기업나라
202008.09
대형 스마트팜의 미래를 앞당기다
농업회사법인 대흥농산㈜

코로나19로 경영 환경이 만만찮은 시기이지만 내수도 수출도 흔들림 없이 안정적인 생산 활동을 이어가면서 오히려 전문인력을 더 채용했다. 스마트팜 구축으로 변함없이 국내 시장점유율 1위를 지키고 있는 팽이버섯 생산 전문기업 농업회사법인 대흥농산㈜ 얘기다. 대흥농산은 버섯 생육 환경에 중요한 온도, 습도, CO₂ 등의 각종 변수를 실시간으로 확인해 최적의 환경을 유지하는 한편 생산현황 정보 모니터링과 데이터베이스화 그리고 자동화설비 도입 확대로 대형 스마트팜의 혁신 일지를 쓰고 있다.

스마트팜의 수확·포장단계스마트팜의 마지막 단계인 수확·포장은 일부를 제외하고는 자동화 시스템으로 이루어진다.

해외로 뻗어나가는 국내 최대 팽이버섯 생산기업
‘황소고집’ 브랜드로 잘 알려진 팽이버섯 생산 전문 농업회사법인 대흥농산㈜(대표 양필석)의 경북 청도군 풍각면에 자리한 본사와 제1공장의 대형 공장동에서는 저마다 입병에서 출하까지의 공정이 이루어지고 있다. 90,000㎡의 넓은 공장 부지는 내수시장 40%를 점유하는 국내 최대 팽이버섯 회사라는 사실을 쉽게 수긍할 수 있는 규모로, 지난해 초부터는 스마트팜을 구축해 미래형 식물공장을 주도하고 있다.
대흥농산은 한국인을 비롯한 동양인들이 식당과 가정에서 소비하는 팽이버섯을 하루 20만 병 입병(생육 첫 단계)하고 동시에 20만 병 출하를 하고 있다. 올해 매출액은 약 470억 원을 내다보고 있다. 느타리버섯도 일부 포함돼 있으나 생산량의 95%가 팽이버섯이다.
제품의 20∼25%는 미국, 캐나다, 호주, 스페인, 베트남 등 10여 개국으로 수출된다. 해외수출 물량의 주 소비자는 현지 거주 동양인이지만, 최근 들어서는 현지인의 소비도 증가세를 보이면서 일반마트에서도 판매되고 있어 장기적으로 시장 전망이 밝은 편이다.

팽이버섯팽이버섯 생산 국내 1위 업체인 농업회사법인 대흥농산㈜은 매일 5㎏ 포장 단위 1만5,000상자를 생산해 출하한다.

깊어지는 인력난, 스마트팜 구축 절실
농업 수출 글로벌 2위로 자리매김한 네덜란드 농업의 경쟁력은 빅데이터와 AI에 있다. 이 때문에 전문가들은 최근 들어 식품과 과일 수출이 증가하는 우리나라의 경우 ICT 강국인 만큼, 향후 농업 수출 물량을 확대할 잠재력을 충분히 갖췄다고 입을 모은다.
일반 제조기업들의 스마트공장 구축 못지않게 일명 ‘스마트팜’으로 불리는 식물공장들의 비전은 두말할 나위 없이 생육, 포장, 출하 등의 공정 스마트화다. 장기적으로 볼 때 한정된 공간에서 생산성 효율을 최대한 높이기 위해서는 노동집약형이 아닌 기술집약형으로 갈 수밖에 없는 현실이다.
총 60일이 소요되는 팽이버섯의 실내재배는 첫 과정인 입병을 시작으로 살균, 냉각, 접종, 배양, 균긁기, 발아, 억제, 생육, 수확, 포장, 출하 등 10여 단계를 거쳐야 한다. 1996년 설립돼 올해로 창업 24주년을 맞은 대흥농산은 입병, 살균, 냉각, 접종 등의 초기단계가 이미 자동화 시스템으로 이루어지고 있다. 2017년 ERP를 도입해 재무와 인력관리 시스템을 구축했지만, 당시만 해도 생산현장의 스마트팜 구축은 시도하지 않은 상황이었다.
스마트팜을 추구해야 하는 것은 당연한 과제였다. 그러나 회사로서는 무엇보다 시급한 문제가 인력 확보였다. 생산 규모와 수출 물량은 지속적으로 증가하면서 성장을 거듭해 왔지만 인력 문제만큼은 한계에 부딪혔다. 경북 청도지역의 특성상 고령화가 빠르게 진행되어 인력 수급이 매우 어려운 현실이다. 또 그간 현장 인력의 일부분을 담당해온 외국인노동자의 경우 장기간 근속이 어려워 숙련도가 떨어졌다. 이 때문에 현장설비의 인력 의존도를 낮출 수밖에 없고, 그에 따른 대비책이 요구됐다.
팽이버섯은 식물공장의 대량생산 품목으로 적격이지만 고품질 버섯을 재배하려면 생육 과정에서 최적화된 환경이 필수다. 온도, 습도, CO₂ 등은 하루에도 몇 번씩 실시간으로 체크하고 조절해야 한다. 특히 본격적인 재배과정에서는 적정 온도로 냉온을 조절하는 것이 필수다.
또한 공장 면적이 자그마치 90,000㎡에 달하기 때문에 각각 분산돼 있는 공장을 담당직원들이 돌아다니면서 관리하기가 쉽지 않았다. 업무는 많은데 인원은 한정돼 있고 현장 상황을 일일이 수기 관리로 일관해오다 보니 업무 비효율성 또한 문제점으로 나타났다. 게다가 현장 인력의 개인 역량에 의존해 버섯을 재배하다 보니 개인 숙련도에 따라 생산성에서 차이가 많았다. 품질과 원가 리스크도 갈수록 커져 개인 역량보다는 데이터를 바탕으로 한 시스템 중심의 경영체제로 전환하는 일이 절실히 요구됐다.

생육중인 팽이버섯 / 생육실 모니터1_ 팽이버섯은 생육기간 중 비교적 낮은 온도를 일정하게 유지해야 하는 특성이 있어 환경 관리가 매우 중요하다.
2_ 스마트팜 구축 이후 생산현장 관리 인력이 생육실을 일일이 돌아보지 않고도 모니터를 통해 모든 상황을 한눈에 확인할 수 있다.

00별도로 마련된 중앙통제실에서는 MES 현황과 IoT 기반 생육환경, 자동화 장비운영 상황 등 모든 것을 한눈에 확인할 수 있다.

IoT 센서 도입으로 실시간 환경감시 제어
이러한 요구에 부응하고자 대흥농산은 2018년 스마트팜을 구축하기 시작했다. 8월부터 이듬해인 2019년 2월까지 진행된 스마트팜 시스템 도입 작업은 스마트제조혁신단으로부터 1억4,300만 원을 지원받아 총사업비 3억6,700만 원으로 진행되었다.
시스템 구축은 크게 세 가지 축으로 추진됐다. 스마트공장을 지향하는 모든 기업이 기본적으로 도입하는 MES는 생산현황 정보를 실시간 확인할 수 있는 일반적인 수준으로 갖추었다. 여기서 특이할 만한 것은 배양에서 생육에 이르는 단계별 방에 온도, 습도, CO₂ 등을 감지하는 IoT 센서를 부착해 자동제어 시스템인 PLC(Programmable Logic Controller)와 연동시킨 것이다. 125개에 달하는 방마다 내부 구석에 3개씩 IoT 센서를 설치했다. 각각의 센서는 분·시간 단위로 현장의 변수를 감지함으로써 실시간 감시 제어가 가능해졌고, 모니터링 능력이 강화됐다.
실시간 환경을 파악해 대처하기 위한 생산관리 모바일 앱도 별도로 제작해 현장관리자 26명은 언제 어디서든 자신의 스마트폰으로 확인·관리할 수 있게 되었다. 현장에 문제가 발생하면 각 관리자들의 스마트폰에 알람 기능이 작동하여 즉각 대응할 수도 있다. 또 한 축은 선반단위별 입병에서 출하까지 생산이력을 추적할 수 있는 시스템 구축이다. 날마다 20만 병이 입병되는 일자별 선반단위에 생산이력 시스템을 적용해 문제 발생 시에 해당 선반의 종균에 이상이 있는지를 확인할 수 있도록 했다.
스마트팜 시스템 도입 및 진행과정 전반을 담당한 전략기획팀 강준모 차장은 스마트팜의 핵심은 HMI(Human Machine Interface)라고 말했다.
“현장의 터치패널과 IoT 센서 등에서 얻은 정보를 중앙통제실에서 관리하며 원격으로 모니터링할 수 있습니다. 관리자들이 현장을 돌면서 설비별로 일일이 변수를 확인하고 개별 제어해야 했던 불편함이 사라진 거죠. 일례로 정수장(물탱크)을 관리하기 위해 아침 6시에 출근하던 인력들은 자동화 시스템 도입으로 현장 장비에 시간을 설정해놓으면 자동으로 물이 채워지므로, 조기출근할 필요가 없어졌습니다. 센서 및 자동화기기를 통한 작업 공수 절감, 조출과 잔업시간 감축, 공장 및 공정별 이동시간 감축 효과가 한눈에 나타나고 있습니다.”
생육 현장에서 만난 한 직원의 목소리는 더욱 생생하다.
“버섯 재배 과정을 관리·제어하려면 방에 들어가 구석에 있는 컨트롤러를 확인해야 했고, 상태와 세팅값 등을 입력하려면 종이에 적어서 소방 사무실까지 가야만 했습니다. 그런데 이제는 IoT 관리환경이 24시간 가동되고, 모바일로 문제를 확인할 수 있으니 원거리에서도 대응할 수 있습니다. 시간과 인력 절감효과가 엄청난거죠.”
스마트팜 구축에 따른 경영의 실질적 효과는 정량평가로 나타나고 있다. 팽이버섯 1병당 생산량이 341g에서 355g으로 크게 늘었다. 2%를 넘어서던 불량률도 0%대로 대폭 감소했다.
또 생산계획에 따른 수확 실적을 확인할 수 있는 생산일수 준수율도 90%에서 97%로 7%p 상승했다. 업무처리시간은 60%가량 큰 폭으로 줄였다. 외국인노동자 자연감소로 1년 전에 비해 직원 수는 줄어들었지만 2019년 매출은 전년대비 10% 늘어났다.

스마트팜 도입 성과

항목별 스마트팜 도입 성과


대흥농산㈜의 스마트팜 추진 타임라인

스마트공장 구축 타임라인

공장 전반으로 스마트팜 고도화 추진
MES와 IoT 기반의 시스템만으로도 대흥농산의 스마트팜은 완성도가 높다. 하지만 대흥농산의 스마트팜에서 주목해야 할 것은 생산현장은 물론이고 수확, 포장, 출하 단계에도 자동화설비를 적극 도입했다는 것이다. 버섯을 곧게 자라게 하기 위한 플라스틱 테두리 씌우기와 이를 제거하기 위한 권지 및 탈권지 작업과정의 경우, 기존에는 사람이 주로 맡았지만 지금은 자동화설비가 척척 해낸다. 수확, 소분, 박싱 공정에서도 자동화설비를 도입해 다수 작업자가 하던 단순 반복작업을 기계자동화로 대체했다.
회사 측은 노동력 절감은 물론이고 작업자에 의한 오염 발생 가능성을 최소화해 최적의 안전한 농산물을 생산한다는 점을 강조한다. 주요 생산과정의 자동화설비 구축은 현재 진행 중이며 올해 안에 마무리될 예정이다. 스마트팜 구축에 소요되는 비용이 무려 90억 원에 달한다는 이유도 바로 이 같은 자동화설비를 구축하기 때문이다.
양필석 대표는 대외적으로 국내 스마트팜 구축 선도업체라는 평가를 받은 만큼 장기적으로는 고도화 추진을 이어가겠다고 밝혔다.
“다음 단계는 현재 생산관리에 중점을 두고 있는 시스템을 화재, 소방, 에너지 관리 등 공장 전반으로 확대하고 네트워크화하는 것입니다. 현장 피드백을 적극 받아 시스템을 추가 보완해나갈 예정이며, 특히 MES를 통해 지속적으로 쌓이는 데이터를 일자별, 월별로 그래프화해 한눈에 볼 수 있는 빅데이터로 활용할 계획입니다.”
단순 버섯 농사가 아닌 세계 일류 버섯 생산 기업으로 성장할 기반을 만들어가는 대흥농산의 스마트팜 현장. 지금 이곳이 더욱 돋보이는 이유는 스마트팜 시스템 도입 및 설비 자동화로 기계는 더욱 똑똑해지고 전문인력 채용은 증가했다는 점이다.

IoT 자동센서 / 스마트폰으로 현장 상황 확인 및 관리1_ IoT 자동센서가 125개에 달하는 방마다 내부 구석에 3개씩 설치돼 온도, 습도, CO₂ 등을 측정하고 관리할 수 있다.
2_ 현장관리자들은 언제 어디서든 스마트폰으로 현장 상황 확인 및 관리가 가능하며, 문제가 발생하면 알람 기능까지 작동해 즉각 대응이 가능하다.

스마트공장 추진 핫 어드바이스

전문회사와 협업하고 전문인력 확보해야
전략기획팀 강준모 차장

00 우리 회사의 스마트팜 구축은 업계 최초라는 점에서 약간 부담이 있었습니다. 일단 벤치마킹 할 수 있는 우수사례가 없다는 점에서 리스크가 적지 않을 것이라고 판단했죠. 다만 스마트공장 도입이 선택이 아닌 필수라는 점에 대해서는 경영진의 확고한 의지가 있었습니다. 이에따라 프로젝트를 성공적으로 추진하기 위해 ‘무엇을 해결하고 어떤 성과를 얻을지’에 집중했습니다. 당시 사내 인력 중 스마트팜 시스템을 주도할 실무전담 인력이 없었기에 나름 준비를 철저히 하고자 했습니다.
시스템 구축 이전에 국내 프로세스 컨설팅 전문기업 KPMG와 협업한 것은 매우 잘한 일이었습니다. 컨설팅을 통해 스마트팜 구축에 필요한 직원들의 역량 제고와 마인드 변화를 꾀했고, 어떤 시스템이 우리에게 잘 맞는지에 대해서도 세심한 노력을 기울였습니다. ICT 시스템 전문업체에 대한 리스트를 받아 그들과 충분히 논의한 후 진행했습니다. 결과적으로 우리는 걱정이 무색할 만큼 큰 성과를 거두었습니다.
새로운 시스템을 도입하고 관리하기 위해서는 전문성을 확보한 전담 인력이 중요합니다. 이번 스마트팜 구축 과정에서 프로그램 전담 인력과 시스템 관리인력 그리고 자동화 인력 등 총 6명의 젊은 인재들을 채용했습니다. 이들은 단순히 관리자가 아니라 프로그램을 만들고 업그레이드할 수 있는 전문가들로, 앞으로 스마트팜 시스템을 발전시키고 그 효과를 향상하는 주역이 될 것으로 기대합니다.
전문가 시대입니다. 스마트공장이나 팜을 추진하고자 한다면 전문회사와 협업하고, 또 전문인력을 확보해 시스템 도입과정에서의 위험부담과 실수를 줄이고 장기적으로는 성장과 발전을 도모하는 것이 현명한 일이라고 생각합니다.

박창수 기자 사진 박명래 기자

[2020-07-07]조회수 : 243
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