기계/조선

YASKAWA전기 기보_2018.03_2018년 기술의 성과 (P1~3)

사업TOPICS
야스카와(安川) 솔루션 팩토리

개요
이루마(入間) 사업소(사이타마 현)에서 정비를 추진한 ‘야스카와 솔루션 팩토리’(이하, 솔루션 팩토리)는 2018년 7월에 준공, 12월에 본격적으로 가동을 시작했다. 해당 공장의 컨셉트는 ‘제조와 비즈니스를 바꾸는 차세대 공장’이다. 공장에서 생산하는 AC 서보 드라이브 Σ-7 시리즈의 생산 스피드와 효율은 기존의 3배를 실현, 리드 타임은 6분의 1로 단축하는 등 비약적인 생산성 향상을 달성했다.

이것들을 실현시킨 것은 반세기 이상 쌓아 온 자동화 기술, 그리고 당사가 2017년애 제창한 솔루션 컨셉트 i³-Mechatronics(아이큐브 매카트로닉스)의 실천이라고 말할 수 있다. 이 컨셉트를 구체화한 솔루션 팩토리를 활동 순서대로 설명하겠다.

-- 자동화에 철저, 물류에 인력 필요 없어 --
우선, 철저한 자동화에 대해 설명하겠다. 각 공정의 자동화는 모션 컨트롤 기술 및 로봇에 의해 당사가 제공해 온 주특기 분야이다. 그러나 중요한 자동차의 포인트는 한가지 공정을 자동화하는 것이 아니라, 공정과 공정을 ‘연결시키는’ 것에 있다. 각 공정을 물리적으로 연결해 데이터를 연결하는 것도 필수이다.

제조 공정을 순서대로 설명하자면, 먼저 공장 측에서 요구하는 부품을 창고로부터 꺼낸다. 공장 부근의 건물에서 컨베이어와 수직반송기로 운반해 공장의 1층(서보모터 생산라인)과 2층(서보앰프 생산라인)으로 가져간다.

부품은 자동반송차(AGV)에 실어 생산 라인에 자동으로 공급된다. 각각의 조립 공정에서 표준화된 규격의 ‘차세대 조립 스테이션’ 중에는 반송장치와 로봇이 연계해 자동으로 조립을 시행한다. 공장 내부의 대부분의 물류는 AGV나 컨베이어가 맡아서 하고 있어 무인 시스템이 되어 있다.

-- 가시화∙데이터 활용 --
다음 포인트인 ‘가시화’와 데이터 활용에 대해 설명하겠다. 수주, 제조, 출하까지의 생산관리 데이터를 연결하는 것은 철저한 자동화 실현을 위한 또 하나의 축이다. 제조 현장은 데이터로 연결되어 설비 및 물류의 상황을 항상 모니터링하고 있다. 공장의 2층에 있는 통합사령실에서는 공장의 작업 상황을 일원적으로 감시하고 있다. 이에 따라 생산 계획의 진행 및 만일의 사태에도 신속히 대응할 수 있다.

제조 공장에 있는 수많은 컴포넌트를 서로 연결시키기 위해서는 데이터 송신이 반드시 필요하다. 차세대 조립 스테이션뿐만 아니라, 기판의 실장 공정에서 사용되고 있는 복수의 제조사 간의 장치에서 데이터가 중단된다면 자동화는 실현되지 않는다. 각 제조사와 협력하면서 시스템을 개발함으로써 데이터 통신이 가능해진 것이다. 생산 계획에서는 제조 실행 시스템(MES)과 함께, 그 상위의 생산계획도 시스템 측에서 실행해 고도 정밀도의 생산계획을 실현하고 있다.

-- YASKAWA Cockpit을 적용, AI 분석으로 고장 예측 --
컨셉트의 실천에서 중요한 것은 디지털 솔루션으로서, i3-Mechatronics 컨셉트인 ‘지능화를 구체화하는 시도이다. 이 컨셉트에는 i3-Mechatronics의 핵심을 담당하는 소프트웨어 툴인 YASKAWA Cockpit을 적용했다. 이에 따라, 데이터 수집부터 해석까지를 일괄적으로 시행하고 있다. 제조 현장의 서보, 인버터, 로봇 등으로부터 수집한 대량의 데이터를 AI 분석 및 빅데이터의 해석을 통해 고장 예측이나 설비의 예방보전에 활용하고 있다.

예를 들어 2층의 유닛의 조립 공정에서는 로봇의 감속기의 고장 예지를 시행하고 있다. 감속기는 마찰로 인해 고장이 나는 경우가 있으나, 당사에서는 로봇의 가동 데이터를 YASKAWA Cockpit으로 수집해 그 데이터를 AI로 분석해 고장 예지 모델을 생성하고 있다. 이 모델을 YASKAWA Cockpit으로 실행함으로써 각 감속기의 마모의 추이를 예측한다. 고장 예상일까지의 남은 일 수는 화면 상으로 확인할 수 있으며 고장 나기 전에 계획적인 유지 보수를 실시해 생산 라인의 돌발적인 정지를 방지하고 있다.

-- 변종 변량 생산은 새로운 가치 --
솔루션 팩토리는 정비 계획을 통해 다양한 기종을 일관 생산하는 것을 목표로 삼았다. 각 공정을 끊김 없이 연결시킴으로써 서보모터도 서보앰프도 일관 생산방식을 실현했다. 변종 변량의 생산이야말로 가장 제조 현장에서 요구하는 자리매김하고 있다.

이루마 사업소에서 생산하고 있는 모션 컨트롤 제품은 국내외의 제조 현장에서 사용되는 기기에 실장 되어 있다. 제조업에 있어서 기기는 설비 투자이며 수요 변동이 일어나기 쉽다. 1964년에 개설한 이리마 사업소에서도 생산의 한산기와 피크기를 반복해 왔다. 또한 공업 제품의 사이클 속도가 빨라진 것도 있어서 짧은 납기의 제품을 원하는 경우도 많아지고 있다. 공장의 신설에 있어서 수요의 변동에 강하고 소량다품종에 대응하는 것이야말로 제조의 흐름에 따르고 있다고 생각한다.

변동 변량 생산을 실현하기 위한 노력으로서 작업 순서의 자동전환’을 사례로 들 수 있다. 사보모터 생산 라인의 본체 조립 공정에서는 사보모터 생산 라인의 본체 조립 공정에서 흘러나오는 기종에 따라 로봇이 자동으로 치구(治具)를 분리해 사용할 수 있는 작업 순서의 자동전환에 의해 수량이 적어도 효율적인 생산이 가능하다

용량이나 전환 사양이 각기 다른 서보모터를 동일한 라인에서 생산해 최소 1대부터 생산을 대응할 수 있게 했다. 많은 제조 현장이 변종 변량 생산의 대응이 요구되고 있으며 솔루션 팩토리에서의 시도는 제품을 판매하는 것에 그치지 않고 디지털 데이터를 활용함으로써 제조에 관한 과제를 총합적으로 해결하는 당사의 새로운 솔루션을 나타내고 있다.

-- 생산 개선의 사이클 --
솔루션 팩토리에서의 실증실험 결과는 제품 개발을 즉시 피드백하고 있다. 그에 따라 제품의 성능을 향상시켜 제품의 진화가 장치성 향상으로 이어지게 된다. 그 장치를 공장에 적용함으로써 생산성이 향상되는 ‘생산 개선의 사이클’이 만들어 지게 된다.

당사의 제품과 솔루션 팩토리의 진화는 고객의 부가가치를 생산라인에 구축하는데 공헌을 하고 있다.

목차
2018년의 기술 성과

1. 권두언
2. 사업 토픽스
3. 기기
- FA 컨트롤러 서보드라이브
- 인버터 드라이브
- 회전기기
4. 로봇 및 관련기기
5. 시스템 전기 제품
- 철강 시스템
- 사회 시스템
- 시스템용 기기
- 일반 기계
6. 연구 개발
7. 기술 논문
- 실연 교시(티칭)에 의한 연마 작업의 로봇화
- 감합(嵌合) 스킬의 획득 기술

 -- 끝 --