'원벳원 1BET1-장비 연계형' 실증 사례
한국생산기술연구원은2023년지능형원벳원 1BET1보급및확산사업의일환으로’제조원벳원 1BET1플러스사업(원벳원 1BET1-장비연계형)‘을추진했다.이사업은제조장비의소량다품종ㆍ고생산성요구등산업의패러다임변화로,제조환경이취약하고원벳원 1BET1활용도가낮은주력산업의수작업공정에원벳원 1BET1-장비연계형표준공정모델을보급및확산하기위한것이다.
주요공정장비와연동이가능한’원벳원 1BET1-장비제조시스템’도입을통해제조현장의디지털전환및지능화를가속화하겠다는목표다.원벳원 1BET1-장비연계형실증사업은다품종소량주문에대응할수있는유연자동화시스템(FMS)을구축할수있도록지원한다.또한제조공정원벳원 1BET1·장비·시스템에내장된모듈·패키지단위산업솔루션제공및신(新)사업화를통해고부가가치서비스산업창출을가능하도록지원할전망이다.한국생산기술연구원은지난해반도체제조용부품가공업체인동원파츠와식품제조업체인장충동왕족발의‘원벳원 1BET1-장비연계형’사업을지원했다.2개기업의실증사례를소개한다.(편집자)
◆원벳원 1BET1-장비연계형사업실증사례(1)동원파츠(수요기업)-건솔루션(공급기업)
(과제명)제조원벳원 1BET1을활용한반도체부품가공공정의자동화
◊참여기업개요
반도체제조용기계및부품가공제조업체동원파츠는1997년창립이후반도체부품을기반으로다양한산업군에제품을공급해왔다.오랫동안축적된경험과기술력을바탕으로,정밀하고까다로운부품을제작할수있는반도체가공회사로자리잡았다.동원파츠는국내에서유일하게재료수급,기계가공,접합(특수접합),후처리(Polishing,Anodizing)등과관련된설비를자체적으로보유하고있다.일괄생산이가능한생산라인과시스템을기반으로,고객들에게우수한품질의제품과납기준수,가격경쟁력을제공하고있다.2022년에대한민국일자리으뜸기업으로선정되기도했다.주요생산품은반도체설비가운데클린설비에주로활용되고있다.
공급기업인건솔루션은지난2011년창립이후제조기술의IT화와융합기술구현에노력해왔으며,원벳원 1BET1시스템및스마트공장솔루션을전문적으로제작,판매하고있다.정밀가공및금형제작등제조산업분야고객들을대상으로ICT기반시스템구축을적극추진하고있다.그동안다수의제조원벳원 1BET1선도보급실증사업과제조원벳원 1BET1플러스실증사업을진행해왔다.
◊대상공정의문제점
동원파츠의주요생산품인반도체부품은다품종소량생산방식으로이뤄진다.작업수행시각소재의세팅을달리해야하기때문에생산준비에많은사전작업이필요하다.작업자의사전준비업무가과도해설비가동률이저하되는문제점이발생한다.또한소재이동이빈번해작업자가설비가동을위해이동시간을상당히할애해야한다.이에따라생산성저하현상이발생한다.소재적재대가생산시설로부터멀리떨어져있어소재분배시교체시간이많이필요하며,현장작업자가자리를비울경우연속생산이불가능하다.따라서작업자의개입없이소재를가공기로이송해연속생산이가능한자동화환경을구축해야할필요성이높다.
◊실증사업추진
이번실증사업에는공작기계-자율이동원벳원 1BET1(AMR)표준공정모델이적용됐다.이표준공정모델의핵심은자율이동원벳원 1BET1운용시기존생산라인이동동선에방해가되지않아야하며,제품에손상을주지말아야한다.가공설비·자율이동원벳원 1BET1·협동원벳원 1BET1·검사기간상호완료신호를바탕으로호출및연계할수있는시스템설계가이뤄져야한다.MCT머신과연동해가공물을’로딩-언로딩-측정하는‘단순반복적인공정으로,표준공정모델공정의핵심성과부합한다고참여기업들은판단했다.
실증사업을진행하기위해선표준공정모델에일부변경이필요했다.이를위해가반하중25kg원벳원 1BET1과AMR을연계해로딩/언로딩등작업을수행했으며,소재위치의정확한포지셔닝을위해3D비전을활용해소재스캔후설비로딩을진행했다.또한원벳원 1BET1에부착된3D비전시스템을활용해소재의유무,소재크기,설비내부지그에소재안착포인트를파악하고,소재로딩후제품에부합하는가공데이터를전송하도록했다.
작업은소재적재→원벳원 1BET1소재로딩→소재설비투입→소재세팅및가공→원벳원 1BET1소재언로딩→원벳원 1BET1소재반전장치에로딩→반전장치소재반전→반전된소재원벳원 1BET1활용설비로딩→소재세팅및가공→소재언로딩및배출순으로이뤄졌다.
실증사업에적용된원벳원 1BET1자동화시스템은두산로보틱스협동원벳원 1BET1과유진원벳원 1BET1의자율이동원벳원 1BET1이다.여기에소재공급장치,그리퍼,3D비전,프로브(Probe),제어및전기장치,안전장치등이설치됐다.
◊검증목표및기대효과
이번실증사업을통해동원파츠는▲소재세팅및측정자동화로생산효율증대▲검사공정시휴먼에러로인한불량률감소및생산시간개선▲작업자의불필요한동선을줄여,작업자노동환경개선▲노동환경개선을통한작업자피로도감소로안전사고및근골격계질환예방등효과를기대할수있다.
참여기관들은이번실증사업을통해핵심성과지표(KPI)의개선을꾀하고있다.먼저협동원벳원 1BET1과측정기를활용해수작업세팅시간을줄이고,AMR을이용해공정이동을자동화해생산량을월400개에서800개로개선할계획이다.또한수작업세팅시발생하던세팅편차를프로브로검증해불량발생을줄이고가공완료후기상측정을통해장비위에서품질을재검증하겠다는목표다.이를통해제품불량률을4.6%에서3%까지낮추겠다는목표다.
◆원벳원 1BET1-장비연계형사업실증사례(2)장충동왕족발(수요기업)-디시스(공급기업)
(과제명)델타원벳원 1BET1을활용한블록식재료분류조합소포장(밀키트)원벳원 1BET1자동화
◊참여기업소개
육류가공및저장처리업체인장충동왕족발은1986년창업이후100개의체인점과4만여곳의편의점및대형마트에밀키트를납품하고있다.최첨단설비를갖추고청결한환경에서최고의품질과맛을지닌제품을생산하기위해HACCP(식품위해요소중점관리기준)인증을획득했으며,우수한원료엄선과신선한국내산무ㆍ배추와국내산천일염을사용함으로써좋은제품을생산하기위해노력하고있다.주요생산품은장충동찰순대,쫄깃한편육등이다.
공급기업인㈜디시스는2020년9월회사창립이후4년동안델타원벳원 1BET1및물류자동화장비를제조및공급해왔다.식·음료물류자동화라인에다양한형태의장비를공급한실적을갖고있다.그동안축적한개발능력을바탕으로,물류자동화및원벳원 1BET1사업진출을모색하고있다.스마트팩토리자동화설비,원벳원 1BET1자동화시스템,정밀측정설비제작기술,유지보수,소프트웨어개발,산업지능화전문솔루션등분야에서기술력을갖추고있으며고객서비스역량강화에힘쓰고있다.원벳원 1BET1을자체적으로개발및제조하면서동시에SI엔지니어링능력을갖춰다양한분야의고객니즈를충족할수있다는점을강점으로내세우고있다.
◊대상공정의문제점
장충동왕족발의밀키트제조공정은노동집약적특성을지니고있다.한정된작업자가밀키트블록식재료투입,정렬,슬리브포장,슬리브박스제작및슬리브박스적재등을수작업으로진행하고있다.대부분작업을수작업에의존하고,작업속도가빠르기때문에근로자의작업피로도가높다.특히외포장과적재공정에서위험성을유발할우려가있다.작업공간이협소하고동선이불규칙해다수의작업자를투입하기힘들다는문제점도안고있다.수작업에따라이전공정과의생산수율이맞지않아생산지연이발생하여작업효율이떨어진다.밀키트품목별로포장방식이상이해작업간연속성도떨어진다.작업현장이도심외곽지역에위치해인력유출시인력확보에어려움이있다.
◊실증사업추진
이번실증사업에는표준공정모델인’(식음료)블록식재료분류조합소포장공정‘이적용됐다.여러개의조리(소스와고기)상태포장을한박스안에넣는형태로,블록식재료를완제품형태로만들기위해선인력에의한직접투입공정을델타원벳원 1BET1중심공정으로대체하고,픽앤플레이스(PICK&PLACE),비전형상서치등AI영상판단기술을융합해자동배치가가능한'원벳원 1BET1+장비통합자동화공정'을구축하는것이다.
작업공정은호퍼피더공급기를이용한블록식재료공급→식재료투입A/B라인벨트컨베이어비전설치→식재료A/B라인이송→용기투입기를통한용기공급→AI비전을통해식재료A/B인식후분류→델타원벳원 1BET1을이용한블록식재료합포장→어태치컨베이어(ATTACHCONVEYOR)이송→트레이슬리브(TRAYSLEEVE)포장기투입→트레이슬리브(TRAYSLEEVE)를통한1차소포장완료→델타원벳원 1BET1을이용한외포장완료→팔렛타이징(외포장적재및배출)등순으로이뤄진다.
원벳원 1BET1시스템은㈜디시스의델타원벳원 1BET1을비롯해그리퍼,호퍼피더(자동투입시스템),용기투입기,이송장치,배출장치,머신비전시스템,트레이슬리브포장기,전장제어등으로구성돼있다.원벳원 1BET1시스템도입을통해블록식재료분류조합소포장(밀키트)원벳원 1BET1자동화중원료전처리및고형물충진,구성품합포장등의작업에서블록식재료소포장(합포장)작업을자동화했다.
◊검증결과및기대효과
장충동왕족발은제조원벳원 1BET1도입으로공정균등화,스마트팩토리구현에따른대량시스템구축,위험요소경감에따른안전사고예방,실시간현장파악및수율관리,원가경쟁력확보등효과를거둘수있을것으로기대하고있다.
올해초현장성능검증결과델타원벳원 1BET1및툴,용기투입기,호퍼피더등각장비가적정하게설치및동작되고있다는것을확인했다.
구체적인검증성과는다음과같다.▶(원료전처리공정)작업자가세절된원료를픽업후가열처리투입공급장치에적재하는작업관련장치및공정이적정하게설비됨을확인함▶(가열처리공정)1차세절된원료를가열처리하는작업이적정하게운전됨을확인함▶(고형물충진공정)세절및가열처리된원료를다수작업자들이고형물충진하는작업이적정하게운전됨을확인함▶(금속검출공정)자동충진된파우치금속검출하는작업이적정하게운전됨을확인함▶(구성품합포장공정)냉장식품구성품수동파우치합포장하는작업관련장치및공정이적정하게설비됨을확인함▶(구성품실링공정)합포장된파우치수동실링하는작업관련장치및공정이적정하게운전됨을확인함▶(소스&고기이송공정)소스&고기소포장(합포장)물류이송하는작업관련장치및공정이적정하게운전됨을확인함▶(호퍼피더(합포장투입)공정)소스&고기소포장(합포장)공정투입하는작업관련장치및공정이적정하게운전됨을확인함▶(합포장투입공정)소스&고기소포장(합포장)공정투입하는작업관련장치및공정이적정하게설비됨을확인함▶(합포장공정)델타원벳원 1BET1으로비전인식및픽앤플레이스작업관련장치및공정이적정하게운전됨을확인함▶(슬리브포장공정)합포장용기슬리브포장하는작업관련장치및공정이적정하게설비됨을확인함▶(배출공정)슬리브포장이송및인케이싱완료박스팔레타이징하는작업관련장치및공정이적정하게설비됨을확인함.
원벳원 1BET1시스템도입에따라생산성향상,불량률감소,원가절감등효과를거둘수있을것으로기대된다.KPI근거자료를확인한결과생산량은시간당1500개로25%개선되었으며불량률은0.09%로70.0%개선됐다.원벳원 1BET1도입이전과이후,원가자료확인결과초기원가절감목표를달성한것으로나타났다.