일본산업뉴스요약

제조혁신 4.0
보이기 시작한 스마트공장 (상)

독일에서 개최된 「Honover Messe」에서 「Industrie 4.0」이 제창되고 5년. 당초에는 이념으로 선행하는 느낌이었으나, 금년의 하노버에서는 스마트공장이 현실로 모습을 드러내기 시작했다. 목표는 「한 개 생산」. 제품이 자동대차에 올려져 공장 내를 자유롭게 움직이고 돌면서, Mass Customization (개별 대량생산)에 대응한다. 

4월 25일, 회장에서 사람이 몰려 줄의 끝이 보이지 않는 부스를 방문하니, 작은 자동 운전차가 움직이며 돌고 있다. 산업용모터 제조의 SEW 유로 드라이브(Bruchsal)가 「Lean Smart Factory」(낭비가 없는 현명한 공장)이란 이름으로 보여주는 차세대 공장이다.

5인의 작업자가 작업장에서 제품을 조립하고 있다. 그 옆에 제품을 올려 놓은 10대 정도의 「스마트 대차」가 움직이며 돌고 있다. 대차가 목적으로 한 종업원에 가까이 가면, 액정화면에 조립수순이 펼쳐지며 작업을 지시한다. 종업원은 그것을 보고, 지시대로 조립을 한다. 대차는 제품을 받으면 다음 종업원의 장소로 이동한다.

-- 종래에는 설비 고정 --
대차는 네트워크로 연결되어, 실제는 공장이 프로그램하고 있다. 그런데, 보고 있으면 제품이 마치 대차를 운전하고, 생산공정을 골라서 이동하는 듯이 보인다. 마치 자신이 자신을 만들어 나가는 것 같다. SEW는 독일 서남부의 구라벤·노이도루프의 공장에 시스템을 도입하여, 궁극적으로 「한 개 생산」을 목표로 돌진하고 있다.

지금까지의 공장은 대량생산을 전제로 하여, 사람과 설비가 고정되고, 같은 제품을 흘려서 생산효율을 높여 왔다. 그러나 고객의 Needs가 다양화되고, 수요변동이 커진 지금은, 자신이 좋아하는 한 개의 상품을 양산품과 다르지 않은 가격으로 제공하는 것이 요구되고 있다. 말 그대로 Mass Customization 이다.

SEW는 고객으로부터 형태나 기능을 Customize한 모터의 수주를 받으면, 공장에 생산을 지시하고, 공장은 필요한 조립공정을 고려하여, 스마트대차에 지시한다. 대차는 공정을 선택하여 이동하고, 종업원에게 작업해서 받는 흐름이다. 공장은 대차를 통하여 어떠한 제품이 어디까지 조립되고 있는지, 리얼타임으로 관리한다.   

생산능력도 유연하게 변경이 가능하다. 예를 들면 어느 종업원의 앞에서 대차가 행렬을 만들면, 그 공정의 종업원을 늘려서 행렬을 해소한다. 로봇을 탑재한 차도 있어, 단순작업을 반복하는 공정으로 자신이 이동하여, 사람의 작업을 대신한다. 창고나 트럭으로부터 부품과 공구를 운반하는 대차도 있다. 대형 생산관리 소프트웨어 업체, TOYO(東洋) 비즈니스 엔지니어링의 하네다 이사는 「1개 단위로 생산되고, 공장의 부하상황에 따라 유연하게 대응되는 점이 아주 흥미롭다」고 평가한다.

작업자가 움직여서 스페이스를 가로지르면, 가까이 있는 차가 바로 정지한다. 차세대 공장에서는 주로 조립공정에 사람과 로봇의 협동이 추구된다. 용접이나 가공, 도장 등은 많은 제조업에서 로봇에 의한 자동화가 추진되어 있으나, 조립은 아직 솜씨가 뛰어난 사람에게 맡기는 경우가 많다. 충돌을 방지하는 기능을 갖추어, 사람에게 부딪히지 않도록 안전성을 확보했다.

기술담당의 요한·소다 이사는 「4.0 이 처음 제창된 5년 전에는 SF 와 같이 생각했었다」고 기억을 돌이킨다. 그것이 현실이 되어 「코스트 삭감 등의 실용적인 목표로 이어지기 시작했다」. SEW 는 스마트 대차나 제어소프트웨어의 판매에 나설 계획이다.

독일의 대형 로봇업체 KUKA 는 더 앞을 겨냥하고 있다. 자동차공장에서 당연한 벨트 콘베이어를 폐지하고, 생산공정을 「Cell (세포)방식」으로 분해하여, 생산량이나 품목을 유연하게 변경 가능한 Mass Customization 공장의 실현을 목표로 한다. 여기에서도 마치 의사를 가진 것과 같이 움직이는 자동대차가 활약한다.

동사가 「Matrix Production」이라 부르는 새로운 생산방식은, 자동차의 도어 모듈과 같은 대형부품을 상정한다. 우선 공장을 부품창고, 자동대차의 대기장소, 공구 보관장소, 생산공간으로 나눈다. 생산공간은 4~6대의 용접가공과 도장로봇을 4각의 판넬로 둘러싼 셀로 나눈다. 대차는 부품이나 공구를 자신이 픽업하여, 생산공간에 있는 셀을 방문하여, 로봇에게 작업을 지시한다. 작업이 끝나면, 대차는 셀을 떠나, 다음 셀로 이동하거나 공구를 교환하거나 한다.

-- 완전 자동화를 겨냥 --
SEW 에서는 사람과 로봇과 대차가 함께 작업하지만, KUKA 는 대형의 자동차부품으로 완전 자동화한 Customization을 목표로 한다. 현재의 자동차공장에서 일반적인 벨트 콘베이어는 설비와 장소가 고정되고, 품목과 생산량의 변동에 유연하게 대응하기 어려웠다.

KUKA 의 담당자는 「한 개의 공장에서 복수의 제품을 생산할 경우, 스페이스의 이용효율이 현저하게 올라간다. 설비를 조금씩 증강 가능한 이점도 있다」고 강조한다. 도입은 지금부터이지만 「제어 관리하는 소프트웨어의 준비는 다 되었다」.

궁극적인 공장은 팔리는 제품만을 만들 것. Mass Cistomization의 내용을 보면 에코카라도 전기자동차나 하이브리드차, 연료전지차, 소형차로부터 대형차까지, 여러 가지 종류와 크기의 차를 한 개의 자동차공장에서 만들 수 있게 된다. 이것을 양산차 정도의 코스트로 생산하자면, 제품이 현명한 대차에 올려져 자신이 최적인 공정을 선택하여, 작업을 지시하는, SEW나 KUKA가 생각하는 방법이 최적일수도 있다. 
 
  -- 끝 --