자동화 제어 시스템
산업 제조
자동화와 로봇 공학은 인류 역사상 비교적 새로운 것이지만 우리 일상 업무의 필수적인 부분이 되었습니다. 자동문에서 외과용 로봇에 이르기까지 이러한 기술은 거의 모든 산업 분야에 적용되고 있습니다. 자동화 장비는 보다 포괄적인 자동화 솔루션을 제공하는 새로운 시스템을 갖춘 제조 산업에서 특히 흥미롭습니다. 제조 분야에서 로봇공학의 미래를 둘러싼 흥분을 이해하려면 산업 자동화가 무엇인지, 어떻게 발전했는지, 현대 제조에 무엇을 제공하는지 이해해야 합니다.
Ford Motor Company의 엔지니어링 관리자인 D.S. Harder는 1946년에 자동차 생산 라인에서 인간이 수행한 작업을 완료하는 기계를 설명하기 위해 '자동화'라는 단어를 만들었습니다. 이 용어는 시간이 지남에 따라 사람의 개입 없이 피드백에 대한 응답으로 미리 결정된 특정 프로세스를 수행하는 기술을 지칭하도록 약간 발전했습니다. 자동화는 일반적으로 기계화를 수반하지만 자동화는 인간 노동력을 기계로 대체하는 기계화와 혼동되는 경우가 많습니다.
제조 산업에서 산업 자동화는 제조 환경에서 프로세스를 완료하는 컴퓨터 또는 로봇 기반 제어 시스템의 사용을 의미합니다. 자동화된 제조 시스템은 공장 내부에서 작동하며 재료 취급, 처리, 조립 및 검사를 포함하는 전체 작업을 수행합니다. 이러한 의무는 아래에 간략하게 설명되어 있습니다.
제조 분야에서 로봇 자동화의 이점은 사람의 개입을 줄이면서 광범위한 작업을 처리한다는 것입니다. 산업용 로봇 시스템이 발전할수록 시스템에 대한 인간의 참여는 줄어듭니다.
자동 장치에 대한 아이디어는 수세기 동안 존재해 왔습니다. 자동 메커니즘에 대한 최초의 알려진 설명은 기원전 1세기 그리스 엔지니어 알렉산드리아의 헤론에 의해 만들어졌으며 그는 증기 동력 시스템을 사용하여 자동으로 문을 여는 아이디어를 만들었습니다. 이 디자인은 관심을 끌지 못했지만 바그다드의 칼리프는 이 아이디어와 다른 아이디어를 "독창적인 메커니즘의 과학"이라는 9세기 편집본에 포함시켰습니다. 이 문서는 아랍 세계에서 다음 세기 동안 자동화의 가능성을 탐구하는 데 사용되었지만 암흑 시대에 많은 진전이 이루어지지 않았습니다.
르네상스는 자동화에 대한 새로운 관심을 보았고 Khalif의 텍스트는 이 주제를 탐구하는 기초 역할을 했습니다. 이 책은 레오나르도 다빈치를 포함한 많은 르네상스 과학자와 사상가들에게 영감을 주어 이러한 아이디어에 참여하게 했고, 18세기 스위스 장인들이 자동 장치를 만드는 데 성공했습니다. 이 자동 장치는 주로 오락과 미적 매력의 원천으로 사용되는 움직이는 인형에 불과했지만 현대 자동화를 향한 첫 번째 디딤돌이었습니다.
다빈치와 다른 르네상스 과학자들의 아이디어는 산업 혁명의 발명가들에게 더욱 영감을 주었습니다. 이 발명가들은 기계로 눈을 돌리고 자동화의 가능성을 탐구함으로써 증가하는 생산 수요에 대응했습니다. 이 발명가 중 가장 주목할만한 것은 로봇 보트를 포함하여 많은 로봇 모델을 발명한 Nikola Tesla였습니다. 그러나 이러한 아이디어는 20세기까지 산업 환경에서 완전히 실현되지 않았습니다.
20세기 로봇에 대한 최초의 탐구는 예술 분야였습니다. 1921년 프라하에서 초연된 "Rossum's Universal Robots"라는 연극은 인간의 작업을 완료한 후 반란을 일으켜 지구를 파괴하는 로봇이 등장합니다. 연극은 지속되는 로봇에 대한 두려움을 불러일으켰다. 그러나 이것이 다른 사람들이 아이디어를 선택하고 더 깊이 탐구하는 것을 막지는 못했습니다. 가장 유명한 것은 아이작 아시모프(Isaac Asimov)가 오늘날에도 여전히 사용되는 로봇 공학의 기본 법칙을 개발하면서 로봇 공학의 광범위한 사용의 잠재적 영향에 대해 광범위하게 저술한 것입니다. 실제로 Asimov의 작업은 최초의 자동 산업용 로봇을 개발한 발명가들에게 영감을 주었습니다.
George Charles Devol은 1954년에 최초의 산업용 로봇을 발명한 후 Asimov의 팬이자 기업가인 Joseph F. Engelberger와 협력하여 로봇 회사 Unimation을 설립했습니다. 그들이 만든 로봇인 Unimate는 단순한 단일 팔 로봇이었습니다. 1961년 Trenton에 있는 General Motor 공장에 다이캐스팅 기계로 처음 설치되었습니다. 여기에서 로봇 팔은 기본적인 자재 취급 및 처리를 수행하면서 여러 산업 분야에서 견인력을 얻었습니다.
산업용 로봇 팔은 60년대와 70년대에 컴퓨터와 집적 회로와 같은 새로운 기술로 발전하면서 계속 진화했습니다. 이 로봇은 무겁고 위험하거나 단조로운 작업을 위해 인간을 대체할 수 있었고 1970년대 말에는 로봇 공학에 대한 탐구와 투자가 급증했습니다. 1980년대에는 주로 부적절한 설치, 제조 오류 및 여러 공장에 피해를 입힌 기타 문제로 인해 로봇 공학 채택이 크게 둔화되었습니다. 결국 로봇 공학의 사용이 다시 회복되었고 센서의 발명과 통합은 로봇 공학이 21세기에 널리 사용될 수 있도록 도왔습니다.
자동화는 많은 산업 환경에서 채택되었으며 그 이유를 알기는 어렵지 않습니다. 자동화 솔루션은 제조 회사에 다양한 이점을 제공합니다. 이러한 이점 중 일부는 아래에서 자세히 설명합니다.
가장 생산적인 근로자에게도 한계가 있으며 직원들은 잠을 자고 휴일을 축하하며 가족과 함께 보낼 시간이 필요합니다. 로봇에 대해서도 마찬가지입니다. 공장은 인간 직원과 함께 연중무휴 24시간 운영하기 위해 3교대가 필요하지만 로봇은 휴식이나 교대 근무 없이 동일한 작업을 수행할 수 있습니다. 또한 로봇은 하루 종일 피곤하거나 주의력을 잃지 않기 때문에 높은 수준의 속도와 정확성을 유지할 수 있습니다. 이러한 요소는 회사가 제조 공정에 산업 자동화 솔루션을 구현함으로써 생산성을 크게 향상시킬 수 있음을 의미합니다.
자동화는 고객이 주문한 후 제품이 배송되기까지 걸리는 시간을 줄이는 데 도움이 됩니다. 인간 노동자가 처음부터 끝까지 프로세스를 완료하기를 기다리는 대신 자동화된 기계는 더 짧은 시간에 동일한 작업을 완료할 수 있습니다. 이를 통해 기업은 경쟁자를 앞설 수 있습니다.
인적 오류는 인간 근로자를 고용할 때 항상 문제가 됩니다. 인간은 정확성이 제한되어 있으며 하루 종일 피로하고 주의력을 잃어 높은 수준의 정밀도를 유지하는 능력이 저하될 수 있습니다. 로봇은 동일한 문제에 직면하지 않습니다. 프로세스를 자동화함으로써 회사는 생산에서 더 높은 수준의 정확성과 균일성을 달성하여 전반적인 제품 품질을 향상시킬 수 있습니다.
정확도가 높을수록 실수가 적고 실수가 적다는 것은 스크랩이 적다는 의미입니다. 작업자가 오류를 범하면 부품이 폐기되거나 재료가 낭비될 수 있습니다. 자동화된 로봇 장비는 이러한 종류의 실수를 하지 않으므로 낭비가 줄어듭니다. 이는 또한 자동화 장비를 사용하는 회사의 재료비 절감에도 도움이 됩니다.
조립 라인에서 프로세스가 변경되면 인간은 변경을 위해 상당한 교육이 필요할 수 있습니다. 작업자가 새 프로세스를 신속하게 선택하더라도 교육에 하루 중 몇 시간이 소요되어 생산성 손실이 발생할 수 있습니다. 반면에 로봇은 프로세스를 변경하기 위해 프로그래밍만 변경하면 됩니다. 결과적으로 자동화는 제조 프로세스를 훨씬 더 유연하게 만들고 변화에 적응할 수 있게 합니다.
최신 로봇 및 제어 장비는 필수 프로세스에서 자동화된 데이터 수집을 구현하기 시작했습니다. 이러한 종류의 데이터를 통해 제조업체는 공정을 크게 유지하고 개선하는 데 도움이 되는 주요 생산 정보를 수집할 수 있습니다. 이러한 유형의 데이터 모니터링은 기계에 문제가 발생하고 유지 관리가 필요할 수 있는 시기를 식별하는 데 도움이 될 수 있습니다. 또한 제조 공정의 병목 현상을 식별하는 데 도움이 될 수 있습니다. 요컨대, 데이터 수집은 의사 결정자에게 정보를 제공하여 프로세스에 대해 정보에 입각한 결정을 내릴 수 있도록 합니다.
일반적으로 산업 자동화는 반복적이고 위험하거나 위험하거나 어색한 도구를 사용하는 작업을 수행하는 데 사용됩니다. 이러한 모든 요소는 작업자의 위험을 증가시킵니다. 반복적인 작업은 작업자를 지루하게 만들 수 있으며 주의력을 잃고 중요한 안전 단계를 간과하게 할 수 있으며, 무겁고 어색한 도구는 떨어뜨리거나 잘못 취급하여 부상을 입을 가능성이 더 큽니다. 산업 자동화가 이러한 유형의 작업을 대신하여 직원을 위해 생산 라인을 더 안전하게 만듭니다. 이는 근로자 안전을 모든 회사의 주요 관심사 중 하나로 만드는 1970년 미국 산업안전보건법(OSHA)으로 인해 특히 중요합니다. 실제로 OSHA는 산업 환경에서 자동화를 채택하는 주요 원동력 중 하나입니다.
인력 노동은 비용이 많이 듭니다. 직원 교육, 의료, 근로자 보상, 상여금, 연금 보장, 유급 휴가 및 휴가 사이에서 직원은 회사에 상당한 비용을 지불할 수 있습니다. 우수한 인력에 대한 투자는 항상 필요하지만 기업은 자동화를 통해 인건비를 줄이거나 재분배할 수 있습니다. 자동화는 시간 집약적이고 반복적인 모든 작업을 효과적이고 효율적으로 처리하여 사람이 이러한 작업을 수행할 필요성을 줄입니다. 결과적으로 회사는 더 적은 수의 직원이 필요하거나 직원을 회사 내의 다른 위치나 전문 분야로 재배치할 수 있는 권한을 가질 수 있습니다.
휴일, 질병 또는 경제적으로 인한 노동력 부족은 공장에서 인간 노동에 의존하는 많은 회사에게 심각한 문제입니다. 그러나 로봇은 절대 아프지 않으며 회사를 떠나는 것을 선택하지 않습니다. 이는 자동화 기계를 사용하는 회사의 노동 가용성이 더 일관적이라는 것을 의미합니다.
위의 이점이 결합되어 자동화를 사용하는 회사의 수익 향상과 운영 비용 절감을 가져옵니다. 인건비와 재료비의 감소는 생산에 수반되는 간접비를 줄이는 반면, 제품 품질과 생산 수의 향상은 더 많은 품질의 제품이 생산되고 판매되고 있음을 의미합니다. 맞춤형 자동화 기계에 필요한 정기적인 유지 보수를 고려하더라도 자동화 기계가 제공하는 비용 절감 및 이익 개선에 비하면 아무것도 아닙니다.
이러한 이점은 제조 자동화 솔루션을 매우 바람직한 옵션으로 만듭니다. 그러나 이러한 장점은 인상적이지만 다음과 같은 다른 요소가 단점으로 간주될 수 있습니다.
산업용 로봇이 현대 제조에서 필수적인 역할을 하는 동안에도 관련 기술은 계속 발전하고 있습니다. 예를 들어, 인공 지능은 로봇이 학습하고, 추론하고, 문제를 해결하고, 심지어 언어를 이해할 수 있도록 산업용 로봇의 기능을 향상시키는 차세대 혁신 기술이 될 것으로 예상됩니다. 이러한 성격의 인공 지능은 제조 로봇이 통신하고 높은 수준의 지시를 받아들이고 심지어 구두 명령도 받을 수 있도록 합니다.
자동화는 특히 제조 산업에서 현대 세계의 방식입니다. 자동화된 기계가 제공하는 수많은 이점은 많은 제조 회사에게 논리적인 단계이며, 기존 자동화를 보유한 많은 회사는 경쟁업체를 따라잡기 위해 고급 옵션을 탐색하기로 선택하고 있습니다. 그러나 기업을 위한 성공적인 자동화 통합의 핵심은 맞춤형 솔루션입니다. 회사에서 제조용 맞춤형 자동화 장비에 관심이 있다면 RG Group이 도와드릴 수 있습니다.
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자동화 제어 시스템
생산을 확장하려는 중소기업이든 인건비를 줄이려는 대규모 공장이든 자동화는 분명한 이점이 있습니다. 자동화된 기술을 비즈니스에 통합하는 프로세스를 시작하는 방법은 간단하지 않을 수 있습니다. 많은 노력과 마찬가지로 성공의 비결은 올바른 파트너를 찾는 것입니다. 이 경우 자동화 파트너를 식별하거나 업계에서 이를 로봇 통합업체라고 부르는 것이 중요한 단계가 될 수 있습니다. 자본을 잠식할 수 있는 심각한 재정적 부담으로 씹을 수 있는 것보다 더 많이 물어뜯기 전에, 귀하의 요구에 적합한 로봇 통합업체를 찾는 방법에 대해 논의해 보겠습니
무선 시대에 케이블의 사용은 일부 산업에서 기능을 상실할 수 있습니다. 그러나 다른 사람들에게는 그들이 수행하는 역할이 그 어느 때보 다 중요합니다. 제조의 경우 기술이 점점 더 통합됨에 따라 케이블의 중요성도 커지고 있습니다. 케이블은 기계에 전기를 공급하고 콘솔과 부서 간에 디지털 정보를 전송하는 데 중요합니다. 그들은 또한 훨씬 더 많은 일을 하여 작업자의 안전을 보장하고 직원과 로봇 공학 간에 간소화된 형태의 커뮤니케이션을 만드는 데 중요한 역할을 합니다. 미래에 제조 기술의 발전은 케이블의 효율성과 안전성 향상에 더욱