스마트한 자재·공정 관리로 생산 효율은 높이고 실패는 줄여

부산에 자리한 중앙섬유는 글로벌 기업의 신발에 쓰이는 기능성 원단을 개발, 생산하는 전문 기업이다. 매 시즌 빠르게 교체되는 신제품을 개발하는 과정에서 수작업으로 이뤄지던 자재 및 공정 관리를 개선하고자 한 중앙섬유는 체계적인 정보 관리와 자동화를 핵심으로 하는 스마트 공장에 주목했다. ■ 정수진 편집장

▲ 중앙섬유의 부산 생산 공장

신발 원단 전문기업으로 기술 개발 지속

1987년 설립된 중앙섬유는 운동화 등 신발의 외피에 쓰이는 원단을 생산하는 전문기업이다. 나이키, 아디다스, 퓨마, 뉴발란스, 써코니(Saucony) 등 글로벌 기업에 신발 원단을 납품해 왔으며, 부산 지역에 있는 3개 공장에서 환편(knit) 및 경편(tricot) 원단의 개발부터 제조, 염색, 가공까지 수행하고 있는 중앙섬유는 국내 상위권의 신발 원단 업체로 손꼽힌다.

중앙섬유의 이성민 부장은 “6개월 주기의 새 시즌에 맞춰 새로운 원사(원단의 재료가 되는 실)와 원단을 개발하고 고객사에 소개·제안을 거쳐 채택되는 과정을 거치고 있다”면서, “중앙섬유는 한 해에 1500여 종류의 원단을 개발하고 매달 180~200톤의 원단을 생산한다. 일반적인 의류 원단에 비해 신발에 쓰이는 원단은 튼튼하면서 통기성과 신축성 등 기능에 대한 요구가 높기 때문에, 시각적인 요소와 함께 기능 요소에도 비중을 두고 신제품을 개발하고 있다”고 설명했다.

▲ 중앙섬유는 운동화 등 신발에 쓰이는 다양한 기능성 원단을 개발, 생산하고 있다.

우리 신발 산업은 지난 1970년대 글로벌 업체의 OEM 기지로 자리잡으며 호황기를 보냈지만, 이후 동남아시아, 중국 등이 저렴한 제조 비용을 내세우면서 어려움을 겪기도 했다. 베트남이나 인도네시아 등으로 공장을 이전하는 신발 업체도 늘었는데, 대량생산에 이점을 있는 반면 기술력에서는 여전히 국내 생산이 유리한 부분도 있다고 한다. 특히 최근에는 중국 신발업계의 공격적인 확장이 이슈로 꼽힌다. 중국의 경우 원사부터 제직(원사를 엮어 원단을 만드는 과정), 신발 생산까지 버티컬 라인을 갖춘 대규모 공장을 세워 생산량을 크게 늘리고 있다. 이러한 상황에서 우리 신발 산업의 생존과 글로벌 경쟁력을 위해서는 기술 개발이 필수로 여겨지고 있다.

이성민 부장은 “글로벌 경쟁이 치열해지면서 기존의 원사와 설비로는 제품 표현에 한계가 오는 것 같다. 이에 따라 중앙섬유는 신발에 쓰던 소재가 아닌 다른 분야의 소재를 접목하거나, 원단을 후처리해 기능성을 부여하거나, 품질과 가격 경쟁력을 함께 높일 수 있는 등의 방법을 고민하고 있다”고 전했다.

생산 시간과 비용의 손실 줄이는 공정 개선 고민

중앙섬유는 지금까지 3000개가 넘는 원단을 개발해 왔다. 패션에 속하는 신발 산업의 특성상 원단 제품의 교체 주기가 빠르고, 다양한 원단을 빠르게 개발하는 것이 필요하다. 자연히 원단마다 달리지는 원사를 선택하고, 목적한 제품에 맞는 공정을 결정하는 것이 중요해진다.

중앙섬유의 경우 원사와 공정에 대한 정보를 손으로 서류에 기록하고, 작업자에게 구두로 전달하는 것이 보편적이었다. 제품이 많을 수록 커뮤니케이션의 오류나 기억력의 한계가 생길 가능성이 높고, 이는 시간과 비용의 손실로 이어진다.

이성민 부장은 “이런 점 때문에 다품종에 대응할 수 있는 역량이 무엇보다 중요해졌다. 또한,  생산직의 평균 연령이 높고 외국인 노동자도 늘어나는 등의 상황에서 가격 경쟁력과 품질을 높이기 위해서는 체계적이면서 심플한 공정체계가 필요하다고 판단했다. 자재와 생산 정보를 오류 없이 체계적으로 관리할 수 있는 시스템을 위해 스마트 공장에 관심을 갖게 되었다”고 전했다.

▲ 중앙섬유의 스마트 공장 도입을 총괄한 이성민 부장

중앙섬유는 이전에 바코드를 사용해 원사 정보를 관리하고자 시도한 적이 있었지만, 만족스럽게 활용하지는 못했다. 무엇보다 현장 작업자들의 부담이 컸다. 전반적인 관리 시스템의 개선 없이 바코만 도입했기 때문에, 현장에서는 기존에 하던 작업을 그대로 하면서 자재 정보를 입력하고 바코드를 출력하고 스캔하는 일이 더해진 것이다. 시간이 지나면서 바코드 사용은 큰 효과 없이 흐지부지해졌다.

중앙섬유가 스마트 공장에 관심을 갖고 본격적으로 구축을 시작하면서 가장 중점을 둔 것도 이 부분이었다. 이성민 부장은 “현장 작업자는 업무의 내용이나 형식이 바뀌는 것에 민감하다. 그래서 작업자들이 이전과 같이 작업할 수 있고, 스마트 공장 때문에 새로운 일이 생기지 않도록 하는 것이 중요했다”고 전했다.

중앙섬유의 스마트 공장 시스템 개발을 주관한 아이씨아이엔티의 김진선 전무는 “중앙섬유는 현장에서 쓰고 있는 작업지시서를 그대로 디지털화하고자 했고, 현재의 생산 체계와 동선까지 그대로 반영할 수 있도록 커스터마이징하는 것이 가장 큰 숙제였다”고 설명했다.

▲ 전체 생산 프로세스 관리 시스템 구성

IoT와 MES로 자재 및 공정 데이터 관리를 자동화

중앙섬유의 스마트 공장 시스템은 생산, 품질, 설비 가동 등의 정보를 센서로 수집하여 IoT 미들웨어를 통해 MES 시스템에 전달하고, 이를 기반으로 공정 프로세스 및 장애대책을 관리하는 것을 목표로 한다. 우선 2019년에는 원단을 짜는 제직 공정에 대해 원사 재고 및 원단 재고를 관리하고, 준비 - 편직 - 검단 - 포장 - 출고에 이르는 전체 생산 프로세스를 관리하는 MES(생산 실행) + SCM(공급망 관리) + FEMS(공장 에너지 관리) 통합 시스템을 구축했다.

▲ 기존의 제직 표준서를 시스템화해 자재 및 생산 정보를 자동 업데이트한다.

이 시스템은 품목 코드, 원사 입/출고, 편직 생산 등 관리할 데이터 항목을 테이블로 설계하고 흩어져 있던 정보를 연계함으로써, 입력 데이터와 연계된 자재 및 생산 관련 정보가 자동으로 실시간 업데이트되도록 했다.

원단을 생산할 목표량에 맞춰 필요한 원사의 양을 계산하거나, 원단에 필요한 소재(원사)를 결정하는 과정도 시스템으로 자동화해 정확하게 계산할 수 있게 되었다. 이성민 부장은 “새로운 원단을 생산하려면 원사의 소재와 두께가 달라지고, 실을 제직기에 세팅하는 등의 준비 시간이 기계 한 대 당 이틀 정도 걸린다. 생산하는 제품군이 워낙 다양하기 때문에, 이 과정에서 실수가 일어난다면 손실뿐 아니라 사고의 가능성도 높아진다. 스마트 공장을 통해 재고와 생산 관리를 체계적으로 할 수 있게 되고, 생산 대응 속도가 더욱 빨라질 수 있게 되었다”고 소개했다.

▲ 생산 공정의 실시간 모니터링

중앙섬유의 스마트 공장에는 센서를 통한 IoT(사물인터넷)도 역할을 한다. 생산 공장 내 기계에 탑재된 센서는 원사가 어느 정도 사용되고 있는지, 일정한 간격으로 직조되고 있는지, 원사가 끊어지지는 않았는지, 현재 생산 속도와 생산량은 어느 정도인지, 생산설비의 전기 사용량은 어느 정도인지 등의 정보를 수집한다. 이러한 정보는 통합 관리 시스템으로 전달되어 생산 진행 상황을 실시간으로 모니터링하고 이상 여부를 파악해 공정을 관리할 수 있게 된다. 

▲ 설비에 센서를 장착해 가공 현황 정보를 수집한다.

스마트 공장, 생각을 바꾸면 길이 보인다

중앙섬유는 제직 공정에 이어 향후 염색 등 전체 공정으로 스마트 공장을 확대할 계획이다. 전체 제조 공정을 최대한 단순화해서 속도를 높이고 불량을 줄이는 것이 목표이다. 궁극적으로는 스마트 공장을 통해 새로운 생산구조를 갖추고 새로운 소재 개발을 가속화함으
로써 경쟁력을 높일 수 있을 것으로 기대하고 있다. 

이성민 부장은 “섬유를 포함해 우리나라의 뿌리산업은 기존의 수작업 방식으로 일하는 경우가 많고 첨단화 사례가 적다. 하지만 세상은 빠르게 바뀌고 있으며, 스마트화와 거리가 멀다고 여겼던 섬유산업도 생각을 바꿔 보면 가능성이 있다고 본다. 여전히 사람이 할 수밖에 없는 부분도 있지만 단순화된 작업은 충분히 개선할 수 있다. 오랜 시간 당연하게 여겨 온 방식을 바꾸는 것이 필요하다”고 전했다. 

또한, “나이키를 포함한 중앙섬유의 주요 고객사에서도 납기 및 개발기간에 대해 중요하게 여기고 있다. 새로운 트렌드에 빠르게 대응할 수 있는 납품사의 역량을 중시하는 것인데, 이는 결국 스마트 공장이 기업의 글로벌 경쟁력을 높이는데 기여할 수 있다는 것을 뜻한다”고 설명했다.  

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