제조 자동화 소개

COVID-19 전염병의 영향이 광범위하다고 말하는 것은 절제된 표현입니다. 제조업을 포함해 COVID-19 대유행의 영향을 받지 않은 산업은 거의 없습니다. 많은 부문이 팬데믹 이전에 이미 인더스트리 4.0의 이점을 수용하고 있었지만, 지난 해에는 제조 자동화가 극적으로 증가했습니다.

팬데믹과 글로벌 노동력 부족에 직면해 있는 많은 제조업체는 폐쇄 및 사회적 거리두기 프로토콜로 인해 공장이 비어 있거나 엄청난 근무 교대 근무를 하게 되었습니다. 이를 통해 팀의 생산성과 효율성을 높이는 동시에 고용 문제를 상쇄하는 수단으로 스마트 기술, 원격 모니터링, 실시간 데이터 수집 및 자동화를 생산 프로세스에 통합할 수 있었습니다.

제조 부문에서 자동화의 이점은 팬데믹이 진정된 후에도 지속될 가능성이 높습니다. 정통한 제조 파트너는 가능한 한 자동화를 활용하는 것이 경쟁에서 앞서나가고 비즈니스 프로세스를 최적화하는 데 핵심이라는 것을 알고 있습니다. 이 기사에서는 제조 산업에서 자동화가 어떤 모습일 수 있는지 살펴보고 자동화의 힘을 알고 있는 제조 회사와 파트너 관계를 맺을 때 얻을 수 있는 주요 이점을 강조합니다.

제조 자동화의 기본 형태

제조 자동화의 세 가지 주요 유형은 고정, 유연성 및 프로그래밍 가능입니다.

고정 자동화

고정 자동화 또는 "하드 자동화"는 일반적으로 대량 요구 사항과 세트 작업 전용 장비가 있는 생산 환경에서 구현됩니다. 일반적으로 대부분의 고정 자동화 솔루션은 개별 기계에 배포되며 기계가 수행하는 작업 순서는 미리 설정되어 있고 유한합니다.

고정 자동화는 대량 생산으로 인해 장비 및 공정 전환이 경제적으로 불가능하기 때문에 동일한 부품을 대량으로 제조하는 데 이상적입니다. 고정 자동화 시스템을 변경하려면 종종 기계를 끄고 엔지니어가 손으로 툴링을 교체해야 합니다. 이 다운타임은 생산 비용과 시간을 극적으로 증가시킵니다. 따라서 소량 생산 실행, 치수 또는 기능이 변경되는 부품, 수명 주기가 더 짧은 부품은 고정 자동화보다 프로그래밍 가능한 자동화 시스템에 더 적합한 경향이 있습니다.

고정 자동화 솔루션의 예로는 자동화 조립 기계, 기계 이송 라인(종종 자동차 제조에 사용), 자재 취급 컨베이어 시스템, 페인팅 또는 코팅 공정 등이 있습니다.

프로그래밍 가능한 자동화

프로그래밍 가능한 자동화 시스템을 사용하면 전자 제어를 사용하여 기계 구성 및 작동을 조정할 수 있습니다. 이를 통해 팀은 기계와 작업 순서를 다시 프로그래밍하여 부품을 일괄적으로 생성할 수 있습니다. CNC(Computer Numerical Control) 기계는 프로그래밍 가능한 자동화의 일반적인 예입니다.

프로그래밍 가능한 자동화의 장점은 장비가 최소한의 툴링 전환으로 광범위한 부품을 제조하도록 특별히 설계되어 배치 수량을 배치당 적게는 수십 개에서 수천 개까지 다양하게 할 수 있다는 것입니다.

유연한 자동화

유연한 자동화 시스템은 프로그래밍 가능한 자동화의 확장입니다. 이러한 적응력이 높은 시스템에는 부품 처리 기계(일반적으로 CNC 가공 도구), 자재 처리 시스템, 중앙 컴퓨터 제어 시스템 및 사람의 입력이라는 네 가지 구성 요소가 있습니다. 이러한 시스템은 자재 처리 시스템을 통해 여러 기계를 함께 연결하고 작업자는 컴퓨터 코드 또는 HMI(Human Machine Interface)를 통해 명령을 입력하여 중앙 제어 보드에서 생산 및 운영을 관리할 수 있습니다. 고정 시스템과 유연한 시스템의 한 가지 주요 차이점은 후자가 동시에 여러 부품을 처리하는 데 더 적합하다는 것입니다.

유연한 자동화 시스템의 입력이 작업별로 변경된다는 점을 감안할 때 이러한 시스템은 종종 네트워크로 연결되어 원격 모니터링 및 제어가 가능하고 컨트롤러와 기계 사이에 물리적 근접성이 필요하지 않습니다. 유연한 자동화 시스템은 수동 개입 없이 자동으로 도구 전환을 실행할 수 있지만 유사한 도구 세트로 생산할 수 있는 부품 생산으로 제한해야 합니다. 유연한 자동화는 중소 규모 생산, 제품 다양성이 높은 작업 및 수요 변화가 예상되는 상황에 매우 적합합니다.

유연한 자동화 시스템은 일반적으로 화학 처리 및 철, 강철, 알루미늄 등과 같은 일반 금속 생산에 사용됩니다.

제조 자동화의 장점

자동화는 제조업체에게 고객과 파트너에게까지 이어지는 다양한 혜택을 제공합니다.

로봇 공학과 자동화는 부품 간에 그리고 작업 전반에 걸쳐 훨씬 더 높은 효율성과 일관성을 제공할 수 있습니다. 자동화 솔루션은 또한 수동 작업의 필요성을 최소화하는 동시에 인력 생산성을 높여 인건비를 줄이는 데 도움이 됩니다. 이 조합은 부품 비용을 낮추고 생산 일정을 단축함으로써 고객에게 유리하게 작용합니다.

뿐만 아니라 보다 효율적인 프로세스와 짧은 일정으로 제품 팀이 제품 설계 및 생산에 더 많은 시간을 할애할 수 있어 고품질 부품을 생산할 수 있습니다. 자동화는 또한 재료 낭비를 최소화하고 제조 공정에서 인적 오류를 제거하여 궁극적으로 생산 공정의 안전성을 향상시키는 데 도움이 될 수 있습니다.

마지막으로, 일부 제조 공정은 실제로 수동으로 수행하는 것이 불가능합니다. 신속한 프로토타이핑 및 집적 회로 제조는 손으로 달성할 수 없는 기하학적 및 허용 오차 요구 사항에 의존하는 많은 프로세스의 예이므로 이러한 경우 자동화가 필수적입니다.

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자동화 시스템을 생산에 통합함으로써 얻을 수 있는 상당한 이점을 감안할 때, 제품 팀은 부품 설계, 기계 작동 순서 및 기타 프로세스를 최적화하기 위한 올바른 도구와 솔루션을 갖춘 제조업체와 협력해야 합니다.

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