[케이스 스터디] 삼성엔지니어링, 플랜트 건설에 PLM을 접목하다
데이터 통합과 투명한 프로세스로 EPC 프로젝트의 효율 향상
국내 대표 EPC 엔지니어링 기업으로 성장한 삼성엔지니어링은 건설 프로젝트의 효율을 높이기 위해 제조산업을 중심으로 쓰이는 PLM을 선택했다. 상용 솔루션을 도입하는 대신 EPC 산업의 특성에 맞춰 플랫폼을 직접 개발한 삼성엔지니어링은 관련 데이터의 통합을 자동화하고 건설 프로젝트의 진행상황을 투명하게 확인할 수 있게 했다. 이를 통해 복잡한 프로젝트의 리스크를 줄이면서 효율을 높일 수 있었다. ■ 정수진 편집장
국내 대표 EPC 엔지니어링 기업으로 도약
지난 1970년 설립한 삼성엔지니어링은 40여 년간 ‘대한민국 플랜트 산업의 역사를 개척한다’는 자부심을 바탕으로 전세계에서 다수의 프로젝트를 성공적으로 수행하며, 세계 수준의 경쟁력을 갖춘 엔지니어링 회사로 성장해 왔다. 2020년을 기준으로 40개 국가에서 5600여 명의 인력을 갖추고 있으며 6조 7000억 원의 매출을 거두었다.
삼성엔지니어링은 정유, 가스, 석유화학, 업스트림에서 발전, 산업설비, 환경에 이르기까지 엔지니어링 전반으로 사업 영역을 확대해 나가고 있으며, 긴 시간 동안 축적한 경험과 기술력, 인적 자원을 바탕으로 프로젝트의 타당성 검토부터 설계, 조달, 시공, 시운전 및 O&M(운영&유지보수)까지 다양한 서비스를 제공하고 있다.
AWP 방법론을 적용한 PLM 시스템 구축
PLM(제품 수명주기 관리)은 제조산업을 중심으로 발전해 온 기술로, 플랜트 엔지니어링 분야에서는 낮선 용어이다. 삼성엔지니어링은 EPC 프로젝트의 전반적인 효율을 높이기 위해 PLM을 고려했는데, 특히 AWP의 개념을 실체화하는 데에 중점을 두었다.
AWP(Advanced Work Packaging)는 2010년대 들어 미국의 건설산업연구원(Construction Industry Institute : CII)과 캐나다 앨버타 주 발주자협회(Construction Owners Association of Alberta : COAA)가 내세우면서 프로젝트 운영에 적용되기 시작한 관리 방법론이다. 거대한 프로젝트를 관리 가능한 단위인 ‘워크 패키지(work package)’로 나누고, 이 워크 패키지별로 설계, 조달, 공사 업무를 계획하고 실행함으로써 현장의 생산성을 극대화하는 것이 AWP의 개념이다.
삼성엔지니어링의 디지털 트랜스포메이션 추진팀장인 박성연 상무는 “효과적인 프로젝트 관리를 위해 PLM을 살펴보고 있었지만, 제조산업과 다른 EPC 산업의 특성 때문에 적용이 쉽지는 않았다. 그러다가 AWP가 등장하면서 PLM과 접목할 수 있는 지점을 찾을 수 있었고, PLM과 AWP를 결합해 삼성엔지니어링만의 독특한 시스템을 구축할 수 있는 길을 찾았다”고 소개했다.
▲ 삼성엔지니어링이 개발한 S-AWP 시스템
삼성엔지니어링은 2017년에 북미 지역 프로젝트를 진행하면서 미국 현지 업체와 함께 AWP 방법론을 적용한 프로젝트를 경험하기도 했는데, 이 과정에서 AWP는 대내외적인 경쟁력 확보에 필수적인 것으로 판단했고, 이를 바탕으로 AWP 기반의 PLM 구축에 본격적으로 착수하였다. 이렇게 만들어진 ‘S-AWP’라는 이름의 시스템이 삼성엔지니어링의 PLM 시스템이라고 할 수 있다.
건설 프로젝트에서 최종 산출물 또는 생산품은 바로 공장이다. 그래서 공장의 워크 패키지인 CWP(Construction Work Package)가 PLM 시스템의 중심이 된다. 삼성엔지니어링은 이 CWP의 건설 생산성 증가가 회사 전체의 시간과 원가를 절감하는 기반이 된다고 판단했다.
프로세스와 기준 정보, 공통 업무를 정의하는 데에 중점
삼성엔지니어링이 PLM 구축에서 중점을 둔 부분은 크게 두 가지이다.
첫 번째는 프로세스를 정립하고 운영 기준 정보를 구축하는 것이다. AWP라는 프로젝트 관리 방법론에 기반한 엔드 투 엔드 프로세스를 정립하고, 그 프로세스에서 발생하는 데이터 관리에 필요한 운영 기준 정보를 구축하는 것이 가장 중요하다고 판단했다.
삼성엔지니어링은 이 프로세스를 설계하고 운영 기준 정보를 구축하는 데에 5년 이상의 시간을 투입했다. 실제 시스템을 구축한 기간은 2년 남짓인데, 삼성엔지니어링에 맞는 체계와 시스템을 구축하기 위한 정체성(identity)을 정립하는 기초 과정에 많은 공을 들인 셈이다.
특히 기존의 업무를 꼼꼼히 분석하여 프로세스의 비효율을 없애고, 가장 최적화된 업무 방법을 도출하는 것이 중요했다. 삼성엔지니어링의 AWP 플랫폼 개발 리더인 정원상 프로는 “프로젝트를 작은 단위로 나누고 프로젝트에 관련된 모든 사람이 진행과정을 투명하게 볼 수 있게 하는 것이 중요하다고 보았다. EPC 건설은 여러 분야의 작업이 동시에 진행되는 턴키 방식으로 진행되기 때문에 이런 부분이 어려웠는데, 그 해결책으로 AWP의 개념에 주목했다”고 전했다.
또한 부서 간에 주고 받는 데이터의 종류와 시간 순서도 하나하나 정의해야 했다. 관여하는 공종과 소분화된 업무의 종류가 많고, 공급사(vendor)와 정보를 주고 받는 관계가 복잡한 것이 플랜트 건설 프로젝트의 특성이다. 이렇게 복잡한 프로세스에서 발생하는 데이터를 효과적으로 처리하기 위한 방법이 운영 기준 정보를 구축하는 것이다. 운영 기준 정보를 정립하면 업무의 단위를 표준화할 수 있고, 복잡하게 얽힌 데이터의 연결 관계를 시스템에 담을 수 있다. 나아가 이 운영 기준 정보는 시스템과 더불어 지속적으로 유지보수가 이뤄져야 한다.
▲ S-AWP 시스템의 개요
두 번째 과제는 공통 업무에 집중하는 것이다. 다양한 프로젝트를 수행하는 회사의 기간 시스템은 여러 프로젝트에서 공통적으로 이뤄지는 업무를 효율화하고 시스템화해야 한다. 시스템을 구축하다 보면 몇 가지의 베스트 프랙티스(best practice)를 바탕으로 만들 수 밖에 없는데, 이 과정에서 공통되지 않고 예외적인 업무를 정의하려고 하거나 세부적인 데이터를 담으려고 하는 오류가 생기기도 한다.
어떤 프로젝트에서는 베스트 프랙티스였던 사례로 만든 시스템이 다른 프로젝트에서는 작동하지 않거나 애물단지가 되는 경우가 적지 않다. 실무 부서에서는 특수한 케이스를 시스템으로 구축하려고 하는 경향이 있는데, 시스템 구축의 실무를 담당하는 담당자는 여러 프로젝트의 공통된 부분이 무엇인지, 가장 핵심이 되는 업무가 무엇인지 가려내고 이를 바탕으로 시스템을 구축하는 것에 집중해야 한다. 이는 운영 시스템의 유지 관리에 드는 비용과 효율성 측면에서도 상당히 중요한 부분이다. 공통적인 업무에 집중한 시스템은 유지보수 비용도 크게 들지 않는다.
데이터의 통합과 투명한 프로세스가 핵심
삼성엔지니어링은 PLM 시스템 개발에 앞서 프로세스와 운영 기준 정보를 구축하면서 AWP라는 방법론의 장단점을 분석하고, 실제로 북미 지역에서 적용사례 분석을 병행했다. 이후에는 AWP를 적용해서 효과를 얻을 수 있는 공종을 위주로 실제 시스템을 구축했는데, 이 과정에서 앞서 정의한 프로세스와 운영 정보를 기준으로 설계팀, 공사팀, 조달팀의 담당자들이 모여 실질적으로 프로젝트 운영을 위해 필요한 정보가 무엇인지를 협의했다. 그리고 그 정보들을 시스템을 통해 어떻게 보여주고 어떻게 활용할 것인지에 대해서도 토론을 진행했다.
S-AWP 시스템의 기본 개념은 CWP를 완성하기 위한 도면, 자재, 공사 등의 정보를 통합하는 플랫폼이다. 설계, 조달, 공사로 나누어진 정보를 하나의 플랫폼에 모으고 통합된 정보를 대시보드로 보여주는 형태로 구축되었다.
정원상 프로는 “수십만 장의 도면과 수백만 개의 자재를 포함해 공장 건설을 위한 데이터는 양이 상당해서 사람이 직접 취합하고 정리하기가 어렵다. S-AWP 시스템에 기준 정보를 입력하면 데이터의 취합과 정리, 시각화가 자동으로 진행되기 때문에 도면이 언제 출도되는지, 자재가 언제 현장에 도착하는지 또한 현장에서 공사에 착수했는지 등을 빠르고 정확하게 알 수 있다”고 설명했다.
많은 데이터를 한 곳에 모으는 것에 그치지 않고 제대로 통합하는 것도 중요하다. 정원상 프로는 “도면, 구매, 공사 등 영역별로 다양한 관점을 갖고 있으며 사용하는 단위도 다르다. 결국은 건설 프로젝트가 완성되는 공사가 가장 중요하기 때문에 프로젝트의 모든 데이터를 정리하는 기준을 엔드유저라고 할 수 있는 공사현장에 맞추었다”고 덧붙였다.
▲ S-AWP 시스템은 건설 프로젝트의 설계·조달·공사 정보를 통합해 대시보드에서 확인할 수 있다.
산업 특성에 맞춰 상용 솔루션 대신 자체 개발을 선택
눈에 띄는 점은, 삼성엔지니어링이 S-AWP 시스템을 구축하는 과정에서 상용 솔루션을 도입하지 않고 기초부터 직접 개발에 나섰다는 점이다.
플랫폼에 데이터를 올렸을 때 다른 사람이 그 데이터를 확인하고 사용할 수 있도록 자동으로 분류/처리하려면, 기준 정보를 확립하기 위한 EPC 분야의 전문지식이 필요하다. 또한 기존에 삼성엔지니어링이 운영하고 있는 CAD, ERP 등의 시스템과 연계하는 것도 중요한 부분이다. 이런 점에서 삼성엔지니어링은 자체 개발이 효과적이라고 판단했고, 기존 시스템과의 연결은 인터페이스를 개발해 해결했다.
이에 대해 박성연 상무는 “좋은 시스템은 전문가가 적극 참여하고 실무를 충실히 반영할 수 있는 시스템이라고 본다. EPC 회사마다 방식과 절차가 다르고 모든 프로젝트가 완전히 동일하게 진행될 수 없기 때문에, 데이터를 모으고 정리하고 프로세스화하는 데에 상용 솔루션을 활용하기 어렵다고 판단했다”면서, “삼성엔지니어링은 EPC 업계에서 드물게 대규모의 기업 시스템을 체계적으로 만들 수 있는 전담 조직을 갖고 있으며, 경영진의 강력한 의지가 뒷받침되어 독자적인 PLM 시스템 개발을 완료할 수 있었다”고 전했다.
생산성 향상과 리스크 관리 효과 거둬
S-AWP의 운영 시스템은 워크 패키지별로 설계·조달 담당자들의 업무 산출물인 도면과 조달 자재들의 정보를 자동 집계한다. 그리고, 집계된 데이터를 기반으로 도면과 자재가 준비되면 시공 가능 물량인 워크 프론트(work front)를 산출해준다.
워크 프론트 정보는 설계와 조달 담당자들에게는 프로젝트의 진행 과정에서 업무 성취율이 되기도 하며, 향후 업무의 우선 순위를 정하는 기준이 되기도 한다. 공사 담당자들에게는 워크 프론트가 투입 리소스와 시공 계획을 조정하기 위한 기준이 되기 때문에 유용하다. 또한 회사의 관리자들은 실제 프로젝트를 워크 패키지별로 나누어서 설계·조달·공사 업무가 어느정도 진행되었는지 직관적으로 파악할 수 있다.
추가로 S-AWP 운영 시스템에서 관리하고 있는 정보들은 4D 툴을 통해서도 동일하게 볼 수 있도록 구축하였다. S-AWP 운영 시스템에서 3D 모델에 다양한 색깔로 시각화해서 보여주기 때문에, 현업 담당자 간의 의사소통에 도움을 준다. 특히 3D 시각화는 프로젝트 발주처가 많이 요구하는 사항이기도 하며, 발주처에 대한 프레젠테이션 용도로도 많이 쓰인다.
삼성엔지니어링은 현재 S-AWP 시스템을 적용한 건설 프로젝트를 다수 진행하고 있다. 무엇보다 주목하는 효과는 공사까지의 과정을 효율화해 현장 공사의 생산성을 높이는 것, 그리고 리스크를 관리하면서 건설 프로젝트의 안전성을 높이는 것이다.
삼성엔지니어링은 모든 데이터가 통합되고 프로세스를 투명하게 볼 수 있는 시스템을 통해 현장에서 필요한 작업의 우선순위를 성정하고, 이에 필요한 도면이나 자재를 적기에 제공해 생산성을 높일 수 있을 것으로 보고 있다.
박성연 상무는 “정확한 데이터와 함께 진행 과정을 투명하게 확인하고 커뮤니케이션할 수 있어서, 프로젝트가 진행되는 중간 과정의 지연이나 오류를 줄일 수 있었다. 현재 PLM을 활용해 진행 중인 프로젝트에서 이전과 같은 손실이나 리스크가 발생하지 않고 있다는 점이 고무적”이라면서, “코로나19 상황에서도 다수의 프로젝트를 문제 없이 진행하는데 PLM이 기여하면서, 어려운 시기에 기업의 성장에 도움을 주고 있다”고 전했다.
▲ 삼성엔지니어링의 디지털 트랜스포메이션 추진을 총괄한 박성연 상무
PLM의 활용 영역을 지속 확대할 계획
물론 익숙한 업무 방식을 버리고 새로운 시스템을 전사적으로 도입하는 것이 쉬운 일은 아니다. 삼성엔지니어링 역시 내부 구성원들이 S-AWP 시스템에 적응할 수 있게 하는데 노력을 기울였다. 정원상 프로는 “가장 먼저, 새 시스템을 업무에 사용하도록 독려하는 경영진의 리더십이 중요했다. 그리고 실무자들이 프로젝트가 진행되는 과정을 투명하게 볼 수 있도록 해 가치를 체감할 수 있도록 했다”고 전했다.
데이터가 S-AWP 시스템에 통합되면서, 산출된 데이터를 경영진이 의사결정에 활용하고 실무자에게 다시 피드백하는 선순환도 이뤄졌다고 한다. 이런 점도 실무자들이 데이터를 시스템에 모으는 의미를 찾고, 가치를 직접 체감하는 효과를 가져왔다.
한편으로 EPC 건설 프로젝트는 해외나 오지에서 진행되는 경우도 많는데, 삼성엔지니어링은 S-AWP 시스템이 지리적인 환경에서 생기는 프로젝트의 어려움을 해소하는 데에도 도움이 될 것으로 기대하고 있다. 오지에서 진행되는 프로젝트에서는 레거시 시스템에 데이터를 입력하거나 활용하기 어려운 상황도 생기게 된다.
이를 해결하기 위해 삼성엔지니어링은 클라우드와 결합한 하이브리드 형태로 S-AWP 시스템을 구축했다. 사내에 구축된 메인 시스템과 클라우드를 활용한 현장용 소규모 AWP 시스템을 연결하는 것이다. 이전에는 서버를 구매해서 현장에 보내고 시스템을 구축해야 했는데, 클라우드를 활용하면 이 과정을 건너뛸 수 있다고 한다.
정원상 프로는 “도면이나 자재 등 본사에서 이뤄지는 작업은 메인 서버에서 진행하고, 현장마다 맞춰서 클라우드를 활용할 수 있는 유연한 시스템을 만들었다. 전체 시스템을 기능별로 분리해서 클라우드를 사용하는 경우에도 보안이 중요한 데이터는 외부에 저장하지 않는다”고 설명했다.
삼성엔지니어링은 S-AWP 시스템을 최적화하고 향상시키는 노력을 지속한다는 계획이다. 앞으로는 영업과 도면 제작부터 공장 운영까지 EPC 건설 프로젝트 전·후방의 더 넓은 영역을 S-AWP 시스템에 포함시켜 하나의 흐름으로 연결할 예정이다.
▲ S-AWP 플랫폼 개발 리더인 삼성엔지니어링 정원상 프로
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작성일 : 2021-07-30
