산업 자동화 구현 전략
06/08/20

자동화는 현대 제조업체가 공장 효율성을 향상시키고, 제품 품질을 보장하며, 총 비용을 절감하는 데 필수 요소가 되었다. 그러나 제조사는 임의로 기술을 적용한다는 함정에 빠져서는 안 된다. 자동화 시스템의 채택은 속도, 비용, 품질 및 가치 사이에서 적절한 균형을 맞추기 위한 명확한 상업적 및 기술적 분석에 기초해야 한다.



산업 제조를 위한 새로운 자동화 기술이 등장함에 따라 조직은 언제 자동화를 배치하는지 또한 그것이 그들의 목적에 맞는지에 대해 더 전략적이어야 한다. 자동화가 적절하게 구현될 때마다 기술 및 상업적 이익을 최적화하기 위해 매 단계마다 엄격한 검토 관문을 설정하는 것이 중요하다.

완전한 자동화와 무자동화 양극단의 사이에서, 다양한 수준의 자동화를 적용하면 생산 프로세스의 적정 단계에서 최상의 가치를 창출할 수 있다. 예를 들어, 하나의 로봇은 좋은 투자 가치를 창출하기 때문에 단순하고 중복적인 작업 공정에서 예를 들어 제품을 납땜하는 데 사용될 수 있다. 그 밖에 대량으로 생산되는 제품의 중장비와 자재를 들어올리기 위한 로봇 사용, 생산 공정의 해당 단계에 자재를 공장 작업장에 전달하는 자율적인 운반 차량 등이 그 예다.

일부 제품은 OEM의 요구를 충족하기 위해 반복적이고, 독자적이며, 오류 없는 어셈블리를 필요로 한다면, 이 경우 자동화가 적합하다. 이러한 제품에는 자동차 제어장치와 심장 모니터와 같은 소비자 의료기기가 포함될 수 있다.

반면에, 인프라 네트워크 내에서 작동하도록 만들어진 대형 통신제품을 조립하는데 자동화가 최선의 해결책은 아니다. 이렇게 소량으로 생산되는 제품은 생산 자동화에 상당한 투자가 필요하므로 수익률이 매력적이지 않다. 또 MRI 기계와 같은 복잡한 의료시스템은 엄격한 공차를 가진 정밀조립이 필요한 고도로 정교한 제품이다. 이러한 어셈블리공정을 자동화하려는 시도는 확장성이 떨어져 비용이 많이 드는 맞춤형 자동화를 요구한다.

**전략적 자동화를 위한 평가 체크리스트**
자동화를 구현하기 전에 제조 조직은 몇 가지 전략적 조치를 취해야한다. 첫째, 현재 제조 공정에 대한 철저한 감사를 통해 공장 시스템 작동 방식과 개선 방법을 보다 깊이 이해해야한다. 이러한 방식으로 제조업체는 비즈니스의 기술적 목표와 상업적 목표 모두를 일관되게 충족시키는 최적화된 솔루션을 선택할 수 있다.

다음 단계에는 추진 주도권을 확보하기 위해 강력한 비즈니스 사례를 개발하는 것이다. 자동화에 대한 전반적인 목표, 비전 및 전략은 응용 프로그램을 수익화하는 최선의 방법과 함께 공식화된 프로세스에서 기업의 디지털 전환 전략에 맞춰 설계되고 조정되어야 한다. 가치를 정당화하지 않고 자동화를 사후 대응적으로 적용하는 프로젝트는 대개 실패로 끝나며, 기술 확대전개는 회사 내에서 추진력을 빠르게 상실할 수 있다.

세 번째 단계는 이용 가능한 시장 옵션에 대한 광범위한 조사를 하는 것이다. 조직은 중요한 제조 데이터를 분석용으로 최적화하고 예측 및 예방적 유지보수를 지원하는 입증된 데이터 수집 기능을 갖춘 자동화된 시스템을 찾아야 한다. 공장 작업현장의 기계에서 데이터를 취합하고 상관관계를 분석하는 클라우드 기반 제조 실행 시스템은 가장 유연한 기능을 제공하며 필요에 따라 확장 또는 축소할 수 있다.

**생산 자동화 고려시 설계에 가중치 부여**

공장 자동화시 설계 엔지니어가 고려해야 하는 다양한 고려사항이 있다. 설계자들은 발생가능성 있는 상업적 문제에 대한 고려사항과 완전한 리스크 평가를 디자인리뷰를 통해 검토해야 한다. 만약 어떤 한계를 해결하기 위해 일련의 시험과 검증을 거치지 않고 생산을 자동화한다면, 그 과정은 기술적 격차와 제품 품질의 손실을 초래할 것이다.
따라서, 설계 엔지니어는 다음과 같은 몇 가지 요소를 고려해야 한다.

•**조립공정수와 부품의 양**. 어느 공정이 자동화에 적합한 경우, 부품과 고정 장치의 수는 해당 조립 공정에 맞춰 최소화해야 한다. 부품간 내부 간격과 함께 공차를 고려해야 한다. 자동화 계획을 세울 때는 제품 색상과 치수까지 고려해야 한다.
•**제품 자재의 유형을 고려해야 한다**. 조립품에 부속품이나 나사가 필요한 경우, 필요한 부품 수가 증가하면 생산 오류의 가능성 또한 증가한다. 자재는 자동화된 제조에 가장 적합하고 효율적이도록 설계되어야 한다.
• **실시간 자동 검사가능**. 제품 설계시 제조 공정 중 위험을 예측하거나 고장을 예방할 수 있는 올바른 데이터를 수집하여 자동으로 검사할 수 있는 방식으로 개발해야 한다. 생산중도품이라도 양품을 받고 불량품을 제거하는 등 생산라인에 잘못된 오류가 있으면 즉시 확인하는 것이 목표다.
•**제품 운반에 대한 관리보증**. 제품을 어렵지 않게 취급하고 운반할 수 있어야만 로봇이나 기술자가 다양한 생산 과정을 거치면서 다른 장소에 물건을 운반할 수 있다.

제조업체 미래 비전을 보면 인적 개입이 거의 없는 상태에서 스스로 가동되는 완전자율공장을 달성하겠다는 목표가 있다. 어떤 산업은 아직 그 단계에 있지 않다. 언제 자동화된 시스템을 구현할 것인지, 언제까지 수동 프로세스를 고수할 것인지 전략적으로 임하는 것이 중요하다.

출처 : [[https://www.manufacturingtomorrow.com/article/2020/05/strategic-approaches-for-implementing-automation-in-industrial-manufacturing/15349|ManufacturingTomorrow]]
번역 : K-SmartFactory