제조 부문 자동화: 효율성 및 ROI를 위한 설계 방법

기술은 우리에게 새로운 지평을 열어주었습니다. 20년 전과 비교했을 때, 자동화로 가능한 것들이 훨씬 더 많아졌습니다.

숙련된 인력의 부족은 오늘날 산업 제조업체들이 직면한 주요 과제이며, 동시에 자동화를 추진하는 요인입니다. 우리는 자동화된 솔루션을 프로그래밍할 수 있는 숙련된 인력이 필요합니다. 프로그래머는 AI를 프로그래밍하고 다양한 기술, 제품 개발 및 생산을 이해할 수 있어야 합니다. 따라서 제조업이 점점 더 복잡해지고 있다고 말하는 것은 과언이 아닙니다.

또 다른 과제는 기술이 빠르게 발전하고 있다는 것입니다. 오늘날 우리가 택하는 어떤 방향도 10년 후에는 유효하지 않을 수 있으므로, 유연성과 넓은 시야가 중요합니다.

대부분의 제조업체들은 여전히 부서 간 장벽이 심합니다. 이로 인해 생산 엔지니어는 생산에만 집중하고, R&D 부서는 고객을 위한 최고의 제품을 설계하는 데만 집중하게 됩니다. 그러나 고객에게 가장 적합한 제품은 실제로 조립하기 가장 쉬운 제품이라는 점을 명심하는 것이 좋습니다.

따라서 자동화 비용을 절감하려면 공정 엔지니어와 R&D가 더 빨리 협업을 시작하는 것이 중요합니다. 이를 촉진하기 위해서는, 기업 문화가 설계뿐만 아니라 설계가 조립하기에도 실용적인지 확인하는 방향으로 변화해야 합니다.

제조업체가 직면한 또 다른 문제는 많은 조립 라인에 자동화 스테이션을 위한 충분한 공간이 없다는 것입니다. 예를 들어, 전통적인 자동차 조립 방식은 먼저 차체를 조립한 후 차 내부로 이동하는 방식인데, 이는 자동화에는 적합하지 않습니다. 여기에서 언박스드(unboxed) 제조라는 개념이 등장합니다. 이러한 새 기술을 통해 큰 알루미늄 부품을 생산하고 쉽게 서브 조립할 수 있는 기가캐스팅(Gigacasting)과 같은 새로운 방식으로 제조할 수 있으며, 자동차 내부로 들어가야 하는 어려움 등을 피할 수 있습니다.

결국, 선형 생산 방식은 더 이상 효율성을 높일 수 없는 지점에 도달하게 될 것입니다. 따라서 경쟁 우위를 유지하려는 제조업체들은 조립 공정을 재구성해야 할 필요가 있습니다. 이는 제조업체만의 문제가 아니라, 공급업체들도 올바른 부품과 적절한 자재를 제공할 수 있도록 해야 합니다. 자동화는 전체 시스템에 도전하고 있으며, 연결된 체인의 모든 부분이 함께 협력할 것을 요구하고 있습니다.

이러한 어려움에도 불구하고, 자동화를 올바르게 수행하면 상당한 비용을 절약할 수 있습니다. 여기서 단순성은 목표 ROI를 달성하는 데 있어 핵심적인 요소입니다.

제조업체는 100%를 자동화하거나 아무것도 자동화하지 않아야 한다고 생각하는 경우가 많습니다. 그러나 이제 막 자동화 여정을 시작한 기업에게는 더 큰 그림의 일부만 자동화하여 시작하는 것이 더 쉽고 가치 있을 수 있습니다.

설계에서 자주 그렇듯이, 단순성은 최종 결과를 볼 때는 간단해 보이지만 핵심은 그것을 달성하는 방법을 알아내는 데 있습니다. 지속 가능하고 가장 많은 비용을 절감하는 프로세스를 만들기 위해, 설계자와 엔지니어는 단순한 린 프로세스에 도달할 때까지 함께 노력해야 합니다.

한 가지 좋은 예는 포장 산업입니다. 이 산업에서는 높은 효율성과 높은 수준의 자동화를 달성하기 위해, 포장 기계 제작자와 포장 디자이너가 동일한 경우가 많습니다. 즉, 포장 기계 회사가 기계에 맞게 포장을 디자인하거나, 포장 디자이너가 포장에 맞춰 기계를 생산하기도 합니다. 이는 높은 수준의 자동화를 달성하기 위한 유일한 방법이 생산과 설계가 매우 밀접하게 작동해야 한다는 것을 보여줍니다. 기계와 제품은 서로 융합되어 하나가 되어야 합니다.

아트라스콥코의 자동화 철학은 "정확히 실행하고 확장하기(nail it and scale it)"입니다. 약 3년 전부터 당사는 체결 공정을 매우 효율적으로 자동화할 수 있는 방법에 대해 많은 노력을 기울이기 시작했습니다. 이를 위해 전형적이지 않은 R&D 환경을 가진 자체 팀을 만들었습니다. 핵심은 시장과 고객과의 가까운 관계를 유지하여, 그들의 필요를 진정으로 이해하고, 거기에서 디지털 시뮬레이션을 시작하는 것입니다. 디지털 트윈은 초기 개념을 개발하고 고객 및 모든 이해관계자와 함께 이미 최적화를 수행할 수 있는 위치를 파악하는 데 도움을 줍니다. 그런 다음 중요한 구성 요소를 식별하고 자신 있게 물리적 프로토타입으로 넘어갈 수 있습니다.

이것은 항상 당사가 개발을 시작하기 전의 출발점이 됩니다. 항상 확장성을 염두에 두어야 하며, 최종적으로 고객이 진정으로 검증된 솔루션을 얻을 수 있도록 하는 것이 목표입니다.

디지털 트윈은 설계 과정의 핵심 리소스입니다. 좋은 디지털 트윈이 있다면 실제로 무슨 일이 일어나고 있는지 이해할 수 있습니다. 상황을 바꿔보고, 가상 환경에서 여러 가지를 테스트하고, 실제적인 결과를 파악한 뒤, 이를 관련된 모든 이해관계자에게 쉽게 전달할 수 있습니다.