플랜트 공정개선의 잘 못 채워진 단추

저의 스마트팩토리 추진 방법론, 4단계를 보면 Sub_Title이 Back to the Basic입니다.
지겨울 정도로 우려먹었던 'Back to the Basic'을 또 사용했습니다.
그 정도로 중요하지만 정말 안 하는 항목입니다.

이 항목 안에는 PLM(Product Life-Cycle Management)의 전 과정에 대해 이야기를 하고 있습니다.
왜냐하면 이 단계의 목적이 '데이터 신뢰도 향상'이기 때문입니다.
그래서 Design부터 시작을 하고 SOP, Alarm, Optimization 등등이 포함되어 있습니다.

이번 포스팅에서는 PID Tuning에 대해서 말씀을 드리려고 합니다.
PID Tuning은 4단계 중 'Optimization'에 포함되는 항목입니다.
먼저 말씀을 드리고 싶은 것은 저에게 PID Tuning을 하라고 하면 공장에 있는 분보다 못합니다.
저는 스마트팩토리 입장에서 공정개선 입장에서 문제를 찾고 방향을 설정하며 공정관리 전략을 수립하는데 필요한 역량을 가지고 있습니다.
하지만 PID Tuning에 대해서 글로벌 수준의 Specialist와 같이 일하고 있으니 클 그림부터 Tuning까지 가능합니다.​

PID Tuning은 현장 조엄과 보드나 조업대리 분들도 하고 있습니다.
하지만 하시는 것을 보면 기존 P, I, D 값에서 그리 벗어나지 못한 수준에서 하고 있습니다.
전문적인 소프트웨어를 사용하는 곳은 손가락으로 꼽을 정도뿐입니다.
플랜트 공정제어의 기본이지만 40~50년이 되어 가고 있어도 아직 제대로 Tuning 조차하지 못하고 있습니다.

그런 상황이다 보니 공정개선을 한다고 하면 PID Tuning을 이야기합니다.
솔직히 말해서 공정개선의 한 방법이기는 하지만 전체가 아니거든요.​

여기서 한 가지 질문을 드립니다.

여러분은 왜 공정개선을 하려고 하십니까?
그 공정개선의 방법으로 왜 PID Tuning을 먼저 이야기하십니까?
질문 하나라고 했는데 두 개의 질문이 되어 버렸습니다.
이 트렌드가 온도 제어를 위한 트렌드라고 한다면 Tuning이 필요합니까?
여기서부터 시작을 해야 하는데 지금까지 우리는 운전자나 엔지니어가 트렌트를 보고 이상을 이야기했습니다.
그 기준이 무엇일까요? 위의 온도 같은 경우 어떤 트렌드가 되어야 Rough Control이니 PID Tuning을 해야 한다고 말할 수 있습니까?

압력이면 온도와 같은 Rule을 적용할 수 있나요?
안됩니다, 왜?​

이 시작을 저는 2007년에 'PlantTriage'라는 Control Loop 진단 솔루션으로 시작을 했습니다.
Fine Control과 Rough Control의 기준부터가 사람마다 다르다 보니 공정은 한마디로 엉망인 곳이 많습니다.
심지어 어제와 같기 때문에 오늘은 정상이라는 조업대리도 있습니다.
40년간 엉망으로 운전을 했다가 180도 바꿔준 경험이 있어서 이렇게 이야기를 드리는 것입니다.
20개 플랜트에 대해 공정 분석을 한 경험은 국내 어느 누구도 없을 것입니다.
조사분석하고 공정개선을 하면서 느낀 것은 공정제어 수준이 너무 낮다는 생각을 했었습니다.
그 당시에도 진단 솔루션이 있어서 진단을 하지만 생산 현장에서는 몇몇 팀장이 관심을 가지고 시도를 했지 대부분은 관심이 없었습니다.

DCS와 PLC로 운전을 하니 자동화 운전을 한다고 생각하는 것입니다.
자동화율이 60%가 될까 말까 하는 공정이 대부분인데 말입니다.
DCS나 RTDB의 데이터를 기반으로 Control Loop의 Health Diagnosis를 합니다.
80가지 인자를 이용해서 진단을 하는데 LyonDel 사의 경우는 4가지 KPI를 가져갔습니다.
오늘은 PID Tuning에 대한 것이니까 이 KPI에 대해서도 문제가 있는 Control Loop를 찾아 줍니다.
공정개선의 시작은 해당 공정의 제어 상태를 아는 것부터입니다.
PID Tuning 보다 다른 문제가 더 심각한 Control Loop가 많을 수 있습니다.​

이런 진단으로 Control Loop에 대한 진단을 해 보고 동시에 공정의 특성을 분석합니다.
운전이 설계대로 제대로 되고 있는지 이상한 점을 PFD, P&ID, RTDB 그리고 인터뷰를 통해 하드웨어적인 부분까지 살펴봅니다.

현재 이것만 봐도 PID Tuning 외에 어마어마한 문제들을 찾을 수 있습니다.
왜 '어마어마'라는 표현을 사용했느냐 하면 플랜트 하나만 봐도 Control Loop도 많고 확인할 Tag들도 많기 때문입니다.
이러다 보니 공정개선으로 단순하게 PID Tuning만 한다는 것은 정말 약식 개선이라는 생각이 드실 것입니다.
PID Tuning을 하다 보면 공정의 비정상적인 운전이나 설계부분이 보입니다.
하드웨어적인 부분의 의문도 나오기 시작하면서 비로소 공정개선의 시작이 됩니다.
진단을 통해 문제가 있는 control Loop의 PID Tuning을 하면서 '왜?'라는 의문을 뽑는다면 개선과제를 찾았다고 보면 됩니다.​

PID Tuning에서 가장 큰 영향을 미치는 것은 공정 특성입니다.
단순하게 트렌드와 PID 수치만 보고 Tuning을 한다면 공정 특성과 어긋난 결과를 가져올 수도 있습니다.
그래서 공정을 같이 보는 엔지니어의 PID Tuning이 필요한 것입니다.

2015년 몇 개의 전문 업체와 같이 공정개선 작업을 했습니다만 오직 한 개 업체((주) 에이피에스티)만이 플랜트를 보고 공정을 보면서 Tuning을 하는 것을 알았고 지금까지도 한화솔루션에서는 해당 업무에 대해서는 전문성을 인정받고 있습니다.
PID Tuning이 공정개선의 시작이지 끝이 아니라는 생각을 가져야 합니다.
단순 PID Tuning이라면 견적가도 높지 않은데 Work Scope으로 보면 매우 큰 차이의 일도 PID Tuning으로만 보다 보니 제대로 된 서비스 Fee를 못 받는 부분도 있습니다.

PID Tuning만으로도 알 수 있는 문제도 많습니다.
그 한 예로 아래 트렌드처럼 하드웨어적인 문제를 찾아 Control의 근본 원인을 제거하는 것도 중요합니다.

https://m.blog.naver.com/yhs5719/221589554551

미래 공장관리 솔루션 2편, PlantTriage (for Control Loop Health Management)