대웅제약이 인공지능(AI)과 첨단 정보통신기술(ICT)을 융합한 스마트 팩토리 구축을 통해 제약 제조 분야 혁신을 선도하고 있다. 대웅제약 오송공장은 국내 제약회사 중 최초로 국가 공인 스마트 팩토리 4단계 인증을 획득하며 성과를 입증했다.

지난달 28일 진행된  제약바이오협회와 약제학회 공동 세션에서 이승하 대웅제약 생산본부장은 "오늘날의 스마트 팩토리는 단순히 로봇이 사람을 대체하는 '자동화'를 넘어, 데이터 기반의 실시간 의사결정(Decision Making)을 가능하게 하는 것이 핵심"이라며 대웅제약 스마트 제조 전략과 구체적인 사례를 공유했다.

스마트 팩토리 구축 성과…생산성 30% 향상

이 본부장은 스마트 팩토리 도입의 실질적인 효과를 정량적인 데이터를 통해 제시했다. 스마트 공장인 오송 사이트와 유사 규모의 비(非)스마트 공장을 비교 분석한 결과, 오송공장은 제조 원가(CoGS)를 약 20% 절감했으며, 동일한 생산량을 달성하는 데 필요한 리소스(인력)는 약 3분의 2 수준에 불과했다.

가장 주목할 만한 성과는 인당 생산량이다. 스마트 팩토리 운영을 통해 생산성이 비스마트 공장 대비 약 25%~30% 증가한 것으로 나타났다. 또, 제품 생산부터 출고까지 걸리는 플랜트 사이클 타임(Plant Cycle Time)도 45일에서 32일로 단축돼 더 빠르고, 더 많이, 더 적은 비용으로 생산하는 혁신을 이뤄냈다.

대웅제약 오송공장, '시스템 통합'을 통한 4단계 실현

대웅제약 오송공장은 설계 단계부터 스마트 팩토리를 목표로 구축됐다. 핵심은 MES(생산 실행 시스템)를 중심으로 SAP(자원 관리), LIMS(실험실 정보 관리), WMS(창고 관리) 등 모든 전산 시스템을 통합(Integrated)하고, 데이터를 실시간(Real-time)으로 연동한 것이다.

생산 시스템인 MES가 자재 정보, 품질 시험 결과, 환경 데이터, 설비 상태 등 모든 정보를 실시간으로 수집하고 통제한다.

예컨대, 원료 계량 시 저울이 MES와 연동돼 지정된 양(1.000kg)이 정확히 측정되지 않으면 다음 공정으로 넘어갈 수 없도록 시스템적으로 완전 차단(Block)된다. 또, 설비의 교정(Calibration) 기한이 지나면 MES가 해당 설비 가동을 자동으로 막아 인위적인 실수를 근본적으로 방지한다.

AGV(무인 운반차) 등을 통한 자동 창고 및 물류 시스템 구축으로, 잘못된 원료의 투입 가능성을 원천적으로 봉쇄했다.

예측 및 자율 의사결정...스마트 팩토리 4단계의 핵심

타정기, 코팅기 등 공정 파라미터(RPM, 경도, 질량 등)는 실시간으로 MCS(일반적으로 SCADA)에 기록되며 트렌드를 벗어날 경우 자동으로 알람이 발생하고 QMS(품질 관리 시스템)에 이벤트로 자동 등록되어 QA 조사로 이어진다.

모터, 회전축 등 주요 설비에 진동 센서 등을 부착하여 데이터를 수집하고 머신러닝을 통해 평상시와 고장 시의 진동 패턴을 학습시킨다. 이를 바탕으로 고장 발생을 미리 예측하여 엔지니어들이 사전에 부품을 교체하거나 유지보수(PM)를 진행하는 예지 보전 시스템을 구축했다. 이 예지 보전 모델이 4단계 인증의 핵심적인 부분이었다.

미래 도전, 전통 공장의 혁신과 AI 도입 가속화

오송 신공장 외 대웅제약은 향남공장과 같은 전통적인 공장에 대해서도 스마트 팩토리로의 전환을 추진 중이다.

오래된 설비는 PLC(프로그램 가능 로직 제어기)가 없거나 통신이 어려운 경우가 많다. 이에 대웅제약은 AI와 카메라 센싱 기술을 도입하고 있다. 설비의 계측기 화면을 카메라로 촬영하고, AI가 이를 학습하여 RPM 등의 정보를 인식하고 디지털 데이터로 변환해 SCADA 서버로 전송하는 방식으로 데이터를 확보하고 있다.

수백 개에 달하는 SOP(표준 작업 지침서)를 AI 챗봇에 학습시켜, 작업자들이 필요한 정보를 즉시 검색하고 확인할 수 있는 시스템을 개발하고 있다.

QC(품질 관리) 실험실의 미래인 '랩 오브 퓨처(Lab of Future)' 구축을 위해 스마트 글라스(Smart Glass)를 통한 시험 랩 모델을 검토 중이다. 스마트 글라스를 통해 시험 방법(LES)을 확인하고, 작업 내용을 실시간으로 기록하며 컨펌하는 시스템을 개발할 계획이다.

이 본부장은 "규제 기관 역시 AI 기반 의사결정보다는 데이터 무결성측면 요구사항에 더욱 집중하고 있다"며  "대웅제약은 스마트 팩토리의 모든 데이터가 수정·삭제 불가능하고 오디트 트레일(Audit Trail) 기능을 갖추도록 CSV 관점에서 시스템을 철저히 관리하고 있다"고 강조했다.