페이스트리 제조업체, 생산 인텔리전스로 생산량 증대

[산업일보]
미국 아이오와주에 위치한 페이스트리 생산업체 컨트리 메이드(Country Maid)는 손으로 만든 제과 제빵 제품으로 유명하다. 1991년에 설립된 이 회사는 캔 밴워트(Ken Banwart)와 말린 밴워트(Marlene Banwart) 부부가 자신들의 집 지하실에서 페이스트리를 만들어 현지의 농산물 직거래 시장에다 내다 판 것이 그 시작이었다.

로크웰 오토메이션에 따르면, 페이스트리는 그 지역에서 큰 인기를 끌게 됐고, 이 부부는 많은 사람들이 페이스트리를 좋아한다는 사실을 깨달았다. 이들은 비영리 단체와 학교 그룹의 기금 모금용으로 굽지않은 냉동 페이스트리와 다양한 종류의 새로운 페이스트리를 만들었다.

이 페이스트리는 집에서 만든 것과 같은 맛이 나고 따뜻할 때 먹을 수가 있기 때문에 인기가 높다. 냉동 페이스트리를 하룻밤 해동시켜 두었다가 오븐에 넣어 구우면 간단하게 갓 구운 페이스트리를 즐길 수 있다. 놀라운 일은 아니지만, 모든 재료를 맛있는 페이스트리로 만드는 공정은 이보다 훨씬 더 복잡하다.

100% 직원 소유인 아이오와 공장에서는 분유, 밀가루, 설탕 등 보관함에 담긴 재료들이 산업용 믹서로 이동돼 물과 혼합된다. 만들어진 반죽은 컨베이어를 따라 회전 반죽 피더로 이동하고, 밀방망이와 유사한 역할을 하는 기계가 반죽을 밀어 얇게 만든 후 버터를 바르고 내용물을 채워 넣는다. 그리고 냉동실로 이동하기 직전, 작업자가 12겹의 페이스트리의 윗겹들을 땋아서 버터 브레이드(Butter Braid®)의 상징적인 모양을 만든다.

공정을 자동화하기 전에는 작업자들이 수동 배치를 생성하고, 각 페이스트리의 양을 조절하며, 밀가루 포대를 열어 믹서에 넣는 등 훨씬 더 많은 작업을 수행했다. 운전자들이 기본 생산 데이터를 수동으로 수집해 보고서를 만들었기 때문에 오류와 비일관성이 발생할 가능성도 있었다.

이러한 완전 수동 프로세스는 또한 시간과 인력이 많이 드는 일이었다. 컨트리 메이드는 이 프로세스에 자동화를 도입해 최첨단 데이터 수집 역량을 확보함으로써 각 배치가 동일한 높은 품질을 유지할 수 있도록 만들길 원했다. 이 기업은 또한 시설 전체에서 총 운영 효율성을 향상시키길 원했다.

수요를 충족하기 위해, 컨트리 메이드는 라인을 추가했다. 혼합실 설계에는 두 가지 옵션이 가능했다. 새롭게 추가된 자동화 라인에 작은 규모의 새로운 믹서를 설치하거나, 기존 믹서를 더 큰 믹서로 교체하는 것이었다. 큰 믹서로 교체하려면 공간을 마련하기 위해 시설의 규모를 확장할 필요가 있었다.

컨트리 메이드의 시스템 통합 전문가 마크 밴워트(Marc Banwart)는 "더 큰 새 믹서를 자동화하면, 믹서의 크기를 줄이고 시설을 확장할 필요가 없다는 사실을 발견했다. 이 옵션은 비용도 덜 들면서 같은 목표를 달성할 수 있을 것이었다. 우리는 이러한 변화가 늘어나는 생산 요구사항을 충족할 수 있도록 해주고 운영관련 의사결정을 지원하는 데이터에 액세스할 수 있게 만들어 줄
것이라는 사실을 알고 있었다"고 말했다.

컨트리 메이드는 기존 라인을 새로 설치한 두 번째 라인과 함께 자동화하길 원했다. 그리고 로크웰 오토메이션의 PlantPAx® 프로세스 자동화 시스템을 이 두 라인을 위한 핵심 시스템으로 선택했다. 컨트리 메이드는 로크웰 오토메이션 PartnerNetwork™ 프로그램의 솔루션 파트너인 인터스테이트 컨트롤 시스템즈(Interstates Control Systems Inc.)의 협력을 요청했다.

PlantPAx 시스템에는 비주얼라이제이션, 분석, 보고 포털 및 프로세스 히스토리안이 포함된다. 이는 운전자가 생산 추세를 확인하고 레시피 할당량을 조절할 수 있게 해준다. 데이터를 추적 및 기록하고 생산 추세를 파악하기 위해, PlantPAx 시스템의 일부로 FactoryTalk®VantagePoint EMI 소프트웨어가 구현됐다.

이 소프트웨어는 생산 라인 전반에 분산된 여러 소스로부터 정보를 수집해 운전자가 다양한 역할 기반의 대쉬보드로부터 데이터를 실시간으로 조회할 수 있도록 해준다. 운전자는 이 데이터를 탐색 및 분석 툴로 사용하고, 온도와 반죽 질기 등 다양한 파라미터에 기반해 각 배치를 위한 개선책을 수립한다.

이전에 컨트리 메이드는 반죽질기의 일관성을 유지하는데 문제가 있었지만 그 이유를 알지 못했다. VantagePoint 소프트웨어를 통해 운전자들은 문제의 근원을 찾을 수 있었다. 공장 건물 밖에 위치한 밀가루 보관함이 기후 변화에 따른 문제를 야기하고 있었던 것이다. 운전자들은 이제 보관함 내부의 변화하는 온도 조건에 기반해 각 배치를 모니터링 할 수 있다.

이 시스템은 또한 생산에 영향을 줄 수 있는 파라미터들에 대한 뷰를 제공한다. 인터스테이트 컨트롤 시스템즈의 수석 제어 시스템 개발자 레이몬드 버닝(Raymond Berning)은 "운전자들은 다운타임이 얼마나 오래 지속되는지 뿐 아니라 언제, 그리고 라인의 어디에서 발생하는지도 확인할 수 있다"며, "이러한 수준의 통찰력은 생산에 대한 제어를 강화해준다"고 말했다.

컨트리 메이드는 각 배치 데이터에 기반해 의사결정을 향상시킬 뿐 아니라 품질 데이터를 확보하고 프로세스에 대한 제어를 강화하길 원했다. 그리고 그러한 목표를 초과 달성했다.

공장은 제품 생산량을 두 배로 향상시켰으며 기업의 주요 목표 중 하나를 성취했다. 또한 라인 속도를 14% 증가시켰고 혼합 시간을 23% 절감했다.

PlantPAx 프로세스 시스템을 구현한 후, 컨트리 메이드는 얼마나 많은 양의 물과 설탕이 배치에 추가되는가 하는 것을 뛰어넘어 검토할 수 있는 다양한 정보를 확보했다. 운전자들은 이제 언제 각 배치의 파라미터를 조정해야 하는지 알고, 또 왜 조정이 필요한지 그 이유도 알게 됐다. 더 이상 추측이나 가정은 필요 없게 됐다.

더 큰 믹서를 설치하고 시설을 확장하는 대신 고도의 자동화된 믹서를 구현함으로써 컨트리 메이드는 12만 달러의 장비 비용을 절약하고 대대적인 생산 다운타임을 회피할 수 있었다. 또한 새로운 데이터 수집 기능을 통해 인력을 보다 효율적으로 활용할 수 있게 돼 배치에 들어가는 인건비를 연간 4만5천 달러 이상 절감했다. 프로세스 솔루션은 컨트리 메이드가 기대했던 이상으로 보고 기능과 생산 효율성을 향상시켜 주었다. 현재, 생산 프로세스가 처리할 수 없는 유일한 작업은 각 페이스트리를 땋아 모양을 만드는 일이다. 작업자의 정확한 수작업을 따라할 수 있는 기계는 아직 없기 때문이다.