판금 업체의 자동화 그리고 전제 조건

독일 판금 가공 업체들은 생산 자동화에서 어디쯤 왔을까? MM은 이 부분에서 기준과 재료 그리고 자동화 한계에 대해 해당 업계들에게 질문하였고, 업계 전문가들이 추천하는 바를 취합하였다.

슈테파네 이타세(Stéphane Itasse)

핵심 내용

  • 판재 가공 업체들이 자동화에 투자해야 하는 이유는 숙련 인력 부족과 높은 효율성이다.
  • 자동화가 이익이 되느냐 그렇지 않으냐는 회사의 크기보다는 부품 스펙트럼에 달려 있다.
  • 부품 형상이 복잡하고 가공하기 어려운 재료는 인력을 배치하여 가공해야 한다.
“사람이 로봇보다 훨씬 유연하고 다방면으로 능력이 있습니다. 장애 발생 시 이에 대응하기 위해서는 사람이 있어야 합니다.” 만프레드 쿠스마울, Trumpf 자동화 책임자

판금 가공 업체들은 왜 자동화에 투자해야 하는가? 그 이유에 대한 전문가들의 의견은 대부분 숙련 인력 부족으로 일치한다. “모두들 어려운 가운데 있지만 가치를 만들어 자동화에 투자해야 합니다. 숙련 인력 부족에 대처할 뿐만 아니라 경쟁력을 유지할 수 있습니다.”(악셀 빌룬, Amada 펀칭 및 레이저 기술 제품 매니저) 자동화를 완성하면 한 사람이 서너 대의 기계를 한 번에 관리할 수 있다. Trumpf 자동화 책임자인 만프레드 쿠스마울은 또 다른 장점을 다음과 같이 언급하였다. “이제 기업은 비용 압박과 인력 부족은 물론 사내 물류를 최적화해야 합니다 이를 위해 자동화를 우선적으로 실현해야 합니다.”

또 다른 이유는 기존 기계의 생산성 향상이다. “늘어나는 배출량을 따라잡을 수 없어 작업자의 부담을 덜기 위해서라도 투자해야 합니다. 스마트 팩토리는 질서 정연한 자재 흐름이 필수입니다. 소프트웨어가 어떤 부품이 어느 제조 단계에 있는지 잘 보여주기 때문에 이제 부품이 없어지거나 자재가 잘못 배치되는 일은 없습니다.”(만프레드 쿠스마울)

자동화로 인한 재현성 및 품질

Bystronic 솔루션 센터 헤드인 토마스 되리히는 자사 고객들이 판금 부품을 빠르고 유연하며 가격 경쟁력이 있는 공급과 재현 가능한 지속적인 품질에 직면했다는 것을 잘 알고 있다. “이 두 과제를 위해 저 인력과 무인화 생산에 이르는 프로세스를 최적화하는 것이 중요한 동력입니다. 월등하면서 일정한 품질은 오늘날 시장에서 결정적으로 작용합니다. 높은 수준의 자동화로 저 인력 또는 무인화 생산이 결정적 차이를 만듭니다.”(토마스 되리히)

LVD의 그룹 마케팅 매니저인 매튜 파울레스도 효율성과 최적화된 프로세스를 가장 중요한 요소로 들었다. “이 모든 것의 동기는 주문에서 결제까지 이르는 프로세스를 가속화하는 것입니다.” 자동화가 효율성에 있어서 항상 이익이고 작업 처리를 가속화한다는 것이다.

“무인화 작업에서 부품이 걸린다면 모든 것이 엉망이 될 수 있습니다.” 미하엘 로저, Boschert 판매 매니저

Boschert 판매 매니저 미하엘 로저는 기계 가동률을 높이는 것도 중요한 요소로 보았다. “야간 근무조를 대신하여 무인화로 운영하기를 기대합니다.” 무인화를 통해 동일한 노동력으로 기계에서 산출량을 더 끌어올릴 수 있다.

“하지만 부품을 간단히 가려낼 수 있어야 가능합니다. 무인화 작업에서 부품이 걸리게 되면 모든 것이 엉망이 될 수 있습니다. 너무 작거나 너무 큰 부품도 문제가 됩니다. 정확하게 평가하려면 많은 경험이 필요합니다.”(미하엘 로저) 부품이 간단하여 야간에 무인으로 작동할 수 있는 경우 한 번 더 경쟁적 기회를 갖게 된다. “우리는 간단한 부품 가공 시 지원 인력만 투입하여 야간작업을 할 것을 권장합니다.”(미하엘 로저)

부품이 완전히 결정적인 역할을 한다

악셀 빌룬은 “강력한 자동화가 이익이 될지 그렇지 않을지는 부품에 따른 영향이 있습니다.”라며 그것은 자동화가 회사 크기에 따라 좌우되는 것은 아니라고 설명한다. “우리 고객사 중에는 직원이 5 ~ 10명이지만 높은 수준의 자동화를 운영하는 업체가 있습니다.” 그런 방식으로 자동화는 인건비를 낮추고 높은 기계 가동률을 보장한다. “이와 같은 운영 방법은 비용 산정에 여유가 없을 경우, 더욱 중요할 수 있습니다.”(악셀 빌룬)

“소규모 업체들이 큰 회사들 특히 대규모 위탁 제조업체들보다 자동화에 쉽게 접근할 수 있습니다. 소규모 업체들은 경영주가 직접 결정을 내릴 수 있기 때문입니다. 대기업들은 비즈니스 플랜을 세우고 이에 대해 많은 것들을 계산해야 하기 때문에 결론을 내리기가 쉽지 않습니다.”(만프레드 쿠스마울)

하지만 이를 위해 일정한 전제 조건들이 선행되어야 한다. 업체는 적어도 2교대를 운영할 역량이 되어야 한다. 만프레드 쿠스마울에 따르면 근무조가 하나인 경우에는 자동화 시스템이 큰 이익이 되지 않는다고 설명한다. 그리고 회사가 성장하고자 하는 의지가 있어야 한다고 한다. 자동화된 시스템의 역량이 크기 때문이다. 마지막으로 적절한 공간도 있거나 아니면 그러한 공간을 만들어야 한다.

“작업 현장 조직이 엉망이면 효율성이 크게 저하될 수 있습니다.” 매튜 파울레스, LVD 그룹 마케팅 매니저

자동화를 진행하기 전에는 많은 숙제를 해야 한다. “저 인력 생산 또는 무인화 생산까지 자동화 제조를 위한 기본 전제 조건은 개별 프로세스 단계를 완전히 파악하는 것입니다.”(토마스 되리히) 여기에는 연속적이며 자동화된 프로세스 모니터링이 포함된다. 토마스 되리히의 설명에 따르면 반복적인 작업이 저 인력 또는 무인화 생산을 시작하기에 적합하다고 한다. 새로운 소프트웨어와 기계들이 최종적으로 자동화된 낱개 흐름 생산(one-piece flow)으로 가는 길을 이끌어 줄 것이다. LVD는 생산 레이아웃을 주의 깊게 보았다. “작업 현장의 조직이 엉망이면 효율성이 크게 저하될 수 있습니다. 자동화 과정 중에는 생산 요건을 바탕으로 시스템 구성을 결정해야 합니다.”(매튜 파울레스)

“자동화된 새로운 판금 가공은 새로운 기계와 해당 소프트웨어로 구성되며, 그로 인해 완전히 새로운 생산 프로세스가 도입됩니다.”(토마스 되리히) 따라서 생산 지원을 포함하여 프로젝트 단계에서 변경 관리, 교육 및 고객 관리가 매우 중요하다.

“자동화 생산은 약간 다르게 생각해야 합니다.”(악셀 빌룬) 그는 선반 서포트를 예로 들어 설명하였다. 해당 선반 서포트는 예비 절단이 필요하여 그 형성을 자동으로 추출하기가 매우 어려웠다. Amada는 이러한 측면에서 진자 운동을 하는 레이저 빔을 적용한 레이저 기계 Ventis를 개발하였다. 진자 운동을 하는 빔은 폭이 넓어 형상 추출이 용이하다. “이는 익숙해져야 하는 일상입니다.”(악셀 빌룬)

기계 이외의 다른 요소에도 주의를 기울여야 한다. 레이저 절단은 재료 품질도 매우 중요하다. “재료에 녹이 슬어 붉게 변한 산화층은 재료의 일관성이 떨어져, 레이저로 가정 중 일정한 절단이 어렵습니다.”(악셀 빌룬)

자재 품질 불량은 자동화에 제동을 걸 수 있다

“저인력 또는 무인화 생산은 높은 수준의 자동화로 이어져 결정적 차이를 만들 수 있습니다.” 토마스 되리히, Bystronic 솔루션 센터 헤드

매튜 파울레스는 무인화로 시스템을 가동하려면 판금 품질도 중요한 요소라고 설명하였다. 자체 응력 및 열 변형 제거도 자동화된 시스템의 효율성에 영향을 끼친다. “자재를 관리 감독하며 제조해야 한다면, 이런 작업은 무인화 작업에서는 어렵습니다.”(매튜 파울레스)

“런업 단계를 과소평가하면 안 됩니다. 0에서 100으로 바로 갈 수는 없습니다.”(만프레드 쿠스마울) 계획한 경로를 유지하고 직원들이 뜻하지 않는 실수를 했을 때 중단하지 않고 진행하는 것도 중요하다. 특히 자동화로 산출량이 증가하는 경우에도 하류 프로세스를 제어할 수 있어야 한다. 그렇지 않으면 바로 병목 현상이 발생한다. 매튜 파울레스도 이 점을 지적하였다. “예를 들어 자동화된 섬유 레이저 절단기를 도입한다면, 벤딩 또는 용접과 같은 하류 프로세스의 용량과 워크플로우의 용량도 계획이 필요합니다.”

전문가들의 의견이 일치되는 부분이 하나 더 있다. 완전한 자동화를 실현한다고 해도 사람이 없으면 안 된다는 점이다. “사람은 로봇보다 훨씬 유연하고 다재다능합니다. 따라서 장애가 발생할 경우 이에 대응하기 위해서는 작업자가 있어야 합니다.”(만프레드 쿠스마울) 토마스 되리히는 인간 작업자가 관리를 계속해야 하는 본질적인 작업 세 가지를 들었다. 첫 번째, 작업자가 생산을 조율, 모니터링하고 방향을 제시하고, 두 번째, 작업자가 기계를 정비하여 최적의 가동률을 보장하며, 세 번째, 많은 분야에서 기계를 능가하는 전문 지식을 제공해야 한다.

벤딩 프레스 자동 공구 교체기는 셋업을 많이 해야 하는 경우에 이익이 된다.

“고객과 자동화 시스템에 대해 논의할 때면 작업이 어려운 부품이나 까다로운 재료는 작업자가 진행하는 시간대에 제작해야 한다고 강조합니다. 예를 들어 재료가 두껍다면 프로세스가 혼자 작동하게 하면 안 됩니다.”(악셀 빌룬)

Amada는 특정 철학을 추구한다. “우리는 자동 모드가 해결할 수 없는 문제를 운전자가 시간을 갖고 다룰 수 있도록 자동화 수준을 점점 높이려고 합니다.”(악셀 빌룬)

“많은 이들이 어려운 가운데 가치를 만들어 내며 자동화를 진행합니다. 이렇게 하여 숙련 인력 부족에 대처할 뿐만 아니라 경쟁력을 유지합니다.” 악셀 빌룬, Amada 펀칭 및 레이저 기술 제품 매니저

인간은 제조 현장에 계속 남을 것이다. 하지만 변화에 대응하고 발전해야 한다. 새로운 임무들이 인간을 기다리고 있다. “운전자는 계속해서 노하우와 지식을 쌓아야 합니다. 간단한 임무는 소프트웨어가 자동으로 담당할 수 있고 담당해야 합니다.”(악셀 빌룬) 벤딩 프레스의 자동 공구 교체 사례가 보여주듯이 과제를 명확하게 체계화하는 것도 소프트웨어의 장점이다. “소프트웨어는 많은 부품에 대한 공구를 사전에 계획할 수 있습니다만, 사람은 어느 순간 전체적인 개요를 놓칠 수 있습니다.”(악셀 빌룬)

“자동화 수준이 높아질수록 작업자의 신체를 적게 사용합니다.”(토마스 되리히) 만프레드 쿠스마울은 “단순 보조 인력은 상황이 더욱 어려워질 수 있습니다.”라며 활동의 난이도가 높여야 한다고 강조했다. “작업자는 앞으로 소프트웨어를 다룰 수 있어야 하고, 문제 해결사 역할을 해야 하며, 생산을 전체적으로 파악할 수 있어야 합니다.”

인간은 새로운 임무를 맡는다

미하엘 로저는 한 단계 나아간 변화를 예상하였다. 그는 앞으로 CAD 프로그래머, 공구를 점검하거나 정비를 할 수 있는 전문적인 작업자와 언스택, 피킹 및 기타 작업을 담당하는 작업자로 나뉠 것이라고 하였다. “모든 것을 다할 수 있는 숙련된 인력은 이제 더 이상 없을 것입다.”

자동화 팁

판금 가공을 자동화하고자 하는 경우 다음 사항에 유의해야 한다.

– 작업자가 감독하지 않는 조건에서 부품과 재료가 제조하기에 적합한가?

– 2 교대로 운영할 만큼 규모가 큰가?

– 회사에 성장 가능성이 있는가?

– 하류 프로세스의 추가적인 생산 역량을 모을 수 있는가?

– 생산 프로세스가 양호한가?

– 회사와 직원이 모두 자동화에 대한 준비가 되어 있는가?