일본산업뉴스요약

지멘스, 자사 공장에 ‘4.0’도입으로 성과
'디지털 트윈' 활용, 엣지AI를 사용하여 기판 검사 합리화

전기∙엔지니어링 기업인 독일 지멘스가 자사의 최첨단 디지털 공장에 ‘인더스트리 4.0’ 관련 자사 시스템을 다수 도입하여 다품종 플렉시블 생산, 불량률 저감, 생산성 향상과 같은 성과를 올리고 있다. 활용하는 것은 IoT(사물인터넷) 기반 소프트나 디지털 모델에 의한 실시간 시뮬레이션 등이다. 최근에는 설비(엣지) 측에서 인공지능(AI)이 데이터 분석을 실시하여 프린트 기판 제조에서 X선 검사의 수고를 줄이는 방법도 실용화하고 있다.

지멘스의 최첨단 공장은 바이에른주의 암베르크 공장이다. 이곳의 일렉트로닉스공장(EWA)에서는 산업용 전자∙제어기기 ‘SIMATIC’시리즈의 분산형 I/O(입출력)시스템, 프로그래머블 로직 컨트롤러(PLC) 등을 제조한다.

1991년의 가동 이래로 건물 면적 1만㎡, 종업원 1,200명이라는 공장의 규모는 거의 변하지 않으면서 생산성은 91년 당시의 13배 이상으로 향상되었다. 양품률(수율) 99.999%를 달성하였다. 하루에 평균 120종류 이상, 1초당 거의 제품 1개를 제조하는 고속 플렉시블 생산도 가능하다고 한다.

이를 지원하는 것이 디지털 팩토리용 하드웨어와 소프트웨어 제품이다. 자사의 3차원 CAD나 전자회로 CAD로 설계한 제품 및 생산시스템의 디지털 모델인 ‘디지털 트윈’을 바탕으로 다양한 시뮬레이션을 실시한다. 실제로 만들 수 있는 제품이나 제조 공정의 데이터를 피드백하여 제품∙공정의 오류 예측이나 개선에도 도움이 된다. 제품설계, 생산계획, 생산엔지니어링, 생산 실행, 서비스의 모든 공정은 클라우드 베이스의 IoT 기반 소프트 ‘마인드스피어’에서 통합적으로 관리된다.

또한 AI 알고리즘을 탑재한 엣지 디바이스를 사용하여 공정의 보틀넥이 되는 프린트 기판의 X선 검사를 합리화한다. 납땜된 기판의 이미지 패턴을 분석하여 양품으로 판단되지 않는 것만 X선 검사를 한다. 이를 통해 검사 자체를 약 30% 줄였다. 패턴 분석을 반복할수록 알고리즘이 똑똑해져서 판정 정밀도가 향상된다고 한다.

암베르크 공장은 디지털 팩토리 제품을 생산함과 동시에 최첨단 제품을 현장에 적용하는 실험장의 얼굴도 같이 갖고 있다. 지멘스에서 FA사업을 통괄하는 디지털 팩토리 FA유닛의 랄프미하엘 프랑케 CEO는 “앞으로도 5G를 비롯하여 신기술을 암베르크 공장에 도입해 나갈 계획이지만 5년 후에도 1,200명의 인원을 유지한다. 디지털 팩토리는 종업원이 공장에서 일하기 위한 보다 좋은 환경을 지원하는 시스템이기도 하다”라고 말하고 있다.

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