?서울과학종합대학원 / 한석희 연구교수
MES는 무엇인가
‘MES’는 생산관리시스템(Manufacturing Execution System)을 말한다. MES는 스마트공장(Smart Factory)을 구축하는 기업이나 스마트제조(Smart Manufacturing)를 추구하는 기업에게 중요한 기업용 시스템(Enterprise System)이다. 국내의 예를 볼 때 2019년말 현재 12000여개의 스마트공장 프로젝트 속에서 70~80%의 사례는 MES설치와 관련된 활동이다. 그만큼 MES는 스마트공장의 주축이며 제조 공장의 주요 백본 시스템(Backbone System) 역할을 하고 있음을 보여 준다. 물론 스마트공장이 MES 하나로 다 완성되는 것이 아니다. MES는 기본 조건일 뿐이다. MES를 기초로 다른 여러 활동들이 확대되거나 추가되어야 한다. 따라서 공장에 설치된 MES는 ‘제조와 관련된 데이터와 정보를 주고받고 전달하는 중심 시스템’으로서 ERP 같은 시스템과 연결되는 동시에 현장 조건에 필요한 다양한 ‘기능적 인터페이스’를 제공하면서 비로소 스마트공장의 성과를 만들어 간다고 볼 수 있다.
여기서 말하는 ‘기능적 인터페이스’는 공장의 아이템이나 공정 특성에 따라 모두 달라진다. 이를 일반화해서 보면 원재료 투입, 중간 제품 가공 정보, 제품 조립 정보, 제품 검사 및 측정 정보, 제품 시험 정보, 완제품 정보 등 제조와 관련된 주요 정보를 주고받는 창구(Interface)이다. 이 창구에서 데이터가 제시되기도 하고 수집되기도 한다는 점에서 양방향성을 지닌다. 즉, 창구를 통해서 제조지시, 작업지시 정보가 현장에 제공되기도 하지만 제조나 작업의 결과가 수집되기도 한다는 뜻이다. 예로서, 어떤 부품으로, 어떤 작업을 할 것인지 정보를 내려 보낸다. 이 인터페이스의 마지막 기능은 수집된 정보와 데이터를 일목요연하고 보기 좋은 양식으로 작업자, 관리자에게 보여주는(Display) 것이다. 이 같은 최소 3가지 기능이 인터페이스를 통해 성취된다.
이 모든 기능적 인터페이스는 공장에서 추구하는 스마트제조와 관련한 일을 위해 필요한데, 대체로 생산 계획, 공정 관리, 품질 관리, 설비 관리, 물류 관리, 성과 관리 등과 같은 업무의 생산성 향상에 기여한다. 또 품질 상향과 품질 관리 운영, 납기 준수 관리 등 고객이 중요한 가치로 받아들이는 성과를 만드는 역할도 한다. 이런 활동을 유지하고 또 지속적으로 개선하면서 기업은 생존하고, 생존을 유지하며 더 나아가 경쟁기업과 차별화를 유지할 수 있게 된다.
스마트공장 활동이란 기업이 추구하는 이 같은 상위 목표를 성취하기 위해, 하위 목표인 생산성 향상, 품질개선, 납기 관리 능력 향상, 고객 대응 유연성의 제고, 원가 절감 등을 얻기 위해 활동하는 것은 이미 검증된 일반화된 명제이다. 이런 활동의 기초 역할에 MES가 존재하며 MES가 생산현장의 기초 시스템이라고 말하는 이유이다.
MES의 정의와 구성
MES의 정의는 광의와 협의로 구분해서 보게 된다. 협의로 보는 MES는 재료나 부품을 투입하고 가공, 조립, 포장, 창고 입고 등의 과정의 관리 활동을 지원하는 역할을 한다. 그러나 광의는 고객의 주문을 받는 것부터 시작하여 부품회사나 원자재 공급 기업으로부터 받은 재료나 부품 공급, 그리고 완제품 창고 입고 이후에서 펼쳐지는 고객 지원 활동까지도 포함한다. 한마디로 이전에 ERP에서 관장할 수도 있거나 SCM 시스템이 지원하는 활동까지도 중복하여 MES가 지원하는 범위로 확대하는 것을 볼 수도 있다. 이는 대부분의 기업용 시스템의 정의 과정에서 나타나는 시스템 기능의 확대 속성에 따르는 중복현상이다. 따라서 각 시스템이 일정 부분 중복되는 것은 피할 수 없는 현상이며 이런 정의를 ‘ 옳다, 그르다’로 구분할 성격의 일은 아니다.
이런 방식으로 정리된 MES의 정의를 보여주는 것이 아래 그림이다.
[그림] MES의 기능 구성도
이런 MES의 역할과 기능 정리는 MESA International 에서 정리한 것을 보면 다음과 같다.
- Resource Allocation and Status (자원할당 및 상태관리)
- Operations/ Detail Scheduling (상세 공정 일정 수립)
- Dispatching Production Units (생산 단위 분배)
- Document Control (문서 관리와 제어)
- Data Collection/ Acquisition (데이터 수집, 집계)
- Labor Management (근태 관리, 공수 관리)
- Quality Management (품질 관리)
- Process Management (공정 관리)
- Maintenance Management (유지 보수 관리)
- Product Tracking and Genealogy (생산 추적 및 이력 관리)
- Performance Analysis (실행 분석)
클라우드는 MES와 궁합이 맞는가?
그렇다면 클라우드는 이 같은 MES의 운용과 기능 실현을 위하여 적합한 환경을 제공하는가?
클라우드는 이미 다양한 기업용 시스템 운영에서 활용이 적합하다는 실증 결과를 보여주고 있다. ERP와 같은 기업용 시스템은 물론이고, PLM과 같은 기업용 시스템도 점차 클라우드 환경 사용이 공급자들로부터 논의가 추진된 것을 볼 수 있다. ERP의 대표적 국내 사례는 ‘더존 ICUBE’가 클라우드 환경 서비스를 제공하는 것으로 알려져 있다. PLM은 공급사가 다쏘시스템, 지멘스, PTC와 같은 글로벌 기업으로서 이들도 더 많은 사용자 확보를 추구하면 점차 클라우드 환경으로 운영하는 서비스를 2014년 전후부터 시도한 것을 알 수 있다.
클라우드 환경은 사용자에게 시간과 비용을 절감한다는 것이 가장 중요한 장점이다. 또 선택 가능한 다양한 옵션을 제공하여 사용자가 필요에 따라서 필요한 것만 사용한다는 유연성을 장점으로 내세우고 있다. 덧붙여서 지원하는 서비스도 다양하게 구성할 수 있다는 것도 장점이다. 예를 들어 필요에 따라서 IaaS(Infrastructure as a Service), SaaS(Software as a Service), PaaS(Platform as a Service) 등으로 서비스를 선택하여 제공할 수 있는 기반을 제공하는 것이 특징이다.
이 같은 클라우드의 일반적인 장점에도 불구하고 MES는 그간 클라우드 환경에서 사용된 사례가 많지 않다. 또 MES를 클라우드 환경에서 서비스하고 공급 기업 사례도 거의 없다. 클라우드는 이미 가용할만한 기술과 환경을 제공하고 있지만 MES는 클라우드 환경에 적응하지 못하거나 하지 않고 있다고 보여 진다. 이는 어떤 의미로 받아 들여야 할까?
MES 사용자의 환경 특성
MES 사용자의 환경 특성을 사용자, 사용자 환경, 사용 목적 등으로 구분하여 살펴보면, 클라우드가 왜 MES에게는 선호되지 않은 지 이해할 수 있을 뿐더러 대응방안을 찾는 근거가 될 수 있을 것이다.
먼저 볼 것은 MES 사용자 특성이다. MES사용자는 다른 시스템 사용자에 비해 더 넓고 더 다양하다. 즉, 현장 관리직, 현장 작업자 등 사용자가 다양하여 시스템을 사용하는 사용자의 활용 수준이 제각각이다. 이런 점을 제대로 이해한다면 MES 사용자 인터페이스가 어떤 수준으로 맞춤형으로 최적화되어야 하는 지 이해될 것이다. 비교적 흔한 사례로서 메뉴나 시스템 언어를 예로 들 수 있다. 시스템언어는 한글뿐 아니라 영어는 물론이고 다른 동남아 국가 지역 외국어를 지원해야 하는 경우가 비일비재하다. 그러나 실제 이런 환경을 제공하는 경우는 많지 않다.
두 번째 사용 특성은 시스템이 사용되는 물리적 환경인데, 제조 현장이란 특징은 소음, 먼지, 불안정안 물리적 환경이나 사용자 접근 위치 등으로 요약된다. 즉, 다른 시스템 운영환경과는 다르게 단순한 단말기 또는 디스플레이 장치가 설치되어 있는 것이 대부분이며 사용자들이 작업을 하는 현장 부근에서 시스템에 접속하는 것이 사무실의 안정된 책상과 의자를 사용하는 환경과 근본적으로 다르다.
세 번째 특성은 MES사용 목적이 사용자가 정보 확인 또는 데이터 입력을 하는 것에 잘 맞추어져야 하는 점이다.
클라우드 MES의 현장 수용과 확산 타당성 고찰
클라우드 MES가 데이터나 정보 확인, 데이터 수집과 입력, 모니터링 또는 분석이란 기본 기능을 사용자의 환경과 조건에 맞춤으로 서비스를 제공할 수 있는가에 대한 답을 제대로만 찾는다면 클라우드 환경은 수용되고 확산될 수 있을 것이다.
그러나 가장 근본적인 수용의 저항은 시스템의 보안에 대한 우려에서 나타난다. 즉, 클라우드에 대한 사용자 선입견은 아직도 대단히 부정적이다. 사용자들의 우려는 의도적이든 또 의도적이지 않던 누군가에 의해 데이터와 정보가 외부로 빠져 나갈 수 있다는 점이다. 클라우드 시스템에 대해 기업이 묻는 일반적인 보안 우려가 제조 현장에서는 아직도 충분하게 해명되지 않았다고 봐야 한다. 이는 논리적 저항이라기보다 심리적 저항에 가깝기도 하다.
이런 불안은 데이터를 자사 서버가 아닌 서비스 공급업체 서버에 담아 놓고 사용한다는 것에서 기인한다고 볼 수 있다. 아무리 보안에 대한 약속과 확인이 견고하다고 하다고 하여도 종종 발생하는 해킹사고나 타인의 의도적 데이터 열람 같은 사고의 불안감이 아직도 제조 기업 기업주의 기억에 남아있다는 점을 이해할 필요가 있다.
또 다른 도전은 클라우드가 MES를 통해 축적한 데이터의 활용에 대한 답을 손에 잡히고 구체적으로 만드는 것이다. 즉, 기업현장에서는 점차 빅데이터 활용에 대한 욕구가 증가하는데 이런 욕구를 클라우드 환경이 얼마나, 또 어떻게 편리하고 가성비 있도록 사용자들에게 답을 줄 것인가에 클라우드의 미래가 걸려있다고 볼 수 있다. 단순히 MES설치와 지원 뿐 아니라 데이터 응용과 같은 부가가치 높은 활동 지원, 이를 위한 솔루션이나 타 시스템과의 통합적인 활용 환경 제공이 필요하다는 뜻이다.
클라우드 기반 MES 솔루션 공급사 사례
클라우드 MES의 타당성을 살펴보았지만 이런 시장 요구조건을 이해하고 실제 답을 찾아 솔루션을 제공하는 공급기업의 사례는 많아 보이지 않는다. 확인되는 사례로는 SAP의 사례와 국내 대기업의 사례 정도가 있을 뿐이다. SAP는 세계 최대 비즈니스 애플리케이션 업체라는 위상을 등에 업고 이미 오래전부터 클라우드 기반 MES를 제공하고 있다. 이를 위해 자신들이 보유한 프라이빗 클라우드 솔루션군인 HANA 엔터프라이즈 클라우드에 MES를 포함시키고 있는 것으로 알려져 있다. 이는대부분 대기업 고객용이다.
국내의 대표 사례는 삼성SDS 계열의 미래콤이다. 미래콤은 NextPlant, MESPlus AE(Alpha Edition Cloud)라는 브랜드로 클라우드 MES를 시장에 선보인 바 있다. 특징과 장점으로 내세운 것은 도입비용과 운영비용의 최소화, 사용자 중심의 유저 인터페이스(UI)로서 메뉴구조를 제공한다고 말하고 있다. 또 현장 작업자의 편리성을 고려한 오퍼레이팅 인터페이스(OI)를 적용한다고 주장하고 있으며 표준 보고 양식을 탑재하고 있다고 말하고 있다. 그러나 이런 주장이 현장 조건과 얼마나 부합하는 지에 대한 근거는 잘 알려지고 있지 않다.
최근 정부의 스마트공장 추진 활동 과정에서 제시된 클라우드 환경 사용 촉진에 부응하여 등장한 기업의 사례가 있기도 하다. 인프라닉스 사례가 그것인데 개발선언이란 의미로 봐야 하고 서비스가 제공되는 것으로는 볼 수 없다. ICT웍스, 티라유텍과 SK 컨소시엄 등이 최근 클라우드 MES 솔루션 개발과 공급 준비를 한다는 소식은 있지만 실제 서비스가 가능하기까지는 시간이 걸릴 예정이다.
참고문헌
- 정동곤(2013), MES 요소기술, 한울
- 전자신문(2020), https://n.news.naver.com/article/030/0002885783 2020-06-02
- HelloT(2016), http://www.hellot.net/new_hellot/magazine/magazine_read.html?code=201&sub=&idx=32286&page=&list=
- 유기조 (2011). 클라우드 컴퓨팅 도입 가이드. 한국정보기술학회지, 9(3), 57-62
- 문재영 (2019). 클라우드 컴퓨팅 동향 및 발전 방안. 한국콘텐츠학회지, 17(1), 23-26
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