일본산업뉴스요약

Nikkei X-TECH_2022.9.8

소니의 ‘장인을 능가하는’ 측정기
정밀 렌즈의 고품질 생산 실현

소니 그룹이 자체 생산기술을 활용해 제품 파워 강화와 비용 절감을 추진하고 있다. 일렉트로닉스 사업 회사인 소니에서는 자체 개발 측정기를 사용함으로써 카메라용 렌즈의 고품질 생산을 실현했다. 요소기술과 생산기술의 양 바퀴로 제품 파워를 강화하고 있다.

-- 자동화로 '장인의 기술'을 뛰어넘었다 --
소니의 디지털 일안 카메라 ‘α(알파)’용 교환 렌즈 브랜드 ‘G 마스터’는 소니가 자랑하는 주력 제품이다. 높은 해상 성능을 보유하며, 2016년 출시 이후 카메라 기자 클럽이 주최하는 '카메라 그랑프리'에서 여러 차례 렌즈상을 수상했다.

후발주자인 소니가 높은 경쟁력을 보유한 배경에는 높은 미세 가공 기술과 더불어 렌즈의 광학 성능을 높이는 자체 광학 측정기술이 있다. 거기에서 얻을 수 있는 데이터를 활용해 각 렌즈의 위치나 거리, 각도를 미세 조정함으로써 광학 수차(초점의 편차 등)를 억제한 것이 크게 공헌했다.

교환 렌즈는 여러 개의 렌즈를 조합해 만들기 때문에 품질을 유지하는 것이 어렵고, 약간의 렌즈 사이의 거리나 각도가 어긋나면 광원의 이미지가 흐려지는 ‘구면수차’나 얼보이는 ‘왜곡수차’ 등의 광학 수차가 발생한다.

따라서 제품별로 오차를 측정하고 조정해야 한다. 소니는 모든 공장에 전용 측정기를 도입해 각종 수치로 타깃을 산출하고, 그에 맞춰 작업자들이 쉽게 렌즈를 조정할 수 있도록 했다.

측정기의 상세한 부분은 비공개이지만 간단하게 개발할 수 있는 것은 아니다. “개개의 부품부터 해석 소프트웨어까지 소니에서 전개했다”라고 담당자는 말한다. 교환 렌즈는 몇 µm(마이크로미터) 정도의 위치가 어긋나도 성능이 저하되는 것으로 알려진 정밀 제품이다.

이전에는 렌즈의 평가에도 한계가 있기 때문에 최종적으로는 숙련자가 ‘장인의 기술’로 미세 조정을 했었다. “그러나 측정기를 자체 개발함으로써 지금까지 도달할 수 없었던 고품질에 도달할 수 있었다”(소니).

숙련자에 의존하지 않는 생산 공정은 생산 거점의 제약을 없애고 누구나 높은 품질의 렌즈를 저렴하게 생산할 수 있다는 이점이 있다. 지금까지는 전문 숙련자가 현장에서 감이나 경험칙에 따라 조정했기 때문에 광학 성능이 사람에게 의존한다는 과제가 있었다. 코로나19 사태가 확산된 2020년 이후에는 생산 현장의 BCP(사업 계속 계획)라는 관점에서도 중요한 한 수가 되었다.

-- 로봇 기술을 자체 개발 --
폭넓은 제품을 전개하는 소니에게 생산기술의 강화는 수익성 개선이나 제품 파워 강화에 필수적인 요소다. 특히 높은 경쟁력이 있는 제품을 세상에 계속 제공하기 위해서는 자체적으로 물건을 만들어내는 것이 중요하다.

어느 정도의 수량을 생산하는 제품에서는 생산공정의 공통화나 자동화, 조달과 생산을 상정한 설계가 필요하다. 생산기술 고도화의 대표적인 예가 소니의 TV 브랜드 ‘BRAVIA(브라비아)’이다.

TV 제품과 전자기기의 국내 생산 거점인 이나자와 사이트(아이치현 이나자와시)에는 BRAVIA의 완전 자동화 라인을 22년 3월에 구축해, 작업자 없이도 제품을 생산할 수 있는 체제를 정비했다. 25개의 공정에 따라 수십 대의 크고 작은 로봇이 분주하게 움직이며 TV를 능숙하게 조립해 나간다.

이들 생산 로봇의 작업 부품(핸드)과 제어 소프트웨어, 그리고 시뮬레이션 기술까지 소니가 자체 제작했다. 소니 생산센터의 우치다(内田) 센터장은 “TV 생산을 완전히 자동화한 사례는 내가 아는 한은 없을 것이다"라고 말한다.

자동화를 통해 생산성은 22%, 로봇의 동작 속도는 37% 개선할 수 있었다. 로봇과 설비 등 곳곳에 설치한 카메라로 가동 상황을 확인하는 등 각각의 로봇을 병행해 효율적으로 가동시키는 장치를 마련했다.

케이블이나 커넥터 등 유연성 있는 부품을 접속하는 것처럼 자동화가 어려운 작업도 인간 뺨치는 재주로 해 나간다. “다양한 기술을 어떻게 작은 로봇 핸드에 담을 것인가가 어려웠다”라고 담당자는 회상했다.

-- 가상공간 상에 생산 라인을 구축 --
생산효율화에는 생산 설계와 생산 현장의 보완 관계가 필수적이다. 라인을 구축할 때, 미래에 재작업이 발생하지 않도록 로봇의 거동이나 설비의 가동 상황을 사전에 툴로 검증하고 설계에 반영하기 위해서다. CAE(컴퓨터에 의한 사전검증)로 가상공간 상에 라인을 본떠 구축하고(디지털 트윈), 움직였을 때 발생하는 문제를 설계에 피드백해서 실제 생산 공정을 원활하게 구축, 가동할 수 있게 된다.

생산 현장에서 나오는 데이터를 실시간으로 수집하고 가시화하는 구조도 있다. 생산할 때의 데이터를 측정해 품질에 영향을 주는 변화가 있으면 즉시 파악해 수정을 하거나 설계를 개량함으로써 품질과 수율(투입대비 양품 비율)을 높여 나간다.

소니에서는 2022년 내에 TV의 생산 자동화율을 50%까지 높이는 목표를 내세운다. 다른 제품에서도 자동화 기술을 수평 전개해 회사 전체의 수익성을 높여가겠다는 의도다.

-- 생산 기술을 회사 전체에 수평 공유 --
코로나19 사태 이후, 생산라인 자동화 니즈가 높아지면서 전 세계에서 디지털 기술 도입이 가속화되고, 완성도 높은 자동화 라인을 조기에 구축할 수 있는 체제가 갖춰졌다.

모델이 되는 생산라인은 해외 거점에 순차적으로 전개해 생산 자동화를 추진해 나간다. 최종 목표는 지역에 따른 실력차를 없애고 ‘언제나’ ‘어디서나’ 제품을 생산할 수 있도록 하는 것이다.

최근에는 수익성 개선을 목적으로, 제품 생산을 자사의 해외 거점이나 외부 기업에 위탁하는 기업도 증가하고 있다. 소니도 자사에서 모든 것을 조달하는 것이 아니라 일부를 전자기기 제조 수탁 서비스(EMS)에 위탁하는 등 상황에 맞게 융통성을 부여하고 있다.

그럼에도 소비자가 만족하는 제품을 계속 제공하기 위해서는 ‘제조 능력’의 강화가 필수이다. 우치다 센터장은 “하드웨어보다 소프트웨어에 중점을 두는 흐름이 있지만 뛰어난 제품을 전달하기 위해 생산기술이 중요하다는 것을 소니 경영층은 이해하고 있다”라고 말했다. “제조에서도 감동을 만들 수 있다”라는 생각으로 제조 파워를 한층 더 강화해 나갈 생각이다.

 -- 끝 --

Copyright © 2020 [Nikkei XTECH] / Nikkei Business Publications, Inc. All rights reserved.