른 경쟁력 강화 방안이 요구되고 있다. 본 연구는 제조데이터를 활용하여 제조현장에서 발생하는 문제를 효과적으로 해결하고 제조AI 기술의 적용 방안을 제시한다. 이를 위해, 경상북도 내 스마트공장 보급·확산 및 디지털전환 현황을 분석하여 제조AI 지원거점의 방향성을 제시하고, 제조데이터 중심의 활용 플랫폼 구축과 기업 맞춤형 서비스를 위한 지원프로그램을 제안한다. 또한, 지역기반의 제조AI 생태계가 조성 되도록 하기 위해, 산·학·연·관 협력 지원체계, 서비스 및 솔루션 공급기업 육성을 위한 밀착지원 체계도 제안한다. 특히, 맞춤형 지원프로그램은 자동차 제조 산업 등 제조기업의 문제진단, 과제 도출, 계획수립, 기술·솔루션 도입, 운영 및 환류의 단계적인 지원이 중요하고, 이를 지원하기 위한 플랫폼 인프라 구축 방안을 함께 제안한다. 본 연구를 통해, 지역 제조기업의 고령 화와 저출생으로 인한 생산인구 감소 및 숙련 인력 부족 문제를 해결할 수 있으며, 생산성 향상과 비용절감 등 제조 경쟁력을 확보 할 수 있을 것으로 기대된다.

모바일 제조 현장 관리시스템

홍원표(W. P. Hong) 한국생산제조학회 2025 한국생산제조학회 학술발표대회 논문집 Vol.2025 No.7

제조 현장에서 제품 생산을 위한 효율적인 방법으로 공정 관리 및 모니터링 시스템을 적용하고 있다. 작업자가 여러 대의 장비에 대해 개별적으로 생산제품 정보를 확인하고, 장비마다 실제 제품 생산수량 정보를 파악하여 생산 진척 현황을 즉각적으로 모니터 링함으로써 생산제품의 납기 지연이 발생하지 않도록 효과적으로 관리하는 시스템에 대한 요구가 증가하고 있다. PC 환경에서 구현되었던 제조 현장 관리시스템 개발이 최근에는 모바일기기 환경에서도 가능해지면서 모바일 관련 생산관리에 관심이 집중되고 있다. 모바일 제조관리시스템은 시간과 공간의 제약을 받지 않으며, 작업자가 원하는 정보를 직관적으로 손쉽게 획득 가능하여 현장의 생산 정보를 즉시 파악하고 관리할 수 있다. 본 연구에서는 생산 현장의 다수 장비에 대해 생산 현황을 직관적으로 관리할 수 있도록 하였고, 관리하려는 장비에서 현재 생산 중인 제품 정보를 작업자에게 제공하며, 생산 현황을 모니터링함으로써 제품 수주 수량과 생산 수량을 비교하여 납기 지연이 발생 하지 않도록 하였다. 장비에서의 생산 제품 정보 확인, 전체 수주 수량 조회 및 현재까지의 생산 수량 비교를 통한 생산 현황 관리, 장비에서의 제품 제작 시간을 감안한 예상 생산 수량 모니터링, 생산 진척 관리로부터 납기 예정일 확인을 통해 제품생산 효율성 증대에 기여할 것으로 기대된다.

스마트제조 표준 기반의 가치사슬관리 시스템 고도화 방안

이동배(D. B. Lee),권수현(S. H. Kwon),이인성(I. S. Lee),김요섭(Y. S. Kim),송정훈(S. J. Song) 한국생산제조학회 2025 한국생산제조학회 학술발표대회 논문집 Vol.2025 No.7

최근 스마트제조 확산에 따라 개별 스마트화를 통한 경쟁력 확보는 한계에 직면하고 있어, 제조업 가치사슬의 디지털 연계와 실시간 협업이 핵심 과제로 부상하고 있다. 본 연구는 자동차 부품 제조기업과 주요 협력사 간 시스템 연계를 통해, 생산관리시스템(MES)과 공급망관리(SCM), 공급업체관계관리(SRM) 시스템을 통합하는 가치사슬관리 시스템의 고도화를 위한 방향성과 적용 전략을 도출하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 OPC UA 기반의 실시간 데이터 통신과 AAS(Asset Administration Shell)를 제조 현장에 적용하여 설비 및 공정 데이터를 표준화하고, 이를 MES와 연계하여 가치사슬관리 시스템으로 통합하기 위한 데이터 연동 및 표준 적용 전략을 제시한다. 또한, 협력사의 납기 이행 정보 및 품질 오디트 결과를 구조화된 데이터로 전환하고, 이를 SRM 시스템과 연계하여 협력사 관리 기능의 정량화와 고도화를 실현할 수 있는 실행 방안을 도출한다. 본 연구는 제조 현장에서 활용 가능한 표준 기반의 연동 아키텍처를 제시함으로써, 중소·중견 제조기업의 협업 역량 강화와 공급망 차원의 품질·납기 대응력 향상에 기여할 수 있다. 나아가, 가치사슬 연계 기반의 기업 간 협력을 통해 협업형 디지털 전환을 실현할 수 있는 실행 모델을 제안함으로써, 향후 정책적 확산 가능성과 실증 기반 확장성도 함께 확보할 수 있을 것으로 기대된다.

Model Based Definition(MBD)을 활용한 설계 및 제조 프로세스의 통합

이경훈(K. Lee) 한국생산제조학회 2025 한국생산제조학회 학술발표대회 논문집 Vol.2025 No.7

Model-Based Definition(MBD)은 2D 도면 중심의 전통적인 설계 방식에서 탈피하여, 제품의 모든 설계 및 제조 정보를 3D CAD 모델에 통합하는 방식으로, 설계 데이터의 디지털 전환과 제조 자동화를 가능하게 합니다. 본 발표에서는 MBD의 정의 와 적용 필요성, 그리고 이를 통해 실현되는 Industry 4.0 기반의 디지털 제조 혁신 흐름을 소개합니다. 특히 보잉, GE, 인텔과 같은 글로벌 기업들이 MBD를 활용하여 설계-제조 간 데이터 일관성을 확보하고, 생산 효율성과 품질을 크게 향상시킨 사례 를 분석합니다. 또한, MBD의 핵심 구성 요소인 PMI(제품 및 제조 정보), QIF 및 STEP AP242와 같은 표준 포맷, 그리고 MBDVidia와 같은 전문 솔루션의 활용 방안도 함께 다루며, 기존 2D 도면 기반 데이터 자산의 재활용 전략과 전환 절차도 제시합니다. 본 발표는 MBD 기반의 디지털 설계 체계 도입을 고려 중인 제조업체 및 엔지니어링 조직에 실질적인 통찰을 제공할 것입니다.

제조수준별 맞춤형 제조실행시스템 기능 도출 방법

조현제(Hyunjei Jo),조용주(Yongju Cho) 한국생산제조학회 2011 한국생산제조시스템학회 학술발표대회 논문집 Vol.2011 No.4

급변하는 시장 환경에 대응하기 위한 노력 중의 하나로 제조기업에서는 생산현장의 생산 활동을 추적 관리하기 위해 MES를 도입하고 있으나, 소규모의 기업에서는 비용과 인력 부족으로 도입이 어려운 실정이다. 중소 제조 기업에 MES의 보급 및 확산을 위하여 본 논문에서는 제조 기업의 정보화 수준 및 공정 수준에 따라 필요한 기능들만 조합할 수 있도록 맞춤형 제조실행시스템을 위한 기능 도출 방법을 제시한다.

제조기업 레거시 데이터 기반 생산성 향상 방안 연구 -전주 1,2 산단 중심으로-

김범태(B. T. Kim),오경원(K. W. Oh),장재훈(J. H. Jang),김수영(S. Y. Kim) 한국생산제조학회 2025 한국생산제조학회 학술발표대회 논문집 Vol.2025 No.7

전주 1,2 산업단지 내 입주한 중소 제조기업들의 레거시 데이터를 활용하여 생산성과 효율성을 향상방안을 실증적 고찰하는데 목적이 있다. 최근 디지털 전환의 중요성이 부각되고 있는 가운데 많은 기업들은 ERP, MES, SCADA 등의 생산 및 경영정보 시스템을 운영 중이었으며, 이로 인해 데이터 활용의 한계성이 나타나고 있다. 그러나 본 연구는 이러한 레거시 데이터를 체계적으로 분석함으로써 생산 효율성, 생산 일정 최적화, 생산품의 품질 고도화, 설비의 예지보전 등 다양한 분야에서 레거시 데이터를 활용하여 실질적인 개선 가능성을 탐색하였다. 제조기업으로부터 수집한 레거시 데이터를 기반으로 통계적 분석인 FOMs를 적용한 최적화된 기법을 적용하였으며, 그 결과를 실증하여 생산성과 효율성 향상을 도모할수 있음을 확인하고 있다. 본 연구는 레거시 데이터를 기반으로하는 생산성 효율을 모색하고자 하는 중소기업에게 실질적인 전략 방향성을 제시하며, 데이터 기반 제조혁신에 따른 시사점을 제공하고자 한다.

갠트리-로봇 융합 가공 시스템의 스마트 제조 트윈버스 플랫폼을 위한 동기화 프레임워크 연구

한종우(J. W. Han),문창현(C. H. Mun),박종현(J. H. Park),박형욱(H. W. Park) 한국생산제조학회 2025 한국생산제조학회 학술발표대회 논문집 Vol.2025 No.7

최근 제조 산업 현장은 작업 인구 저하 및 고령화 문제를 직면하면서, 디지털 전환 기술을 핵심 가치로 주목하고 있다. 디지털 전환은 인공지능(AI), 공간 컴퓨팅(Spatial-computing), 디지털 트윈(Digital twin)과 같은 디지털 기술들을 포괄한 형태를 통칭하며, 현재 이와 같은 디지털 기술들에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히 디지털 트윈 기술 기반의 장비/공정 모니터링 및 제어 연구는 생산 제조 분야에서 생산성, 안전성 향상 뿐만 아니라, 스마트 제조 현장의 핵심 기술로 기대하고 있다. 그러나 스마트 제조 현장에서의 가상 개체/환경에 대한 신뢰성 문제는 여전히 해결이 필요한 상황이다. 따라서 본 연구는 스마트 제조 트윈 플랫폼에 대한 신뢰성 향상을 위해 VR 장비와 햅틱 장갑을 활용하여 갠트리-로봇 융합 가공 시스템의 몰입형 스마트 제조 트윈 플랫폼을 구축하고, 공간 동기화 프레임워크 기술과 디지털 트윈 기술의 통합 개발을 수행하였다. 스마트 제조 트윈 플랫폼은 단순한 모사 방식의 가상 환경을 넘어, 정/역기구학 해석을 통해 갠트리-로봇 융합 가공 시스템의 물리-가상 개체 제어 및 동기화 기술을 개발하고, 각 개체에 대한 모니터링 시스템을 개발하였다. 이와 같은 프레임워크 기술을 통해 작업 현장에서의 스마트 제조 플랫폼에 대한 신뢰성을 높이며, 더 나아가, 플랫폼에서 판단하고, 제어할 수 있는 고도화된 스마트 제조 플랫폼 구축을 통해 제조 산업 현장에서 작업자의 안전성 및 생산성을 향상시킬 수 있는 기술적 해결책이 될 것으로 기대한다.

i매뉴팩처링(한국형 제조혁신) 추진전략 및 실행방안

이석우(Seokwoo Lee),류광열(Kwangyeol Ryu),홍원표(Wonpyo Hong),강은구(Eungoo Kang),최헌종(Honzong Choi) 한국생산제조학회 2007 한국생산제조시스템학회 학술발표대회 논문집 Vol.2007 No.10

국내 제조업은 국가 경제에 중추적인 기여를 하는 분야이다. 제조업의 뿌리이자 기둥인 국내 중소 제조기업들은 급변하는 글로벌 제조환경의 변화 속에서 경쟁력을 갖추기 위해 많은 노력들을 하고 있다. 그러나 국내ㆍ외 환경의 격렬한 변화와 구조적ㆍ기술적 취약성으로 인해 많은 어려움을 겪고 있는 실정이며, 이러한 상황에 대처하고자 정부에서는 2004년부터 전통 제조업에 IT기술을 접목한 e매뉴팩처링을 추진하여 여러 측면에서 좋은 성과를 거두었다. e매뉴팩 가진 고부가가치 선진 산업구조로 전환되도록 다양한 혁신정책을 일관성 있게 추진하고자 2007년부터는 기존의 e매뉴팩처링 사업영역을 확대하여 i매뉴팩처링(한국형 제조혁신)사업을 추진하게 되었다. 본 논문에서는 이러한 i매뉴팩처링 사업의 추진전략 및 구체적인 실행방안에 대해 논해보고 이에 따른 기대효과를 설명하도록 한다.

스마트제조 공급기술 검증을 위한 AAS 기반 테스트베드 구축

조용주(Y. J. Cho),고민재(M. J. Ko) 한국생산제조학회 2025 한국생산제조학회 학술발표대회 논문집 Vol.2025 No.7

본 연구는 스마트제조 공급기술의 실증과 표준화 검증을 목표로 Asset Administration Shell(AAS) 기반 테스트베드를 구축하였다. AAS는 제조 자산의 디지털 표현을 가능하게 하여, 설비 및 공정 데이터의 상호운용성과 실시간 연계를 지원한다. 이를 통해 제조 공급망 내 다양한 요소(설비, 로봇, 센서 등) 간 데이터 연동과 디지털 트윈 기반 가시화가 가능해진다. 본 연구에서는 센서, 로봇, MES, PLC 등으로 구성된 스마트제조 테스트베드에 AAS 인터페이스를 적용하고, OPC UA 및 AMQP 기반 실시간 통신 기능을 구현하였다. 또한 생산지표, 공정정보, 에너지 및 환경 데이터 등의 수집·시각화를 위한 표준 서브모델 템플릿(Digital Nameplate, Technical Data, Documentation, CAD 등)을 적용하였다. 특히 MES 및 설비 간 생산공정 데이터 연계를 통해 투입-조립-배출 공정의 상태 변경 시 AAS 기반 실시간 정보 업데이트가 가능하도록 인터페이스를 구현 하였으며, REST API 및 대시보드를 통해 이력을 시각적으로 제공하였다. 또한 디지털 트윈 모델과 연계된 웹 뷰어를 통해 설 비 및 공정의 실시간 위치와 상태 정보를 3D로 표현하였다. 나아가 챗봇 시스템과 KPI 분석 기능을 연동하여 AAS를 통한 제조 현장의 의사결정 지원 방안도 검토하였다. 테스트베드 환경 내 수집된 데이터를 기반으로 자동화된 품질 및 생산 대응 시나리오를 구성하고, 그 실행 가능성을 검증하였다. 이와 같 은 통합적 접근은 스마트제조 환경에서의 실시간 데이터 흐름과 디지털 자산 관리의 효율성을 높이는 데 기여한다. 본 테스트 베드는 향후 다중 공장 간 데이터 표준화, 국제표준 호환성 확보, AI 기반 예측제어 적용 등으로 확장 가능성이 높다.

특수 합금강 소재의 주조기술을 적용한 부품화 연구

박동환(D. H. Park),김한범(H. B. Kim),권혁홍(H. H. Kwon) 한국생산제조학회 2025 한국생산제조학회 학술발표대회 논문집 Vol.2025 No.7

사형(sand mold) 주조는 주물사와 점결제를 이용하여 만든 주형에 용융 금속을 주입한 후 응고시켜 원하는 모양의 제품을 얻는 방법이다. 주물사는 모래, 점토 및 수분을 주성분으로 하여 주형제작에 사용되는 혼합사를 말하며, 점결제(binder)는 주물사의 입자와 입자를 결합시켜 주형이 쉽게 제작될 수 있도록 한다. 또한, 경화제는 결합을 촉진시켜 주형 강도를 증가시키는 역할을 한다. 즉, 사형 주조는 모래를 이용하여 제품의 형상을 만들기 때문에 복잡한 형상의 제품 제작이 가능하며 다품종 소량생산에 적합하나, 제품의 표면조도와 기계적 성질이 다소 떨어지는 단점이 있다. 본 연구는 제조원가 절감과 수명연장이 가능한 내마모 합금주강 소재의 사형 주조 기술을 적용하여 2 Cavity의 무한궤도형 고수명 트랙슈 부품을 개발하였다. 즉, 2 Cavity 사형주조 기술을 적용한 무한궤도형 트랙슈 부품을 개발하는 것으로 주조 방안 설계에서 유동성을 개선하여 제품 품질을 향상하고 원가절감을 도모하였다. 기존 알루미늄 다이캐스팅 금형용 슬리브 부품은 STD61 환봉 소재를 절삭 가공하여 사용하므로 가공 공수 증가와 재료 손실뿐만 아니라 내마모성, 내충격성이 저하되며 내구성이 떨어져 잦은 부품 교체와 장비 수리로 인한 장비 가동률의 현저한 저하를 가져오며, 제조원가 상승으로 이어져 생산 제품의 품질 및 가격 등에서 경쟁력을 확보하기 어렵다. 그러므로, STD61 강의 용손과 취성으로 다이캐스팅 금형용 슬리브 부품 사용 시 제품 수명 저하가 발생되어 수명 향상이 요구된다. 즉, 기존 다이캐스팅 생산 공정에 적용하고 있는 제조공법은 대부분 환봉 소재를 가공하여 사용하므로 고객의 지속적인 생산성 향상과 원가 인하 요구 등의 상황에 적절히 대응하기는 대단히 어려운 실정이다. 따라서 본 연구는 용손에 잘 견디는 특수 합금강 소재를 선택하여 원심주조로 튜브를 제조 가공하여 재료 회수율 및 사용수명 향상이 가능한 디스크 커터 해더 및 슬리브 부품을 개발하였다. 특수 합금강은 YXR33과 같은 물성으로 기존 강에 Carbon을 추가하여 강도 및 내마모성을 향상하고, 또한 원심주조 공법으로 튜브를 제조하여 절삭 칩 감소가 가능하고, 원심주조 공법에 의한 조직밀도 증가로 내구성 향상이 가능함을 확인하였다.