염색공장 디지털화 '유비쿼터스' 척도
남 창 우
한국생산기술연구원
섬유소재본부/디지털가공팀

디지털 염색공장이란 단순히 자동화 설비를 바탕으로 염색공정의 무인화 및 자동화된 염색공정을 달성하는 것이 아니라 염색기 술과 설비에 대한 디지털 화된 database를 관리하는 것이며, 이를 응용 및 분석함으로써 원하는 염색목표를 달성하는 진정한 디지털화 염색공장을 의미한다.
즉, 단위공정의 자동화가 아니라 전체 공정이 유기적 관계를 이루는 통합관리 system을 적용한 공장을 의미하는 것이다.

디지털 염색공장의 설비는 즉 기계공학과 디지털기술이 접목된 메카트로닉스 기술이라고 할 수 있다. 기존의 아날로그 방식의 염색공정은 단위공정간 개별구조로서 통합적인 관리가 불가능한 공정이라면, 디지털 방식의 염색공정은 통합구조로 변이된 것으로 모든 공정에 대한 모니터링과 쌍방향 통신 이 가능한 형태를 말한다. 즉, 내부 혹은 외부환경(예, 인터넷 환경)에서 염색공정의 진행상황을 실시간으로 확인할 수 있으며 이를 통하여 현재 정보 화기술이 추구하고자 하는 유비쿼터스ubiquitous)의 실현이 가능한 공장을 의미한다.

디지털 염색공장은 자동화 설비뿐 아니라 이를 통합관리하는 Network 기술과 관련 S/W로 이루어지며, 예상되는 구성요소는 다음과 같다. 또한 디지털 염색공장의 체계 도는

▲ 디지털 컬러 관리 시스템
- CCM(컴퓨터 컬러매칭) 시스템 및 샘플 정보등록 시스템
▲ Network 가능한 실험실 및 현장 염색자동화 시스템
- 실험실용 염료 및 조제 자동조액 장치
- 바코드 시스템 : 공정출력, 처방발행, 염료계량, 검사시스템
- 현장용 염료 자동공급, 용해장치 및 조제 자동공급장치
- 중앙 통제형 자동화 염색/가공기
▲ 염색공정 및 색상관리 solution
- 색상정보 database화 프로그램
▲ 모니터링과 공정분석이 가능한 시스템
- 염색공정의 network, 물류 통합관리 프로그램
- 처방, 데이터 관리 및 현장염색지시 프로그램
▲ 디지털공장과 고객간의 on-line database가 공유되는 디지털 솔루션으로 구성된다.

국외동향

선진국들은 갈수록 치열한 국가간의 경쟁력 우위를 확보하고자 디지털기술을 생산 및 기업경영에 적용하는 CIM(컴퓨터통합생산)기반 구축을 본격화하고 있다. 디지털을 접목한 생산체제관리를 위하여 관련된 회사들이 모두 각자의 제품을 통합적으로 네트워크 시킬 수 있도록 협력체제를 구성한 뒤 통합 solution으로 염색공장에 접목하고 있다.

이태리 Orintex사의 경우 생산공정 각 부분의 정보전송에 의해 각 기계와 원·부자재를 정확하게 관리하고 실시간으로 모니터링 함으로써 진정한 생산 관리 체제를 보급하고 있다.
독일의 Sholl-Then사의 경우 기존의 단순 염색기 제조 회사의 이미지를 벗어나 각종 서비스는 물론 컨트롤러, 염료계량장치, 분배시스템 등을 통해 염색공장 네트워크 화를 추구하면서 제어 가능한 염색기와 함께 부수적인 각종 장치 및 솔루션을 제공하고 있다.

시스템 활용 시나리오

염색실험실 자동화와 색상관리 시스템이 구축된다면 현장에서 다음과 같은 활용을 예상할 수 있다.
먼저 업체 담당자가 디지털 염색공장의 관리서버에 접속하여 작업 의뢰하 면 거래처, 품명, order no., 색상, 샘플 spec. 등 기존 오프라인 방식과 동일한 내용을 온라인 상에 입력한다.

염색공장에서는 database를 통해 의뢰자 혹은 업체정보 이력검색을 실시하고, 접수된 의뢰내용은 관리 시스템과 연결된 CCM으로 전송된다. 컬러매칭 담당자는 CCM 프로그램으로 의뢰색상의 염색처방을 계산하고 해당 업체의 특수 요청사항(샘플 특성, 견뢰도 등급 등)을 고려하여 처방을 확정한다.
확정된 처방 데이터를 관리시스템과 연결된 CCK(실험실용 자동조액장치)에 전송하고, CCK 구동 프로그램으로 조액, 시험염색을 실시한다. 일련의 진행과정은 모두 관리시스템으로 자동 저장되어 실시간으로 진행현황 파악이 가능하다. 고객은 자신이 의뢰한 색상처방의 진행정도와 과정을 온라인으로 모니터링 가능하므로 색상처방 작업의 신뢰도가 향상된다. 색상처방이 완료되면 컬러, 처방 등 의뢰에 관련된 모든 데이터는 관리시스템에 저장되고, 생산현장으로 보내어진다.

비전 및 기대효과

현재의 염색산업은 인력부족, 인건비 상승, 생산기지의 해외이전, 지속적인 가격인하 요구 등으로 인한 많은 어려움에 직면해 있을 뿐만 아니라 향후에는 임가공 형태의 공장이 아닌 완제품 생산기지로서의 마케팅 역할까지 요구받고 있다. 이러한 어려움을 극복하고 염색산업이 한 단계 더 발전하기 위해서는 능동적으로 시장을 생성하고 시장의 요구를 리드해 나갈 수 있는 디지털 화된 생산설비와 시스템이 필요하나 염색산업 종사자 및 경영자의 디지털기술에 대한 인식부족으로 국내의 우수한 디지털기술을 효과적으로 염색공정에 접목시키지 못하고 있다.

디지털기술을 접목한 염색공장 구축으로 염색공정에서의 불량률을 획기적으로 감소시켜 QR(Quick Response) 대응, 염색제품의 품질향상, 제조비용 절감효과를 추구하고 공정 자동화를 통한 노동력 절감과 생산성 향상을 기대할 수 있다. 또한, 국내 디지털 산업의 강점을 최대한 활용하여 염색가공산업에 접목시킴으로써 궁극적으로 염색공장의 컬러관리, 물류관리, 공정관리를 on-line으로 통합하고, 미래형 첨단 디지털 염색가공공장으로의 전환을 통해 생산시스템의 고도화를 이룰 수 있을 것으로 기대된다.
디지털 기술의 도입으로 생산기술의 향상뿐만 아니라 공정의 시스템화를 가능하게 하고, 선진국이 지향하는 QRS(반응생산시스템), SCM(Supply Chain Management), CIM(Computer Integrated Management) 등에 대한 토대를 마련할 수 있다.

염색가공산업의 현장생산체제를 디지털기반으로 구축하고 생산성과 직결된 각종 요소를 체계적으로 관리하면 아래와 같은 성과를 얻을 수 있다.

첫째, 국내 및 해외 Buyer의 생산공장에 대한 신뢰성 확보로 수출증대에 기여 할 수 있는데 실제로 해외 big buyer의 경우, 제품의 품질과 함께 생산현장의 관리상태도 구매의 중요한 기준으로 삼고 있어 디지털화를 통한 신뢰확보는 매우 중요한 소득이라 할 수 있다.
둘째, 표준공정기술을 이용한 생산대응과 염조제의 표준계량 적용으로 생산제품의 원가절감, 생산성향상 및 불량률을 감소시켜 생산원가를 절감하여 경쟁력을 향상시킬 수 있다.
셋째, 디지털 생산시스템을 관리하는 핵심인재와 일반 기능인력으로 인력구조를 재편하여 염색공정의 인력관리 체계의 효율화를 기대할 수 있다.
넷째, 염색공정을 첨단 디지털화 함으로써 3D 산업이라는 이미지를 탈피하고 성력화 및 인력부족 현상에 적극적인 대응이 가능한 산업으로 발전이 가능하다. 마지막으로 시장수요를 미리 예측하거나 생산공정 database를 활용하여 수요에 대해 즉각적으로 대응하여 염색 물을 생산해냄으로써 단납기 시스템의 구축 및 정확한 컬러 재현이 가능하기 때문에 급변하는 시장에 대응 가능하다.

지금까지의 염색산업이 전통적 형태인 아날로그 방식의 단순 감각적 요소를 이용하여 제품을 생산하였다면, 디지털 염색공장은 디지털화 기법을 이용하여 보다 나은 이성적인 요소로 생산방법을 대체하는 것을 의미한다.
이를 통하여 염색공정 표준화, 비용절감, 공정단축 및 품질향상을 이룩하여 국내 염색산업의 고부가가치화와 경쟁력 확보가 가능할 것으로 기대된다.

그리고 염색산업 디지털화뿐만 아니라 전·후공정에 해당되는 섬유제조 및 의류봉제 산업의 디지털화가 병행된다면 섬유산업 전반에 걸쳐 상호 연계되는 디지털 물류시스템을 완성할 수 있으리라 기대된다.
이러한 디지털화가 우리 나라 섬유산업이 나아가야 할 방향이고 개발도상국과의 경쟁에서 벗어나 고가시장으로 나아가는 지름길이라 예상되며, 이를 위하여 미래 디지털 염색공장의 확산을 유도하고 국내 염색가공산업을 미래 첨단산업으로 변환시키기 위한 노력이 요구되고 있다.

발 췌 : 한국섬유신문 2006년 8월 24일