개념을 현실로:제조 기술의 주류화

Bob Beckmann, Ag Innovator Magazine 기사

약 100년 전 Henry Ford가 자신의 조립 라인을 최적화했을 때 그가 수행한 변화와 발전은 빠르게 공장의 네 벽이라는 한계를 벗어났고 그 이후로 우리가 최적화해 온 산업 혁명의 연료가 되었습니다.

이제 우리는 기술이 주도하는 변화를 봅니다. 10년 전에는 꿈이었던 개념이 오늘날 우리 공장 운영의 일부입니다. 우리가 Apollo 우주 캡슐보다 더 많은 컴퓨팅 성능을 가진 전화기가 있는 세상에 살고 있다는 것을 상상하기 어렵습니다. 우리는 George Jetson이 믿을 수 없는 것들을 사용할 수 있습니다. 기술은 우리 대부분이 보조를 맞추기보다 쫓는 속도로 움직입니다.

제조는 기술과 관련하여 성장통을 겪고 있습니다. 70년 동안 같은 방식으로 운영된 공장은 이제 맞춤화와 즉각성의 세계에 적응해야 합니다. 그것은 진정한 산업 혁명이며, 역사가 우리에게 무엇인가를 보여주었다면, 다음 단계의 기술은 전 세계적으로 대규모 공장에서 중소 규모 공장으로 도약하려고 합니다.

여기에서는 이러한 기술 중 일부가 무엇이며 어떻게 사용되는지 살펴보겠습니다.

디지털 운영

일부 회사는 여전히 원장과 스프레드시트를 사용하지만 디지털 추세는 회사 운영 관리에 도움이 될 수 있는 강력한 ERP 시스템으로 이동하는 것입니다. 원자재에서 완제품에 이르기까지 모든 것이 이러한 시스템으로 구성되며 완제품의 실제 비용을 찾는 데 사용할 수도 있습니다.

공급망

이제 온라인으로 자동차를 주문할 수 있습니다. 그들은 모델과 그들이 원하는 모든 옵션을 입력할 수 있습니다. "구매" 버튼을 누르면 즉시 회사 시스템이 작동합니다. 스케줄러, 바이어, 플래너, 서류 작업의 나날은 이제 안녕. 이제 데이터는 즉시 공장과 1차 및 2차 공급업체로 전송되고 고객에게 다시 전송됩니다. 생산 날짜가 신속하게 확인되고 부품이 주문되며 고객은 새 차량이 언제 도착할지 정확히 알고 있습니다. 온라인에 접속하여 생산 과정에서 차량이 서 있는 위치를 정확하게 볼 수도 있습니다.

엔지니어링/디지털 공장 현장

드로잉의 시대는 빠르게 퇴색하고 있습니다. 이제 엔지니어링 부서에서 CAD 모델을 만들고 이 모델을 사용하여 부품을 만듭니다. 파일이 금형 제작자(또는 머시닝 센터 또는 3D 프린터)로 전송되고 프로세스가 시작됩니다. 완성된 부품이 도착하면 동일한 모델이 검사에 사용되며(때로는 디지털 비교 레이저로 수행됨) 조립자는 스테이션에서 스크린을 사용하여 최종 부품이 올바르게 조립되었는지 확인하기 위해 동일한 모델을 확인합니다.

사이버 보안

이 모든 데이터를 통해 모든 회사는 회사가 직면한 위협을 예리하게 인식해야 합니다. 이것은 누군가가 귀하의 생산 데이터를 훔치는 것이 아니라 누군가가 귀하의 컴퓨터에서 가장 가치 있는 것, 즉 귀하의 돈을 훔치는 것에 관한 것입니다.

모든 회사에는 현재(및 일부 과거) 직원 목록이 있습니다. 그들은 그 직원의 이름, 주소, 전화번호, 사회 보장 번호 및 대부분의 경우 직접 입금을 위한 은행 계좌 번호를 가지고 있습니다. 오, 나쁜 놈에게는 참으로 보물이군요!

시스템에 대한 진정한 사이버 보안 테스트를 마지막으로 한 것이 언제였습니까? 컴퓨터가 최신 바이러스 백신 소프트웨어를 가지고 있기 때문에 괜찮다고 말할 수 있지만 Windows 95에서 실행되는 공장 현장의 컴퓨터는 연결된 컴퓨터가 업그레이드된 적이 없기 때문에 어떻습니까?

3d 인쇄/적층 제조

적층 제조(AM)를 위한 기술은 수십 년 동안 존재해 왔지만 자금이 넉넉하고 지속적으로 사용하는 회사에서만 사용할 수 있었습니다. 이제 이러한 유형의 장비 버전은 매장이나 온라인에서 구입할 수 있습니다. 그것은 너무 주류가되어 초등학교에서 사용됩니다. 5년 전만 해도 제조에 사용하는 것은 드물었지만 오늘날 제조 작업에서 가장 빠르게 성장하는 기술 업그레이드입니다. 이유는 다음과 같습니다.

비용 절감: 적층가공을 이용한 부품 생산은 셋업 및 툴링 비용이 필요하지 않기 때문에 생산 비용은 부품이 제조될 당시 부품 자체에 대해서만 발생합니다. 소량 생산 및 일회성 부품에도 비용이 추가되지 않습니다. 또한 최적의 기능을 위해 설계된 시스템 부품을 단일 부품으로 구현하는 경우가 많아 조립 및 품질 보증이 간편합니다.

경량 디자인: 레이저 소결 공정을 사용하여 지능적으로 제조된 부품은 고강도와 40~60%의 중량 감소를 결합합니다. 재료 절약은 설계 및 엔지니어링에서 더 많은 유연성으로 이어집니다. 그 결과 자동차나 비행기는 연료를 훨씬 덜 소비하고 이산화탄소를 덜 배출합니다.

도구 없음: 3D 프린팅 기술은 생산 계획에서 최대한의 유연성을 가능하게 합니다. 또한 도구가 없는 생산 공정은 기존 제조 작업보다 에너지와 원자재가 덜 필요합니다. 수정된 부품, 업그레이드 및 예비 부품을 필요에 따라 생산할 수 있어 보관이 필요 없습니다. 이 산업을 면밀히 주시하십시오. 금속, 에폭시, 플라스틱, 도자기 및 식품과 같은 새로운 재료가 현재 인쇄되고 있습니다. 따라서 회사에서 과거에 이 기술을 적용했다면 이 기사를 읽기 시작한 이후로 변경된 사항을 확인하고 싶을 것입니다!

가상 현실/증강 현실

증강 현실(AR)이라고도 하는 가상 현실(VR)이 제조 환경에 빠르게 진입하고 있습니다. 이러한 빠른 성장으로 인해 더 많은 공급업체가 이 분야에 진출하여 비용을 절감하고 기술에 더 쉽게 접근할 수 있게 될 것입니다.

VR은 “사람이 탐색하고 상호작용할 수 있는 3차원의 컴퓨터 생성 환경”으로 정의됩니다. 그 사람은 이 가상 세계의 일부가 되거나 이 환경에 몰입하여 그곳에 있는 동안 물건을 조작하거나 일련의 행동을 수행할 수 있습니다.”

그렇다면 VR은 제조 부문에 어떤 이점이 있습니까? 작업자 안전을 개선하고 더 나은 제품을 만들고 제조업체의 비용을 절감합니다. 이유는 다음과 같습니다.

근로자 안전 개선. 제조 부문은 수년에 걸쳐 안전 프로그램을 극적으로 개선했지만 부상이나 사망은 너무 많습니다. VR을 통해 공장 관리자는 생산 프로세스 및 조립 라인 구성을 시뮬레이션하여 잠재적으로 위험한 상황을 식별할 수 있습니다. 가상 현실은 또한 직원을 미래의 워크스테이션에 몰입시킨 다음 직원의 움직임을 포착하여 작업 타당성과 숙련도를 평가할 수 있습니다. 자동차 대기업 Ford는 VR을 사용하여 직원의 부상률을 최대 70%까지 줄였습니다.

더 나은 제품 만들기. VR은 거의 완벽한 조립을 가능하게 합니다. 카메라, 깊이 센서 및 모션 센서를 사용하여 이미지를 실제 작업 환경에 배치하는 고글을 사용하여 작업자와 엔지니어는 올바른 방법으로 구성 요소를 조립하는 방법에 대한 지침과 적절한 부품을 "볼" 수 있습니다.

돈 절약. 사양을 충족하는 제품을 얻으려면 프로토타입을 만들고 테스트하고 다시 테스트해야 합니다. 이것은 비싸진다. 제조업체는 VR을 사용하여 본격적인 모델을 구축할 필요가 없습니다. Microsoft의 VR 기술을 사용하여 엔지니어는 제품 설계에 관련된 각 장비를 보고 가상 세계에서 조립한 후 실제 구성할 수 있습니다. 이렇게 하면 1인당 교육 시간이 75% 단축되어 수백만 달러를 절약할 수 있습니다.

코봇

사물 인터넷이 기하급수적으로 성장함에 따라 제조 주기에서 협동 로봇이 보편화되었습니다. 협동로봇, 줄여서 코봇은 인간과 물리적으로 공유된 공간에서 작업하여 인간과 로봇이 함께 일할 수 있는 로봇입니다. 협동로봇은 2010년 이후 인기를 얻었으며 사람들과의 상호 작용이 거의 또는 전혀 없이 격리된 공간에서 작업하도록 설계된 기존 제조 로봇보다 선호되는 경우가 많습니다.

동료나 누군가가 만지면 움직이지 않도록 설계되었습니다. 협동로봇 시장은 몇 가지 이유로 향후 10년 동안 크게 성장할 것으로 예상됩니다. 모든 산업 분야에서 자동화에 대한 수요가 증가하고 있지만 특히 작업이 자주 반복되어 부상의 위험이 있는 제조 분야에서는 더욱 그렇습니다. 한편 협동로봇 기술은 매년 발전하고 있다. 그들은 더 널리 사용 가능하고 저렴하며 현재 각 평균 $ 24,000로 추정됩니다. 이러한 가격 하락과 향상된 기능은 과거에 기술을 간과했을 수 있는 중소기업에서 협동로봇 채택을 촉진할 가능성이 높습니다.

직원과 협력하여 일하는 로봇은 매우 효율적이고 유연하며 안정적인 생산 프로세스로 이어질 수 있습니다. 협동로봇은 제품 조립, 제품 픽앤플레이스 공정, 사출 성형, 부품 배치 및 품질 검사에 사용할 수 있습니다.

생산 주기의 효율성을 높이고 부상 위험을 줄임으로써 무거운 물건을 들어올릴 때 특히 도움이 될 수 있습니다. 일부 협동로봇은 반복적인 중량물 작업을 수행하도록 설계되었습니다.

로봇과 인간이 함께 작업할 수 있는 방법의 한 가지 뛰어난 예는 인간이 들어올릴 물체를 정렬하고 협동로봇이 들어 올리는 고중량 작업입니다.

사람은 들어올릴 위치를 지정하여 항목 손상 위험을 줄입니다. 로봇은 들어 올려 사람의 피로와 부상 위험을 덜어줍니다. 이 조합은 비용을 절감하고 정확성을 통해 결과를 개선하며 빠른 일정을 유지합니다.

결론

이 모든 기술은 몇 년 전만 해도 꿈에 불과했습니다. 오늘날 그것들은 현실이 되었고 전 세계적으로 제조 방식이 바뀌고 있습니다. 노동력 부족이 계속될 것으로 예상되는 상황에서 이러한 발전을 통해 회사는 생산을 최적화하고 품질을 높이며 비용을 절감하는 동시에 기술 문제 해결을 좋아하는 인력을 유치할 수 있습니다. 귀하의 비즈니스를 더욱 강력하게 만드는 데만 도움이 될 수 있습니다.