제조 공정의 자동화가 제조업을 크게 변화시킬 것이라고 합니다.하지만 제조 공정의 자동화는 정확히 어떻게 될까요?이 기사에서는 제조 프로세스 자동화에서 어떤 변화가 발생하는지, 그리고 제조 프로세스 자동화에 깊이 관여하는 세 가지 기술에 대해 살펴보겠습니다.
제조가 자동화되면 어떤 변화가 있나요?
자동화는 생산 효율성과 수익을 높이는 수단으로서 현대 제조에서 오랫동안 어려운 과제로 작용해 왔습니다.우선 자동화란 무엇을 의미할까요?
자동화는 사람이 수행하던 작업을 기계와 컴퓨터가 수행하는 방식을 바꾸는 프로세스입니다.
제조업에서는 일반적으로 기계가 제조 공정의 일부 또는 전체 작업을 사람을 대신하여 수행한다고 합니다.예를 들어, 이전에 손으로 운반했던 부품을 컨베이어나 자동화 로봇으로 교체하는 것이 자동화의 한 예입니다.또 다른 옵션은 사람이 수동으로 용접하는 과정을 용접 로봇이 대체하도록 하는 것입니다.또한 인간이 육안으로 판단하는 작업을 배제하고 이미지 인식을 통해 색조가 떨어지는 부분을 제거하는 기계를 도입하는 것이 자동화되었다고 할 수 있습니다.
제조 산업 자동화가 프로세스, 제조 부서 및 회사 전체에 미치는 이점은 무엇입니까?
- 인건비가 절감됩니다.
자동화는 수동으로 하던 작업을 대체하는 기계이므로 그 작업에 들어가는 인건비를 줄일 수 있다는 것이 대표적인 장점입니다.자동화를 통해 기업의 큰 요소인 인건비를 줄일 수 있다면 매우 효과적일 것입니다.
- 채용 및 교육 위험 감소
새로운 사람을 고용하거나 다른 부서에서 자리를 옮길 때마다 항상 채용 및 교육의 위험이 따릅니다.일정 기간 상황을 지켜보지 않고는 사람이 표준 생산 효율을 달성할지 여부를 결정할 수 없습니다.또한 업무 교육이 끝난 후 직원이 퇴직하거나 이직하면 교육에 필요한 인건비와 시간이 낭비됩니다.자동화를 통해 기계가 작업을 담당하도록 하면 이러한 채용 및 교육에 드는 비용과 위험이 줄어들 것입니다.
- 인적 오류로 인한 생산성 변동 방지
사람은 똑같은 동작을 반복할 수 없습니다.또한 판단력과 기억력에는 개인차가 있으며, 당일의 신체 상태에 영향을 받을 수 있습니다.게다가 아무리 우수한 인재를 채용한다 해도 인적 오류를 완벽하게 방지하기는 어려울 것입니다.기계가 작업을 대체하면 이러한 편차를 방지할 수 있고 안정적인 생산을 기대할 수 있습니다.
- 환경적 적응성
사람들은 너무 덥거나 너무 추운 환경에서 장시간 일할 수 없습니다.또한 특수한 악취나 유해가스, 강한 빛이 발생하는 현장의 경우 비용을 들여 사람들이 편안하고 안전하게 작업할 수 있는 환경을 조성해야 합니다.기계의 경우 이러한 환경에서도 오랫동안 작동할 수 있습니다.자동화의 또 다른 특징은 모든 운영 환경에서 사용할 수 있다는 것입니다.
보시다시피 자동화는 다양한 이점을 가지고 있으며 제조 산업에서 촉진되었습니다.하지만 기술이 발전하면서 지금까지는 어려웠습니다.
자동화와 밀접한 관련이 있는 두 가지 기법
제조 자동화가 가속화되면서 “제조업은 다음 세대로 넘어갈 것”이라고 합니다.이는 두 기술의 주요 발전과 관련이 있습니다.
IoT: 사람들을 대신하여 정보 수집
어떤 일을 할 때는 정보가 매우 중요하기 때문에 더 복잡하고 사람만이 할 수 있는 일입니다.업무 과정에서 얻은 정보를 입력, 가공, 출력하는 결정을 내려야 하기 때문입니다.
과거에는 이러한 대량의 정보를 자동으로 수집할 수 없었습니다.그러나 모든 것을 인터넷으로 연결하는 감지 기술과 통신 수단의 발달로 이제 사물 인터넷 (IoT) 이 실현되었습니다.또한 IoT는 제조 공장의 정보 수집, 처리 및 반영의 자동화를 발전시키고 있습니다.
스마트 팩토리는 이를 이상적인 방식으로 실현합니다.다양한 센서와 장치가 인터넷에 연결되어 정보를 수집, 처리 및 피드백합니다.기계의 작동 또는 작동을 주시할 필요가 없습니다.이러한 IoT를 최대한 활용하는 스마트 팩토리의 실현은 “4차 산업 혁명”이라고 할 수 있는 혁신을 가져올 것이라고 합니다.
사람들이 하던 '정보 수집' 작업이 IoT의 실현으로 빠르게 자동화되고 있습니다.
로보틱스: 사람을 대신하여 일하기
제조 공정의 자동화 가속화에 영향을 미치는 또 다른 요소는 로봇 개발입니다.
로보틱스라고도 하는 로보틱스는 전통적으로 로봇 개발을 위한 학술 및 기술 연구를 의미했습니다.그러나 로보틱스라는 단어의 의미가 확장되어 로봇 개발뿐만 아니라 로봇과 관련된 기술, 활용 방법, 로봇 산업 전반이 그 의미를 갖게 되었습니다.
경제산업성 (METI) 과 NEDO의 조사에 따르면 로봇 산업의 시장 규모는 2015년 1조 6천억 엔에 비해 2035년에는 9조 7천억 엔에 달할 것으로 예상됩니다. 규모는 두 배 이상 증가할 것으로 예상됩니다.이처럼 로봇 산업 시장이 급속히 확대된다는 것은 로봇의 도입이 다양한 분야에서 진전될 것임을 의미한다.앞서 소개한 IoT의 확산에 따라 로봇의 도입은 그대로 자동화의 진행으로 직결될 것입니다.
이처럼 IoT와 로보틱스의 발달로 로봇의 도입은 앞으로 더욱 진전될 것이며, 동시에 자동화도 가속화될 것입니다.
한 차원 높은 자동화를 향해
이 두 기술, IoT와 로보틱스는 서로 관련이 깊고, 서로 겹치는 부분도 있습니다.둘 다 많은 양의 정보를 처리해야 하며 클라우드의 확산과 함께 발전해 온 이력이 있습니다.
하지만 '4차 산업혁명'이라고 불릴 만큼 제조업의 진화를 더욱 자동화하고 실현하기 위해서는 클라우드에서의 정보 처리에는 한계가 있다는 것이 이해되어 왔습니다.
사람들이 작업할 때 이미지로 수신한 정보는 뇌에서보다 훨씬 빠르게 처리됩니다.특히 이미지 인식 능력은 인간의 역량이 기계로 크게 이어지고 있는 영역입니다.또한 눈과 손으로 수신한 정보는 엄청난 속도로 전송됩니다.
반면 클라우드에서의 IoT 정보 수집 및 처리에서는 모든 곳에서 시차가 발생할 가능성이 있습니다.수집한 정보를 클라우드로 보내고 받을 때 수백 밀리초에서 수초의 시차가 발생한다고 합니다.또한 통신 조건의 장애 및 통신 네트워크의 혼잡으로 인해 지연이 발생할 수 있습니다.
엣지 컴퓨팅이 주목받고 있습니다.엣지 컴퓨팅의 아이디어는 모든 정보를 클라우드로 대량으로 보내는 것보다 필드 측에서 정보를 처리하여 시간 지연을 개선하는 것입니다.대규모 정보를 활용할 수 있는 클라우드 컴퓨팅과 현장 측에서 거의 실시간으로 정보를 처리할 수 있는 엣지 컴퓨팅을 사용하면 서로의 강점을 살려 시스템을 운영할 수 있습니다.
엣지 컴퓨팅이 지연 가능성을 최대한 제거하면 로봇의 반응 속도가 크게 향상됩니다.수신한 정보의 처리 및 피드백이 즉각적으로 이루어지므로 기기의 작동 정확도가 향상되고 보다 정밀한 작업이 가능합니다.최신 로보틱스가 개발한 로봇이라면 더 큰 효과를 기대할 수 있습니다.
이러한 방식으로 미래의 자동화는 IoT와 로보틱스를 지원하는 엣지 컴퓨팅과 함께 더욱 발전할 것입니다.
엣지 컴퓨팅은 IoT와 로보틱스를 통해 자동화를 가속화합니다
오랜 제조 당면 과제, 자동화를 더욱 가속화할 세 가지 핵심 기술, IoT와 로보틱스 간의 관계, 엣지 컴퓨팅에 대해 논의했습니다.IoT와 로봇 기술을 사용한 자동화를 통해 스마트 팩토리는 공장의 이상적인 형태로 보입니다.하지만 다음 단계로 나아가려면 엣지 컴퓨팅이 필요합니다.기존 자동화에 속도와 안정성을 더함으로써 더 높은 정확도로 다음 수준의 자동화로 나아갈 수 있습니다.
