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[전문가 칼럼] 스마트공장을 위한 현장의 로봇 적용 엔지니어링(3편)

  • 등록 2021.04.30 10:37:14
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[헬로티]


요새는 마음이 참 무겁다.


지방 출장이 많은 필자로서는 저녁에 식사를 하러 식당가를 찾아다니는데, 전국 어디나 폐업이 늘어나고 있어서 코로나 경제가 그러지 않아도 좋지 않았던 한국 경제를 참으로 힘들게 하는 것 같다. 일부 반도체와 자동차 등 수개 회사를 제외하면 어려운 것은 사실이다.


더구나 주 52시간 적용으로 인하여, 업체들은 더 작은 기업에 외주를 주자니 품질 비용의 증가는 불 보듯 뻔하고 로봇 자동화 외에는 답이 없다 보니 정부의 지원을 받아 수행하는 경우가 많다. 그 성공적인 추진 사례와 최근의 트렌드를 이번에 공유하고자 한다.


열경화 소재 사출 및 사상과 검사 공정 로봇을 통한 원가절감 대폭 향상 효과


이 기업은 경기도에 소재한 기업인데, 외국인 인건비도 점점 더 버거워지는 상황이라서 협동로봇 4대로 사상과 검사용으로 활용하고 델타로봇 2대로 포장 공정을 적용하였다.


그 결과, 외국인이 하던 작업을 전부 로봇 자동화를 하였으니 당연히 원가절감은 획기적으로 달성하였고 품질 향상으로 브랜드 제고 효과를 가져왔다. 그 결과에 만족한 이 기업은 2차 로봇 자동화 시스템을 검토 중이다.


이 기업은 2세들이 필자의 코칭에 부응하여 적극적으로 참여하였고 단순한 작업자의 자동화가 아닌 물류 측면에서 전후 공정 자동화와 함께 사상과 검사 포장 등 다수 공정을 연계하고 프로젝트 추진 과정에서도 포장에 대한 공정 개선 권고사항을 반영하는 등 현장 엔지니어링에 로봇시스템 구축 업체와 함께 성실하고 진지하게 접근한 성공적인 기업이다.


이 기업의 특징은


· 시니어 CEO를 대신하여 2세들이 적극적으로 참여했고

· 전체 Shop flow engineering 측면에서 접근했다.

· 초기부터 매우 의지가 강하였고 물류 흐름 측면에서 진지하게 고민했다.

· Master plan을 먼저 수립하여 단계적 추진을 도모했다.

· 협동로봇에 대한 우려가 있었으나, 자동화를 추진하면서 고민한 아이디어들이 많다.

· 코칭 때마다 주어진 과제를 신속하게 수행했다.


사실, 열경화수지라는 소재 특성상 사상이라는 공정에서 고생을 조금 하였으나 아이디어 도출과 여러 도전으로 해결되었고 로봇 자동화 시스템이 결코 무인화나 영원한 것이 아닌 스마트한 인력이 관리해 주어야 함을 인지했다.


포장 공정에서는 델타 로봇이 박스에 넣는데 마지막에 틈새가 생겨서 다른 아이디어를 적용하기도 했다.


로봇 자동화 시스템을 구축한 결과는


·대폭적인 외국인 인건비 절감

·균일한 품질과 근무 환경 개선

·브랜드 경쟁력 확보


대량 사출 생산이 아닌 기업이기에 생산성보다는 인건비 절감과 품질 검사에 목표를 두어 추진한 성공적 사례이다.


▲ 목표 및 성과 타당성, 엔지니어링 기술 적합성, 수행 능력, 운영 계획


인서트 사출 로봇 자동화로 미래 사업 전환 준비


이 부분은 현재 수행 중이다. 해당 기업들은 시대 흐름, 즉 수소연료전지 차량, 하이브리드 차량, 전기 동력 차량 추세에 맞추어 인서트 사출을 미래 ITEM으로 보고 전환을 준비하고들 있다. 인서트 사출 공정은 바로 조립 공정과 이어지게 되므로 그 부분도 연계하여 고민하고 있다.


다행히도, 모 로봇 시스템 업체에서 향후 인서트 사출 공정과 조립 공정을 대비하여 역시 미래 사업의 한 부분으로 보고 자체 투자 및 적극적으로 달려들고 있어서 잘 수행되리라는 느낌이 든다.


요새 트렌드는 조립 공정에 설치되는 로봇들이 모두 비전카메라를 달고 있어서 정밀도가 상당히 높아졌고 속도도 아주 빠르다. 특히, 조립 공정에 사용되는 컨베이어들은 속도가 매우 빠르고 주변장치들도 특별히 설계해야 하는 전문성을 가지고 있다.


또한, 검사 공정을 로봇 자동화함으로써 날마다 구하기도 어렵고 인건비가 오르는 외국인 인건비를 대폭 절감하면서 한편으로 품질을 향상시키는 결과를 가져올 수 있다.


필자는 사실, 어려운 조립 공정보다는 포장과 검사 등 후공정을 자동화하여 선 인건비 절감 후 조립 공정 도전을 제시하였으나, 다행히도 조립 공정 로봇 자동화 시스템 전문업체가 있어서 참 다행이었다고 생각한다. 물론, 이 시스템 구현 업체도 투자를 하고 있는 것은 더욱 고무적인 일이다. 인서트 사출 공정들은 보안이 엄격하여 벤치마킹이 불가능한 공정이다.


생산성 30% Down 실패 사례


대부분 성공적인 로봇 시스템을 구현하지만 아주 가끔씩 실패하는 사례도 있다. 그 요인들을 보면,


·프로젝트 수행 관리 부실 이슈

·설비 시그널 추출 책임 이슈

·제품 사이즈 확대 이슈

·중도금 지급 이슈

·지연으로 인한 비즈니스 피해액 발생 이슈

·공정 간격이 짧은 이슈

·사람의 기교가 필요한 이슈

·융통성이 필요한 공정 이슈

·예상치 못한 현상 대응 이슈


등등이 있다. 현장의 공정을 제대로 효과 분석 및 활용 계획 없이 시간에 쫓기어 구현하는 경우는 대부분 실패한다.


가장 중요한 것은 로봇 시스템을 구현하려면 엔지니어링 실무를 사전에 연구하여 적합성을 검토하는 것이 최선의 성공 방법이다.


김명섭 전문위원, 자동차부품산업진흥재단

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