1000가지 만드는 공장에 실수가 없다…‘국내 최초’ 기록세운 이곳

코스메카코리아 충북 음성공장
화장품 유일 ‘K스마트 등대공장’
AI도입 성분확인 4시간→10초로
생산성20% 올리고 불량률30%↓
전 업무영역에 걸쳐 DX·AX 이식

임영준 코스메카코리아 DX이노베이션사업부 전무가 충북 음성군 코스메카코리아 음성공장 내 통합관제실에서 관제 가능한 업무에 대해 설명하고 있다. <코스메카코리아>

최근 찾은 충북 음성군 대소면 코스메카코리아 음성공장. 화장품 제조업자개발생산(ODM) 전진기지인 이곳 스마트팩토리 통합관제실에 들어서니 초대형 모니터에 갖가지 색깔의 그래프와 숫자들이 빠르게 움직였다.

왼쪽 하단 모니터에는 공장 설비와 똑같이 구현한 화장품 원료 믹서 시뮬레이터가 빙글빙글 도는 모습이 보였다. 3t 원료를 섞는 대형 배합기 내부를 마치 엑스레이로 찍어 들여다보는 듯했다. 임영준 코스메카코리아 DX이노베이션사업부 전무는 “화장품 믹서 안은 들여다볼 수 없어서 몇 시간씩 작업을 하고도 점성이나 부드러운 정도가 기준에 안 맞으면 폐기해야 한다”며 “디지털 트윈으로 모니터링하면 관제실에서 바로 속도나 온도를 조정해 불량을 줄일 수 있다”고 설명했다. 현재 정확도는 70% 수준. 센서를 추가해 정확도를 높이면 실제 공정에 투입이 가능하다.

모니터 정면의 화제관제시스템은 공장 전역에 설치된 18개 불꽃감지 카메라를 통해 실시간으로 화재를 감지한다. 불꽃이 발생하면 바로 그 구역의 카메라가 작동해 관제실에 위치가 전송된다. 이는 사람이 일일이 다니면서 확인하는 시간을 단축해준다.

코스메카코리아 음성공장은 화장품 업계에서 디지털 전환(DX)과 인공지능(AI) 도입을 가장 앞서 실행한 스마트팩토리다. 2019년 스마트팩토리 기초사업에 선정된 이후 6년간 여러 정부 사업에 적극 참여해 기술을 고도화했다. 2022년에는 중소벤처기업부의 ‘K-스마트등대공장’ 사업에 선정됐다. 2019년 이후 누적 투자금액만 150억원에 달한다.

코스메카코리아의 스마트팩토리는 ‘트렌드가 급변하면서 화장품 제조가 다품종 소량생산 시스템으로 바뀌고 있다’는 변화에서 시작됐다. 이 때문에 DX, AI 전환(AX) 개념이 생소하던 시절에도 조임래 회장의 전폭적인 지지하에 매년 투자를 단행했다.

충북 음성군 대소면에 위치한 코스메카코리아 음성공장에서 화장품 용기에 화장품 내용물을 담는 충진작업을 진행하는 모습. <코스메카코리아>

임영준 전무는 “초기 스마트팩토리는 설비가 자동화된 공장 개념이었지만, 우리는 영업부터 연구개발(R&D), 품질관리, ESG, 안전관리까지 제조업 전체에 DX와 AX를 적용하는 걸 스마트팩토리라고 본다”고 강조했다.

코스메카코리아는 고객과 처음 만나는 의뢰·상담 단계에서부터 업무를 표준화해 관리 가능한 데이터베이스(DB)를 만든다. 언제·어떤 고객사를 만났고, 어떤 요구사항이 있었는지 제품수명주기관리(Product Lifecycle Management·PLM)에 입력하고 그다음 단계를 밟기 위한 과정이다. 임 전무는 “PLM은 과거 개인 엑셀 작업에 기대던 작업을 프로세스화한 것”이라며 “새 시스템에서 업무를 공유하고 의견을 제시하면서 반복되는 문제점을 사전에 없애거나 함께 해결할 수 있게 됐다”고 설명했다.

회사에서는 한 달에 1000종이 넘는 화장품을 생산한다. 이 중에는 한 번도 생산한 적이 없던 신제품 약 320종도 포함된다. 매달 1000개의 화장품 원료 배합법(레시피)이 눈덩이처럼 쌓이면 ‘중복’ 문제가 불거질 수 있어 업무 공유는 필수다.

고객사에 보다 정확한 피드백이 가능하다는 것도 장점이다. 한 달에 1만건 이상이 쌓이는 의뢰·문의를 누락되지 않게 관리하고, 의뢰한 제품이 어느 단계에 있는지, 언제 배송이 될지 등을 구체적으로 답변할 수 있기 때문이다.

코스메카코리아 음성공장은 스마트팩토리 분류상 중간1단계(제조 데이터를 활용 가능한 상태로 수집하는 수준)에 해당하는 설비를 2022년 갖췄다. 데이터 분석을 기반으로 실시간으로 공정을 최적화하는 ‘중간2단계(레벨4)’도 이달 말 평가를 앞두고 있다.

충북 음성군 대소면 코스메카코리아 음성공장 생산라인에서 단상자 조립, 제품 투입, 단상자 마감을 맡는 카토너 로봇이 작업하고 있다. <코스메카코리아>

코스메카코리아의 목표는 분명하다. 제조 단계에서 인간의 실수인 ‘휴먼 에러’를 줄여 불량률을 낮추고, 단순 반복 작업은 AI가 대신하게 해 결과적으로 사람이 하는 일의 속도를 높이는 것이다. 중간1단계 설비에서 공정 효율을 개선하면서 생산성이 약 19.7% 높아졌고, 완제품 기준 불량률이 30.8% 감소하는 성과를 거뒀다.

이미 신제품 제조에 걸리는 시간을 평균 10일가량 단축했지만, 코스메카코리아는 이에 머물지 않고 지난달부터 연구원의 단순 작업을 획기적으로 줄여주는 ‘레시피 AI’를 도입했다. 뷰티 트렌드 주기가 짧아지는 ‘속도전’에서 또 하나의 승부수를 띄운 것이다. 화장품 레시피엔 적게는 20개부터 많게는 70개의 공통 성분이 들어간다. 기존에는 책임급 베테랑 연구원들이 “(이번에 고객이 요구한 기능은) 작년 만든 크림이랑 비슷하네”라고 판단하고, 공통 성분을 확인하는 과정에만 3~4시간 이상이 소요됐다. 하지만 레시피 AI는 고객의 요구사항을 기존 레시피 DB와 비교해 가장 유사한 기존 제품 5개를 뽑아준다. 3~4시간씩 하던 일을 AI에 맡겨 10초 만에 끝낼 수 있게 됐다.

임 전무는 “한 제품당 3~4시간씩 소요되는 업무를 한 달에 1000개씩 한다고 보면 총 4000시간이 필요한데, AI를 쓰면서 이 시간이 10분으로 단축된 것”이라고 말했다.

충북 음성군 대소면 코스메카코리아 음성공장에서 파렛타이징 로봇이 화장품 박스를 들어올리는 모습. 음성공장에서는 50개 라인에 모두 파렛타이징 로봇을 도입했다. <코스메카코리아>

신제품 개발 작업에 AI·PLM을 도입하면서, 나라마다 다른 규제사항을 사전에 체크하지 못해 만든 상품을 폐기하는 일도 대부분 사라졌다.

코스메카코리아는 2028년 세계경제포럼(WEF) 지정 세계 등대공장 선정을 목표로 기술 고도화에 박차를 가하고 있다. WEF 등대공장은 업계에서 ‘등대’ 역할을 할 수 있을 정도로 모델로 삼을 만한 공장에만 수여한다. 화장품 업계에서는 전 세계를 통틀어 유니레버와 존슨앤드존슨, 아모레퍼시픽만이 선정됐다. 임 전무는 “화장품 업계에서 자율형 공장 개념으로 세계 최고라고 인정받게 되면, 우리의 표준이 글로벌 표준이 될 것”이라며 기대감을 드러냈다.