로봇은 효율성 향상을 위해 의료 기기 생산을 재편합니다.

15
7월

로봇이 의료기기 제조에 혁명을 일으키고 있습니다

• 작성자 :브라이언 맥모리스
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리스 암스트롱(Reece Armstrong)이 의료 제조업이 인더스트리 4.0에 어떻게 반응했는지, 그리고 해당 부문에서 로봇과 자동화가 가장 큰 영향을 미치는 분야는 무엇인지 살펴봅니다.

미래의 공장은 수년 전부터 회자되는 용어인데, 그 의미는 무엇입니까? 우리는 얼마 전 산업 혁명의 4번째 시대인 Industry 4.0에 진입했으며 제조업체는 Industry 4.0이 포함하는 다양한 디지털 기술을 탐색해 왔습니다.

산업 제조에 사용되는 가장 큰 기술 중 하나는 로봇 공학입니다. 유럽은 산업용 로봇 판매에 있어 두 번째로 큰 시장이며, 2016년에는 이 기술을 사용하여 판매된 판매량이 12% 증가했습니다.

의료 제조 산업 내에서 로봇 공학의 활용을 측정하기는 어렵지만, 수치에 따르면 의료 기기를 포함한 전자 산업에 대한 로봇 판매가 2013년 이후 크게 증가한 것으로 나타났습니다(1).

그 이유는 무엇입니까? 로봇 공학은 제조업체에게 생산 라인을 간소화하여 생산성을 높이고 작업 흐름을 최적화할 수 있는 방법을 제공합니다. 의료 제조 분야에서는 조립부터 검사, 포장까지 전체 생산 라인에서 로봇이 사용되고 있습니다. 엄격한 규정으로 인해 장치 제조업체는 동일한 엄격한 조건에서 가동 중지 시간이 거의 없이 동일한 제품을 재생산해야 한다는 압력을 받고 있습니다. 혁신의 속도를 따라잡기 위해 의료 제조업체는 신제품 개발이 필요할 때 제조 라인을 변경할 수 있어야 합니다. 로봇 공학 및 자동화는 제조업체에 효율성과 작업 흐름을 촉진하는 모듈식 시스템을 제공합니다. 모션 제어 시스템은 생산 라인이 유연한 작업 공간에서 의료 장비를 조립하고 이동할 수 있도록 도와줍니다. 한편 제어 감지 및 비전 안내 시스템은 제조업체가 장치를 선택하고 배치하는 것뿐만 아니라 바코드를 스캔하고 확인하여 제품 안전을 보장하는 데 도움이 될 수 있습니다(2).

Kuka의 KR Agilus 6축 로봇을 예로 들어 보겠습니다. 제한된 공간에서 빠른 작업 속도를 제공하도록 설계된 Agilus는 바닥, 천장 또는 벽에 설치할 수 있으므로 제조업체는 작업 공간을 최대화하는 동시에 사이클 시간을 줄이고 생산 품질을 높일 수 있습니다. 클린룸을 포함한 다양한 분야에서 사용되는 Agilus는 윤활유를 변경할 필요가 없어 지속적인 생산성을 보장하는 것을 목표로 합니다.

Festo는 인간과 로봇의 협업 영역을 고려하여 자가 학습 시스템과 인공 지능(AI) 및 로봇 기반 자동화를 결합한 워크스테이션을 설계했습니다. 회사의 BionicWorkplace를 사용하면 인간은 완전히 맞춤화 가능한 작업 공간에서 생체 공학 로봇 팔과 함께 작업할 수 있습니다. 작업자는 피곤하거나 위험한 작업에서 벗어나는 데 도움이 되는 다양한 시스템과 주변 장치를 통해 지원됩니다. 인간 요소를 완전히 대체하는 다른 로봇 시스템과 달리 BionicWorkplace는 인간 작업자를 대체할 수 없는 산업을 위해 만들어졌습니다. 시스템은 기반에서 시작된 모든 작업을 통해 학습할 수 있으며 생산 과정에서 일관성을 유지하기 위해 자체적으로 최적화할 수 있습니다. 더 좋은 점은 시스템의 프로세스와 기술을 다른 BionicWorkplace로 이전할 수 있으며 앞으로 Festo는 주문이 기계에 의해 자율적으로 이루어지고 수행되는 글로벌 네트워크에 여러 시스템을 통합하는 것이 가능할 것으로 예상하고 있습니다.

일부 의료기기 제조업체에서는 멸균성이 주요 고려 사항이 될 수 있습니다. Mitsubishi Electric의 생명 과학 부문 비즈니스 관리자인 Neal Welch는 다음과 같이 설명합니다. "자동화는 항상 대량 생산되는 일회용 의료 장치의 제조와 샘플의 대량 처리에 적합했습니다. 두 가지 주요 이유는 처음에는 속도와 반복성 때문이었고, 다음으로는 깨끗한 생산 또는 처리 환경에서 사람의 존재가 가장 큰 오염 위험 중 하나이기 때문입니다."

더비에 본사를 둔 Riverside Medical Packaging은 로봇 공학을 사용하여 생산성을 높입니다. 이 회사는 Shawpak 열성형 밀봉 기계 개발을 돕기 위해 Mitsubishi Electric의 도움을 받았습니다.

클린룸 환경을 위해 설계된 이 기계는 선형 컨베이어 시스템이 아닌 드럼에서 수행되는 혁신적인 성형, 포장 및 밀봉 공정을 사용합니다. 생산상의 이점은 기계가 단 1.5m에서 시작하고 2m2 미만의 공간을 차지할 수 있다는 점에서 비롯됩니다. 이는 기존 FFS(폼 충진 밀봉) 기계에 비해 최대 95% 감소를 의미합니다(3).

Riverside Medical의 기술 관리자인 Ivor Rowe는 "비슷한 FFS 기계는 포장 공정 요구 사항에 따라 길이가 7미터에서 20미터까지 가능하며 최대 40m2의 작업 공간을 차지합니다. 결과적으로 지정된 클린룸 공간에 Shawpak 설계로 6배 더 많은 포장 기계를 설치할 수 있어 생산성과 처리량이 모두 향상됩니다."라고 말했습니다.

영국에서는 제조업체들이 로봇 시스템 배포를 꺼리는 것 같습니다. 작년 정부 보고서에 따르면 영국은 국제 제조 경쟁업체에 비해 뒤처져 있습니다. Made Smarter Review에 따르면 영국에는 직원 10,000명당 로봇이 33대만 있습니다. 이를 미국의 93, 독일의 170과 비교하면 생산성 측면에서 영국이 다른 국가보다 낮은 이유를 쉽게 알 수 있습니다(4).

실제로 Protolabs(5)가 영국 제조 업계의 고위 비즈니스 의사 결정권자 301명을 대상으로 실시한 설문 조사에 따르면 자동화는 조직의 비즈니스 모델에 그다지 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났습니다. 설문조사에 따르면 응답자의 15%는 제조 서비스에 자동화가 없다고 답했으며, 10명 중 1명(9.7%)은 향후 5년 동안 비즈니스 자동화가 전혀 또는 약간(15%) 증가할 것으로 예상했습니다. 특히 제조업체에 이익이 되는 기술 발전을 고려할 때 통계는 우려스럽습니다.

원본 기사 링크: https://www.medicalplasticsnews.com/news/opinion/how-robots-are-revolutionising-medical-device-manufacturing/

포장 기계의 Mitsubishi Electric 로봇 팔이 밀봉 준비가 된 블리스터 팩에 장치를 삽입하고 있습니다.   [출처:Mitsubishi Electric Europe B.V.]