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스마트한 판금 공장, 무엇부터 시작해야 할까?

글로벌 판금 가공 선도 기업인 트럼프는 TruConnect라는 4차 산업혁명 솔루션 아래 완전히 네트워크화된 스마트팩토리 구축을 위한 다양하고 단계적인 솔루션을 제공하고 있다. 하드웨어, 소프트웨어, 컨설팅 및 서비스까지 이어지는 트럼프의 단계별 솔루션은 무엇일까?

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비즈니스의 형태가 변하고 있다. 대량으로 생산하여 일방적으로 소비자에게 공급하는 방식에서 다품종 소량 생산, 개별 소비자가 원하는 형태로 맞춤 제작 제품의 공급이 가능한 매스커스터마이제이션의 시대가 열렸다. 이에 따른 생산 환경의 변화로 장비에 요구되는 사항들도 더 폭넓고 다양해졌다.

한 제품을 대량으로 생산할 때는 전체 공정 중 가공 시간이 차지하는 비중이 높았다. 때문에 가공 속도가 빠르고 성능이 뛰어난 좋은 장비만 있으면 가공 시간을 줄이고 생산성을 높이는 것이 가능했다. 그러나 다품종 소량 생산 체제에서는 순수 가공 시간을 줄이는 것만으로는 원하는 결과를 얻기 어렵다. 배치 사이즈가 줄기 때문에 가공 시간 자체는 줄어들더라도 품종마다 세팅이나 후처리 등 가공 전후에 소요되는 작업 시간은 줄지 않기 때문이다. 세계적인 판금 가공 전문 기업 트럼프는 이 같은 비가공 시간을 얼마만큼 줄일 수 있느냐를 스마트팩토리 구현의 핵심 과제로 정의하고 있다. 비가공 시간을 효과적으로 단축시켜 줄 하드웨어, 소프트웨어 그리고 컨설팅 및 서비스까지 종합적이고 단계적으로 지원하여 개별 고객에게 최적의 스마트팩토리 솔루션을 제공하겠다는 계획이다.

트럼프는 스마트팩토리 구현 단계를 크게 3 단계로 분류하여 맞춤 솔루션을 지원한다. 그러나 아무래도 대부분의 제조 현장이 낮은 수준의 자동화조차 제대로 구축하고 있지 못한 실정이기에, 간단한 툴(Tool)로 스마트팩토리 구현에 발을 내딛을 수 있는 시작 단계에 관심이 몰릴 수밖에 없는 것이 사실이다.

가장 기초적인 판금 공정 혁신

갈수록 변덕이 심해지는 제조 환경 속에서도 유연하게 대응할 수 있는 스마트한 판금 공정을 구축하는 가장 간단한 방법은 무엇일까? 트럼프의 스마트팩토리 구축 1단계의 중심에 자리하고 있는 것은 스마트 테크놀로지가 적용된 고성능 하드웨어인 TruLaser 5030 Fiber다.

최대 265m/min의 축 이송 속도와 20m/sec²의 포지셔닝 가속도, 최대 8kW의 고출력 레이저를 지원하는 이 고사양 장비는 생산성 극대화를 위한 스마트 테크놀로지와의 결합을 통해 가공 시간은 물론 비가공 시간까지 최소화시킨다.

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TruLaser 5030 Fiber

판재 두께에 따라 100μm, 400μm의 빔 사이즈를 선택적으로 활용하여 후판 가공에서도 8kW의 출력을 온전히 활용할 수 있게 해주는 브라이트라인 파이버 기술, 판재와 노즐 사이를 완전히 밀폐시켜주는 터치 다운 노즐을 활용해 질소 가스를 가공 부위에 집중 분사함으로써 생산성과 가스 소모량을 개선하는 하이스피드 에코 기술, 높은 이송 속도 및 가속도에도 가공 안정성을 보장해주는 헤드 충돌 보호 기술과 포물선 이동이 가능한 헤드 이동 경로 최적화 기술 등이 가공 생산성을 극대화 시킨다. 여기에 재질이나 두께가 각기 다른 다양한 재질도 한 번의 세팅으로 모두 가공할 수 있는 멀티 시트 가공 기술, 프로그램 재작업 없이 쉽고 빠른 추가 생산을 가능케 하는 드롭앤컷 기술, 장비나 빔 상태를 지속적으로 모니터링하여 돌발 상황을 방지함으로써 가동 중단 시간을 최소화하는 스마트 빔 컨트롤 및 컨디션 가이드 기술 등이 비가공 시간을 효과적으로 줄여준다.

TruTops Monitor는 고성능 하드웨어에 더해 공장 내 장비의 효율적 운용을 위한 인사이트를 제공함으로써 1단계 스마트팩토리를 완성시키는 소프트웨어다. 실시간으로 장비를 모니터링하여 고장 상태나 원인을 전송해줄 뿐만 아니라, 원격 제어가 가능해 문제를 쉽고 빠르게 해결할 수도 있다. 축적된 장비 데이터를 분석 및 시각화하여 문제를 예측할 수 있으며, 전체적인 상황 파악이 가능해져 장비 점검 시간도 줄일 수 있다.

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TruTops Monitor를 통해 장비 상태를 모니터링하고 원격으로 제어할 수 있다.

단계 올라갈수록 관리 바운더리 넓어져

조금 더 수준 높은 스마트팩토리 구축을 원한다면 2단계 솔루션을 활용하면 된다. 2단계의 핵심은 공정 자동화와 MES 도입이다. 로딩, 절단, 가공, 언로딩, 스크랩 분류, 제품 분류에 이르는 일련의 공정을 자동화하는 것 은 다품종 소량 생산 체제에서의 생산성 및 유연성 향상, 원가 절감에 특히 효과적이다. 트럼프는 다양한 자동화 솔루션을 지원하고 있지만, 눈길을 끄는 것은 TruLaser Center 7030이라는 신개념 장비다. 2016년에 처음 출시된 이 솔루션 하나로 원자재 투입부터 완제품 출고까지 완전 자동화가 가능하다. 다양한 자동화 솔루션과 레이저 가공 장비가 완벽한 하나의 패키지로 구성되어 있으며, 설치 공간도 기존의 레이저 절단 장비와 비교해 큰 차이가 없다.

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장비와 자동화 시스템이 하나의 패키지로 구성된 TruLaser Center 7030

MES의 경우에는 트럼프가 TruTops Fab을 통해 제조 프로세스 관리를 지원하고 있다. 주문부터 발송, 자체 공정부터 외주 공정까지 전체 제조 공정을 효율적으로 제어 및 관리할 수 있게 해준다. 트럼프는 지난해 독일에서 개최된 BlechExpo에서 TruTops Fab 을 활용한 고객 맞춤형 제품 생산 라인 데모 시연을 진행하기도 했는데, 트럼프 부스를 찾은 고객들은 각자가 원하는 대로 주문한 초콜릿 박스가 제조되고 있는 프로세스 상황을 대시보드로 한눈에 확인하며 출고를 기다리는 흥미로운 경험을 할 수 있었다.

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제조 프로세스 관리를 지원하는 TruTops Fab

완전히 네트워크화된 스마트팩토리를 의미하는 3단계. 생산 공정뿐만 아니라 엔터프라이즈까지 연결의 범위를 넓히는 단계다. 트럼프는 높은 수준의 스마트팩토리 구현을 지원하기 위해 디지털 비즈니스 플랫폼을 제공하는 자회사 AXOOM을 설립하고, 자사의 소프트웨어와 ERP 시스템간 인터페이스를 확충하는 등 다방면으로 노력을 이어가고 있다. 트럼프는 이러한 단계별 솔루션을 바탕으로 트럼프가 생각하는 가장 완벽한 스마트팩토리 ‘트럼프 스마트팩토리 시카고(TRUMPF Smart Factory Chicago)’를 만들었다. 트럼프 스마트팩토리 시카고는 사람, 기계, 자동화 시스템 및 소프트웨어가 지능적으로 협력하는 모습을 고객들이 직접 확인할 수 있도록 체험용 공장으로 만들어졌다.

트럼프 스마트팩토리 시카고의 컨트롤 룸에서는 대형 디스플레이를 통해 실시간으로 공정 상태를 확인할 수 있다.
트럼프 스마트팩토리 시카고의 컨트롤 룸에서는 대형 디스플레이를 통해 실시간으로 공정 상태를 확인할 수 있다.

한국트럼프지엠비에이취 응용기술센터 김동우 이사는 “스마트팩토리는 1단계도 마찬가지지만 2단계, 3단계로 그 수준이 높아질 수록 더욱 고객의 요구사항이 세분화되고, 얼핏 비슷한 상황처럼 보여도 적용할 수 있는 솔루션이 완전히 달라지는 경우가 생긴다. 때문에 보다 완벽하게 고객의 상황을 분석하고 그를 기반으로 한 전문적인 컨설팅 및 서비스가 필요하다”며, “오랜 기간의 기술 축적을 기반으로 하드웨어, 소프트웨어,  그리고 체계화된 컨설팅 및 서비스의 노하우까지 확보하고 있는 트럼프의 솔루션을 통해 판금 공정의 성공적 혁신을 계획해 보길 바란다”고 전했다.

About 김솔 기자

다양한 취재 경험을 살려 여러분께 읽고 싶은 기사, 재미있는 기사 보여 드리겠습니다:)