바이오/화학 제조프리카지노 공정모델 실증 사례
한국생산기술연구원은‘2023제조프리카지노플러스사업(R&D연계형)’의일환으로지난해바이오/화학업종을대상으로제조프리카지노의보급과실증을추진했다.
바이오/화학산업은작업효율의향상과작업장의안전성제고를위해프리카지노자동화시스템의도입필요성이높은분야다.바이오/화학공정가운데특히제품조립및포장공정은단순반복작업이많기때문에작업자의근골격계질환을유발하고,열악한작업환경으로작업자들의이직도심한편이다.바이오제품소포장공정은작업자숙련도에따른생산성편차,작업자의부주의등에의한품질편차발생우려가높고,작업자의고임금화와고령화추세에따라인력채용이갈수록어려워지고있다.힘들고위험한작업을프리카지노자동화시스템으로대체하면산업재해를예방하고,균일한생산과품질확보가가능해질것으로기대된다.
한국생산기술연구원은바이오/화학산업의제조프로세스를개선하기위해'2023년제조프리카지노플러스사업'을통해프리카지노자동화시스템도입을적극추진했다.특히지난해에는치과용임플란트업체인오스템임플란트와의료용석션튜브제작업체인인성메디칼의제조프리카지노도입을지원했다.2개기업의실증사례를소개한다.(편집자)
◆바이오/화학제조프리카지노플러스사업실증사례(1)오스템임플란트(수요기업)-피스티스(공급기업)
(과제명)의료기기프리카지노을활용한임플란트앰플조립자동화(과제총괄책임자:이동목수석연구원)
◊참여기업개요
수요기업인오스템임플란트는1997년치과용임플란트제조,판매및치과관리프로그램개발등을위한목적으로설립됐다.국내최고수준의R&D기술력과우수한임플란트품질력을바탕으로국내치과용임플란트시장점유율1위를차지하고있다.지난2021년산업부로부터‘세계일류상품생산기업’에선정됐다.주요생산제품은치아의뿌리역할을하는인공치근임플란트,그리고임플란트위에인공치관(crown)을올리기위한받침대다.
공급기업인피스티스는2013년회사설립이후스마트팩토리자동화설비,프리카지노자동화시스템의자동화IT솔루션개발등사업을추진해왔다.특히치과산업의스마트팩토리자동화설비,프리카지노자동화시스템제작기술,유지보수,소프트웨어개발,산업지능화전문솔루션등기술력을갖추고있으며정밀제어가가능한5축의직교프리카지노을제작해판매하고있다.
◊대상공정의문제점
수작업으로앰플조립작업을할경우앰플얼룩등오염가능성이높아브랜드가치가떨어질수있다.조립수작업시제품혼입,누락등품질불량이발생하고,제품검사소요시간이늘어날수있다.수작업시작업지연,생산량증가에대한가용능력부족으로생산성저하도우려된다.단순반복작업으로인한작업자피로도도꽤높은편이다.
실증사업을통해공정프로세스상병목현상이발생하는수작업공정에표준공정모델을적용해빠른생산성을확보할필요성이높다.또한작업의자동화및표준화를통해수동조립작업의품질문제도해소해야한다는분석이다.프리카지노자동화도입시작업자의공수절감,피로도해소등으로근골격계질환예방및비용절감효과를거둘수있을것으로기대된다.
◊실증사업추진
실증사업을위해오스템임플란트와피스티스는바이오의료기기조립공정(앰플)표준공정모델을적용했다.앰플조립자재의로딩/언로딩/이송공정에프리카지노를도입해작업자보호,품질및생산성향상을기대할수있다.
이번실증사업에선표준공정모델에코팅액도포사양추가에따른투입방식변경및자동주입/검사공정을추가했다.작업순서는자동공급기자재적재→프리카지노자재이송→부자재&픽스쳐조립→캡&이너캡조립→액주입→보틀에자재삽입→C/S캡조립→배출순으로이뤄졌다.
프리카지노자동화시스템은현대로보틱스의6축산업용프리카지노,로보스타직교프리카지노,2핸드그리퍼,턴테이블및조립지그,액주입기,비전검사장치,자재이송장치,캡이송장치,검사장치,제품배출장치,제어기,안전장치등으로구성됐다.이번실증사업을통해오스템은앰플조립공정중픽쳐조립,검사작업을자동화했다.
◊검증결과및기대효과
현장성능검증을실시한결과픽쳐조립,검사,액주입등에필요한각각의장비들이적정하게설치및동작되었다는것을확인했다.
구체적인검증성과는다음과같다.▶(조립공정)픽쳐공급및조립작업관련장치및공정이적정하게이뤄졌음▶(액주입공정)보틀공급및액주입작업이적정하게이뤄졌음▶(검사공정)공급과조립작업의검사를위한시스템이적정하게가동되었음.
지난해10월30일부터11월3일까지프리카지노시스템을시험가동해앰플조립의생산성을분석한결과생산량이1만개로187.7%개선됐다.불량률은0%로100%개선된것으로나타났다.2명의투입인원초기목표를달성해원가절감에도기여한것으로평가됐다.추가적으로애칭수작업의프리카지노자동화,임플란트세척및애칭공정의추가적인프리카지노기반자동화등이필요한것으로평가됐다.
◆바이오/화학제조프리카지노플러스사업실증사례(2)인성메디칼(수요기업)-피스티스(공급기업)
(과제명)의료용석션튜브,컨넥터조립을위한프리카지노자동화시스템(과제총괄책임자:이동목수석연구원)
◊참여기업개요
수요기업인인성메디칼은지난1984년설립됐으며,1993년부터제조를시작해30년이상국내여러대규모병원에석션튜브,수액세트를납품하고있다.2013년대구연구소를설립,다양한연구활동을수행하고있으며,세계적인품질및기술수준을확보하기위해지속적으로신기술및신공법개발을추진하고있다.
이회사가공급하고있는석션튜브는수술시환자에게발생하는분비액을흡인하는제품이다.수액세트는환자에게약물을주입해주는제품이다.
공급기업인피스티스는2013년회사창립이후스마트팩토리자동화설비,프리카지노자동화시스템의자동화IT솔루션개발등사업을추진해왔다.지난2018년스마트공장지원사업공급업체등록을마쳤으며,2020년독자모델직교프리카지노과협동프리카지노을탑재한5축자동화기기를개발했다.클린사업장구축,CE인증,ISO9001인증을받았다.
◊대상공정의문제점
의료용석션튜브생산시모든공정이수작업으로이뤄져품질이일정하지않으며,컨넥터접합및권취작업에들어가는시간이너무오래걸리는문제가있다.또한작업자들이장시간반복적인작업으로근무피로도가높으며,작업자의잦은교체및교대시간인력배치등으로근태관리,숙련자와비숙련자의구분관리등문제가발생했다.이에따라프리카지노자동화의도입필요성이제기됐다.
프리카지노자동화시스템도입으로▲조립자동화를통한생산성증대및품질개선▲생산관리의체계화로시간당업무능률향상▲공정소요시간,불량개선을통한제조원가경쟁력확보▲체계화된공정관리로현장작업자의근무조건향상및고용안정등을기대할수있다.
◊실증사업추진
이번실증사업에는표준공정모델인‘바이오의료기기조립공정(석션튜브)’이적용됐다.작업순서는길이별절단된튜브가쌓여진매거진공급→직교3축프리카지노튜브진공흡착→흡착된튜브확인후튜브그립→튜브이송장치로공급→튜브이송및정위치→프리카지노1,2호기정위치된튜브그립→컨넥터1번접착및조립→컨넥터2번접착및조립→조립완료된튜브배출→권취→밴딩→완제품자동배출순으로이뤄졌다.
프리카지노자동화시스템은현대로보틱스의가반하중7kg의산업용수직다관절프리카지노2대,진공그리퍼,튜브이송롤러,스토퍼,절단기,접착제도포장치,컨넥터공급정렬장치,튜브권취장치,제어및전기장치,안정장치등으로구성됐다.인성메디칼은이번실증사업을통해의료용석션튜브생산공정중컨넥터와튜브의공급및접착작업을자동화했다.
◊검증결과및기대효과
성능검증결과직교프리카지노,진공그리퍼,이송롤러,절단기,접착제도포장치,6축다관절프리카지노,3축직교프리카지노등장비들이적정하게설치및동작되는것을확인했다.
구체적인검증성과는다음과같다.▶(튜브공급/투입공정)매거진에적재된튜브를진공흡착하여자동공급하는2축직교프리카지노,3축직교프리카지노,진공그리퍼등장치및공정이적정하게설치및동작되는것을확인함▶(튜브이송/절단공정)투입된튜브를이송해정위치시킨후길이보정을위한절단작업용가이드롤러,절단기등의장치가적정하게설치및동작되는것을확인함▶(튜브접착제도포/컨넥터조립공정)튜브끝단에접착제를도포후공급받은컨넥터부품을조립하는6축다관절프리카지노,접착제도포장치,볼피더,리니어피더등의장치가적정하게설치및동작되는것을확인함▶(튜브배출/밴딩공정)조립완료된튜브를롤링하여OPP밴딩필름으로고정하는직교프리카지노,그리퍼,튜브롤링장치,OPP밴딩기등의장치가적정하게설치및동작되는것을확인함.
프리카지노시스템도입에따라생산성향상,불량률감소,원가절감등효과를거둘수있을것으로기대된다.올해2월1일부터2월7일까지프리카지노시스템을시험운영한결과생산량은1927개/일(日)로37.6%개선돼초기목표1900개/일대비KPI목표를초과달성했다.불량률은1.95%개선되어초기목표2.0%대비KPI목표를초과달성한것으로나타났다.원가도크게절감했다.프리카지노도입이후기존개당172.4원의인건비투입을개당134원으로줄여초기목표대비KPI목표를달성한것으로나타났다.