적응형 로봇: 소량 다품종 자동화를 위한 신뢰할 수 있는 솔루션

제조 엔지니어, IT 전문가, 유연 제조 셀의 '스마트' 로봇들이 전 세계 제조 기업에서 점점 더 긴밀하게 협업하고 있습니다. 이들은 빈번한 모델 교체가 필요한 소량 주문 배치조차 완전히 무인화하여 자동화하려는 건전한 노력의 기둥입니다.

나이 드신 분들은 중소 제조 기업에 IT 부서가 없던 시절을 기억하실 겁니다. 물론 '비즈니스 측면'의 컴퓨터 시스템 확산과 이들이 현장 기능에도 깊숙이 관여하게 되면서 모든 것이 변했습니다. 많은 기업이 IT 담당자 한 명이 아니라 여러 명이 필요하게 되었습니다. 오늘날 IT 부서가 ERP, MES, MOM 같은 시스템이 도입되어 셀 제어와 통합되면서 제조 엔지니어링(ME) 부서와 더 자주 소통하는 것은 흔한 일입니다. 셀 제어는 다시 셀 내 다양한 기계 및 자재 핸들링 제어 시스템과 통신하는데, 여기에는 새로운 주자인 '적응형 로봇'도 포함됩니다.

우리 회사에서는 ERP와 셀 제어(우리 경우 MMS, Manufacturing Management Software)로부터 신호에 반응할 수 있는 로봇을 적응형 로봇이라 부릅니다. 즉, 상위 계층 컴퓨터 시스템과 소프트웨어가 지시하는 필요에 따라 즉석에서 가변 작업을 수행할 수 있습니다. 이는 용접 유닛, 픽앤플레이스, FMS나 전용 로봇 셀의 로드/언로드형 로봇 같은 단일 애플리케이션 로봇이라는 통상적 개념과 완전히 다릅니다. 이 민첩한 로봇 카테고리는 변화하는 수요와 일정에 자동으로 적응합니다. 이제 공작기계나 공정뿐만 아니라 척 조(jaw)와 절삭 공구 등 모델 교체에 필요한 다른 요소도 로봇화할 수 있습니다.

과거의 일반적인 시나리오에서는 ERP를 관리하는 IT가 주문과 일정 정보를 ME 부서에 전달했습니다. 그러면 엔지니어가 현장에 가서 다음 주문을 만들도록 로봇을 프로그래밍하고, 자동 적재를 설정한 뒤 로봇이 작업하게 했습니다. 하지만 엔지니어가 돌아와 새 지시를 주기 전까진 로봇이 다음에 무엇을 해야 할지 몰랐습니다.

오늘날의 새로운 시나리오에서는 IT와 ME가 공동으로 향후 여러 주문의 요구사항을 취합해, 공작물 변경이나 일정 조정을 위한 인간 개입이 모두 자동으로 이루어지는 프로세스를 갖추게 되었습니다. 스마트하고 민첩한 적응형 로봇은 상위 시스템의 지시에 따라 필요한 시점에 자신의 작업 내용도 자동으로 조정합니다. 지시에 따라 로봇은 터닝 센터에 어떤 척 조를 장착할지, 자신의 '손'에 어떤 그리퍼를 장착할지, 공작기계가 부품을 만들기 위해 어떤 원자재를 로드하고 준비해야 할지도 알게 됩니다.

무인화(라이트 아웃) 제조의 도약

이 능력은 완전 자동화가 어려웠던 소량 배치의 무인(라이트 아웃) 제조에 큰 힘이 됩니다. 어떤 의미에서는 모든 것이 바뀝니다. 물론 로봇이 다음 교대에 필요로 할 모든 것이 준비되어 있는지 확인하는 계획은 여전히 필요합니다. 하지만 필요하지 않을 때 필요 이상의 부품을 만들어야 하는 제약에서 벗어납니다. 이 새로운 개념은 WIP(재공품)를 줄이고, 납기를 단축하며, 재고와 창고 공간을 감소시키고, 노동력을 더 효율적으로 활용할 수 있게 합니다.

이 접근법이 자동차 산업 등에 미칠 영향을 상상해 보세요. OEM은 전국 딜러로부터 주문 신호를 받아 해당 차량을 제조 대기열에 훨씬 빨리 투입할 수 있습니다. 같은 모델 50대 주문이 쌓일 때까지 라인을 전환하길 기다릴 필요가 없습니다. 즉, 적응형 로봇은 제조업체의 새로운 '절친(BFF)'입니다.