현대 공장 자동화와 인더스트리 4.0으로 효율성 극대화: 완벽 가이드

자동화와 인더스트리 4.0이 제조 부문을 장악했습니다.

자동화를 사용하면 모든 조직은 최소한의 인간 개입 또는 전혀 없이 프로세스를 수행할 수 있습니다. 자동화는 다양한 장비를 구동할 수 있으며, 이는 다양한 제조 환경에서 다양한 목표를 달성할 수 있습니다.

자동화는 인간의 지원을 줄임으로써 품질, 생산량, 효율성을 높이고 오류 위험을 크게 줄이기 때문에 매우 효과적입니다.

가장 기본적인 형태에서 자동화는 컨트롤러를 사용하여 측정 상태를 미리 정해진 값 목록과 비교하여 효율성에 필요한 원하는 환경과 조건을 유지합니다.

산업 자동화

산업 환경에서의 자동화는 컴퓨터와 같은 제어 시스템과 방대한 양의 데이터를 사용하여 제조 환경 내 장비와 프로세스를 관리합니다. 이 업계의 기업들은 항상 생산량, 생산성, 효율성을 높이는 방법을 찾고 있으며, 자동화는 기계를 특정 측정 상태로 유지합니다.

대부분의 자동화 생산 라인은 워크스테이션과 다양한 도구를 사용하여 제품의 목적이나 외관을 변경하면서 여러 생산 단계를 통해 항목을 이동시키는 이송 시스템으로 구성됩니다.

로직 컨트롤러는 기계가 사용되는 순서와 각 기계가 제품에서 작동해야 하는 시간을 관리하여 이 프로세스를 감독합니다.

기업은 제조, 정제, 개별 부품 생산, 필요한 경우 최종 제품 조립을 위해 자동화 인프라를 사용할 수 있습니다.

다양한 공장 자동화 시스템

특정 목적을 수행하는 네 가지 유형의 자동화가 있습니다:

• 유연 제조 시스템(FMS) - FMS를 사용하면 생산 라인이 프로그래밍 가능한 시스템의 기능을 확장하여 생산 지연 없이 또는 최소한의 지연으로 체인지오버를 가능하게 합니다.
• 프로그래머블 - 프로그래머블 자동화는 완성품의 편차(예: 어린이 장난감의 색상 변경)를 고려하여 전체 제조 프로세스를 조정하고 재정렬할 수 있게 합니다. 이 솔루션은 일반적으로 컴퓨터 프로그램을 통해 실행되는 수치 제어 공작 기계 도구를 사용하여 편차가 필요한 다양한 배치를 생산합니다.
• 고정/경직/하드 - 이름에서 알 수 있듯이, 이러한 시스템은 생산 프로세스 전반에서 고정되어 있으며 상당한 혼란 없이는 변경할 수 없습니다. 이 출력은 일반적으로 단일 품목을 대량 생산하는 생산 라인으로 제한됩니다(예: 자동차 제조).
• 컴퓨터 통합 제조(CIM) - 컴퓨터 통합 제조 시스템은 컴퓨터 시스템에 의존하는 모든 공장 관련 자동화 및 생산 프로세스를 포함합니다. CIM 시스템에는 가장 일반적으로 다음이 포함됩니다:
  • 자동 크레인 및 이송 시스템
  • 수치 제어 공작 기계 도구
  • CAD 및 CAM 통합
  • 컴퓨터 지원 계획
  • 컴퓨터 지원 스케줄링 및 생산
  • 기계 시스템
  • 로봇공학

인더스트리 4.0

인더스트리 4.0은 제4차 산업 혁명 또는 단순히 스마트 제조로도 알려져 있으며, 제조 시나리오에서 자동화와 데이터 세트를 사용하는 것입니다. 이 고도로 직관적이고 상호 연결된 프로세스는 생산 라인이 끊임없이 변화하는 산업의 요구 사항을 충족할 수 있게 합니다.

인더스트리 4.0의 범위 내에서 이제 모든 독립형 활동을 다른 모든 프로세스와 점점 더 빠르고 정확하게 연결할 수 있으므로 전체 작업에 가치를 더합니다.

인더스트리 4.0은 '기술 발전의 아홉 기둥'으로 구성되며, 아래에서 자세히 설명하겠습니다:

• 기둥 1: 적층 제조 - 적층 제조는 3D 프린팅의 또 다른 용어로, 전체 객체를 형성하는 레이어를 생성하여 3D 기술을 사용하여 제품을 만듭니다. 이 기술은 일반적으로 소량의 맞춤형 제품, 경량 기계 부품, 프로토타입 작업에 사용됩니다.
• 기둥 2: 증강 현실(AR) - AR은 기계 내 문제 지목, 교육 및 진단 목적에 완벽합니다.
• 기둥 3: 자율 로봇공학 - 로봇공학은 생산이 어느 단계에 있는지에 따라 핵심 목표를 변경할 수 있는 능력을 가집니다. 인간 환경에서 안전하게 작업하는 것 외에도, 로봇들은 서로 통신할 수 있습니다.
• 기둥 4: 빅데이터 및 분석 - 모든 기업이 갈망하는 효율성을 생성하기 위해서는 대량의 데이터와 분석 리소스가 필요합니다. 생산 라인은 체인의 각 단계에서 데이터를 수집하여 프로세스를 개선하고 적절하다고 판단되는 곳에 리소스를 재배치할 수 있습니다.
• 기둥 5: 클라우드 - 제조에는 회사 구내를 넘어서는 협업이 필요하므로, 데이터 수집, 분석, 저장, 모니터링을 위해 빠르고 클라우드 컴퓨팅이 필요합니다.
• 기둥 6: 사이버 보안 - 인더스트리 4.0은 전통적으로 폐쇄된 프로세스에서 더 현대적이고 연결된 환경으로 이동하는 것입니다. 그러나 이는 더 정교한 수준의 사용자 접근과 네트워크 사이버 보안에 대한 더 큰 의존을 요구합니다.
• 기둥 7: 수평 및 수직 시스템 통합 - 시스템 통합은 공급망을 따라 모든 자산의 완전한 조화입니다. 예를 들어, 생산 라인 관리자는 리테일 조직이나 제조 부서의 정보 등 공급망의 다른 영역을 추적하고 싶을 수 있습니다.
• 기둥 8: 사물 인터넷(IoT) - IoT 센서는 생산 라인과 제어 센터를 따라 많은 자산 내에 존재합니다. 이 자산들은 서로 통신하여 생산 직원에게 생산 라인 운영에 대한 심층적인 통찰력을 제공할 수 있습니다. 이는 클라우드로 전송되어 예측 유지보수에 사용됩니다.
• 기둥 9: 시뮬레이션 - 제품, 재료, 절차의 3D 시뮬레이션은 실시간 데이터를 활용하여 전체 생산 작업의 가상 모델로 변환할 수 있습니다.