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대한민국의 건강과 안전을 지키는 중소기업 스마트화 지원

대한민국의 건강과 안전을 지키는 중소기업 스마트화 지원

2021/11/15

대한민국의 건강과 안전을 지키는 중소기업 스마트화 직원 텍스트와 밝아보이는 사람들 일러스트

요즘 편안할 ‘안(安)’과 편안할 ‘녕(寧)’을 써서 건강과 안전을 묻는 ‘안녕하세요’라는 인사가 더욱 각별하게 들린다. 코로나19 팬데믹이 장기화되면서 건강과 안전이 무엇보다 소중한 가치로 자리 잡았기 때문이 아닐까?

중소기업의 성장과 발전을 지원하는 다양한 동반성장 프로그램을 운영하면서 기업시민 경영이념을 적극 실천해온 포스코가 최근 백신주사기 제조사와 식품업체의 스마트공장 구축을 지원해 국민들의 ‘안녕’에도 일조하고 있다. 동반성장을 넘어 대한민국의 건강과 안전을 지키는 포스코의 남다른 중소기업 스마트화 지원 사업! 그 내용과 성과를 소개한다.


백신 주사기 제조사의 이물혼입 방지 지원세계 곳곳에서 코로나19 백신 접종이 이어지고 있는데. 그 현장에서 특별한 기술력으로 세계의 시선을 끄는 주사기가 있다. 바로 대한민국이 만든 최소잔여형 주사기(LDS)*이다.

*최소잔여형 주사기(LDS: Low Dead Space)
약물을 밀어 올리는 밀대가 바늘 아래까지 이어져 투약 후 남아서 버리는 잔량을 일반 주사기보다 크게 줄인 주사기.

이 주사기를 사용하면 부족한 백신을 최대한 많은 이들에게 투약할 수 있어 해외에서도 큰 호응을 얻었다.

좌측은 최소주자기 생산공정과, 생산직원 모습, 우측은 주사기의 모습.

▲ 최소잔여형 주사기를 생산을 지켜보는 신아양행 직원(왼쪽)과 신아양행에서 생산한 최소잔여형 주사기.

이처럼 수많은 사람들의 백신 접종에 쓰이는 주사기는 제조과정에서 이물 혼입과 같은 품질문제가 절대 발생하면 안 되는 중요한 제품이다. 포스코는 그룹차원의 전문 기술역량을 바탕으로 이물혼입을 원천 차단해 국민 건강에 기여하고자 최소잔여형 주사기 최종 제작사인 신아양행과 주사기 사출품 제조사인 서경테크칼에 스마트공장 구축을 지원했다.

서경테크칼

컨베이어 벨트 자동제어 시스템 구축

포스코는 우선 주사기 사출품 제조사인 서경테크칼 작업 현장에 컨베이어 벨트 자동제어 시스템을 구축해 문제를 해결했다. 개선 전에는 에어컨 필터 등에서 떨어진 미세 먼지가 컨베이어 벨트로 떨어져 혼입되고, 스크랩 컨베이어에서 제품이 과다하게 쌓여 출구가 막히면 가동이 중지되면서 조치 과정에서 이물질이 혼입될 수 있었다. 이때 출구 쪽에 알림 장치가 없고 제품의 위치나 이송 상태를 제어할 장치도 없어, 문제가 일어나도 작업자가 금방 알아채기 힘들다는 것도 문제였으며, 현장에서 발생한 먼지나 정전기로 비닐이 혼입돼 제품 불량이 발생하기도 했다.

스마트 공장 구축 전후의 차이를 보여주는 이미지로, 전에는 메인 컨베이어 벨트에 제품 유무와 관계없이 스크랩 컨베이어 벨트에서 제품을 투입하였으나, 후에는 컨베이어 벨트에 제품이 있을 시 스크랩 컨베이어 벨트 제품 투입을 멈춰 이물집 혼입 방지, 전에는 컨베이어 벨트 감지 센서 없었으나, 후에는 자동 센서 설치, 전에는 컨베이어 벨트 제어 패널이 없었으나, 후에는 콘트롤 패널 설치 하여 상태 실시간 확인 , 전에는 컨베이어 벨트 상부 커버 없었으나 후에는 설치하여 이물집 혼입 최소화

포스코는 메인 컨베이어로 제품을 운송하는 스크랩 컨베이어에 센서를 설치해 메인 컨베이어에 제품이 운송될 때에는 스크랩 컨베이어의 작동을 중지시킴으로써 과다 적재의 원인을 해소했다. 메인 컨베이어 출구에도 센서를 설치해 제품 운송 최종 단계에서도 과적 여부를 감지해 주변 작업자가 금방 알 수 있도록 개선했다. 또한 제품 이송 컨베이어 벨트를 제어하는 컨트롤 패널을 신설하고 터치패드를 적용해 설비 트러블을 줄이는 데도 성공했다.

그뿐만 아니라, 공장 출입구에 모든 방문자가 이용하는 에어샤워룸을 설치하고, 제품 이송 위치에 정전기 방지매트를 깔아 이물질 혼입을 줄였다.

생산성 10% 향상, 매출 20% 증가

스마트공장 구축 지원을 받아 컨베이어 벨트 자동제어 시스템을 완성한 서경테크칼은 생산성 10% 향상, 매출은 20% 증가하는 쾌거를 달성했다. 더불어, 서경테크칼 설비 개선에 참여했던 포스코 김기현 과장은 중소벤처기업부 장관 표창을 수상했다.

광양 설비기술부 김기현 과장 인터뷰: “서경테크칼에 기술지원을 하면서 중소기업의 스마트공장 지원을 넘어 국민 건강에도 이바지할 수 있어 큰 보람을 느꼈습니다.”


신아양행

이물혼입 방지 설비와 AI비전검사시스템 도입

백신용 주사기 최종 제조사인 신아양행에도 스마트화를 지원했다. 지원을 통해 주사기 체임버(chamber) 내 이물 제거기, 이물 방지 커버, 정전기 제거장치 등 이물 혼입 방지 설비 설치는 물론 AI비전검사시스템을 도입해 최종 생산품 품질을 철저하게 관리하기로 했다.

ai비전검사 시스템의 모습. 카메라를 통해 백신주사기의 영상을 취득하고 실시간 이물검사 및 ai, 영상처리를 수행하여 이물검출 결과를 확인하는 시스ㅔㅁ이다. 광학장치 구성은 -프론트조명방식(diffused LED), -주사기 대비 30도 상부에서 조명 조사, -검사 대상은 고무패킹 표면의 이물, -1대의 카메라로 초당 10개 대상 검사 가능

AI비전검사기는 특수 카메라를 통해 초당 10여 장씩 이미지를 취득하고, 영상처리 알고리즘 또는 AI 딥러닝 모델을 활용해 검사대상의 적합판정 여부를 실시간 확인할 수 있는 장치이다. 포스코는 육안으로 이물 혼입 구분이 힘든 주사기 피스톤의 고무 패킹과 그 주변을 검사 대상으로 하고, 초당 10개 제품의 검사가 가능한 수준으로 시스템을 구축하고 있다.

AI비전검사시스템 구축에는 RIST 최세호 박사의 많은 지원이 있었는데. RIST에서 안전기술 개발을 담당하는 최박사는 포스코 연구원 시절 쌓은 철강 결함 검사 장치 기술과 인공지능 전문지식을 바탕으로 K-방역 주사기 혼입 물 검사장치를 설계하고, 혼입 물 검출 성능을 사전 검증했다. 또한, 비전 검사기가 최적의 성능을 발휘할 수 있도록 기술 컨설팅도 지원했다.

2022년 3월 구축 완료 예정! 팬데믹 극복에 일조 기대

신아양행의 스마트공장 구축 지원사업은 2022년 1월까지 이물혼입 방지장치 설치를 완료하고, 2월까지 AI비전검사시스템을 도입해 3월에 최종적으로 완료할 예정이다. 스마트공장을 구축하면 공정불량률이 낮아지고 시간당 생산량도 늘어나 보다 신속한 백신 접종이 가능해져 코로나19 팬데믹 극복에 큰 도움이 될 것으로 기대한다.

rist 최세호 박사의 ai비전검사시스템 구축 지원 소감: “신아양행은 최소잔여형 주사기를 생산해 K-방역에 크게 기여한 회사입니다. 주사기 생산과정에 이물질 혼입돼 어려움에 처해 있었고, 주사기 내부의 혼입 물을 실시간으로 검사할 수 있는 기술 지원을 요청받았습니다.    포스코에서 연구원으로 근무하는 동안 철강 결함 검출 기술 경험을 바탕으로 주사기 내 혼입 물을 자동으로 검사하는 장치를 설계하고 인공지능을 이용해 혼입 물을 자동으로 검사하는 기술지원 프로젝트를 진행해 큰 보람을 느꼈습니다. 포스코에서 축적한 지식을 중소기업의 문제해결 지원 등 사회에 환원해 포스코의 ESG 경영이 더욱 빛을 발할 수 있도록 일조하고 싶습니다.”
신아양행이 전하는 감사인사: 신아양행은 1987년 설립 이래 주사침, 인슐린 주사기, 안전주사기 등 주사기와 주사침 관련 사업을 하고 있는 중소기업입니다. 직원 100여 명 규모의 소규모 회사지만 연간 매출이 200억 정도가 되고, 매출 중 95%가 수출에서 나오는 수출 주력 회사입니다. 미국 시장을 타깃으로 개발하던 최소잔여형 주사기가 코로나19 백신 접종으로 인기를 끌 게 되었는데요. 최근 이슈가 된 이물질 선별은 직원들이 육안으로 직접 검사할 수밖에 없어서 어려움이 있었습니다. 포스코의 스마트공장 지원 덕분에 이번에 AI 학습 카메라 검사기를 도입할 수 있었는데, 이후 생산 효율과 품질 유지에 큰 도움이 될 것으로 기대돼 정말 감사한 마음입니다.


포스코가 지킨 먹거리 안전! 지역 식품업체 해썹 인증 지원해썹(HACCP)은 식품 원재료 생산에서부터 조리 및 유통에 이르기까지 모든 위해 요소를 사전에 차단하는 식품안전관리제도이다. 최근 의무 적용 대상이 확대돼 빵, 떡, 국수, 유탕면류 등 일부 식품류 생산업체는 매출액이나 종업원 수와 관계없이 필수적으로 인증을 받아야 한다. 포스코는 포항시와 협조해 올 상반기에 10개사에 대한 인증을 지원하는 등 인증 준비 여력이 부족한 식품업체들을 지원해왔다.

기존의 해썹 관리는 수작업으로 진행하다 보니 관리 주기가 불규칙하고, 점검 결과의 신뢰성도 떨어지는 등 식품 안전에 허점이 발생할 여지가 있었다. 포스코는 이런 문제점을 개선하기 위해 스마트 기술을 더한 해썹 인증을 지원하기로 하고, 올 하반기 4개 회사를 대상으로 스마트공장 구축을 시작했다.

스마트HACCP 통합관리시스템 구축


스마트 해썹: ict 센서기반 자동 수집 관리 프로세스에 대한 이미지로, 기존 온도 데이터 변환장치에서 서버들이 이동 관리되어 모니터링 결과가 담당자에게 전달되는 구조이며, 데이터가 위/변조 불가하도록 센서데이터가 실시간 저장되어 자료의 안전성이 확보된다.

우선 식품을 보관, 조리하는 냉장고, 가열 조리기구에는 센서를 설치해 온도를 실시간으로 모니터링할 수 있는 체계를 구축했다. 모니터링 결과는 통신망을 통해 서버로 이동, 기록•관리하는데, 만약 모니터링 결과가 적정 범주를 벗어날 경우, 작업자에게 알림이 발송돼 즉시 조치할 수 있도록 지원한다. 금속 검출 과정도 이와 유사하게 센서가 금속을 감지한 경우 공정이 중단되고 작업자가 조치를 완료해야 공정을 재개할 수 있다.

실시간 모니터링과 관리로 식품안정성 확보

스마트HACCP 통합관리 시스템 구축을 마치면 공휴일이나 주말, 퇴근 후에도 언제 어디서든 공정을 관리할 수 있다. 또, 냉장실과 냉동실 등 중요 관리 지점의 상태를 자동측정하고 관리할 수 있게 되며, 공정 중 기준을 벗어나는 이탈 사항 발생 시 경고 시스템이 작동해 즉각적인 대응과 해결이 가능해질 예정이다.

스마트 해썹 통합관리시스템 도입 후 주요 공정 과정: 1 완료 입고 2 세척, 소독 3 완료보관 4 가열공정 5 내포장 6 금속검출 7 외포장 8제품 출하로, 3번과 4번 과정에서 스마트 해썹통합 관리시스텝이 도입된다.

공정 점검 기록지를 출력하거나 파일로 저장하는 과정도 디지털화해 관리 효율을 높이고, HACCP 점검 주기를 확인하고 경고하는 기능도 탑재해 보다 철저하게 식품안정성을 지킬 수 있을 전망입니다.

포항 혁신허브섹션 박기황 파트장의 소감 한마디 “스마트HACCP 구축을 지원하면서 위생과 청결이 좀 더 선진화된 먹거리를 제공하는 데 기여하게 돼 큰 보람을 느낍니다. 아직 스마트HACCP 구축을 어렵게 생각하는 소규모 식품제조업체에도 꾸준히 지원 활동을 펼쳐 열악한 소규모 식품업계에도 스마트한 식품제조공정이 이뤄지길 바랍니다.”

2022년 1분기 구축 완료 목표! 안전한 먹거리를 위한 포스코의 동행

포스코가 지원하는 식품업체 스마트공장 구축 지원은 내년 1분기 완료를 목표로 한다. 모니터링 결과의 신뢰성과 안전관리 능력을 향상시켜 안전한 먹거리를 소비자에게 전달하고, 관리 강화에 따른 불량 감소로 생산성도 개선될 것이다.

포스코는 지난 2019년 이래 총 397개 중소기업의 스마트공장 구축을 지원해 국내 제조업계의 스마트화에 크게 기여했다. 중소기업의 혁신 성장을 넘어 국민들의 건강과 안녕에 일조하는 포스코 스마트공장 구축 사업! 앞으로 더 큰 가치를 만들어내며 선한 영향력을 이어가길 기대한다.

※이 콘텐츠는 포스코그룹 통합 소통채널 ‘포스코투데이’ 기사를 토대로 제작했습니다.

기업시민 포스코 Together With POSCO 함께 거래하고 싶은 회사 / Together / Green / Life / Community / 우측 악수하고 있는 일러스트 이미지.

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