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스마트팩토리 구축과 디지털 전환이 본격화되면서, 기업들이 직면하는 핵심 과제 중 하나는 바로 ‘데이터 통합’입니다. 데이터를 수집하는 것은 이제 어렵지 않습니다. 하지만 이 데이터를 의미 있게 연결하고 활용 가능한 상태로 통합하는 일은 여전히 많은 제조기업의 난제입니다.

 

이번 19화에서는 스마트 제조 아키텍처에서 자주 언급되는 **‘수직적 통합(Vertical Integration)’과 ‘수평적 통합(Horizontal Integration)’**의 정의와 실제 구현 전략을 소개하고, 국제 표준 ISA-95 모델을 기반으로 한 통합 전략까지 상세하게 풀어보겠습니다.

 

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1. 제조 데이터 통합이 중요한 이유

 

오늘날 제조 환경에서 수많은 데이터가 발생합니다:

 

• 설비 데이터: PLC, SCADA, 센서, IoT 장비
• 공정 데이터: MES, Batch 시스템, Recipe 시스템
• 계획/경영 데이터: ERP, APS, CRM, 품질 시스템
• 운영 지원 데이터: WMS, LIMS, eQMS 등

 

이 데이터들은 단편적으로는 의미가 있지만, 연결되지 않으면 흐름이 생기지 않습니다.

 

스마트팩토리는 결국 정보의 흐름을 가시화하고 최적화하는 체계입니다. 그렇기 때문에 데이터 통합 구조를 어떻게 설계하느냐가 경쟁력을 좌우합니다.

 

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2. 수직적 통합 vs 수평적 통합 – 개념 정리

 

 

수직적 통합(Vertical Integration)

 

• 정의: 하위 레벨(센서, PLC 등)에서부터 상위 레벨(ERP, BI 등)까지의 계층 간 정보 흐름을 연동하는 구조
• 목적: 경영진이 현장의 상태를 실시간으로 파악하고, 공정 조건에 따라 전략을 조정할 수 있도록 지원
• 적용 시스템 계층 (ISA-95 기준)
  1. Level 0 – 센서, 액추에이터 (물리 계층)
  2. Level 1 – 제어 계층 (PLC, DCS)
  3. Level 2 – SCADA, HMI (모니터링)
  4. Level 3 – MES, Batch, 공정제어 시스템
  5. Level 4 – ERP, APS, PLM 등 경영계획 계층
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수평적 통합(Horizontal Integration)

 

• 정의: 같은 계층의 여러 시스템 또는 공장 간 데이터를 동일한 기준과 모델로 연결하는 구조
• 목적: 여러 공장의 생산성과 품질을 비교하거나, 동일 제품군 간 최적 조건을 분석
• 적용 예시:
  • 공장 A와 공장 B의 MES 간 표준화
  • 다국적 기업 내 품질 데이터 포맷 통합
  • 동일 장비의 OEE 분석 결과 비교 가능하도록 설정
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3. ISA-95 모델을 기반으로 한 실전 통합 전략

 

 

ISA-95: 제조 실행 시스템 통합 표준

 

ISA-95는 제조 기업이 MES, ERP, 자동화 시스템을 효과적으로 연동하기 위한 국제 표준 모델입니다. 5단계 계층 모델을 바탕으로 정보의 흐름을 표준화하고, 각 계층 간의 데이터 구조와 인터페이스를 정의합니다.

 

 

ISA-95에서의 수직적 통합 설계 포인트

 

• Level 3(MES) ↔ Level 4(ERP) 간 통합: 주문 → 작업지시 → 생산실적 → 재고 반영 구조 설계
• Level 2(SCADA) ↔ Level 3(MES): 설비 이벤트, 알람, 비가동 원인 → MES 이벤트 트리거 연계

 

 

ISA-95에서의 수평적 통합 설계 포인트

 

• MES 간 공통 데이터모델 정의: 제품구성, BOM, 라우팅, 장비코드 등 기준 통일
• 품질 시스템 간 동일 Rule Set 적용: 예측모델, SPC 파라미터 등 통합

 

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4. 실제 제조기업의 통합 사례 비교

기업 유형수직적 통합 적용수평적 통합 적용주요 효과

글로벌 자동차 부품사	ERP-MES-SCADA 연계	해외 공장 간 MES 통일	납기 단축, 품질 편차 축소
국내 제약사	eBR ↔ LIMS ↔ QMS 연동	GMP 문서 표준화	감사 대응 시간 단축
반도체 대기업	DCS-MES 연계 실시간 공정 조건 피드백	Fab 별 이상 패턴 통합 분석	수율 개선 + 유지보수 시간 단축

 

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5. 통합을 위한 데이터 표준 전략

 

데이터 통합의 근본은 ‘표준화’입니다. 특히 다음의 요소들이 중요합니다:

 

• 공통 마스터 정의: 제품코드, 설비코드, 공정코드 등
• 데이터 사전(Data Dictionary) 구축
• 연동 표준 (OPC-UA, B2MML, MQTT 등) 기반 아키텍처 설계
• 이벤트 기반 데이터 구조 적용: 연속 수집이 아닌, 변화가 발생했을 때만 전송

 

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6. 통합은 기술이 아니라 설계 전략이다

 

수직적 통합은 ‘깊이’를, 수평적 통합은 ‘넓이’를 책임지는 구조입니다. 스마트팩토리의 진정한 목표는 이 둘이 전략적으로 엮인 통합 아키텍처를 확보하는 것입니다.

 

단순히 시스템을 연결한다고 통합이 되는 것은 아닙니다. 연결의 목적, 연동의 기준, 데이터의 표준화 수준이 함께 설계돼야 합니다.

 

이제 제조 데이터 통합은 단순한 기술 프로젝트가 아니라, 조직 전체의 전략과 데이터 거버넌스를 담는 경영 아키텍처로 접근해야 합니다.