제조AI는 자동차, 조선 등 전통적인 제조업을 넘어 식품, 바이오 등 다방면으로 활용되고 있다. 울산에서도 다양한 분야에서 제조AI가 빠르게 도입되고 있다. 기업들은 인력 감소와 품질 고도화라는 다양한 과제를 AI 도입으로 풀어가고 있다.
울산 남구 매암동에 사업장을 둔 삼양사는 1924년 설립, 지난 1955년부터 울산에 제당공장을 세워 운영하고 있는 식품·화학기업이다.
이 중 삼양사 울산1공장에서는 하루 설탕 1450t(원당 기준), 당류가공품과 기능성설탕은 연간 10만t 생산하고 있다.
최근 찾은 삼양사 울산1공장에서는 수입된 원당에서 설탕과 당류가공품, 기능성설탕(자일로스)을 생산하는 공정이 이어지고 있었다. 삼양사는 10여 년 전부터 직원들이 대거 세대교체 되면서 제조현장에 AI 도입을 고심해왔다. 오랜 경험으로 제조 노하우가 쌓인 숙련 근로자들이 대거 퇴직하면서, 안정적인 품질과 생산성을 확보하기 위해 제조AI를 도입하게 됐다.
실제로 삼양사 울산1공장은 지난 2017년부터 지난해까지 숙련된 운전원이 50명가량 퇴직하면서, 현장에 근무하는 20~30대 신입 운전원 비율이 전체 60%까지 늘었다.
매뉴얼 외에 선배 운전원의 축적된 노하우는 기업에도 중요한 자산인데, 문서화에는 한계가 있어, 이를 체계화하기 위해 AI를 도입한 셈이다. 이를 통해 생산성은 높이고, 사고 예방 등 안전 분야 성과도 꾀하게 됐다.
설탕은 수입한 원당을 녹여 당액을 만들고, 이를 정제·여과·농축·결정화 과정을 거쳐 생산된다. 삼양사는 이 과정에서 다양한 제조AI 설루션을 운영 중이다.
삼양사는 중남미, 호주, 태국 등지에서 사탕수수를 들여와 정제 과정을 거쳐 다양한 제품을 생산하는데, 같은 산지라도 원재료 특징이 매번 바뀌어 공정을 세밀하게 조정하는 과정이 매우 중요하다. 원재료의 조건이 바뀌더라도 일정한 제품 품질을 유지하기 위해 제조 현장에 AI를 도입하게 됐다.
특히 원당을 녹인 당액은 98.5~98.9%의 순도를 가지는데, 이 중 1.5%가량인 유기물을 제거하면, 순도 99.94%의 설탕을 만들 수 있게 된다.
이 과정에서 가공비를 최소화하고 최고의 품질의 제품을 만들 수 있는 레시피를 AI가 분석해 제안하면, 작업자가 이를 바탕으로 조정해 최적의 생산 조건을 맞추는 형태다.
또 다른 AI 설루션은 ‘포장 중량 예측 최적화 시스템’이다.
포장 공정은 설탕 제조의 최종 단계로, 소비자에게 직접 전달되는 제품의 품질과 원가가 결정되는 중요한 과정이다. 설탕은 온습도에 따라 뭉치는 성질이 있어 여러 변수로 인해 포장 중량이 달라져 과량 포장이 문제가 발생하는데, 삼양사는 이를 AI 예측 모델로 극복했다.
도입된 AI 설루션은 공장 내 각종 센서를 통해 환경을 분석하고, 향후 30분간 발생할 중량 차이를 계산해 미리 알려준다. 작업자는 AI의 제안을 참고해 공정을 조절하면 된다.
식품업체는 유통기한 표기가 제품 품질은 물론, 소비자 안전과도 직접적으로 관련돼 잘못 표기될 경우 법적 리스크로도 이어질 수 있다. 특히 설탕은 비닐 포장 때문에 기재되는 숫자나 글자의 간격에 차이가 생기고, 이로 인해 오기로 이어지기도 한다. 이에 삼양사에서는 포장·날인 검수 과정에 비전 AI를 도입해 오류를 줄여가고 있다.
이렇게 다양한 제조AI 설루션이 도입되면서, 생산 현장에는 공정 감시를 위한 관리자 한두 명만 있을 뿐 전체 공정 조정은 공장 내 컨트롤룸에서 이뤄진다. 앞서 삼양사는 1990년대 초반부터 DCS(분산 제어 시스템) 등을 도입해 제당분야에서 선도적으로 공정을 장치 산업화했다. 이 덕분에 일본 제당업계 수차례 벤치마킹을 오기도 했다.
지난 2022년부터는 제조AI를 본격적으로 도입했는데, 초기에는 구성원들과의 마찰도 적지 않았다. 현장 일자리가 줄어드는 것 아니냐는 직원들의 우려도 있었지만, 생산성을 높이고, 안전한 일터를 만든다는 대전제를 위해 노사는 뜻을 모았다. 특히 회사는 AI가 운전원의 ‘인지 보조자’ 역할로 일을 더 잘하게 도와주는 장치라는 것을 끊임없이 설득했다. AI 설루션을 만드는 과정에 직원들이 적극적으로 참여해 결과물을 공유하고, 성과와 결과물을 직접 확인하면서, 추진에 탄력을 내게 됐다.
AI 도입 과정에서도 기술적 특성으로 인해 제한적인 데이터에 기반해 높은 정확도로 예측 수준 끌어올리기 위해 시행착오도 겪었지만, 반복적인 설루션 검증과 개선으로 안정화했다.
삼양사 울산1공장은 올해 제조실행시스템(MES)을 구축해, 원재료 주문부터 완제품 생산까지 전 과정을 실시간으로 추적·관리·제어할 수 있는 통합 시스템도 갖출 예정이다.
이재경 삼양사 울산1공장 공장장은 “중소·중견기업은 제조AI 관련해 정보도 부족하고, 접근하기 어려워 업계에서 성공 사례가 나오고, 확대·전파되는 것이 중요하다고 본다”며 “삼양사도 앞으로 임원진을 비롯해 사원까지 AI 역량을 높일 수 있게 교육 프로그램도 꾸준히 마련하고, 이를 협력사 구성원으로 확대하겠다”고 말했다.
서정혜기자 sjh3783@ksilbo.co.kr
