제조업의 뉴노멀(New Normal)

미쓰비시전기의 FA시스템사업본부의Digital Manufacturing전도사인 스기야마 하지메 씨는 “제조업은 현재 상황의 변화에 적응하려 하고 있습니다.” 라고 말하고 있습니다.
예를 들어 공장에서는 어떤 식으로 사회적 거리두기를 실현하려고 하고 있을까요?

그 대응책은 사실 많은 사람이 상상하는 것보다 흥미로운 것들입니다. 사회적 거리두기에 대한 긴급대응책은 작업자가 페이스 쉴드나 마스크를 착용하는 것입니다. 실제로 많은 산업에서는 이미 이러한PPE (개인보호구：Personal Protection Equipment)를 사용하고 있었습니다만 그것은 식품이나 약, 또는 클린 룸에서 생산하는 전자기기나 반도체 등과 같은 제품분류에 있어서 위생과 환경의 관점에서 도입된 것입니다. 하지만, 이러한PPE는 모든 산업에 있어서 반드시 바람직한 것은 아닙니다. 예를 들어 고온 다습한 환경에서 작업자가 마스크를 착용하면 열사병에 걸릴 가능성이 높아지기 때문에 작업자의 환경을 올바르게 이해할 필요가 있습니다.

작업자들 사이에 아크릴판 등의 스크린을 설치하는 경우도 있습니다만 이것도 모든 경우에 부합하는 것은 아닙니다. 왜냐하면 공간이나 동작범위의 제약이 발생할 뿐만 아니라 긴급정지장치(E-STOP)나 보고용, 제어용 등 각종 기기에 접근을 방해하게 되거나 작업자의 시야가 좁아질 가능성이 있기 때문입니다.

이러한 개별적인 대응과는 다른 시점에서 대책도 있습니다.
미쓰비시전기의 스기야마 씨는 “많은 제조업에서는 시프트 관리에 의한 감염 대책을 실행하고 있고 공장 내에서의 감염 확대를 막기 위해서 동시에 움직이는 작업자의 수를 줄이는 등과 같은 근무 시프트를 나누고 있습니다.” 라고 설명했습니다. 예를 들어 감염확대방지를 위해서 한 개의 시프트를 중단하는 경우가 발생할 경우 공장 내 소독 후 2번째 혹은 3번째의 시프트가 정상적으로 생산을 계속할 수 있습니다.

그러나 이것은 또 다른 새로운 과제를 불러일으킵니다. 작업자의 수를 줄여 근무 시프트를 나누면 당연한 결과로 생산성이 저하됩니다. 이 과제에 대해서는 어떤 대책을 생각 할 수 있을까요?

협동로봇(Cobot)에 그 역할을 맡긴다.
공장 내의 제조공장을 자동화하는 방법도 있는데, 스기야마 씨는
“광범위한 자동화 솔루션의 구축에는 많은 시간, 예산, 계획이 필요하지만, 많은 제조업에서 신속하고 유연한 가동을 희망하고 있는 이 시기에 이러한 자원이 부족할 가능성이 굉장히 높습니다.” 라고 이야기합니다.

그럼 대체안으로는 무엇이 있을까요? 하나의 해결책으로 『ASSISTA』와 같은 협동로봇을 사용하는 것입니다. 일반적으로는 협동로봇과 같은 장치는 신속하게 도입할 수 있을 뿐만 아니라 안전성의 관점에서 사람과의 공동작업에 적합합니다. 또한 유연성이 높은 다양한 작업을 직감적인 티칭에 의해서 학습시키는 것이 가능합니다. 즉, 로봇공학의 광범위한 전문지식이 필요하지 않습니다. 그리고 가장 중요한 것은 협동로봇은 일반적으로 투자효율이 굉장히 높다는 것입니다.

그리고 미쓰비시전기의 e-F@ctory Alliance파트너의Realtime Robotics에 의한 AI를 활용한 환경관리 소프트웨어를 이용하면 로봇이 작업자나 다른 로봇 등의 장애물을 피해서 동작하도록 실시간으로 이동 경로를 판단하게 되어 로봇의 사전 프로그래밍의 부담을 한층 덜 수 있습니다.

“하나의 대책으로 모든 케이스에 대응할 수 없다는 것은 분명하기 때문에 적절한 사회적 거리두기나 물리적 대책, 그리고 협동 로봇 등과 같은 장치의 활용을 유연하게 조합해 도입하는 것이 뉴노멀입니다.” 라고 스기야마 씨는 말합니다.

리모트 액세스(Remote Access)는 재택근무만이 아니다.
또 하나의 고려해야 할 포인트는 리모트 액세스입니다. 각 공정의 생산라인이 풀 가동되면 기존에는 보이지 않았던 문제가 발생되어 관리의 문제가 발생할지도 모릅니다.

리모트 액세스는 중요한 메리트이지만, 접근하는 대상의 장치가 고도의 정보처리에 대응하지 못하는 경우 액세스할 수 있는 정보량에 한계가 있기 때문에 그 가치는 크게 떨어집니다. 하지만 어느 정도의 자율주행과 진단기능을 갖추고 있는 인텔리전트 자동화 장치를 사용하는 경우는 관리의 문제를 신속하게 해결할 수 있습니다.

여기서 모든 자동화 장치는 ‘인텔리전트’ 하지 않았던 것인가? 라는 의문이 생길 수도 있습니다. 이 의문에 대해서 “기본적인 제품성능, 기능이 비슷할 수는 있지만 모든 제품이 동등하다는 것은 아닙니다.” 라고 스기야마 씨는 말합니다. 예를 들어 미쓰비시전기의 인버터의 경우, 3-wire fan과 같은 간단한 기능은 이러한 시대일수록 그 중요성이 느껴집니다. 이 기능을 통해 냉각 팬의 상태를 진단하고, 인버터의 수명을 연장할 수 있습니다. 또한 최근 제품에서는 부식 및 오염을 검출하는 독자 환경센서가 회로기판 상에 배치되어 있어서 인버터의 하드웨어나 소프트웨어를 개입시켜 통신이나 정보처리, AI를 통합시켜 고도의 유지보수를 제공하고 있습니다.

스기야마씨는 “기술의 진보는 장치 본체의 기능뿐만이 아닌, 운용 수명을 어떻게 관리하는가, 즉 유지보수와 퍼포먼스의 KPI에도 영향을 미치고 있습니다. 이러한 노하우는 장치의 유지보수를 원격으로 실시할 수 있는 경우에 특히 유효하게 활용됩니다.” 라고 설명하고 있습니다.

Industrial IoT나 Industry 4.0등은 이미 몇 년 전부터 화제가 되어있지만, 그 핵심은 네트워크 접속, 데이터의 수집과 분석입니다. 하지만, 공장의 리모트 액세스라고 하면 대규모의 SCADA시스템과 관련 되어있는 부속품의 일괄도입을 연상하기 때문에 도입을 주저하는 경우도 많습니다. 확실히 이러한 포괄적인 시스템은 대량의 데이터 취득, 경고 알림, 분석 혹은 생산이력의 확인에 우수하지만, 앞에서 얘기한 바와 같이 적절한 계획, 도입까지는 시간이 걸립니다.

보다 신속한 해결책으로는 생산현장의 표시기에 원격 접속하여 현장의 표시화면을 재현하거나 무선으로 데이터에 접근하는 것 외에 최근의 경향으로는 엣지 컨트롤러를 이용하는 방법도 있습니다.

결국, 제조업의 뉴노멀은 무엇인가?
스기야마 씨는 다음과 같이 결론을 내고 있습니다.
“실용적인 접근이 중요합니다. 단순히 아크릴판 등의 파티션을 설치하는 것으로 해결되는 경우도 있는가 하면, 협동로봇에 투자가 필요한 경우도 있습니다. 유의해야 하는 것은 유연성, 확장성, 그리고 대책에 따라서 어떤 결과를 가져올 것인가라는 관점이 되겠습니다.”
어쩌면 뉴노멀은 제조현장에 있어서 무엇이 중요한지를 재확인하는 계기일지도 모릅니다.

Industrial IoT나Digital Manufacturing에 대해서 자세히 알고 싶으신 분은 Mitsubishi Electric FA Channel을 참고해주시기 바랍니다.
“Latest Industry IoT trends for everybody”
https://www.youtube.com/watch?v=XxvXqpUZsjY&list=PLz5P-EyPEYH1uKbSRl219l6_ogJp1u82O