PLM 구축을 통해 수립된 성공 지표 - 바일란트 그룹의 디지털 변혁

바일란트 그룹(Vaillant Group)은 HVAC(공조) 기술 분야에서 세계 시장 및 첨단 기술을 선도하는 기업으로, Windchill을 SAP에 연결한 다층 인터페이스를 통해 제품 라이프사이클을 관리한다는 디지털 변혁을 향한 장기적인 접근 방식을 채택했습니다. 이 그룹은 8년에 걸친 PLM 로드맵의 주요 마일스톤을 달성했으며, 여기에는 Windchill 내 부품, BOM 및 문서를 생성 및 관리, 제품 릴리즈 및 변경 관리, 제품 규정 준수/지속 가능성·관리, 제품 성숙도 추적, 워크플로를 통한 SAP 뷰 강화, EOL 시 단계적 단종 등의 기능을 구현하는 것이 포함되었습니다.

바일란트(Vailant)는 CAD(PTC Creo, AutoCAD, Mentor), PLM(Windchill), ERP(SAP) 등 다양한 설계·생산성 소프트웨어 플랫폼을 사용합니다. 그러나 과거에는 Windchill이 SAP에 전혀 연결되어 있지 않았습니다. 따라서 프로세스 및 데이터 관리 작업이 스프레드시트와 이메일을 사용하여 수작업으로 처리되었습니다. 제품 BOM, 3D CAD 모델, 2D CAD 드로잉, 기술 사양 및 기타 문서의 성숙도와 승인 상태를 추적하는 것이 수작업으로 이루어졌기 때문에 상당한 시간과 노력이 필요했습니다. 문서 자체는 물론이고 문서의 내용을 수작업으로 일일이 검색해야 했기에 이러한 작업 또한 매우 어렵고 비효율적이었습니다. ECN은 Excel에서 관리되었으며 ECN 데이터는 수작업으로 입력하여 다시 ERP로 전송해야 했습니다.

제품 데이터 릴리즈, 첫 번째 샘플 제품 및 필요한 워크플로우 사이에 시스템에서 제어하는 하드 링크가 존재하지 않아 수작업 관리가 불가피했고 이에 따라 상당한 노력이 필요했습니다.

그러나 이러한 접근 방식에는 다음과 같은 문제점이 상당히 많았습니다. 미흡한 액세스 권한 관리, 동시 엔지니어링 기능 미지원, 스프레드시트 처리에 상당한 시간과 리소스 소모, 추적 불가 및 버전 관리 미지원, 투명성 미확보, 상태 추적 부재, 프로세스 단계 완료에 장시간 대기, 오류가 자주 발생하는 수작업 데이터 입력 절차 수행 등이 있었습니다. 그 결과 제품 출시 기간이 길어지고 재작업 비율이 높아졌습니다.

이와 같은 문제가 독립 컨설팅 업체 언스트엔영(Ernst & Young)에서 실시한 종합적 분석 및 평가 프로세스를 통해 확인되었습니다. 그 결과, 바일런트 그룹은 총 10년 간 단계별 접근 방식을 통해 제품 수을 관리하는 디지털 혁신 프로젝트에 돌입했으며, 프로젝트는 총 3단계로 이루어졌습니다.

1단계

1단계(2015~2017년)에서는 워크플로우에 의해 제어되는 부품 제작 및 BOM(자재 명세서) 생성, 첫 번째 실제 샘플 릴리즈 과정, 릴리즈 및 엔지니어링 변경 관리를 위한 개념 및 파일럿, 제품 문서 관리, 처음부터 끝까지 전 과정에 걸친 제품 성숙도 상태의 개념 도입, Windchill에서 SAP로 제품 데이터 자동 전송, 설계 고정 이후 SAP 보기 및 기타 제품 제작 관련 활동의 워크플로 제어 강화 등 PLM 핵심 요소에 집중했습니다.

2단계

로드맵의 두 번째 단계인 2018~2021년(예정)에는 제품 요구사항을 수집, 통합, 승인, 테스트하는 전체 프로세스 관리, 제품 규제 준수 및 지속 가능성 관리·추적, 개발 과정의 제품 비용 관리, 단계적 제품 단종 관리 등을 목적으로 하는 고급 PLM 기능을 PLM 로드맵에 추가합니다. 이 단계에는 릴리즈 및 엔지니어링 변경 관리와 첫 실제 샘플 릴리즈 과정을 전 세계에서 생산적으로 활용하는 일도 포함됩니다. 또한 모델 기반 시스템 엔지니어링 활용 기반을 마련합니다.

3단계

PLM 솔루션의 기본·고급 기능 도입 후 마지막 단계인 2022~2024년(예정)에는 디지털 혁신 기술을 적용하여 제품 수명 주기 단계 간 정보 공유의 순환 고리를 완성할 계획입니다. 예를 들어 사물 인터넷(IoT) 센서에서 수집한 연결된 제품 정보를 활용하여 고장을 예측하고, 생산된 제품 정보를 설계에 입력하여 신제품 및 기존 제품을 최적화할 계획입니다. 또한 서비스 부서에 AR(증강 현실) 작업 지침을 제공하여 서비스를 향상시키고, 디지털 트윈을 생성하여 다양한 사용 사례에 이를 적용할 계획입니다. 부가 가치 창출 보장을 위해 이러한 사용 사례를 모든 관련 사용자 및 책임자와 함께 논의하고 평가해야 합니다.

PLM 구축 전 ECN

바일란트 그룹은 PLM 솔루션 구축 전 ECN 관리 시, 비효율성과 여러 프로세스 문제로 어려움을 겪었습니다. 이 회사가 직면했던 주요 문제에는 긴 설정 시간(변경사항 데이터 수동 수집), 투명하지 않은 변경 상태, 긴 프로세스 실행 시간, ECN 구축에 필요한 작업의 수동 추적으로 인한 시간 소모, 전화·및 이메일에 대한 높은 의존도 등이 있습니다.

PLM 구축 후 ECN

SAP·MDG-M 연결 다층 인터페이스와 더불어 Windchill의 상세 설정이 가능하며 바로 사용이 가능한(OOTB) PLM 기능을 이 프로세스에 적용 하면, 총체적인 변경 관리 솔루션이 구축되고 다음과 같은 이점을 즉각적으로 활용할 수 있습니다.

• 상호 종속 부품, 제품, 문서 등의 목록 자동 생성
• 사전 정의된 규칙 같은 중요한 기능 자동 생성
• ESI(엔터프라이즈 시스템 통합)를 통해 제조 BOM 등 변경된 제품 데이터를 ERP SAP로 자동 전송
• 워크플로에 의해 제어되는, 더욱 향상되고 효율적인 승인 프로세스
• Windchill 및 SAP MDG-M에서 제공되는 워크플로우 기능
• 투명하게 이루어지는 시스템 간 변경 사항 상태 자동 추적
• 그 외 다수

워크플로 관리 기능 향상

바일란트에서는 PLM 구축 전후 프로세스 상의 구체적인 ECN 측정 시점을 세 가지로 규정했습니다.

1. Windchill의 ECN 생성 날짜를 SAP에 통합 vs. Excel의 수동 프로세스 상 ECN 생성 날짜(PLM 구축 전)
2. Windchill의 설계 고정 날짜와 PLM 구축 전 Excel의 수동 프로세스 상 설계 고정(Design Freeze) 날짜
3. PLM 구축 이전 및 이후 엔지니어링 변경(ECN) 적용 날짜(부품, 제품 계열 생산 준비가 완료되었음을 의미)

NPI가 아닌 계열 부품 수정에 중요한 엔지니어링 변경 요청(ECR) 프로세스의 경우, PLM 도입 전후 프로세스 상의 구체적인 ECN 측정 시점은 다음과 같습니다.

1. Windchill의 ECR 생성 날짜 vs. Excel의 수동 프로세스 상 ECR 생성 날짜(PLM 구축 전)
2. Windchill의 ECR 승인 날짜와 PLM 구축 전 Excel의 수동 프로세스 상 ECR 승인 날짜

여기서 핵심 측정 기준은 PLM의 이점을 통해 엔지니어링 변경 구현 처리 시간이 얼마나 단축되었는가입니다. 바일란트 그룹은 2018년 1월부터 2018년 12월 사이 유효한 시간 내에 엔지니어링 변경을 처리하는 데 소요된 평균 시간을 측정했습니다. 2019년 1월부터 2019년 12월까지 ECN 프로세스용 PLM 솔루션을 구축한 후 동일한 측정 기준을 테스트했을 때, 평균 프로세스 실행 시간이 2019년 말까지 최대 25% 단축되었습니다. 측정 대상에는 Windchill 및 SAP MDG-M도 포함됩니다.

현실적이고 실제적인 결과를 얻기 위하여, 수행된 실행 시간 측정값을 누적 계산했습니다. 즉, 프로세스 실행 시간의 산술 평균 계산 시 2018년 1분기(PLM 구축 전)의 모든 ECN을 계산하고, 2019년 1분기(PLM 구축 후)의 모든 ECN과 비교했습니다. 다음 측정 단계에서는 2018년 1분기 및 2분기(PLM 구축 전)의 모든 ECN을 계산하고, 2019년 1분기 및 2분기(PLM 구축 후)의 모든 ECN과 비교했습니다.

그림 1: NPI용 ECN(신규 부품 릴리즈/출시)

ECN 프로세스에 적용되는 활성 워크플로 시스템을 자세히 살펴보면 Windchill이 적용된 경우에 실행 시간이 크게 단축된 것을 알 수 있습니다. 반면 SAP MDG-M에서 실행되는 프로세스 부분은 실제 프로세스 실행 시간 간과 예상치 간에 차이가 나타납니다. 상황을 개선하기 위해 여러가지 유망한 활동을 정의하였으며, 해당 활동들을 이미 시작했거나 구현하고 있습니다.

그림 2: 시리즈 자재 수정을 위한 ECN

워크플로우의 이점과 더불어 PLM 구축 전후로 현저하게 차이를 보인 측면이 한 가지 더 있습니다. PLM을 사용하기 전에는 신제품을 출시할 때 BOM, 드로잉 및 기타 문서가 많이 포함된 대형 ECN이 사용되었으나 PLM을 사용하고부터는 이러한 방식이 변경되었습니다. 이제 직원들이 소규모 ECN을 사용하고 적시에 프로세스를 시작하여 프로세스 실행 시간을 단축하고 계획을 개선합니다.

1차 수율(FPY) 개선 프로세스

부품 또는 제품의 계열 생산을 시작하기 전, 다른 승인과 더불어 두 가지 중요한 승인이 선행되어야 하며, 이 두 가지 승인은 서로 맞춰 조정해야 합니다.

• 제품 데이터 및 문서 승인: 이 프로세스는 ECN(엔지니어링 변경 공지) 프로세스를 통해 관리되며, 계열 생산을 위해 모든 데이터와 문서를 준비합니다. 이 프로세스의 경우 생산, 품질 관리, 구매 등의 활동을 통해 필요한 작업을 모두 수행할 수 있습니다.
• 부품·제품 첫 번째 샘플 승인: 제품 문서 및 데이터를 기반으로 제품의 첫 실제 샘플을 공급업체 등에서 제공 받습니다. 이 관리 작업은 무엇보다 품질 관리, 개발, 생산 및 구매 활동을 통해 수행됩니다.

PLM 구축 후에는 PTC Windchill과 SAP을 통해 두 승인을 완전히 제어합니다. PLM 솔루션에서는 두 승인 간에 하드 링크가 있어 계열 생산 시작 시 편차가 발생하지 않습니다.

그림 3: PLM 구축 후 1차 수율 샘플 승인 프로세스 품질 개선

ECN 후속 문서화 작업 개선

일반적으로 ECN(엔지니어링 변경 공지) 문서를 수작업으로 처리하는 경우 원치 않는 불일치 문제가 수반됩니다. PLM 구축 이전의 ECN 문서가 바로 이 경우였습니다. 이러한 상황 속에서는 계열 생산을 시작하기 전에 재작업이 발생하기 때문에 효율성이 크게 떨어집니다.

현재는 이 프로세스가 바일란트 그룹의 PLM 솔루션에서 완전히 지원됩니다. PLM 솔루션이 아직 ECN 프로세스에 적용되지 않은 2018년의 ECN 후속 문서화 비율을 모든 ECN이 PLM 솔루션(Windchill 및 SAP MDG-M)에서 실행된 2019년과 비교해 보았습니다. PLM 구축 전후 수천 개의 ECN 및 ECO를 조사했으며, 그래프를 통해 결과를 명확하게 확인할 수 있습니다.

PLM 구축 후 ECN 후속 문서화 비율이 12개월 이내에 최대 50%에서 2%로 감소했습니다. 이로써 PLM 구축을 통해 프로세스를 제어하고 엔지니어가 더 많은 부가가치를 창출할 시간을 누릴 수 있다는 사실이 분명해집니다.

그림 5. ECN 문서화를 통한 정규 프로세스 및 가능한 편차

마스터 데이터 품질 개선

마스터 데이터는 조직 내 핵심 데이터 자산이며 제품을 설명하고 비즈니스 프로세스를 추진하는 법인입니다. 예를 들어 성능을 측정하려면 마스터 데이터를 평가해야 합니다. 고품질 마스터 데이터를 확보하여 원활하게 비즈니스를 운영하려면 통제 프로세스를 통해 마스터 데이터를 제어해야 합니다.

PLM 구축 전 바일란트 그룹에서는 제품 마스터 데이터를 R&D 팀이 3D CAD 시스템, PDM 시스템, 스프레드시트, 문자 처리 시스템 등 다양한 시스템에서 생성하고 관리했습니다. 이로 인해 중복 데이터, 여러 회의 데이터 입력, 불완전한 데이터 등이 발생했고, 이러한 재작업에 추가적인 수고와 노력을 들여야 했습니다.

PLM 사용 후 마스터 데이터를 유지 관리하는 데이터 소스가 연결되고 중복 데이터가 최소화되었습니다. 마스터 데이터 품질 문제로 인한 재작업 비율이 PLM 구축 후 감소하고 있으며, 사용하지 않는 리소스를 활용해 혁신적인 작업에 집중할 수 있습니다. 2019년 말에는 재작업 비율이 2018년에 비해 16% 감소했습니다. 또한 앞으로 경험이 축적되면서 상황이 지속적으로 개선될 것으로 예상됩니다.

프로젝트 리드 타임

프로젝트 리드 타임은 프로젝트 시작과 완료 사이의 지연 시간입니다.

프로젝트 리드를 줄이는 것도 제품 출시 기간을 단축하여 기업의 경쟁력을 높이는 방편입니다. 제품 개발 및 제품 관리의 경우, 제품 출시 기간이 작업 성과를 측정하는 핵심 KPI인 경우가 많습니다. 적합한 PLM 솔루션을 도입하면 제품 출시 기간을 단축할 수 있습니다.

프로젝트 리드 타임의 경우 PLM 구축 전후를 측정했으며, 다음 측정 시점을 기준으로 했습니다.

• 프로젝트 시작 날짜
• 제품 설계 고정 날짜(프로젝트 내 개발)
• 제품 시장 출시 날짜

PLM 솔루션이 리드 타임에 미치는 영향을 측정하기 위해 PLM 구축 전후의 수많은 프로젝트를 분석했습니다. PLM의 영향을 받을 수 있는 가장 중요한 리드 타임은 "시작일"과 "출시일" 사이입니다. PLM 솔루션에서 실행되는 프로젝트의 경우 PLM 구축 전 실행된 프로젝트와 비교하여 "시작일에서 출시일까지"의 리드 타임이 평균 8% 감소했습니다. 향후 PLM 사용 경험이 증가함에 따라 리드 타임이 추가로 단축될 것으로 예상합니다.

디지털 혁신

바일란트 그룹은 디지털 혁신 과정을 아직 진행하고 있지만, PLM에서 기본적으로 제공하는 엔지니어링 변경 관리 프로세스 관련 이점을 이미 유용하게 활용하고 있습니다. 베일런트는 2015년 당시 세웠던 효율 개선이라는 단기 목표를 성공적으로 달성했습니다. 하지만 더욱 중요한 것은, 바일란트 그룹이 조직에 제품 라이프사이클 관리 기능을 도입하기 위해 시간을 할애하여 작업 결과를 측정, 수치화했다는 점입니다.

PLM의 가치를 명확하게 보여주는 이러한 새로운 측정 지표와 결과를 바탕으로, 바일란트 그룹은 그룹 경영진의 신봉을 얻기 위한 다음 단계의 여정을 준비 중에 있습니다. 즉, 사물 인터넷(IoT)과 AR 등을 비롯한 디지털 혁신 과정의 2단계 및 3단계 계획을 계속 추진하여 위대한 비즈니스 사례를 남긴 것입니다.

바일란트는 더욱 많은 가치를 창출하기 위해 신기술을 도입하여 디지털 스레드를 강화하는 과정에서 장기적인 안목으로 접근한 결과 성공을 거둘 수 있었습니다.