블렌딩의 혁신 - 세라믹 점토 최적화
규범적 분석을 통한 개발 가속화
점토 가공을 위해 컨베이어로 재료를 옮기는 모습

타일, 도자기, 연마재, 배관, 위생 도기 등 전통적인 소재부터 전자, 3D 프린팅, 치과용 제품 등 새로운 응용 분야에 이르기까지 세라믹 생산은 빠르게 성장하고 있습니다.

세라믹 제조는 2025년까지 4,000억 달러 규모의 글로벌 산업이 될 것으로 예상되며, 정밀한 생산 기준을 충족하기 위해 채굴하고 블렌딩해야 하는 미세한 입자의 천연 토양인 점토를 원료로 사용합니다.

ESAN Eczacıbaşı Industrial Raw Materials Company(ESAN)는 튀르키예 최대의 세라믹 제조용 점토 생산업체 중 하나입니다. 또한 세라믹 품질의 점토를 다른 나라에도 수출하고 있습니다. 제조 사양의 변화, 시장 상황의 변동, 채굴된 점토의 물리적 구성의 변화, 에너지 비용 및 기타 변수로 인해 ESAN의 기획자들은 품질과 비용 목표를 충족하는 공급 원료를 제공하기 위해 새로운 점토 블렌딩 레시피를 지속적으로 개발해야 합니다.

수년 동안 점토 블렌딩 레시피를 개발하는 데는 상당한 시간과 인력이 필요했습니다. IBM 비즈니스 파트너인 Selco Consulting의 데이터 분석 책임자 알페르 셰네르(Alper Şener)는 "구덩이에서 굴착된 20가지 종류의 점토 재료는 각각 고유한 물리적 특성을 가지고 있으며, 이를 15가지 생산 매개변수와 비교해야 합니다."라고 설명합니다. “ESAN 기획자들은 스프레드시트를 사용하여 다양한 혼합 비율과 옵션을 개발하고 있었습니다. 하지만 기획자들이 좋은 블렌딩 옵션 4~5개를 찾아내는 데는 일주일이 걸릴 수도 있었습니다."

결과

데이터 기반 의사 결정

의사 결정 최적화 모델은 규범적 분석과 데이터 과학을 통해 점토 블렌딩 프로세스를 며칠에서 몇 초로 단축합니다.

비용 절감


최적화된 점토 블렌딩을 통해 공장에서 가공되는 세라믹의 원자재 비용 14% 절감

이전 프로세스에서는 좋은 옵션 4~5개를 도출하는 데 일주일이 걸렸습니다. IBM ILOG CPLEX를 통해 60초 이내에 실행되는 ESAN용 최적화 모델을 개발하여 다양한 효율성과 생산 시간 시나리오에 따라 50~150개의 대체 레시피를 제안하는 최적의 점토 블렌딩 레시피를 만들 수 있었습니다. 정말 자랑스러운 성과입니다. 알페르 셰네르(Alper Şener) 데이터 분석 책임자 IBM 비즈니스 파트너 Selco Consulting

일정 계획과 관련된 또 다른 문제는 새로운 점토 블렌딩 레시피가 준비될 때쯤이면 시장 상황이 달라진다는 것이었습니다. 그러면 기획자들은 스프레드시트로 돌아가서 다시 계산해야 했습니다. 또한 파일럿 생산에서 레시피를 테스트하여 실제 품질 및 비용 목표를 충족하는지 확인하는 과정에서 추가적인 지연이 발생했습니다.

경쟁력을 확보하고자 하는 많은 광업 및 제조 기업과 마찬가지로 ESAN은 비즈니스의 디지털 혁신을 지원하기 위해 IT 부서에 데이터 분석 기능을 추가했습니다. 데이터 분석으로 중요한 비즈니스 문제를 해결할 수 있는 방법을 보여줄 수 있는 영향력 있는 기회를 찾던 중, ESAN과 Selco는 ESAN의 보주유크 점토 농축 공장에 주목했습니다.

1979년부터 운영된 보주유크 공장은 생산 환경에서 데이터 분석을 시범적으로 사용하는 데 있어 여러 가지 이점을 가지고 있었습니다. ESAN의 산업 엔지니어 겸 데이터 분석 관리자인 시난 투르크멘(Sinan Türkmen)은 "보주유크에서 생산되는 제품은 다른 일부 공장에서 처리되는 재료보다 더 복잡하지만, 보주유크 공장의 공정과 물류가 더 유리한 점이 있었습니다."라고 말합니다. "공장을 선정한 후에는 혁신을 관리하는 데 도움이 되는 적절한 소프트웨어를 선택해야 했는데, Selco는 이미 이 분야에서 선두를 달리고 있었습니다."

개념 증명부터 생산까지

점토 블렌딩 애플리케이션을 위한 규범적 분석 소프트웨어를 평가하기 시작했을 때, ESAN은 8개 공급업체에 개념 증명 제안서 제출을 요청했습니다. 투르크멘은 "첫 번째 평가 단계를 거쳐 공급업체를 3개로 좁히게 되었고, 그 중 하나가 바로 Selco였습니다."라고 말합니다. "Selco가 물류, 공급망 관리, 데이터 과학 및 수학 모델링 분야의 전문가라는 점은 분명했죠."

셰네르는 "초기에 ESAN의 프로세스를 살펴본 결과, 수학 모델을 공식화하는 방식에서 몇 가지 문제가 있음을 파악했습니다."라고 말합니다. "그리고 ESAN은 곧 Selco가 문제를 올바르게 모델링하고 병목 현상을 없앨 수 있다는 사실을 알게 되었습니다. 또한 IBM ILOG CPLEX Optimization Studio 소프트웨어의 성능이 얼마나 뛰어난지도 확인했습니다."

ESAN의 IT 부서는 IBM® ILOG® CPLEX® Optimization Studio 플랫폼에 대한 자체 연구를 수행했습니다. "ESAN이 검토한 오픈 소스 소프트웨어를 비롯한 다른 최적화 소프트웨어와 비교했을 때 IBM ILOG CPLEX 솔루션이 ESAN의 비선형 문제를 더 쉽게 해결할 수 있다는 결론을 내렸습니다."라고 투르크멘은 말합니다.

배포에 앞서 Selco와 튀르키예 IBM 지사는 ESAN에 도움이 될 수 있는 소프트웨어 라이센싱 계획을 개발했습니다. "IBM은 최적화 소프트웨어 라이센스에 대해 최적의 가격을 제공하기 위해 정말 열심히 노력했습니다."라고 셰네르는 말합니다. "고객사인 ESAN은 제품 가격에 대해 다시 생각하지 않고 제품이 제공하는 작업의 품질에만 집중할 수 있었습니다."

ESAN은 Selco가 제공한 IBM ILOG CPLEX 솔루션을 선택한 직후 Selco가 개발한 수학 모델에 대한 예비 테스트를 실시했습니다. "Selco에서 첫 번째 점토 블렌딩 레시피를 제공했고 우리는 실험실에서 이를 시험해 보았습니다."라고 투르크멘은 말합니다. "우리 연구 개발팀은 이 블렌딩 레시피가 다른 레시피에 비해 비용을 절감할 수 있다고 말했습니다. 또한 생산 리드 타임도 훨씬 짧았습니다."

Selco는 ESAN을 위해 IBM ILOG CPLEX 솔루션을 배포하는 것 외에도 기획자가 블렌딩 시나리오를 생성하고 데이터를 관리하는 데 사용할 수 있는 사용자 인터페이스도 개발했습니다. "Selco는 애플리케이션, 데이터베이스, 웹 서버를 설정하여 프런트 엔드와 백엔드를 갖춘 완전한 아키텍처를 구축했습니다."라고 셰네르는 말합니다. "IBM ILOG CPLEX 소프트웨어는 시스템을 통합하고 고객에게 원활한 경험을 제공하는 데 필요한 API를 제공하고 지원합니다."

최적화 프로젝트를 시작한 지 한 달 만에 ESAN은 블렌딩 레시피 개발 속도와 생성되는 레시피 옵션의 수 측면에서 상당한 개선을 경험하기 시작했습니다. “IBM ILOG CPLEX를 통해 60초 이내에 실행되는 ESAN용 최적화 모델을 개발하여 다양한 효율성과 생산 시간 시나리오에 따라 50~150개의 대체 레시피를 제안하는 최적의 점토 블렌딩 레시피를 만들 수 있었습니다. 이를 통해 ESAN 공장의 생산 능력을 극대화할 수 있습니다.” 라고 셰네르는 말합니다.“정말 자랑스러운 성과입니다."

개념 증명 과정에서 우리는 오픈 소스 소프트웨어를 포함한 다른 7개 제품과 IBM ILOG CPLEX 소프트웨어를 비교했습니다. IBM 솔루션은 특히 비선형 문제에서 최적화 문제를 훨씬 더 쉽게 해결해 주었습니다. 시난 투르크멘(Sinan Türkmen) 산업 엔지니어 겸 데이터 분석 관리자 ESAN Eczacıbaşı Industrial Raw Materials Company
공유할 수 있는 성공

Selco가 ESAN 보주유크 공장에 구축한 IBM ILOG CPLEX 솔루션은 점토 블렌딩 공정 주기를 며칠에서 몇 초로 단축한 것 외에도 다음과 같은 상당한 비즈니스 개선 효과를 가져왔습니다.

• 예측 분석 및 최적화를 통해 공장에서 처리하는 원자재 비용 14% 절감
• 에너지 사용량이 적은 공정을 최적화하여 에너지 비용 10% 절감

"이 최적화 소프트웨어를 사용하면서 정량화할 수 없는 성능 개선 효과도 얻을 수 있었습니다."라고 투르크멘은 말합니다. "예를 들어, 이전 레시피에는 특정 물리적 또는 화학적 특성이 반영되지 않아서 R&D 팀이 생산이 불가능하다고 말했던 물질을 실제로 생산할 수 있다는 것이 이 시스템을 통해 입증되었습니다. 앞으로는 이러한 새로운 제품에서 수익을 창출할 수 있습니다."

보주유크 공장에서 진행된 IBM ILOG CPLEX 소프트웨어 시범 운영의 장기적인 목표는 ESAN이 튀르키예에서 운영하고 있는 다른 공장 9곳에도 솔루션을 배포하는 것입니다. "보주유크 공장의 점토 농축 공정에서 성과를 거두었기 때문이죠."라고 투르크멘은 말합니다. "생산 능력이 더 큰 다른 공장에서도 IBM의 최적화 도구를 사용하기 시작할 계획입니다."

또한 ESAN은 보주유크 공장에서 배운 것을 모기업인 Eczacıbaşı Holding 그룹과 공유할 계획입니다. 투르크멘은 "ESAN은 올해 예측 및 규범적 분석과 관련된 세 가지 프로젝트를 시작하려고 하는데, 데이터 분석이 지주 회사에 도움이 될 수 있다고 생각합니다."라고 말합니다. "ESAN은 이제 분석을 의사 결정 지원 도구로 인식하고 있으며, 이에 대한 조치를 취하는 데 훨씬 더 적극적인 자세를 취하고 있습니다."

셰네르는 “고객과 분석에 투자하는 방법에 대해 이야기할 때, 다양한 제품을 보유한 강력한 회사와 함께해야 한다고 말합니다.”라고 말합니다.“다양한 분석 구성 요소를 IBM Cloud Pak for Data 및 Watson에 연결하는 IBM의 전략은 Selco가 고객에게 권장하는 전략을 뒷받침해 줍니다. 또한 IBM ILOG CPLEX는 확장 가능한 제품으로, 필요할 때 다른 구성 요소를 사용할 수 있으며 솔루션이 많아지면 기능을 늘릴 수 있습니다."

투르크멘은 "데이터 분석 관리자로서 ESAN에서 이 역할을 맡은 사람은 저 혼자뿐이었습니다."라고 말합니다. "이제 ESAN은 이 부서의 규모를 확대하고 데이터 과학자들로 구성된 전문 센터를 설립하고 있습니다. IBM과 ILOG CPLEX 솔루션은 우리 프로젝트의 도구가 될 것이며, 저는 이에 대해 매우 만족하고 있습니다."

esan 로고
ESAN Eczacıbaşı Industrial Raw Materials Company 소개

1978년에 설립되어 이스탄불에 본사를 둔 ESAN(ibm.com 외부 링크)은 세라믹 제조에 필요한 점토 및 기타 원료를 채굴하고 가공합니다. 튀르키예에 공장 10곳을 보유하고 직원 2,500여 명을 두고 있는 튀르키예 광산업계의 선도적인 수출업체 중 하나입니다. ESAN은 튀르키예 최대 산업 그룹 중 하나인 Eczacıbaşı Holding의 자회사로, 2020년 총 매출액은 111억 튀르키예 리라에 달합니다.

Selco Consulting 소개

튀르키예 이스탄불에 본사를 둔 IBM 비즈니스 파트너 Selco Consulting(ibm.com 외부 링크)은 공급망 및 물류 관리 분야에서 광범위한 역량을 갖춘 컨설팅 회사입니다. 정보 기술과 고급 분석을 결합하여 공급망 컨설팅, 비즈니스 분석, 소프트웨어 컨설팅, 자재 취급 물류 및 창고 물류에 대한 다분야 전문 지식을 제공하고 있습니다.

다음 단계 안내
최적화된 마이크로그리드는 에너지 공급에 대한 보다 스마트한 접근 방식을 제공합니다. CleanSpark 사례 연구
법률

© Copyright IBM Corporation 2021. IBM Corporation, Hybrid Cloud, New Orchard Road, Armonk, NY 10504

2021년 5월 미국에서 제작.

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