고급 로봇 공학 101

Manufacturing Global은 제조 산업에서 첨단 로봇 공학의 응용 프로그램에 대해 자세히 설명합니다.

기존 로봇과 비교하여 '고급 로봇 공학'의 기능은 제조업체에 "우수한 인식, 통합성, 적응성 및 이동성"을 제공합니다. 이러한 개선을 통해 더 빠른 설정, 시운전 및 재구성은 물론 더 효율적이고 안정적인 운영이 가능합니다.”라고 BCG는 설명합니다.

이처럼 '미래의 공장' 및 '인더스트리 4.0' 전략을 구현하는 제조업체는 첨단 자동화의 필수 요소로 첨단 로봇 공학을 배치하고 있습니다. 고급 로봇 공학을 수용하는 기업은 공장 구조와 프로세스가 향상되어 공장과 공급망에서 생산성과 유연성이 향상되는 이점을 누리고 있습니다. BCG는 "분석에 따르면 고급 로봇을 사용하면 변환 비용을 최대 15%까지 절감할 수 있으며 고급 로봇을 다른 기술, 프로세스 향상 및 구조적 레이아웃 변경과 결합하면 최대 40%를 절감할 수 있습니다."라고 말합니다.

로보틱스 기술을 '고급'으로 만드는 것은 무엇입니까?

BCG는 고급 자동화를 "장치와 장비가 사람의 개입 없이 자율적으로 결정을 내리고 조치를 취할 수 있도록 하는 분산된 인텔리전스"로 정의합니다. BCG는 이 기술이 4가지 핵심 요소로 구성되어 있다고 덧붙였습니다. 

1. 전체적 데이터 모델(디지털 트윈) :제품 및 생산 시스템의 디지털 표현을 제공합니다. "예를 들어, 생산 장비(고급 로봇 등)는 모델에 액세스하여 필요한 경로를 즉석에서 계획할 수 있습니다."

2. 클라우드 에지 인프라: 컴퓨팅 성능과 스토리지를 프로덕션 네트워크의 에지로 이동하여 IT와 운영 기술을 연결합니다. “생산자가 데이터를 수집하고 처리를 위해 클라우드 서비스로 전송할 수 있습니다. 또한 작업 현장의 프로세스가 환경 변화에 자율적으로 적응할 수 있습니다.”
3. 데이터 처리 기술: 다양한 크기, 유형 및 속도의 데이터를 의미 있는 정보로 변환합니다. "최근 데이터 처리 기술의 발전으로 생산자는 프로세스(예:경로 계획)를 지속적으로 최적화할 수 있습니다."
4. 워크플로 제어 시스템: 사람이나 장비가 수행하는 모든 작업을 동기화합니다. “전체 워크플로를 효율적으로 관리하려면 기계와 작업자 모두의 디지털 연결 또는 통합이 필요합니다. 워크플로 제어 시스템 구성은 중앙 집중식 아키텍처에서 분산형 아키텍처로 진화할 가능성이 높습니다.”

제조업체가 고급 로봇 공학을 채택해야 하는 이유

현재 첨단 로봇 공학 제조 시장 가치는 2020년 총 166억 달러이며, 2021년에는 20억 달러에서 186억 달러로 추가 증가할 것으로 예상되므로 운영의 디지털화가 글로벌 제조업체에 가치를 제공하고 있음이 분명합니다.

제조 분야에서 첨단 로봇을 도입함으로써 얻을 수 있는 많은 이점은 다음과 같습니다.

• 지각: 기존 로봇 공학에 비해 고급 로봇은 자연어 처리, 컴퓨터 비전 및 센서를 활용하여 자율성, 손재주 및 정밀도를 향상시킵니다. 결과적으로 고급 로봇 공학은 더 복잡한 작업을 완료할 수 있습니다.
• 통합성: 서비스 지향 아키텍처, 향상된 연결성, 전체적인 데이터 모델에 대한 액세스, 인터페이스 및 프로그래밍 개선 사항을 통해 고급 로봇 공학은 설정이 더 빠르고 작업 수행 방법을 배우는 데 필요한 시간이 줄어듭니다.
• 적응성: 고급 데이터 처리 및 클라우드 서비스를 통해 고급 로봇은 학습하고 환경에 자율적으로 적응하여 워크플로를 개선할 수 있습니다.
• 이동성: 기계 학습과 컴퓨터 비전을 활용하여 고급 로봇은 환경을 자율적으로 안내할 수 있습니다.
• 효율: 고급 로봇을 복잡한 작업으로 확장함으로써 유연한 자동화는 비용이 많이 드는 전환 시간을 줄이고 효율성을 개선하는 데 도움이 될 수 있습니다.
• 생산성: 효율성과 유사하게 향상된 유연성과 실시간 문제 해결 기능을 갖춘 고급 로봇은 생산성을 높일 수 있습니다.
• 안전: 고급 센서와 짧은 대기 시간 통신을 사용하는 고급 로봇은 환경에 대한 더 나은 이해와 이벤트 적응 및 대응 능력으로 인해 안전이 크게 향상됩니다.
• 품질: 고급 로봇 공학은 네트워크 공유 데이터를 사용하여 사일로를 줄여 품질 문제를 더 쉽게 식별하고 근본 원인을 추적할 수 있습니다.
• 민첩성: 독립적으로 적응하는 고급 로봇 공학을 통해 시간 소모적인 준비 없이 생산 작업을 보다 민첩하게 수행할 수 있습니다.

채택 문제 극복

“내 관점에서 커뮤니케이션은 작업 현장에서 뿐만 아니라 작업 현장과 다른 IT 시스템 사이의 주요 과제입니다. 작업 현장에서 연결성은 로봇의 유연성에 맞도록 충분히 유연해야 하지만 다른 한편으로는 산업용 사용 사례를 지원할 수 있을 만큼 안정적이고 안전해야 합니다. 미래의 로봇은 작업을 수행하기 위해 다양한 데이터 시스템에서 직접 데이터를 가져올 것입니다. 이는 연결이 새로운 위협에 노출되지 않도록 하기 위해 IT 보안에 새로운 요구 사항을 부여합니다.

“무선 연결은 필요한 유연성을 제공하기 위한 현장 통신의 핵심이며 5G가 유연성, 안정성 및 보안의 완벽한 조화를 가져올 것으로 봅니다. IT 보안 부분에 관해서는 기존 사무실 네트워크를 공장으로 확장하려고 하지 않고 공장의 조건과 요구에 최적화된 별도의 네트워크를 구축하는 것이 중요하다고 생각합니다."라고 Sebastian Elmgren, Ericsson의 스마트 제조

첨단 로봇의 가치와 미래 커넥티드 팩토리에서의 역할

대부분의 제조업체가 첨단 로봇이 미래 공장에서 수행할 중요한 역할을 인식함에 따라 다중 속도 사용, 모바일 애플리케이션 및 로봇 키팅을 포함한 많은 기능 유형이 점점 더 중요해질 것으로 예상됩니다. BCG에 따르면 "조사 응답자의 약 70%는 이러한 기능이 향후 생산과 매우 관련이 있다고 설명합니다."

공장 프로세스를 혁신할 수 있는 잠재력을 가진 제조업체는 첨단 로봇 공학이 업계의 증가하는 복잡성을 해결하는 데 필요한 도구가 될 것이라고 믿습니다. Ericsson의 스마트 제조 포트폴리오 관리자인 Sebastian Elmgren은 "고급 로봇은 자동화된 프로세스에 유연성을 제공할 뿐만 아니라 이전에는 자동화할 수 없었던 것을 자동화하여 제품의 대량 맞춤화를 가능하게 할 것입니다."라고 말했습니다.

Elmgren은 자신의 의견에 덧붙여 다음과 같이 말했습니다. 첨단 로봇 공학의 잠재력을 최대한 활용하면 공장에서 거의 모든 제품을 생산할 수 있습니다. 이는 제품별 공장의 필요성을 없애고 물류 체인을 단축하는 고객에게 더 가깝게 생산을 이동합니다. 또한 새로운 회사가 제품 생산을 시작할 수 있는 기준이 낮아져 전용 생산 수단에 막대한 투자를 하는 대신 서비스로 생산을 구매할 수 있습니다.”

제조업체의 52%가 고급 로봇 공학이 "2025년까지 생산성 향상의 가장 중요한 동인 중 하나"가 될 것으로 예상하고 있으며, 현재 기술의 적용은 주로 생산, 물류, 품질 및 유지보수에 있습니다. . BCG는 "[제조업체의] 70%는 첨단 로봇이 2025년까지 생산 및 물류에서 매우 중요한 생산성 동인이 될 것으로 예상합니다. 참가자들은 또한 품질 및 유지보수 측면에서 상당한 생산성 향상을 볼 것으로 기대합니다"라고 말했습니다.

로봇 공학 도입의 미래를 위한 모범 사례

BCG는 조직에서 고급 로봇을 채택하는 것과 관련하여 "자본 투자를 넘어 확장"한다고 설명합니다. 고급 로봇을 채택하면 제조 회사 비즈니스 모델의 여러 측면에 영향을 미칩니다.

“결정의 전체 범위를 다루기 위해 회사는 미래 공장에 대한 전체적인 목표 그림을 개발해야 합니다. 이 비전은 고급 로봇 공학을 포함한 여러 자동화 기술의 구현을 포함해야 합니다.”라고 BCG는 설명합니다.

이러한 기술을 성공적으로 채택하기 위해 제조업체는 수량, 로트 크기, 제품 변형, 공장 레이아웃 및 프로세스를 식별할 뿐만 아니라 비즈니스 컨텍스트와 이러한 기술 구현의 의미를 고려하여 명확하고 총체적인 구현을 생성해야 합니다. 로드맵.

제조업체는 또한 파일럿 단계에서 성공적인 솔루션을 신속하게 확장하기 위해 파일럿 프로젝트를 테스트하고 협업할 뿐만 아니라 조직의 역량을 구축하고 시스템 아키텍처를 설계해야 합니다.

신화 파괴:고급 로봇 공학에 대한 세 가지 오해 

(Sebastian Elmgren, Ericsson 스마트 제조 포트폴리오 관리자)

1. 기존 프로세스에 고급 로봇을 추가하면 모든 이점을 얻을 수 있습니다.

아니요, 모든 이점을 활용하려면 새로운 작업 방식을 찾아야 합니다.

2. 그것은 로봇에 관한 것입니다.

아니요, 전체 시스템에 대해 생각해야 합니다.

3. 미래를 위한 일입니다.

아니요, 이 기술은 오늘 바로 사용할 수 있게 되었으며 기다리지 않아도 됩니다.