스마트 컨베이어 시스템이 자재 취급을 혁신하는 방법

스마트 컨베이어 시스템이란?

스마트 컨베이어 시스템은 자재 이동 및 운송 중에 개별 자재를 정확한 위치로 추적할 수 있습니다. 또한 속도, 방향 등 다양한 파라미터로 자재를 이송할 수 있으며, 외부 기계(예: 특정 크기의 자재를 특정 포장 라인으로 분류 및 이송)와 동기화할 수도 있습니다.

 

그림 1. 스마트 컨베이어 시스템의 일부. BE&E 제공 이미지

 

이는 자재가 특정 스테이션이나 중간 지점에 도달하여 자재 세부 정보가 등록될 때까지 자재를 추적할 수 없는 기존 컨베이어 시스템과 대조됩니다. 그러나 기존 시스템에서는 스테이션이나 지점 사이에서 자재 세부 정보를 업데이트할 수 없으므로, 시스템은 이전 스테이션에서 수집한 데이터에 의존합니다.

 

스마트 컨베이어 시스템의 구성 요소

스마트 컨베이어는 기존 컨베이어 시스템과의 차별성을 위해 최신 자동화 부품을 사용합니다. 주요 구성 요소로는 모션 제어, 인공지능(AI), 스마트 센서가 있습니다.

 

모션 제어

서보 모터, 엔코더 등 모션 제어 부품은 각 섹션의 위치, 자재 이동 속도, 자재 이동 방향을 모니터링하고 추적합니다.

 

그림 2. 로크웰 오토메이션의 MagneMover® LITE 정밀 로케이터 시스템. 로크웰 오토메이션 제공 이미지 [PDF]

 

모션 제어 도구는 컨베이어가 자재를 연속적 또는 간헐적 패턴으로 이동하도록 지원합니다. 또한 포장 기계 등 다른 기계와 자재 이동을 동기화할 수 있습니다.

 

인공지능

인공지능(AI)은 스마트 컨베이어 개발에 크게 기여합니다. AI는 스마트 컨베이어가 자재를 고속 또는 저속으로 이동할지, 외부 포장 기계의 상태를 감지하여 기계가 준비될 때까지 자재를 대기시킬지 등 독립적으로 의사결정할 수 있게 합니다. 또한 컨베이어 벨트 전체가 아닌 개별 자재를 추적하고 제어할 수 있습니다.

AI의 주요 특징은 이러한 작업을 사람의 개입 없이 수행한다는 점입니다. 사람은 알고리즘을 개발하고, 나머지는 AI가 처리합니다.

 

스마트 센서

스마트 센서는 컨베이어 위 개별 자재의 위치를 감지합니다. 개별 자재를 감지하거나 추적할 수 없는 기존 근접 센서와 달리, 스마트 시스템은 개별 자재를 모니터링하고 서로 정렬할 수 있으며, 자재 카트를 입고 자재와 정렬할 수도 있습니다.

 

스마트 컨베이어의 특징

기존 컨베이어보다 유리한 스마트 컨베이어 시스템의 특징으로는 제품 추적, 충돌 방지, 에너지 효율, 예지보전, 가동 중단 시간 단축 등이 있습니다.

 

제품 추적

스마트 컨베이어 시스템은 개별 제품의 속도, 방향, 위치를 실시간으로 추적할 수 있습니다. 또한 배출 스테이션 도착 시간 기록 등 고급 기능에도 활용할 수 있습니다.

 

그림 3. 지멘스 제공 영상

 

이는 컨베이어 전체의 자재 존재 여부만 감지하는 기존 컨베이어 시스템과 대조됩니다. 기존 컨베이어는 개별 제품을 추적할 수 없으며, 개별 자재 속도도 감지할 수 없습니다. 예를 들어 벨트 속도만 사용하면 자재가 벨트 위에 있든 없든 해당 속도로 이동한다고 가정합니다.

 

충돌 방지

AI는 스마트 컨베이어 시스템 내에서 충돌 없는 이동을 지원합니다. 또한 위치, 속도 등 제품 추적 파라미터를 활용해 유사 자재들을 서로 정렬할 수 있습니다.

이는 컨베이어로 이송되는 민감하거나 파손되기 쉬운 자재의 경우 특히 중요합니다.

 

에너지 효율

스마트 컨베이어 시스템은 AI가 개별 자재를 자동 추적하고 컨베이어 부하에 따라 컨베이어 속도 출력을 조정하므로 에너지 효율적인 시스템 구축에 유리합니다. 또한 비피크 시간대에는 컨베이어 작동을 중단하여 에너지를 절약할 수 있습니다.

 

예지보전 및 가동 중단 시간 단축

스마트 센서와 모션 제어는 스마트 컨베이어가 개별 장치 및 부품 상태를 모니터링하여 상태 모니터링과 예지보전을 수행할 수 있게 합니다. 예를 들어 정상 작동 파라미터에서 카트 속도 변화가 감지되면 문제가 있음을 의미합니다. 기술 인력은 이 문제를 식별 및 해결하거나 컨베이어 정지 시 또는 작업 완료 후 유지보수를 계획할 수 있습니다.

이는 고정 일정에 따른 예방보전과 대조됩니다. 고정 일정 보전은 결과 지향적이지만 불필요한 가동 중단을 초래할 수 있습니다. 또한 정상 작동 중 소규모 문제가 감지되어도 예정된 유지보수까지 기다리면 예기치 않은 고장으로 이어질 수 있습니다.

 

스마트 컨베이어 벨트 시스템 제조업체

스마트 컨베이어 제품을 성공적으로 개발한 주요 산업 업체는 다음과 같습니다.

 

로크웰 오토메이션

로크웰 오토메이션은 스마트 컨베이어 시스템 기술을 포함한 자동화 솔루션을 제공하는 미국 기업입니다. 스마트 컨베이어 시스템 브랜드인 MagneMover® LITE는 다양한 외부 기계와 동기화되며, 엄격한 모션 제어 시스템이 필요할 때 적합한 솔루션을 제공하고 높은 처리량을 자랑합니다.

 

그림 4. 로크웰 오토메이션의 MagneMover® LITE 샘플 구성품. 로크웰 오토메이션 제공 이미지 [PDF]

 

MagneMover® LITE의 중요한 특징 중 하나는 IP65 등급입니다. 이 기능 덕분에 클린룸 등 습한 환경에서도 내부 부품과 외부 자재 표면에 영향을 주지 않고 컨베이어를 사용할 수 있습니다. 또한 CE 마크와 UL 인증을 획득했습니다.

 

지멘스

독일에 본사를 둔 지멘스는 전기, 전자, 계측 시스템을 제조하는 산업용 부품 제조업체입니다. 지멘스가 명시적으로 스마트 컨베이어 시스템을 제조하지는 않지만, 시스템 제조를 위한 구성 요소와 소프트웨어 솔루션을 개발합니다.

지멘스 포트폴리오에는 HMI, 컨트롤러, 모터, 모터 드라이버를 포함한 SIMATIC 자동화 기술 제품이 포함됩니다. 또한 위치 결정을 위한 센서, RFID(무선 주파수 식별) 시스템, SIMATIC RTLS(실시간 위치 시스템)도 제공합니다.

인더스트리 4.0 등 디지털 기술의 최근 개발과 구현으로 제조 및 생산 산업은 적은 시간으로 생산 능력을 충분히 늘려 자원 지출을 줄일 수 있게 되었습니다.

스마트 컨베이어 시스템은 인더스트리 4.0 사용자에게 생산 시설 내 다양한 부서와 위치 간 자재 이송을 효과적으로 관리하는 이송 솔루션을 제공합니다. 또한 단일 시스템으로 다품종 이송 솔루션을 제공하며, 제품 추적 등 추가 이점은 디지털 기술과의 통합을 위한 여러 요인 중 하나입니다.