B컷전문 | 개발과 인생의 이야기

제조 환경이 점점 복잡해지고, 기술 스택도 다양해지는 가운데 가장 큰 도전은 시스템 간 ‘단절’을 해소하는 일입니다. MES, ERP, SCADA, AI 분석 플랫폼, 클라우드 인프라… 각각은 강력한 기능을 갖췄지만 서로 연결되지 않으면 ‘스마트’하지 않습니다.

 

이번 글에서는 스마트 제조 시스템을 통합적으로 구성하기 위한 아키텍처 전략을 다룹니다. 단순한 시스템 연동이 아닌, 흐름 기반 통합 설계 철학과 실제 적용 모델을 중심으로 정리합니다.

 

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1. 왜 통합이 필요한가: 단절의 비용

 

많은 제조기업이 이미 MES, ERP, 설비제어 시스템을 갖추고 있지만 아래와 같은 문제가 발생합니다:

 

• 계획과 실적 간 괴리 → ERP ↔ MES 연동 미비
• 설비 상태와 작업자 대응 간 시차 → SCADA ↔ MES 단절
• 품질 이슈 대응 실패 → 공정 데이터 ↔ 품질 데이터 통합 부족
• AI 모델은 개발됐지만 운영 반영 안됨 → 분석 시스템 ↔ MES 분리

 

이 단절은 리드타임 증가, 재고 적체, 납기 실패, 반복 불량 등의 ‘눈에 안 보이는 손실’로 누적됩니다.

 

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2. 각 시스템의 역할과 연결 포인트

시스템주요 역할통합 포인트

ERP	수주, 계획, 자재, 회계	MES와 생산계획/자재불출 연동
MES	생산 지시, 실적 수집, 공정 제어	SCADA, ERP, WMS, AI 시스템과 연계
SCADA	설비 제어, 상태 모니터링	MES로 실시간 설비 상태 전달
AI 플랫폼	품질 예측, 수율 향상 분석	MES 실적 기반 학습, 결과 피드백 연동
클라우드	인프라, 데이터레이크, 통합 API 허브	전체 시스템 간 중재 및 확장성 확보

 

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3. 통합 아키텍처의 핵심 원칙

 

 

1) 이벤트 중심 구조 (Event-Driven Architecture)

 

• 실시간 메시지 기반 연결 (예: Kafka, MQTT)
• 중앙 서버 대신 분산 메시지 버스로 모듈 간 연결

 

 

2) 마이크로서비스 기반 설계

 

• MES, WMS, QMS 등 기능 단위로 모듈화
• 유지보수성과 확장성 개선

 

 

3) API-first 전략

 

• RESTful API, GraphQL 등 인터페이스 표준화
• 외부 파트너/시스템과 연결 유연성 확보

 

 

4) 공통 마스터 데이터 관리

 

• 작업자, 설비, 제품, 배치 코드 통일
• 시스템 간 기준점 불일치 최소화

 

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4. 레퍼런스 아키텍처 예시

 

 

엣지 - 공정 제어 계층 (Level 1–2)

 

• PLC, HMI, 센서
• 실시간 데이터 수집, 제어 수행

 

 

미들 계층 – MES, SCADA, LIMS (Level 3)

 

• 공정 실행, 품질 기록, 상태 모니터링
• 엣지단 데이터를 구조화된 정보로 변환

 

 

상위 계층 – ERP, APS, WMS (Level 4)

 

• 계획, 자재, 인력, 수주/납기 통합 관리
• MES 피드백 기반으로 스케줄 조정

 

 

플랫폼 계층 – AI/ML, 클라우드

 

• 분석 모델 학습 및 결과 활용
• 전체 데이터 통합/API 중재 계층으로 작동

 

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5. 실제 적용 사례 요약

 

• 전자부품사 A사: MES–ERP 간 API 연결로 자재 불출 오차율 0.7% → 0.03% 개선
• 식음료사 B사: SCADA–MES 실시간 연동으로 생산 지연시 경고 → 납기이탈률 15% 감소
• 기계부품사 C사: MES와 AI 불량예측 시스템 연결 → NG률 24% 감소

 

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6. 통합의 과제와 해법

 

 

과제:

 

• 레거시 시스템과 신기술 간 프로토콜 미일치
• 이기종 시스템 간 데이터 구조 상이
• 단위 조직 간 협업 체계 부재

 

 

해법:

 

• 통합 허브 레이어 구축 (ESB, API Gateway 등)
• 중립 포맷 정의 (JSON, OPC-UA 기반 메시지)
• IT + OT 통합 조직 구성
• 파일럿 중심의 점진적 전환

 

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연결되지 않으면, 아무리 똑똑한 기술도 의미 없다

 

스마트 제조는 각 시스템의 기술력을 쌓는 것이 아니라,

‘흐름’을 만들고 연결하는 작업이다.

 

MES, ERP, SCADA, AI, 클라우드… 각각의 성능보다 더 중요한 것은

이들이 서로 무엇을 공유하고, 어떤 타이밍에 반응하며, 어떻게 피드백을 구성하는가이다.

 

그 연결의 중심에 ‘통합 아키텍처’가 있다.

이 구조를 먼저 정의하지 않는 스마트팩토리는, 절대로 스마트해지지 않는다.