제조 프로세스 이해 시리즈 2화 – 3대 제조방식의 정의와 차이(연속공정 vs 배치공정 vs 이산공정）
제조업의 생산 방식은 연속공정, 배치공정, 이산공정으로 나뉩니다. 각 방식의 정의, 설비 구조, 정보 흐름, MES 설계 차이를 상세히 비교하며, 왜 공정 분류가 디지털 전환의 핵심인지 산업공학적 시선으로 분석합니다.
왜 제조방식 분류가 중요한가
우리는 종종 "어떤 산업인지"에 집중합니다. 그러나 디지털 제조 전략을 세우는 데 훨씬 중요한 질문은 이렇습니다:
"어떻게 만드는가?"
제조방식은 단순한 생산 기법이 아니라 공정 흐름의 본질을 규정합니다.
공정의 흐름이 설비의 배치, 품질 관리 방식, 데이터 구조, MES 시스템 설계 방식까지 모두 결정합니다.
이번 글에서는 제조업의 3대 방식인 연속공정, 배치공정, 이산공정을 하나씩 해부하며, 무엇이 어떻게 다른지를 MESA, ISA-95, 산업공학 관점으로 상세히 비교해보겠습니다.
1. 연속공정(Continuous Process) – 흐름은 멈추지 않는다
정의
연속공정은 중단 없이 재료가 흐르며 반응, 가공, 변화가 일어나는 공정을 말합니다. 대량의 동일 제품을 장시간 동안 일관되게 생산합니다.
대표 산업
- 석유화학 (정유, 나프타 크래킹)
- 제지 산업 (펄프 연속 가공)
- 철강 산업 (연속주조)
- 음료/우유 등 액체식품
- 정밀화학 (촉매 반응형 공정)
공정 특징
- 24시간 무정지 운영이 전제
- 시작과 끝이 없으며 "흐름의 안정성"이 품질을 결정
- 정지 시 발생 손실이 막대하여 장비 신뢰성 매우 중요
설비 구조
- DCS(Distributed Control System) 중심 폐루프 제어
- 탱크, 반응기, 열교환기, 펌프 등 흐름 기반 장비
- 유량, 온도, 압력 등의 실시간 센서 계측 필요
정보 흐름
- 초당 수백~수천 개의 센서 데이터 수집
- 공정 변수의 추세(trend)로 이상 유무 판단
- 품질은 공정 중간이 아닌 실시간 지표로 예측
MES 적용 방식
- 공정 상태 모니터링 중심
- 설비 상태 및 생산량 실시간 집계
- 품질 이상 감지 → 제어값 자동 보정 연동(DCS-PI-MES 구조)
2. 배치공정(Batch Process) – 반복의 정밀 제어
정의
배치공정은 정해진 양의 재료를 투입해 하나의 '배치(batch)' 단위로 생산을 완료하는 공정입니다. 다음 배치 전 세척, 조건 변경이 수반됩니다.
대표 산업
- 제약 산업 (GMP 기준 생산)
- 화장품 제조 (레시피 기반 생산)
- 반도체 후공정 (도금, 식각)
- 식품 (잼, 소스류)
- 수처리/도금 등 특수화학 공정
공정 특징
- 품질 일관성을 위한 조건 반복이 핵심
- 레시피, 공정 단계, 배합 비율이 모든 배치에 동일해야 함
- 이력 관리(traceability) 필수
설비 구조
- 믹서, 충진기, 반응조 등 교체 가능한 설비
- 공정 간 세척(CIP/SIP) 포함
- 배치 간 자동 셋업 기능 중요
정보 흐름
- 배치 단위의 조건 저장 → 이력 기반 분석
- 품질 이슈 발생 시 해당 배치 추적 가능해야 함
- 공정 종료 후 품질 검사 → 승인 후 출하
MES 적용 방식
- 배치 스케줄링 및 승인 절차 포함
- 레시피 관리, 배치별 작업 지시서 자동 생성
- 배치 기록서(Batch Record), 전자서명(e-signature) 등 규제 대응
3. 이산공정(Discrete Manufacturing) – 부품 단위의 유연한 조립
정의
이산공정은 고유 식별이 가능한 부품을 가공하거나 조립하여 완성품을 만드는 방식입니다. 제품 단위 식별과 납기 중심 운영이 특징입니다.
대표 산업
- 자동차 제조
- 전자기기, 가전
- 기계 부품
- 항공우주, 철도 등 대형 조립 산업
- 의료기기 등 규제 산업
공정 특징
- 작업 지시 기반 생산 (Work Order 중심)
- 부품, 공정경로, 자재 흐름이 명확하게 추적됨
- 다양한 사양의 제품을 유연하게 처리 가능
설비 구조
- 로봇 암, 조립 라인, CNC, 검사 설비 등 복합 구성
- 생산 셀(Cell Manufacturing), 라인(Line), 혼합 구조 가능
- 인력과 설비의 하이브리드 운영 많음
정보 흐름
- 작업지시서(WO) 기준 부품 흐름 추적
- 생산 실적, 이상 정보, 자재 사용 이력 수집
- 납기, 품질, OEE 등 실적 중심 분석
MES 적용 방식
- 공정 라우팅, BOM, 자재 불출과 실적 수집
- 공정별 실적 자동 집계, 실시간 생산 모니터링
- 품질 불량 자동 등록, 추적/리콜 시스템 연동
4. 공정 유형 간 구조적 비교표
항목 연속공정 배치공정 이산공정
| 대표 산업 | 석유화학, 제지 | 제약, 식품, 화장품 | 자동차, 전자, 기계 |
| 공정 흐름 | 실시간, 멈춤 없음 | 배치 단위 반복 | 공정 경로 따라 이동 |
| 설비 중심 | DCS 제어, 폐루프 | 믹서, 충진기 등 | 라인, 로봇, 조립설비 |
| 품질 관리 | 실시간 계측, 예측 | 배치 종료 후 검사 | 공정 중 검사, 부품 추적 |
| MES 구조 | 공정 중심, 변수 모니터링 | 배치 이력, 승인 프로세스 | 공정경로, 작업지시 중심 |
| 데이터 구조 | 센서 트렌드 기반 | 배치 조건 기반 | 작업 단위 실적 기반 |
디지털 제조는 공정 분류에서 시작된다
MES, AI, 자동화, 디지털트윈, 스마트팩토리...
이 모든 시스템은 공정의 구조에 따라 완전히 다르게 설계되어야 합니다.
- 연속공정은 실시간 제어와 공정 안정화가 핵심이며,
- 배치공정은 조건 반복성과 이력 관리가 본질이고,
- 이산공정은 유연한 조립과 납기 중심 흐름이 결정적인 요소입니다.
공정 유형의 이해 없이 시스템을 도입하면 기능은 많지만 효과는 낮은 IT 투자가 됩니다.
따라서 디지털 전환을 제대로 시작하고 싶다면,
가장 먼저 해야 할 일은 우리 공정이 어떤 방식인지를 제대로 구분하고 이해하는 것입니다.