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미래의 공장

기술 2019-05-23 스테판 에스타시

스웨덴 지모에 있는 샌드빅 코로만트 공구 생산 공장은 세계 경제 포럼(World Economic Forum)에서 최첨단 인더스트리 4.0 시설로 인정받았다.

스톡홀름 북쪽 지모에 있는 샌드빅 코로만트 공구 생산 공장은 디지털 방식으로 연결된 제조 환경의 다양한 이점을 모두 모아둔 고도의 자동화 시설이다. 최근에 세계 경제 포럼(World Economic Forum)은 지모 공장을 글로벌 '등대(Lighthouse)' 공장 중 하나로 선정했다. 등대 공장은 디지털 기술을 성공적으로 도입하여 실질적인 이점을 입증한 1,000개 이상의 제조 시설을 대상으로 한 설문 조사를 통해 선정된다.

세계 경제 포럼에 따르면 지모 공장은 생산 공정 전체에 걸쳐 디지털 스레드(Digital Thread)를 구축해 생산성을 크게 높였다. 그중 한 예가 무인 작업 중에도 설계 패턴을 자동으로 변경하는 '터치리스 체인지오버(Touchless Changeover)'이다. 이러한 혁신은 이제 지모 공장이 글로벌 등대 네트워크의 일부가 되어, 문을 열고 다른 제조업체들과 지식을 공유하게 되리라는 것을 의미한다.

특히 이 상은 장기간에 걸친 혁신 장려 노력을 인정한다는 점에서 지모 공장의 진정한 자랑거리 이자 자부심으로 받아들여지고 있다고 샌드빅 코로만트의 생산 기술 공구 디렉터 라스 마티아손(Lars Matiasson)은 말한다. "디지털화를 향한 지모 공장의 여정은 30년 전에 파라메트릭 CAD/CAM을 구현하면서 시작되었고, 몇 년 후에 이를 스마트 자동화 시스템에 연결하면서 우리의 생산에 첫 번째 디지털 스레드(Digital Thread)를 구현했습니다. 이는 혁명이라기보다 진화에 가까웠습니다."

"이제는 재고 관리에서 기계 성능과 예측 유지보수에 이르기까지 공장 전체에 걸쳐 디지털 스레드가 구현되고 있습니다. 이러한 혁신 정신은 항상 위에서부터 아래로의 과정이었습니다. 지모 공장의 디렉터와 매니저들은 항상 엔지니어들에게 다르게 생각하고 변화를 추구하라고 장려해왔습니다. 이는 궁극적으로는 효율성 향상과 경쟁력 강화를 위해 기술을 어떻게 사용할 수 있는가에 관한 문제였습니다. 이것은 결국 지속 가능한 미래를 구현하는 데 도움이 되었습니다."

​터치리스 체인지오버는 대표적인 예이다. 과거에는 주간 작업자가 기계의 야간 작업을 준비하면서 생산 셀에서 설계 패턴을 수작업으로 변경해야 했다. 이 과정에서 시간과 자원이 필요했고, 무인 작업 중에는 유연성이 제한되었다. 대안은 인간의 감독 없이 복잡한 ​터치리스 체인지오버를 함께 수행할 수 있는 고도로 유연한 로봇, 기계, 공구 그리고 지그로 구성된 스마트 자동화에 투자하는 것이었다.

"사람들은 1분 금형 교체 같은 린(Lean) 생산 기술에 대해 이야기하지만, 우리는 그 이상의 것을 원했습니다. 우리가 원한 것은 '제로 노동' 셋업이었습니다."라고 마티아손은 말한다.

"이것은 학습 곡선이었습니다. 최초의 자동 셀은 우리가 기대했던 것만큼 잘 작동하지 않았습니다. 심지어 작업자 한 명과 기계 한 대로 작업하는 것만큼 효율적이지도 않았습니다. 하지만 디지털화의 과정은 실패로부터 배우는 것입니다. 우리는 점차적으로 상당한 개선을 이루었고 로봇 셀은 우리가 필요로 하는 효율성에 도달하기 시작했습니다. 시행착오는 개선의 중요한 부분입니다."

디지털 기술은 유지보수와 같은 지모 공장의 다른 영역에서도 개선을 위해 사용되고 있다. 점점 더 많은 센서가 공장의 다양한 장비에 장착되어 압력, 온도, 진동, 음향 등 다양한 매개 변수에 관한 데이터를 수집하고 있다. 이러한 데이터는 정교한 분석으로 가동 중단이 발생하기 전에 패턴과 문제점을 밝혀낼 수 있다.

이제 엔지니어들은 로봇과 CNC 기계뿐만 아니라 절삭 공구에 이르기까지 생산 시설 전체에서 데이터를 수집하고 있다. 이 데이터를 추출하여 분석하면 장비 상태에 관한 중요한 정보를 얻을 수 있다. 이러한 정보는 고장을 예측하여 방지하고 공장의 효율성을 개선하는 데 사용될 수 있다.

또한 샌드빅 코로만트는 생산 환경에 실시간 분석 기술을 적용하여 적시에 더욱 정확하게 기계를 조정할 수 있게 되었다. "이 다음 단계는 기계가 기록 데이터로부터 학습하고 스스로 통제하는 인공 지능이나 머신 러닝 등의 최첨단 기술을 도입하는 것입니다. 정말 흥미진진할 것입니다."

엄청난 기술적 발전을 이루었고 세계 경제 포럼으로부터 등대 공장으로 선정되었지만, 지모 공장의 디지털화를 향한 여정은 결코 끝나지 않을 것이다.

 

 

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