산업 자동화는 이전에 인간 작업자들이 수행했던 산업 작업을 수행하기 위해 로봇 및 센서와 같은 정보 기술과 제어 시스템을 사용합니다. 자동차 및 전자 제품 제조(영문), 제약, 식품/음료 가공 등의 부문에서는 일반적으로 산업 자동화를 사용하여 품질, 생산성 및 안전 조건을 개선합니다.
Ford Motor Company는 1913년에 모델 T 조립 라인을 도입하면서 제조 분야에 산업 자동화를 도입했습니다. 하지만 1968년 General Motors가 PLC(프로그래밍 가능 논리 컨트롤러)를 통합하면서 산업 자동화가 현대화되었습니다. PLC는 프로그래밍된 지침을 이용해 여러 기계를 모니터링하고 제어할 수 있는 기술로, GM에서 자동차 제조에 최초로 사용하였습니다.
이 초기 산업 자동화는 24시간 작업으로 생산성을 높이고 인력의 비용을 낮추는 데 초점을 맞추었습니다. 오늘날의 고급 산업 자동화는 품질을 개선하고 제조를 가능한 한 유연(영문)하고 데이터에 기반한 단계로 만드는 데 추가로 중점을 두고 있습니다. 이러한 산업 자동화 기능의 발전은 기본 자동화부터 Industry 4.0 이상의 최첨단 기술에 이르기까지 자동화 유형의 상승 단계에서 확인할 수 있습니다.
산업 자동화는 초기 투자금이 높지만 시간이 지남에 따라 투자 비용이 상쇄되며 여러 가지 다른 이점을 제공할 수 있습니다.
산업 자동화는 일 년 365일 하루 24시간 내내 공장을 가동할 수 있는 잠재력을 열어줍니다. 자동화된 시스템의 실시간 데이터 분석은 예측적 유지 관리를 통해 생산 병목 현상과 가동 중단 시간을 줄이고 재고를 조절할 수 있습니다.
자동화된 제조는 높은 수준의 일관된 반복성을 제공하며, 품질 검증을 자동화하여 변형을 조기에 포착함으로써 낭비와 재작업을 줄일 수 있습니다.
로봇과 같은 산업 자동화 덕분에 사람들은 위험하고 열악한 작업에서 벗어나 보다 복잡한 작업에 집중할 수 있을 뿐만 아니라 반복 작업으로 인한 스트레스성 상해와 사고를 줄일 수 있습니다.
모니터링 장치는 중앙 집중화된 클라우드 소프트웨어를 통해 산업 자동화 시스템의 모든 단계에서 실시간 데이터를 수집합니다. 이러한 데이터를 분석하면 공급망을 간소화하고 새로운 수익원을 찾아내고 합리적인 의사 결정을 내리는 데 도움이 될 수 있습니다.
로봇 및 기타 자동화된 기계는 조립품 라인에서 변경 사항을 신속하게 다시 프로그래밍할 수 있는 유연성을 제공합니다.
산업 자동화 덕분에 최소한의 인적 감시로 연중무휴 효과적으로 가동될 수 있으므로 산업 자동화에 대한 초기 투자 비용은 시간이 지남에 따라 상쇄됩니다. 또한 최신 제조 자동화의 유지 관리 비용은 비교적 낮은 편입니다.
Viessmann
급성장하는 독일 열 펌프 시장을 지원하기 위해 Viessmann은 생산 증대와 물류 개선을 지원하는 높은 수준의 자동화를 갖춘 스마트 공장을 구축했습니다.
이미지 제공: Viessmann
Porsche
Porsche는 최초의 완전 전기 스포츠카를 제작하기 위해 Autodesk Navisworks의 디지털 공장 플래닝을 사용해 무인 운송 시스템과 같은 산업 자동화를 기반으로 하는 최첨단 제로 임팩트 시설을 구축하여 생산 유연성을 극대화했습니다.
이미지 제공: Dr. Ing. h.c. F. Porsche AG
BLOX
BLOX는 오프사이트 제조 자동화를 적용한 산업화된 시공을 채택해 앨라배마 공장에서 현장 조립에 사용할 병원 구성 유닛을 제작하고 있습니다.
디지털 공장의 자동화된 프로세스와 연결된 데이터가 어떻게 제조 산업의 미래를 정의하여 제품 출시 기간 단축, 예측적 유지 관리, 리소스 추적 및 운영 효율성을 제공하는지 알아보세요.
고도로 디지털화되고 연결된 스마트 공장에 대해 알아보고, 자동화된 시스템과 의사 결정이 최신 제조에 필수적인 이유와 작업을 더 어렵게가 아니라 스마트하게 수행할 수 있게 해주는 소프트웨어에 대해 알아보세요.
이 상세한 인포그래픽은 성공적인 스마트 공장(영문) 전환이 반복적인 프로세스를 자동화하면 부상과 낭비를 야기하는 오류를 줄이고 리소스 사용과 제품 품질을 최적화할 수 있다고 관리자와 경영진을 설득하는 데서 시작되는 이유를 설명합니다.
'스마트한 작업장' 동영상 시리즈는 소규모 공장 작업장이 기계 모니터링, 로봇 및 연결된 디지털 워크플로우와 같은 산업 자동화를 소규모로 통합하고 이를 활용할 수 있는 방법에 대한 다양한 지식을 소개합니다.
연구원들은 더욱 유연하고 제품 변화에 따라 조정할 수 있는 조립품 자동화를 구현하기 위해 CAD 데이터를 사용하여 머신 러닝 로봇 시스템(영문)을 훈련시키고 있습니다.
오토데스크에서 산업 기계 전문가를 대상으로 실시한 설문조사에서는 클라우드로 연결된 소프트웨어의 자동 데이터 교환 기능이 공급업체 및 협력업체로 구성된 네트워크에 어떻게 시스템 전반에 걸친 효율성을 제공할 수 있는지 보여줍니다.
산업 자동화의 예로는 창고나 공장 주변에서 제품과 자재를 운송하기 위해 제작된 자율주행 차량을 들 수 있습니다. 광업 분야에서는 자율주행 또는 반자율주행 트럭, 열차, 드릴 및 기타 기계를 사용하여 안전과 효율성을 높입니다.
대형 산업용 로봇은 주로 제품 조립, 용접, 페인팅, 조립 라인 선택에 사용됩니다. 보다 사용자화 가능한 작업의 경우에는 CNC(Computer Numerical Control) 기계가 제조를 위한 절단, 드릴, 밀링 및 터닝을 자동화합니다.
또 다른 예로는 발전소와 정유소 등의 시설에서 프로세스의 온도, 유량, 압력과 같은 물리적 특성과 화학적 특성을 자동화하는 프로세스 제어 시스템을 들 수 있습니다.
자동화에는 산업 자동화, 고정식 자동화, 유연한 자동화 등 세 가지 유형이 있습니다.
산업 자동화 유형은 정적 조립 라인에서 유연하고 지능적인 통합 시스템으로 발전했습니다.
고정식 자동화는 대량 생산에 사용되는 산업 자동화 유형입니다. 생산 공정을 고정식 자동화로 변경하는 데에는 비용과 시간이 많이 듭니다. 프로그래밍 가능한 자동화는 배치 생산에 가장 적합하며, 상당한 노력을 통해 특정 작업을 변경할 수 있는 전자 제어를 제공합니다.
CNC 기계와 같은 유연한 자동화는 배치 생산과 제품이 다양한 주문형 제조에 사용됩니다. 정밀한 제어 기능을 갖추고 있어 가동 중단 시간이 거의 없이 생산을 사용자화할 수 있습니다. 통합 자동화는 가장 현대적이고 진보된 유형으로, 단일 제어 시스템이 IIoT(영문) 장치 및 클라우드 데이터 분석을 통해 연결된 전체 공장을 모니터링하고 관리합니다.
첨단 제조는 숙련된 인력의 공급 부족으로 인한 기술 격차에 직면해 있습니다. 산업 자동화를 이용하면 숙련된 직원을 더 복잡한 작업에 효과적으로 투입하는 동시에 더 적은 인력으로 더 많은 성과를 달성할 수 있습니다.
산업 자동화는 생산성 향상, 품질 관리 개선, 작업 조건의 안전성 향상, 재구성 가능성, 운영 비용 절감, 지속적인 수집 데이터 흐름을 통한 풍부한 인사이트 확보를 지원하여 기업에 이점을 제공할 수 있습니다.
산업 자동화에는 높은 초기 비용과 설정에 소요되는 시간 등의 단점이 있습니다.
또한 일부 작업 또는 프로세스는 자동화할 수 없거나 자동화하기에 적합한 대상이 아닐 수 있습니다. 기계 자동화는 반복적이고 일관된 작업이 필요한 대량 생산에 이상적입니다. 불규칙적이거나 일관되지 않은 형태의 제품을 제조하거나 상세한 구성이 가능한 소규모 생산 라인을 가동하는 경우 자동화는 최상의 선택이 아닐 수 있습니다.
자동화는 작업자들에게 더욱 안전한 공장 현장을 만들고 숙련된 인력에 대한 필요성을 창출할 수 있지만 일부 일자리를 대체하기도 하며, 이는 피할 수 없는 또 다른 단점입니다.
