이튼(Eaton)의 인더스트리 4.0 전략: 제조 혁신 주도

소위 제4차 산업혁명인 인더스트리 4.0은 올바르게 구현될 때 우리가 아는 제조 환경을 극적으로 변화시킬 잠재력을 가진 광범위한 최첨단 기술과 새로운 방법론을 포괄합니다.

이튼(Eaton) 차량 그룹은 노스캐롤라이나주 킹스 마운틴 시설에서 인더스트리 4.0 전략 개발을 시작했습니다. 처음으로 활용된 기술은 폴리머 적층 제조로, 고정구, 품질 및 안전 장치를 생산하는 데 사용되었습니다. 장기적으로 이튼 차량 그룹은 인더스트리 4.0을 첨단 로봇, 적층 제조, 디지털 시뮬레이션, 신속한 애플리케이션 개발로 구성된 자율 생산 시스템을 가능하게 하는 운영 기술과 정보 기술로 구상합니다. 이는 클라우드 컴퓨팅을 활용한 데이터 수집 및 분석(빅 데이터)을 통해 발생하며, 공급업체, 공장, 고객을 완전히 통합된 관계로 포괄하는 전체 가치 사슬을 아우릅니다.

이튼 차량 그룹의 인더스트리 4.0 계획

우리의 계획은 5가지 운영 기술에 초점을 맞춥니다. 적층 제조, 시스템 통합, 시뮬레이션, 자율 로봇, 증강 현실. 적층 제조를 통해 이튼 차량 그룹은 도구, 포크요크(poke-yokes), 게이지를 내부에서 설계하고 생산함으로써 안전, 품질, 효율성을 개선하는 것을 목표로 합니다. 이는 더 빠른 리드타임, 구매 비용 절감, 고도로 맞춤화된 솔루션을 제공합니다. 리드타임은 주 단위에서 일 단위로, 비용은 수천 달러에서 수백 달러로 줄일 수 있습니다.

유지보수, 수리, 운영(MRO), 재고 및 인건비를 줄이면서 성능을 높이고 리드타임을 줄이며 품질을 개선하기 위해 차량 그룹은 제조 실행 시스템(MES)을 구현했습니다. 이는 플랜트 시스템과 기계를 상호 연결하여 실시간 정보를 수집, 분석, 보고함으로써 플랜트 플로어 관리를 최적화합니다. MES는 실시간 문서화, 제어, 기계, 인력, 지원 서비스를 포함하는 전체 제조 공정 관리에 사용되는 컴퓨터 통합 제조(CIM) 소프트웨어를 중심으로 합니다. MES 애플리케이션은 활동과 자원을 추적하고, 행정을 현장 활동과 연결하며, 구매, 출하-입고, 재고 관리, 유지보수 및 일정에 사용되는 엔터프라이즈 리소스 플래닝 같은 다른 애플리케이션과 종종 통합됩니다.

시뮬레이션과 자동화

생산성을 높이기 위해 이튼은 디지털 시뮬레이션 애플리케이션을 사용하여 어떤 솔루션 및/또는 요소 조합이 최고 출력을 이끌어낼지 정의합니다. 이 애플리케이션은 작업자 수, 공정 중 자재, 사이클 타임, 작업자 표준 작업과 같은 파라미터를 변경하여 여러 시나리오를 실행할 수 있게 합니다. 이 애플리케이션은 새로운 제조 셀과 조립 라인을 정의하거나 기존 것을 재설계하는 데 사용됩니다. 대다수 경우 차량 그룹은 더 높은 직원 생산출력을 통해 10~30%의 생산성 증가를 보고 있습니다.

이튼의 로보틱스 전략에는 세 가지 요소가 포함됩니다: 코봇(협동 로봇), 자율 무인 운반차(AGV), 자동화된 통합 단조 셀.

코봇은 공유 공간에서 인간과 상호작용하거나 가까운 거리에서 안전하게 작동하도록 의도된 로봇입니다. 복잡하고 위험한 작업을 안전하게 처리할 수 있으며 제조 공정 중 일관성과 정확성을 개선합니다.

제조 흐름의 일관성을 개선하고 지게차 및 기타 인간 조작 운송 기계의 필요성을 없애기 위해 이튼은 자율 무인 운반차(AAGV)를 사용합니다. 자재 흐름을 개선하는 것 외에도 AAGV는 구조물과 제품 손상을 없애고, 안전성을 높이며 비용을 낮춥니다. 경험이 풍부한 단조 전문가가 부족한 영역에서 인원을 줄이고 하루에 수행할 수 있는 단조 작업 수를 늘리기 위해 이튼은 현재 자동화된 통합 단조 셀에 의존하고 있습니다. 이 셀들은 안전성과 정확성도 높입니다.