산업 현장의 MiR 자율 주행 로봇

 

미국의 사출 성형 부품 공급자인 Metro Plastics는 생산 과정에서 변형이 많은 소량 생산을 특징으로 한다. 이 업체는 플라스틱 업계들 간의 경쟁에서 효율적으로 제어하고 성공적으로 대응하기 위해 자율 주행 로봇을 이용한 자동화를 추진하였다.

마르크 섹스톤(Marc Sexton): Mobile Industrial Robots ApSDach/Benelux 세일즈 디렉터

플라스틱 가공 분야의 제조사들은 최근 다양한 도전 과제에 직면해 있다. 변화하는 원자재 가격, 숙련 인력 부족, 갈수록 심해지는 전 세계적 경쟁 속에서 기업들은 이를 해결하기 위해 생산 프로세스를 새롭게 구성해야 한다. Metro Plastics도 마찬가지이다. 이 업체는 1974년부터 자동차 산업, 엔터테인먼트 전자 제품, 의료 기술, 가전 분야 고객들에게 사출 성형 분야에서 서비스를 제공하고 있다. 미국 인디애나폴리스 북쪽 노블스빌에 위치한 공장은 126명의 직원들이 부분적으로는 불과 2일 반 만에 주문을 처리하고 높은 수준의 자동화에 의존하고 있다.

하지만 과거에는 이 짧은 생산 시간으로 인해 높은 품질 요건과 상충되는 경우가 많았다. 제품이 사출 성형기에 적재되는 동안 품질 점검을 할 시간이 부족했다. 한창 바쁜 시간에는 부품 상자와 팔레트에 걸려 넘어질 수도 있었고, 지게차는 안전에 심각한 요소가 되었다. 시간이 지나면서 Metro Plastics는 인력 부족뿐만 아니라 부분적으로 제조 현장에서 창고로 상품을 운반하는 것이 방해된다는 것을 인식하게 되었고, 혁신적인 새로운 운반 시스템으로 프로세스를 최적화해야 했다.  

90년대에 Metro Plastics의 최초 설립자는 바닥에 연결된 사내 운반 시스템을 사용하는 것에 깊은 우려를 나타냈다고 현재 사장인 아들 켄 한이 설명하였다. 설치에 비용과 시간이 많이 들어 결국 이 프로젝트는 실현되지 않았다. 하지만 새로운 사옥을 건축하면서, 이 문제가 다시 대두되었다. „처음에는 적합한 솔루션을 찾지 못했습니다. 공장에 적용하기 위한 비용이 너무 많이 들었습니다.“ 그런 와중에 MiR(Mobile Industrial Robots)의 자율 이동 로봇을 발견하고 이사회는 크게 반색하였다. „로봇이 완전히 독립적으로 움직일 수 있지만 다른 솔루션에 비해 비용이 절반이었습니다. 이 로봇은 콘크리트 바닥에 케이블을 매설할 필요가 없고 마그네틱 가이드도 필요하지 않았습니다. 우리는 곧바로 MiR로 결정을 내릴 수 있었습니다.“

사출 성형 후 바로 검사와 창고로

Metro Plastics는 그 이후로 사내 물류 시스템에 지능적인 MiR200 로봇을 계속 사용하고 있다. 극한 하중에 따라 명칭이 붙은 이 운반 로봇은 사출 성형 후 완제품을 창고로 옮기기도 하고, 그곳에서 품질 점검을 위해, 역량을 100% 활용하여 제조 공장의 24개 사출 성형기 사이를 차례대로 왕래한다. 로봇은 작업자가 완성 부품을 로딩할 수 있도록 각 기계마다 30초 정도 멈춰 선다. 현장의 큰 모니터는 로봇이 현재 어디에 있고 다음에 정지할 지점이 어디인지 보여준다. MiR 테크놀로지 인터페이스가 이런 트래킹을 가능하게 한다. 인터페이스를 통해 Metro Plastics는 MiR200을 회사 자체의 웹 기반 소프트웨어 Metro Connect에 통합하였다.

컨트롤만큼 간단한 공장 맵핑

MiR 자율 주행 로봇의 로봇은 스마트폰과 태블릿을 통해 간단하게 조작할 수 있다.

작업 첫날 프로젝트 코디네이터인 엠마 모리스는 이 새로운 로봇에 대해 깊은 우려를 나타냈었다. „우리는 이동식 로봇이 도착한 직후 공장을 맵핑 했습니다. 이 작업은 로봇 제어만큼이나 놀라울 정도로 간단하게 진행되었습니다.“ 엠마 모리스는 몇 시간 만에 전체 셋업과 첫 번째 작업을 프로그래밍 할 수 있었다. 매일의 작업에서 MiR 로봇의 직관적인 웹 기반 사용자 인터페이스는 아이들 장난감처럼 쉬운 핸들링을 보장한다. 작업자는 WLAN 인터페이스를 통해 각각의 사출 성형기에 부착되어 있는 태블릿으로 이동 로봇을 조종한다. 직원들은 이런 식으로 완성한 제품을 필요에 따라 품질 검사 스테이션으로 보내기 위해 개별적으로 로봇을 불러올 수 있다.

MiR 로봇은 현재, 이 업체의 생산 시간을 기준으로 주 5일 하루에 6시간 4교대로 작업한다. 이 로봇 덕분에 자재 흐름이 마찰 없이 진행할 수 있었다. 이런 긍정적인 결과는 전체 작동 프로세스에서 체감할 수 있었다. 생산 현장의 무질서와 혼잡한 통행은 이제 옛말이 되었다. 민첩하고 유연한 로봇이 지게차를 이용 상품 운반을 완벽하게 대체했기 때문이다. MiR200은 센서 기술과 안전 알고리즘을 통해 감독 없이 자신의 주변 상황에 바로 대응한다. 갑자기 나타나는 장애물을 안전하게 비껴가고 필요한 경우 바로 정지할 수 있다. 이전에는 지게차가 팔레트나 상자 주변을 왕래할 때에 공장 안에서 걸어 다니면서 음악을 듣거나 전화 통화를 하는 작업자를 보면 안전이 우려되었다고 한다. 이동 로봇의 자율적인 기동성은 로봇을 매일 사용하면서 생기는 걱정을 날려 버렸다. 켄 한은 장기적으로 보험료를 낮출 수 있을 것이라고 언급하기도 하였다.

           Metro Plastics의 품질 검사 담당자인 팔리치아 루데부쉬도 만족스러운 경험을 들려주었다. „MiR 로봇은 30분마다 사출 성형 부품을 검사하도록 가져다줍니다. 우리는 제품이 완성된 직후에 바로 검사를 시행할 수 있습니다. 어떠한 결함이라도 발생하는 즉시 대응할 수 있습니다.“ 이동 로봇은 이런 식으로 불량을 낮추는 데에 결정적으로 기여하였다. 이전에는 공장에 있는 모든 상자를 검사하기에는 시간이 많이 걸렸기 때문에 표본 추출 방식으로 품질을 점검했었다. MiR 로봇을 이용하여 제품이 계속해서 제공되면서 품질 검사자들은 모든 상자들을 검사할 수 있었다. 제품 품질 개선은 자동화의 예상치 못한 장점이라고 켄 한은 강조하였다.

이 프로젝트가 가져온 또 다른 긍정적인 측면은 직원들에 대한 인체 공학적인 개선이다. 지금까지 상자의 검사 및 운반은 작업자들이나 품질 검사자 모두에게 부담이 되었다.

자율 주행 로봇이 작업장의 인체 공학을 최적화한다

Metro Plastics에서 MiR200은 직원들에게서 인체 공학적으로 작업 부담을 덜어준다. 직원들은 이제 무거운 상자를 운반하는 것보다 가치 있는 작업에 전념할 수 있다.

루데부쉬는 지속적으로 상자를 보기 위해 몸을 숙여야 했기 때문에 늘 허리 통증에 시달려야 했다. 이 이동 로봇이 작업자의 인체 공학을 최적화하는 데에 도움이 되었다. Metro Plastics는 이를 위해 테이블 높이의 부착 모듈을 로봇에 장착하여 직원들은 이제 상자를 로봇에 놓거나 로봇에서 내리기 위해 몸을 숙이지 않아도 된다. MiR 로봇의 유연한 적응력은 이 업체에 새로운 응용 시나리오를 고려하게 하였다. 조작자가 없는 경우 각 사출 성형기의 전동식 컨베이어 벨트를 이용하여 제품을 바로 자율 주행 로봇으로 운반할 수 있게 하는 것이다. 이러한 개선 사항은 곧 시도할 계획이다.

„우리는 지속 가능한 솔루션에 투자하려고 합니다. 우리는 혁신적인 MiR 로봇 때문에 매우 자랑스러워하고 있습니다. 당사 고객들도 자신들의 제품 제조에 최신식 프로세스와 기술을 사용한다는 점에 매우 고무되어 있습니다.“(켄 한 대표) Metro Plastics은 MiR 자율 주행 로봇을 이용하여 플라스틱 업계에서 경쟁력과 혁신적 리더로서의 견고한 입지를 강화하고 있다.