카길(Cargil)은 영양 제품 분야에서 글로벌 리더가 되겠다는 큰 목표를 세웠습니다. 전 세계 70여개국에 155,000명의 직원을 두고, 농장, 소매점, 레스토랑까지 아우르는 완전한 통합 공급망을 보유하고 있는 이 글로벌 농식품 기업은 그 목표를 향해 성큼 다가가고 있습니다.
소규모 유지종자 분쇄 공장에서, 콩기름 정제시설, 전분 정제소, 소금 생산 공장, 그리고 보다 복잡한 에탄올 증류와 옥수수 발효 시설에 이르기까지, 식품 가공은 카길의 비즈니스에서 큰 비중을 차지합니다.
공장 전반에서 공정을 최적화하기 위해, 카길에서는 체계적인 글로벌 연속 개선(CI) 이니셔티브가 한창 진행 중입니다.
이러한 상황에서 공정 제어가 높은 우선 순위를 갖는 것은 당연한 일입니다. 공정 제어는 처리량, 산출량, 에너지 소비, 생산 품질에 영향을 미치기 때문입니다. 카길의 기업 엔지니어링 & 데이터 사이언스팀에서 정제 공정 제어를 담당하는 크리스 크리스티(Chris Christie)는 “CI 프로그램의 일환으로, 공정 제어에 대한 조사를 수행했고, 효율성을 향상시키기 위해 공장 전반의 유사 공정들에 대한 제어 전략을 표준화해 구현했다”고 말합니다.
결과는 어느 정도까지 상당히 고무적이었습니다. 크리스티는 “이 여정을 통해, 제어 루프를 구현하였고 루프가 제공하는 가치를 확인했다”며 “그런데 결과들이 다양한 구조적 및 기술 한계로 인해 지속 가능하지 않다는 사실을 곧 발견했다”고 설명합니다.
카길의 공정 최적화 이니셔티브에서 얻은 성과를 보다 잘 유지하기 위해, 제어 루프 성과-모니터링 및 고급 진단 솔루션이 필요했습니다. 크리스티와 팀은 옵션들에 대한 평가를 수행하고 선정 및 파일럿 개념 증명(PoC)을 주도했습니다. 그리고 로크웰 오토메이션의 Encompass™ PS(Product Partner)인 컨트롤 스테이션(Control Station)의 PlantESP를 전 세계에 위치한 70여 곳의 제조 현장에 구현하기 시작했습니다.
한계에 도달한 진보
카길의 전형적인 제조시설은 그 크기에 따라 수십에서 수백 또는 수천 대의 PID 컨트롤러를 사용해 생산을 제어합니다. 모든 컨트롤러가 자동 모드로 작동되도록 설정되어 있지만, 자동으로 공장을 가동하는 경우, 일부 컨트롤러가 도중에 수동 모드로 전환된다는 사실이 발견되었습니다. 결과적으로 최적화로 얻어진 이득이 물거품이 된 것입니다.
당시에는 모드 상태를 추적할 수 있는 방법이 없었고, 공장 레벨에서 책임자도 분명하지 않아, 성능 분석이나 PID 튜닝과 같은 조치는 이슈가 발견된 후에야 시작되었습니다. 크리스티는 “유지종자 분쇄와 정제처럼 보다 간단한 공정의 경우, 공정 제어 담당자가 없었기 때문에, 하나의 합의된 방식으로 이러한 사항들을 살펴볼 수가 없었다”고 설명합니다.
조사 과정은 복잡하고 시간이 많이 걸렸으며, 패턴을 파악하기 위해 트렌딩된 데이터를 살펴보고 어떤 컨트롤러가 문제를 야기하는지 수동으로 다수의 트렌드를 직접 비교해야 했습니다. 컨트롤 스테이션의 엔지니어링 부사장 밥 라이스(Bob Rice)는 “분석에 대한 수동적 접근방식은 신호 잡음(Signal Noise)도 고려해야 해서 패턴을 파악하는 게 한층 더 어려웠다”고 말합니다.
전체 생산 시설에서 성과를 보다 효과적, 일관적으로 유지하기 위해, 카길은 제어 루프 모니터링 툴을 구현했습니다. 이 툴은 루프 성과에 대한 가시성을 향상시켜 주고, 임박한 문제를 감지하며, 문제 진단과 조치 제안을 위한 진단 정보를 제공해주었습니다.
