스마트 팩토리 – 생산 물류의 미래

게시일: 2014년 7월 9일 / 업데이트일: 2021년 9월 28일 – 저자: Konrad Wolfenstein

스마트 팩토리: 공장이나 창고에서 로봇이 운반하는 모습 – 이미지: Xpert.Digital / Andrey Suslov|Shutterstock.com

완전 자동화된 고층 창고, 창고 내부를 독립적으로 이동하는 로봇, 그리고 기술적으로 정교한 컨베이어 시스템까지, 창고 물류에서는 끊임없는 기술 발전이 모든 곳에서 확연히 드러납니다.

그렇다면 산업 가치 창출의 상당 부분이 이루어지는 생산 물류는 어떨까요? 여러 제조업체에 따르면, 이 분야에는 아직 활용되지 않은 잠재력이 상당히 크다고 합니다. 한 가지 접근 방식은 자재 흐름의 지능형 자동화로, 창고에서 작업대 및 생산 현장으로 제품을 더욱 빠르게 이동시키는 데 도움을 줍니다. 바로 이 지점에서 Kardex Remstar와 Servus Intralogistics 두 회사가 ' 스마트 팩토리' 고객사의 내부 생산 물류를 최적화하는 새로운 솔루션을 개발했습니다. 주요 목표는 창고 보관 및 출고를 조립 및 생산과 지능적으로 통합하여 모든 보관, 생산 및 조립 영역 간의 완전 자동화된 자재 흐름을 구현하는 것입니다.

스마트 경로 계획

이 솔루션의 핵심 구성 요소는 Kardex Remstar의 동적 저장 시스템과 Servus Intralogistics의 자율 운송 로봇으로 구성된 특수 운송 시스템입니다. 개별적으로 . 이번에 새롭게 개발된 소프트웨어는 이러한 구성 요소들을 효율적인 통합 솔루션으로 구현합니다.

조립에 필요한 부품들은 카덱스 렘스타(Kardex Remstar)의 수직형 보관 리프트, 회전식 랙 또는 컨테이너 보관 시스템에 공간 효율적으로 보관되며 필요에 따라 꺼내 사용할 수 있습니다. 부품을 꺼낼 때, 서버스(Servus) 운송 시스템은 자동으로 보관소에서 부품을 꺼내 자율 주행 로봇을 이용하여 조립 작업대로 운반합니다. 공정에 따라 사전 조립된 부품들은 품질 관리, 중간 보관, 최종 조립 또는 출하 단계로 이동됩니다. 서버스 운송 시스템은 공장 내 자유로운 경로 설정이 가능하고 기존 건물 구조에 최적으로 적응할 수 있어 특히 유연합니다. 즉, 보관 및 생산 시설 내 바닥부터 천장까지 어느 위치에든 트랙을 설치할 수 있습니다.

이 시스템은 다음과 같은 특징을 가진 고객층을 대상으로 합니다.

• 완제품 또는 반제품을 생산합니다.
• 흐름 생산 공정에 통합됩니다.
• 적시 배송 시스템을 사용합니다.
• 소량 및 중량 배치 생산
• 다양한 부품 및 반제품을 사용하여 작동합니다.

스마트 팩토리 는 자동차나 기계 공학 분야와 같은 제조 산업 고객에게 이상적으로 적합한 솔루션입니다.

고객 요구사항

내부 생산 공정을 간소화하고 시간을 절약하기 위해 부품 및 반제품의 효율적이고 자동화된 운송 원칙은 고객의 요구 사항으로 점점 더 중요해지고 있습니다. 목표는 설정 및 가동 중지 시간을 줄이고 회사 데이터 처리 시스템을 통해 원활한 추적성을 확보하는 최적화된 자재 흐름입니다. 패키지 내 소프트웨어는 보관된 상품의 모든 이동 데이터를 기록하는 데 중요한 역할을 합니다. 이 시스템은 현재 주문에 필요한 부품의 가용성을 파악하고, 예상 수요를 확보하며, 재고 부족을 감지합니다. 요약하자면, 이러한 요구 사항은 다음과 같습니다.

• 저장 및 생산 공간 감소, 이동 거리 단축
• 보관된 물품에 더 빠르게 접근 가능
• 실시간 재고 추적, 창고 관리 및 재입고
• 피킹 정확도 향상
• 생산 및 보관 분야 종사자의 안전과 인체공학적 환경 향상

자세한 과정

조립 후반부에 필요한 부품들은 카덱스 렘스타의 수직형 보관 리프트, 회전식 랙 또는 컨테이너 보관 시스템에 컴팩트하게 보관되어 바닥 공간을 최소한으로 차지하며, 생산 준비 상태로 유지됩니다.

이 과정은 생산 주문서 발행으로 시작되며, 주문서에 따라 필요한 자재가 각 저장 시스템에서 출고됩니다. 대부분의 경우, 이 단계는 고객의 ERP 시스템을 통해 자동으로 시작되고 처리됩니다. 조립 스테이션에 필요한 자재는 일반적으로 다양한 저장 시스템(예: 소형 부품, 고층 저장 시스템, 셔틀 시스템)에서 공급받을 수 있습니다. 단, 주문한 자재가 충분히 확보되어 조립에 필요한 부품을 충분히 제공할 수 있어야 합니다.

바로 이 부분에서 Servus의 운송 로봇이 중요한 역할을 합니다. 이 로봇들은 필요한 작업 단계에 대한 정보를 자동으로 수신하고, 이후의 모든 단계를 독립적으로 수행합니다. Servus 시스템은 중앙 제어 장치가 필요 없으며, 운송 로봇들은 적외선 통신을 통해 다른 운송 로봇 및 작업대와 직접 통신하여 주변 환경에 즉각적으로 반응합니다. 이 정교한 운송 시스템의 핵심은 최대 35kg의 하중을 운반할 수 있는 자율 주행 운송 로봇입니다. 기능, 크기 및 적재 장비에 따라 개별적으로 구성 가능하며, 단순한 골판지 상자나 목재 상자부터 벌크 상품이나 고객 맞춤형 가공품까지 모든 것을 운반할 수 있습니다. 통합된 적재 장비를 통해 보관 랙에서 자율적으로 적재 및 하역 작업을 수행할 수 있습니다.

이 장비는 케이블이나 배선이 필요 없는 지지 프로파일로만 구성된 레일 시스템 위에서 작동합니다. 따라서 트랙 배치에 전혀 제약이 없어 회사의 기존 인프라와 완벽하게 통합할 수 있습니다. 운송 시스템은 상황에 따라 바닥, 작업 높이 또는 공간 절약을 위해 천장에 설치할 수 있습니다. 생산 공정 변경이나 향후 확장에 따른 단기적인 수정도 손쉽게 수용할 수 있습니다.

세 번째 주요 구성 요소는 소위 보조 장치입니다. 이 장치들은 로봇과 통신하고 로봇이 보관 장소, 조립 또는 피킹 스테이션으로 이동하는 데 사용됩니다.

자율 주행 차량이 보조 장치에 접근하면 보조 장치는 자신을 식별하고 시스템 내에서의 위치와 사용 가능한 옵션을 운송 로봇에게 알려줍니다. 그러면 로봇은 자율적으로 진행 방식을 결정합니다. 로봇은 순차적으로 방문하는 개별 작업대와도 같은 방식으로 통신합니다.

적외선을 통한 정보 교환 외에도 전기 신호를 이용한 간소화된 통신도 가능합니다. 이는 정지 및 진행 필요한 경우에 사용할 수 있습니다.

조립 스테이션에서 직원은 여러 로봇이 운반해 준 부품들을 꺼냅니다. 운반된 물품이 담긴 컨테이너와 전자 신호를 수신하면 카트는 원래 위치로 돌아가 필요 없는 물품을 다시 내려놓거나, 물품이 필요한 다음 작업대로 이동합니다. 이러한 방식으로 카트는 끊임없이 움직이며 물품을 운반, 적재 및 하역하므로 조립 작업자는 추가적인 이동 없이 생산에만 집중할 수 있습니다. 결과적으로 시간 절약과 작업장 인체공학적 환경 개선 효과가 크며, 기업은 효율성을 높이는 동시에 직원 건강 증진에도 기여할 수 있습니다.

물론 이 개념은 순수 생산에만 적합한 것은 아닙니다. 조립이 완료된 후 로봇은 완성된 부품을 집어 창고로 운반하거나 품질 관리 또는 주문 처리와 같은 다음 단계로 이동시킬 수도 있습니다.

Servus 시스템의 장점 및 고객 혜택

이러한 시스템에서는 입고, 보관, 주문 피킹 및 출고가 기업이 매우 유연하게 설계할 수 있는 간결한 흐름 프로세스로 통합됩니다. 이는 불필요한 중간 보관을 없애고 처리량을 크게 증가시켜 리드 타임을 단축하고 동시에 생산량을 증대시킵니다. 또한 재공품 재고와 그에 따른 자본 묶임이 줄어들어 비용 절감 효과를 가져옵니다.

그리고 이러한 개념이 생산 물류에 적용될 수 있는 분야는 매우 다양합니다.

• 내부 운송: 셔틀 시스템은 자재 입고부터 완충 창고, 생산, 주문 피킹, 조립을 거쳐 최종적으로 제품 출하까지 모든 내부 운송을 처리합니다. 모든 영역에 단일 시스템을 적용함으로써 불필요한 인터페이스를 없애고 최대한의 유연성을 확보할 수 있습니다.
• 조립: 셔틀 시스템은 수동 작업대와 자동 처리 스테이션에 관련 데이터 및 처리 지침을 공급합니다.
• 주문 피킹: 상품에서 작업자로 직접 전달 , 작업자에서 상품으로 전달 하든, 개별 주문을 순차적으로 처리하든, 여러 주문을 동시에 처리하든, 셔틀 시스템은 자재를 보관 위치에서 작업자 또는 작업대로 직접 운반하고 원하는 위치로 다시 가져옵니다.

종합적으로 볼 때, 스마트 팩토리는 자동화된 프로세스, 간편하고 필요에 맞춘 설치를 포함한 단순한 구조, 그리고 무엇보다 시스템의 높은 확장성 덕분에 제조 산업 기업들이 프로세스를 더욱 최적화하고 내부 효율성을 크게 향상시키는 데 도움을 줄 수 있는 솔루션입니다.