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제품 손실을 95%까지 줄인 식품 회사
로크웰 오토메이션
누사 파이니스트요거트(Noosa Finest Yoghurt)는 2012년에 모닝 프레시데어리 현장에 요거트 설비를 신축하여 신선한 원유를 농장에서 직접 공급 받는다.
미국에서 가장 빠르게 성장하고 있는 요거트 회사는, 프로세스 자동화 이후 6개월 만에 수동 작업에서 자동화 설비로 전환하여 생산 능력을 300% 확대했다.
호주 퀸즐랜드 주에 있는 작은 해변 마을, 누사에서 조용하게 휴가를 즐기던 중 처음 나온 아이디어 하나가 미국 내 최고의 급성장 회사로 탈바꿈했다.
누사에서 휴가를 보내던 코엘 토메이는 폴 매튜슨과 그랜트 매튜슨이 그 지방에서 생산해 판매하는 독특한 맛의 호주식 요거트 맛에 흠뻑 빠졌다. 사업이라고는 몰랐던 토메이는 매튜슨 형제에게 그 가족의 요거트 레서피를 미국에서 출시하자고 설득해, 콜로라도 주 벨뷰에서 지금의 누사 파이니스트 요거트(Noosa Finest Yoghurt, www.noosayoghurt.
com)를 설립했다.
누사(Noosa)는 콜로라도 지방 고객들에게 중점을 두고 2010년 공식적으로 런칭하여, 입맛을 사로잡는 장인의 요거트를 생산했다. 이 요거트는 독창적인 맛과 달콤함으로 빠르게 성장하여 큰 인기를 얻었다. 출시 후 4년이 채 되기도 전에, 누사는 시장을 확대했고 전체 50개주 어디에서나 구매할 수 있게 됐다.
성장의 고통
누사가 최초 출시되었을 때는 낙농장에서 시작해 모든 요거트를 수작업으로 생산했다. 편리하게도 시설이 모닝 프레시 데어리(Morning Fresh Dairy)의 농장에 있었기 때문에, 신선한 원유를 즉시 공급받을 수 있었다.
그 다음 단계는 크림을 넣고 누사만의 특별재료인 벌꿀과 과일 등을 수작업으로 계량하여 믹스 탱크에 첨가하는 작업이었다. 핵심 프로세스를 모니터링하는 것도 어려웠지만, 밸브 이동 경로 설정, 믹서와 펌프 속도 조정, 온도 제어 밸브 조정 작업은 운영자에게 상당한 주의를 요하는 작업이었다. 이런 과정은 모두 수동으로 처리해야 했으며, 그 외 데이터 추적, 모니터링, 기록도 마찬가지였다.
한 가지라도 잘못된 경우 누사는 문제점을 해결하느라 시간을 낭비했으며, 무엇이 잘못되었는지 데이터를 추적하여 어디서, 언제, 또는 왜 발생했는지 추측만 하다가 지나간 경우도 많았다.
“우리는 자체 품질 보증을 위해, 그리고 FDA에서 요구하는 여러 가지 규제 관련 보고서를 작성하기 위해 데이터를 추적할 방안이 필요했습니다”라고 누사 파이니스트 요거트 COO인 웨이드 그로취(Wade Groetsch)는 설명한다.
누사는 인적 자본을 더 이상 투입하지 않고도 데이터를 추적하여 프로세스를 모니터링할 방안이 필요했다. 요거트 수요가 늘면서 자원을 늘리지 않고 생산을 확대할 수 있는 유일한 옵션은 프로세스 자동화뿐이었다.
그로취는 “우리 제품이 그렇게 빨리 인기를 얻으리라고는 기대하지 못했습니다”라면서, “대규모 소매점을 고객으로 확보한 후, 주문에 대응하려면 설비를 빨리 확장해야 한다는 사실이 확실해졌습니다. 자본을 늘리고 수요를 충족시키는 방법은 자동화뿐이었습니다. 그 뿐만 아니라, 미래의 수요 증가를 예측했으므로, 생산 목표를 달성하기 위해 프로세스를 모니터링하고 데이터를 수집하며, 향후 확장이 간편한 시스템이 필요했습니다”라고 말한다.
누사의 25,000ft2 신규 요거트 시설에 설치된 완전 자동화 제어 시스템으로 운영자는 원유/크림 공급 정보, 주요 프로세스 온도, 재료의 분량, 배치 주기 시간, 화학세정(CIP) 등 원료 추적 데이터를 간편하게 수집할 수 있다.
신규 설비로 수요 충족
2012년, 누사는 기존 설비에서 50미터도 떨어지지 않은 곳에 새로 25,000평방피트 규모의 요거트 설비를 신축하기로 결정했다. 누사는 요거트 생산, CIP, 유틸리티를 위한 완전 자동화 제어 시스템을 설계, 구현하기 위해 로크웰 오토메이션 파트너네트워크 프로그램(Rockwell Automation PartnerNetwork)의 솔루션 파트너인 말리스코 엔지니어링(Malisko Engineering)과 손을 잡았다.
말리스코는 로크웰 오토메이션의 PlantPAx 프로세스 자동화 시스템을 구현했다. 이 시스템은 확장성이 높고 공장 전반에 걸친 제어 시스템으로 효율성을 높이고 실시간 정보를 수집한다.
그로취는 “말리스코는 이전에 진행했던 프로세스 실행 프로젝트를 통해 시스템 아키텍처를 이미 잘 이해하고 있었으며, 사전 정의 시스템 라이브러리에 대한 내용이나 여러 컴포넌트의 동시 작동방법을 잘 알고 있었습니다. 개발 시간을 단축할 수 있었기 때문에, PlantPAx를 선택해야 하는 것이 확실했습니다”라면서 “우리는 향후 성장을 준비할 수 있는 검증된 솔루션을 원했으며, 로크웰 오토메이션의 프로세스 시스템에서 원하던 것을 찾았습니다”라고 말한다.
EtherNet/IP는 시스템의 통신 중추 역할을 하여 설비 전체에 실시간 정보를 전달한다. 말리스코 팀은 Encompass 제품 파트너 VMware의 가상화 호스트에 PlantPAx 서버 컴포넌트를 배치하고 플랜트 현장의 HMI를 위해서는 씬클라이언트(Thin-client)를 적용했다.
또한, 통합 사용자 보안을 위해서 Microsoft 액티브 디렉토리 도메인 컨트롤러를 구현하고, 원격 액세스를 위해 Cisco VPN 방화벽 기술을 추가했다. 이로써 플랜트 엔지니어들은 어디서나 인터넷에 접속하여 원격으로 문제를 해결하고 다양한 방식으로 시스템을 변경할 수 있었다.
그로취는 “우리 플랜트는 1년 365일 가동하고 있습니다. 과거 새벽 2시에 고장이 발생했다는 전화를 받으면 누군가 잠자리에서 나와 플랜트로 출동해야 했지요”라면서, “이제 원격 모니터링 기능을 이용해 집에서 안전하게 로그인하면 플랜트 밖에서도 문제점을 처리할 수 있어요”라고 말한다.
프로세스 자동화 시스템의 부산물은 풍부한 데이터이다. 새 시스템 구현으로 지능적인 생산(manufacturing intelligence) 솔루션이 가능해졌으며, 누사의 직원들은 원유/크림 공급 정보, 프로세스의 특정 지점에 대한 주요 온도, 재료의 분량, 배치 주기 시간, CIP 추적 등 원료 추적 데이터를 간편하게 수집할 수 있다. 이제 데이터를 검색해 프로세스 이탈을 검사함으로써, 문제 해결에 소요되는 귀중한 시간과 비용을 절감할 수 있다. 가장 중요한 것은 직원들이 더 이상 추측만 할 필요가 없다는 것이다.
또한, 향후에 새 시스템을 즉시 장착할 수 있다. 댄 말리스코(Dan Malyszko) 말리스코 엔지니어링 수석 시스템 엔지니어는 “프로젝트의 시스템 규모 결정 단계에서 미리 계획한 사항입니다”라면서, “PlantPAx 시스템은 자체 확장성으로 인해 급속히 성장하는 기업에 이상적인 자동화 플랫폼입니다. 수요를 충족시키기 위해 신규 장비와 프로세스 장치가 필요하면, 기본 PlantPAx 아키텍처에 악영향을 주지 않고도 추가 I/O, PLC, 서버를 추가할 수 있습니다”라고 덧붙인다.
효율적인 운영
누사의 완전 자동화된 신규 요거트 제어 시스템은 6개월 만에 개발, 설치되었으며, 이는 전례가 없던 일이다. 생산 프로세스에 대한 가시성이 증가함에 따라 운영이 개선되고 전체 요거트 프로세스의 효율성이 향상되었다.
그로취는 “새 설비를 이용해 우리는 더 많은 요거트를 더욱 일관적으로 생산할 수 있습니다”라면서, “우리의 수동 프로세스는 일관성이 없는 경우가 많았기 때문에 그 결과 요거트가 몇 회분씩 모자라곤 했습니다. PlantPAx 시스템을 통해 손실되는 요거트를 95%까지 줄였습니다.”
새 설비를 가동한 이래 인력이나 자원의 추가 투입 없이 누사의 생산 능력은 300%까지 증대했다. 2010년 최초 가동했을 때 한 번에 생산해 내는 요거트는 단 한 컵이었는데, 현재 2개의 라인에서 분당 만들어내는 요거트는 약 100컵이다.
누사 요거트에 대한 수요는 믿기 어려운 속도로 꾸준히 증가하고 있으며, 현재는 또 다른 확장 프로젝트를 진행 중이다.
세인트루이스에 있는 말리스코 엔지니어링은 로크웰 오토메이션의 정보, 제어, 프로세스 분야의 솔루션 파트너이다. 말리스코 팀은 엔지니어, 디자이너, 프로그래머, 자동화 및 품질 전문가로 이루어진 다분야 팀으로 고객의 생산 속도 향상, 비용 절감, 제품 품질 유지를 안전하게 이루도록 보장한다.
말리스코 엔지니어링 (Malisko Engineering)
http://www.rockwellautomation.com/go/p-malisko
로크웰 오토메이션 식품 산업 솔루션
http://www.rockwellautomation.com/go/tjfood