홍원표 삼성SDS 대표가 28일 서울 송파구 본사에서 개최한 미디어데이 행사에서 인텔리전트 팩토리 사업전략을 소개하고 있다. 삼성SDS 제공

길이 500m, 폭 200m의 축구장 4개 크기의 거대한 반도체 공장. 15조원 이상이 투자된 반도체 공장 한 곳에서 하루에 생산되는 데이터는 45테라바이트(TB)에 달한다. 반도체 공장은 사실상 데이터 수집·가공공장 이면서 데이터로 움직이는 거대한 IT혁신의 장인 셈이다.

삼성전자가 반도체 산업에서 중국과 초격차를 유지하는 비결도 바로 IT를 통한 공정혁신에 있다. 삼성전자를 비롯한 계열사의 스마트팩토리 구축·운영을 책임지는 삼성SDS가 ‘인텔리전트 팩토리’를 키워드로 하는 사업전략을 발표했다.

삼성SDS는 28일 서울 송파구 본사에서 미디어데이를 개최하고 AI(인공지능) 기반 스마트팩토리 플랫폼인 ‘넥스플랜트'(Nexplant)를 통해 관계사 외에 국내외 기업시장을 본격적으로 공략한다고 발표했다. 아울러 제조공장 안에 집중됐던 스마트팩토리 영역을 넓혀 주변 시설, 제조건물 등 플랜트 설계, 건설, 운영 전반으로 확장한다고 밝혔다.

삼성SDS는 넥스플랜트를 통해 설비·공정·검사·자재물류 등 제조 4대 영역을 지능화했다. 설비에 장착된 IoT(사물인터넷)센서로 수집된 빅데이터를 AI 솔루션(Brightics AI)으로 분석해 실시간 이상감지를 하는 것은 물론 장애 시점을 예측하고 생산공정을 최적화 하는 게 핵심이다.

예를 들어, 삼성전자의 반도체 공장에는 100만개 이상의 IoT 센서가 설치돼 각종 설비에서 데이터를 수집한다. 반도체 칩 하나가 만들어지는 데 걸리는 기간은 25~60일이고 이 과정에서 45억개 가량의 데이터가 수집된다. 한 공장에서 하루에 만들어지는 데이터는 45테라바이트다. 삼성SDS는 AI를 이용해 이들 데이터를 분석해 제조 전 영역을 지능화했다.

이재철 삼성SDS 스마트팩토리사업부장(전무)은 “과거 1메가 D램 생산을 위해 200~300개 제조공정이 투입되고 1000여 개 설비가 동원됐다면 지금은 반도체 제조공정이 약 1000개에 이르고 설비는 수만대가 투입된다”면서 “제조단계에서 나오는 데이터 양은 수백만배가 됐다”고 설명했다. 그러면서 “글로벌 제조기업들은 이들 데이터를 이용해 제조 지능화 수준을 높이기 위해 총성 없는 전쟁을 하고 있다”고 강조했다.

넥스플랜트는 22종의 솔루션과 플랫폼으로 구성됐다. AI와 IoT, 블록체인을 핵심으로 하고, 클라우드 플랫폼을 통해 서비스를 제공한다.

삼성SDS는 지금까지 국내외에서 300여 개의 고객사를 확보했다. 대표적인 고객사인 삼성전자의 경우 31개 글로벌 생산법인을 수원 센터에서 통합 관리하는 ‘글로벌 원팩토리’ 체계를 완성했다. 이를 통해 연 2000억원의 원가를 절감하고 신제품 교체기간을 절반으로 줄였다.

제조기업들이 스마트팩토리 경쟁을 벌이는 이유는 생산성 향상을 위해서다. 도승용 삼성SDS 스마트팩토리 전자제조사업팀장(상무)은 “연간 설비투자 규모가 15조원에 달하는 반도체 분야에서 생산성을 1%만 높여도 1500억원의 효과를 얻을 수 있다”면서 “삼성전자는 설비 지능화를 통해 고장원인 분석시간을 90% 줄이고 공정 지능화를 통해 공정품질을 30% 향상시키는 한편 AI를 이용한 가상 품질검사를 통해 수백대 검사장비를 투입해 생산품을 100% 검사하는 효과를 거뒀다”고 설명했다.

특히 AI기반 검사 예측모델을 적용해 불량 검출률을 극대화했다. 기존에 사람의 눈에 의존해 불량을 가려내던 것에서 딥러닝 기술로 학습한 IT솔루션으로 불량유형을 판별, 불량 분류정확도를 32% 높였다. 불량조치시간은 절반으로 줄이고 검출효율은 2배로 높였다.

공장 내 자재·부품 이동과정도 IoT와 AI를 이용해 최적화했다. 무인 자재운반 기계 등 자재물류 장치가 공장 내에서 하루 평균 수십만㎞를 이동하면서 중단 없이 최단 거리로 자율주행하며 자재와 부품, 생산품을 이동시킨다. 특히 자재물류 장치들의 소음·진동·발열·위치 등을 AI로 분석해 장애를 사전에 감지·예측해 불시에 설비가 멈추지 않도록 구현했다. 문제가 생겨도 AI를 이용해 자동복구가 이뤄진다. 이상원인 파악부터 복구까지 플랫폼으로 자동화하는 만큼 장치 가동률이 높아지고 생산성이 높아진다.

삼성SDS는 넥스플랜트 플랫폼을 고도화해 삼성 관계사는 물론 국내외 기업들을 대상으로 사업을 전개한다는 계획이다. 또 플랜트 설계·시공부터 운영까지 사업영역을 확장할 예정이다.

홍원표 삼성SDS 대표는 “우리가 제시한 인텔리전트 팩토리는 스마트팩토리가 한 단계 진화한 개념”이라면서 “AI, IoT, 클라우드를 더 강하게 접목해 제조 전체 분야를 지능화함으로써 고객사들이 극한의 제조경쟁력을 확보할 수 있도록 하겠다”고 말했다.