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[JIMTOF 2016 ②] I 4.0 그리고 스마트공장

일본은 세계 제조 분야에 큰 주류로 자리잡은 인더스트리 4.0을 어떻게 소화하고 있을까? 이들이 그리는 미래의 파편을 찾아보았다.

방전가공에 찾아온 IoT의 물살 – 미쓰비시전기 세계최초

JIMTOF 2016에서 처음 선보이는 NC 컨트롤러 D-CUBES.
JIMTOF 2016에서 처음 선보이는 NC 컨트롤러 D-CUBES.

절삭가공기의 전유물처럼 여겨지던 IoT가 방전가공의 영역까지 확대되었다. 미쓰비시전기는 IoT에 대응 가능한 신형 NC 컨트롤러 D-CUBES를 탑재한 와이어 방전가공기 MV 시리즈를 선보였다.

D-CUBES의 주요 기능으로는 소모품 및 코스트 관리, 대시보드 기능을 들 수 있다. 와이어 방전가공 중 전극용 와이어가 전부 소진되면 와이어를 교체할 때까지 가공이 중단될 수밖에 없다. 이는 시간과 비용의 낭비로 이어진다. 하지만 D-CUBES는 와이어나 필터등 소모품 사용 현황을 시각화하여 가공 중와이어 교체가 필요할 시 작업자에게 알람을 보내기도 한다. 이에 따라 장비를 최대한 효율적으로 사용할 수 있게 된다.

iQ Care Remote 4U의 대시보드 기능. 컴퓨터, 휴대폰, 태블릿PC 등을 통해 현장 내 방전가공기의 구동 상황을 확인할 수 있다.
iQ Care Remote 4U의 대시보드 기능. 컴퓨터, 휴대폰, 태블릿PC 등을 통해 현장 내 방전가공기의 구동 상황을 확인할 수 있다.

미쓰비시전기의 방전가공기 리모트 서비스 iQ Care Remote 4U 역시 참관객들의 관심을 모았다. iQ Care Remote 4U는 미쓰비시 전기의 스마트공장 솔루션인 e-F@ctory의 일부로, 방전가공기에 대한 원격 진단을 지원해 생산성과 보전성을 높이며, 대시보드 기능을 통해 생산 프로세스를 시각화해 관리 및 개선을 돕는다.

쉽게, 간편하게 스마트해지자! – DMG MORI

DMG Mori의 CELOS+Industry4.0 시연회에 많은 사람들이 모여있다.
DMG Mori의 CELOS+Industry4.0 시연회에 많은 사람들이 모여있다.

DMG MORI의 이번 전시 컨셉은 ‘IoT+Industry 4.0 & DMG MORI Smart Factory’였다. 이 컨셉에 걸맞게 부스 내에서 스마트공장을 실현하는 CELOS+Industry 4.0 시연회를 개최했다. CELOS는 DMG MORI가 개발한 장비의 상태를 실시간으로 모니터링할 수있는 앱 기반 컨트롤 인터페이스로, 생산 공정 단계별로 최적화된 성능을 탑재해 높은 생산성을 유지할 수 있도록 지원한다. 앱 기반 구조이기 때문에 누구나 사용하기 쉬운 것이 특징이다. 조작 방식도 간편해 멀티-터치 스크린에서 통합 관리, 문서화, 작업 명령, 가공 데이터의 시각화 등 여러 기능을 이용해 간편하고 체계적으로 가공할 수 있다.

또한 스마트폰과 연동하여 언제 어디서든 DMG MORI 장비들의 상태를 실시간으로 확인할 수도 있다. 현재에는 총 26가지의 애플리케이션을 이용할 수 있으며, 주기적으로 업데이트 되므로 최적의 생산 공정 및 환경을 유지할 수 있다. 이처럼 IoT 기술을 활용하여 장비를 네트워크에 연결하고, 이를 쉽고 편한 CELOS로 조작·관리하는 모습. 스마트공장의 현실화, 머지 않았다.

덩치도 큰데 똑똑하기까지 – YASDA

YMC650
YMC650

흔히 덩치가 크면 아둔하다는 고정관념이 있다. 하지만 YASDA의 5축 수직형 머시닝센터인 YMC650앞에서 그러한 고정관념은 버려야 할 것이다. 이 가공기는 YASDA의 미세 정밀 가공기였던 YMC430의 성능을 그대로 가져오면서 크기를 키운 장비다. 자동차 헤드 램프 가공 등 가공물의 대형화 니즈에 대응하기 위해서다. 물론 리니어 모터 구동을 전축에 적용하여 높은 응답성과 운동성을 확보하고 각종 냉각 시스템과 측정 보정 장치 등으로 열변위에 대응하는 등 기본을 갖췄다.

YASDA의 YMC650 기계의 상태를 스마트기기에서 알기 쉽게 확인할 수 있다.
YASDA의 YMC650 기계의 상태를 스마트기기에서 알기 쉽게 확인할 수 있다.

무엇보다 똑똑해졌다. IoT 기술을 기반으로 기계의 상태를 실시간으로 확인할 수 있기 때문이다. 공장 내 여러 YASDA 장비들의 상태, 즉 가동률이나 문제 발생 여부, 가공 진행 상황 등에 대해 알 수 있다. 문제 발생 여부에 대해 색깔로 표시하여 직관적으로 쉽게 이해할 수 있다. 가공기 내부에 카메라가 달려있어 실시간으로 장비 안을 들여다볼 수도 있다. 이제 언제 어디서든 장비 상태를 확인하여 즉각적 대응이 가능해진다.

어떻게 생겼든, 차별하지 않아요! – 아마다(アマダホールディングス)

아마다의 고정도 벤딩 로봇 시스템 HG-1003ARs
아마다의 고정도 벤딩 로봇 시스템 HG-1003ARs
HG-1003ARs으로 가공한 샘플. 절곡이 어려운 둔각 형태의 제품도 정확한 가공이 가능하다.
HG-1003ARs으로 가공한 샘플. 절곡이 어려운 둔각 형태의 제품도 정확한 가공이 가능하다.

인더스트리 4.0의 중심에 있는 것은 ‘매스커스터마이제이션’이다. 미래에는 소비자의 요구가 다양해져 제품이 개인화, 맞춤화된다는 뜻이다. 이는 소비자에게는 좋지만 생산자에게는 난감하다. 제품이 바뀔 때마다 장비와 라인을 바꿔야 하기 때문. 하지만 어떤 제품이든 차별하지 않고 다 만들어낼 수 있다면? 바로 아마다의 고정도 벤딩 로봇 시스템 HG-1003ARs를 보자. 이는 변종변량 생산에 대응하여 장시간 자동 운전이 가능한 벤딩 로봇 시스템이다. 제품이 바뀌어도 카메라로 형상을 인식하여 자체 판단에 의해 세팅, 가공 작업을 이어가기 때문이다. 이에 24시간 가동이 가능하다. 게다가 소재 반입, 절곡, 제품 반출 등을 한 대에서 수행하며, 7축의 다관절 로봇으로 더욱 복잡해지는 판금 형상의 절곡 가공에 대응한다. 이로써 다양한 부품, 복잡한 형상의 부품이라도 24시간 내내 같은 품질로, 도면대로 가공할 수 있다. 24시간 내내 사람이 직접 하나하나 수행한다고 상상해보자. 끔찍하지 않은가!

판금의 스마트화란 바로 이런 것! – 아마다(アマダホールディングス)

아마다의 VPSS 3i는 생산성과 효율성 향상에 기여한다.
아마다의 VPSS 3i는 생산성과 효율성 향상에 기여한다.

사실 지금까지의 공장은 분리되어 있었다. 부서 간 협력은 잘 되지 않고 데이터는 원활하게 공유되지 못했다. 이는 결국 효율성과 생산성 저하로 이어지는 문제가 있었다. 하지만 이제는 이러한 고민을 하지 않아도 된다. 특히 판금 분야 종사자들에게 희소식이 될 VPSS(Virtual Prototype Simulation System) 3i가 있기 때문이다.

이는 판금 공정의 디지털화를 실현하는 솔루션이다. VPSS 3i로 판금 모델링 작성, 어셈블리 검증, 가공 불량 체크, 가공 형상 편집, 가공 시뮬레이션, 스케줄 작성 등을 수행할 수 있기 때문이다. 이에 현재 어떤 장비와 제품이 어떤 상태인지 실시간으로 확인할 수 있다. 이로써 판금 전 공정의 가공 노하우를 디지털화할 수 있으며, 품질과 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.

표준 규격 쓰는 기업들, 여기 다 붙어라 – 화낙(FANUC)

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화낙 부스에 설치된 모니터를 통해 전시회장 내 다양한 장비들의 구동률을 손쉽게 살펴볼 수 있었다.

JIMTOF 전시회장 곳곳에서는 ‘FIELD system’이라는 팻말을 단 장비를 심심치 않게 찾아볼 수 있었다. FIELD system은 다름 아닌 IoT를 통해 제조 현장을 연결하는 화낙의 플랫폼 이다. FIELD system의 특징으로는 ‘ 엣지 헤비(Edge Heavy)’를 들 수 있다. 엣지 헤비란 제조 현장에서 발생하는 모든 데이터를 일단 클라우드로 올려보내 처리하는 것이 아니라, 가능한 많은 데이터를 CNC, PLC, 공작기계 등 현장에 가까운 엣지 레이어에서 처리하는 것을 말한다. 모든 데이터를 클라우드로 보낼 때에 비해 리얼타임성이 높다. 이번 JIMTOF에서 화낙은 80개사 250대 장비를 연결했다. 이에 따라 부스에 설치된 모니터에서는 화낙 부스 내 장비는 물론 전시회장 곳곳에 설치된 타사 장비의 구동률을 손쉽게 살필 수 있었다. 이를 가능하게 한 것은 바로 MT Connect, OPC UA 등의 표준 규격. 이로 인해 각 장비에 별도의 장치를 탑재하지 않더라도 장비에서 발신하는 데이터를 필드 시스템을 통해 수신 및 수집할 수 있다.

기계와 사람을 잇다 – 코마츠NTC(コマツNTC)

코마츠NTC의 스마트공장 솔루션 KOM-MICS
코마츠NTC의 스마트공장 솔루션 KOM-MICS
부스에서는 기계에서 데이터를 수집해 시각화하는 과정이 시연되기도 했다.
부스에서는 기계에서 데이터를 수집해 시각화하는 과정이 시연되기도 했다.

많은 기업들이 IoT를 통한 ‘연결되는 공장’에 대해 서로 다른 관점을 내놓고 있다. 전용기, 트랜스퍼 머신 등을 공급하는 코마츠NTC에서 강조하는 것은 바로 설비와 사람 간의 연결. 거리나 시간의 제약을 뛰어넘기 위해 네트워크를 도입하는 것은 그 다음 단계라는 것이다. 이에 코마츠NTC에서 선보인 스마트공장의 개념이 KOM-MICS다. KOM-MICS에서는 우선 현상을 파악하기 위해 센싱을 통해 다양한 데이터를 수집한다. 여기에는 소리, 진동, 토크, 전류 등이 포함된다. 한 달 동안 기계 한 대 당 축적되는 데이터는 1TB에 이른다. 다음으로는 데이터 관찰을 통해 정상적인 수치와 이상 수치 간의 차이를 추출한다. 마지막으로 관찰된 데이터를 작업자들이 이해할 수 있는 형태로 분석한다. 현재 기술적으로는 타사 설비 역시 네트워크로 연결할 수 있지만, 지금으로서는 코마츠NTC의 장비를 이용하는 고객들을 대상으로 제공되고 있다고 한다.

 

About 김유리 기자

제가 왜 디테일의 여왕으로 불리는지, 기사를 통해 확인해보세요! ^^