Trumpf의 무인 운반 차량을 이용한 물류 자동화

Trumpf와 Jungheinrich가 공동 개발한 프로그램이 판금 업계에 자동화된 자재 흐름을 제공한다. 그 가운데 AGV가 한 몫을 하고 있다.

시모네 캐퍼(Simone Käfer)

핵심 내용

  • 판금 가공 분야의 소규모 기업에게 물류 자동화가 도움이 되고 있다.
  • 시설 자동화가 판금 가공 업체에게 어느 시점부터 수익이 되는가? 교대 근무조, 부품 스펙트럼, 생산량 등 여러 요소에 좌우된다.
  • 자동화 개조 작업은 생산 가동과 병행하여 이루어진다.

판금 가공이 갈수록 중요해지고 있지만, 판금 가공 분야의 숙련 인력은 점점 줄어들고 있다. Trumpf의 개발 이사인 토마스 슈나이더가 이 점을 직시하였다. 토마스 슈나이더에 따르면 판금 업계는 보수적이지만 지속적인 성장 가능성이 있고, 소규모 기업들의 분포가 높고, 일부 업체는 숙련 인력이 부족으로부터 생존하기 위해 디지털 혁신이 필수이지만, 이는 쉽게 해결할 수 없는 딜레마라고 한다. 어떤 사람은 이를 문제점이라고 지적하지만 또 다른 이는 해결해야 할 도전 과제라고 생각한다. 토마스 슈나이더도 이에 대해 다른 관점을 가지고 있으며 해결의 실마리를 찾아 나섰다. “판금 업계의 대부분은 AGV(무인 운송 시스템)를 생각한 적이 없습니다.” 판금 가공의 기본 절차는 절단과 굽힘 그리고 펀칭과 용접이다. 이러한 공정 사이에는 긴 유휴 시간과 재료 병목 현상이 존재한다. 운송할 부품은 스탬핑된 작은 부품과 대형 판금, 기계 하우징, 가공되지 않은 재료와 긴 크로스 멤버들이다.

어떤 AGV(AutomatedGuided Vehicle, 무인 운반 차량)가 판금 분야에 적용 가능한가?

판금 가공 현장에는 공장 내부를 돌아다니는 소형 공구 운반 수단이나 부품 운반 수단은 적합하지 않다. Trumpf는 이점을 보다 면밀히 살펴보았다. “우리가 분석한 자료에 의하면 절단된 부품의 대부분은 유로 팔레트에 적합한 것으로 나타났습니다.”(토마스 슈나이더). 포트 리프트가 유로 팔레트에 이상적인 AGV이며, 이를 위해 산업용 트럭 제조업체인 Jungheinrich가 파트너로 함께 일하고 있다.

유로 팔레트에 맞지 않는 크로스 멤버는 어떻게 해야 하는가?

처음에 크로스 멤버는 이동하지 않는다. 자재 흐름이 교대로 흐르는 것이 중요하기 때문이다. 작은 판금 부품을 유로 팔레트로 운반할 때 크기가 크더라도 대부분의 판금 가공 업체는 문제를 해결하고 있다. 더 이상 병목 현상이 없고 배송 날짜를 맞출 수 있으며 배송 품질도 안전하다. AGV는 Trumpf의 스마트 팩토리뿐만 아니라 테스트 고객의 재료 흐름을 가속화하는 데 도움이 되고 있다.

특수한 크기를 위한 조치는 없지만 걱정하지 않아도 된다. “유로 팔레트, 철망 상자 및 산업용 팔레트에 대한 자동화된 자재 흐름을 구축한 후, 소형 화물 운반대를 운송하는 솔루션을 개발하고 있습니다.”(마르쿠스 하이네커, Jungheinrich의 Corporate Automated Systems AGV 부사장) 한편 Trumpf와 Jungheinrich는 이미 새로운 적재 보조 장치를 연구하고 있다.

자율 주행 물류 솔루션은 어떻게 생산 현장에 들어갈 수 있는가?

Trumpf는 판금 부품의 자율 운송에 대한 아이디어를 워크샵에서 개발하였고, 작은 단계에서 시작하여 점진적으로 네트워크를 확대하였다. 작업자는 전자동 작업의 예비 단계이자 보완 수단으로, 작업장 근처의 ‘자재 스테이션’에 준비되어 있는 판금 부품을 옮긴다. “작업자는 예를 들어, 벤딩 셀에 있는 팔레트 트롤리를 도킹 스테이션으로 옮기고, 자재를 주문과 함께 자동으로 등록합니다. 그리고 두 번째 확장 단계에서 Jungheinrich AGV가 팔레트를 픽업합니다.”(토마스 슈나이더) 기계와 자재 흐름 그리고 AGV 간의 상호 작용이 계획되면 Jungheinrich는 AGV의 세부 계획을 맡는다.

시스템에 어떤 AGV를 생각할 수 있고 다른 AGV도 연결할 수 있는가?

입식 팔레트 트럭 ERC 213a와 ERE 225a 그리고 Jungheinrich의 수직 피킹 트럭 EKS 215a가 연결할 수 있다. Trumpf 운송 및 재료 흐름 인터페이스는 기본적으로 개방형이며 제조업체에 독립적이다. “우리는 Jungheinrich와 파트너십을 통해 전체 시스템과 공동 프로젝트 관리를 표준화하였습니다.”(토마스 슈나이더)

무인 운송 시스템이 벤딩 머신의 다음 작업 단계에 필요한 자재를 공급한다. 이는 작업 시간을 절약하고 생산 효율성을 증가시킨다.

자동화된 자재 흐름으로 전환하는 데 얼마나 많은 시간과 자원이 소요되며 투자비는 언제 회수되는가?

두 업체는 원스톱으로 토털 솔루션을 제공하며, 고객에 대한 추가적인 부담을 최대한 낮게 유지해야 한다. 이를 위해 전체 프로젝트의 인터페이스와 실행 방법을 광범위하게 표준화하였다. 하지만 새로운 하드웨어와 소프트웨어의 설치 그리고 프로세스 변경이 관건이다. “시범 고객에 대한 경험을 바탕으로, 첫 번째 미팅에서 시운전까지 6개월에서 12개월의 프로젝트 기간이 현실적이라고 생각합니다.”(토마스 슈나이더)

금융 투자도 비슷하다. 토마스 슈나이더는 다음과 같이 짧게 표현하였다. “복잡한 시스템에 대한 비용을 치러야 하지만, 이 시스템은 향후 15년 동안 돌아갑니다.” 좀 더 자세히 표현하면 다음과 같다. “고객은 미래에 투자하려는 의지가 강합니다. 또한 간접 공정과 판금 생산의 자재 흐름에 얼마나 많은 잠재력이 있는지 잘 알고 있습니다.” Trumpf와 Jungheinrich는 많은 기업들의 중요한 작업 흐름에 개입하는 것이다. 따라서 두 회사는 신뢰할 수 있게 행동해야 한다. “고객들은 이 솔루션이 제공하는 기회를 이해하고 자재 흐름에 투자합니다.”라고 토마스 슈나이더는 강조하였다.

이러한 투자가 판금 가공 업체에게 이익이 되는 시기는 몇 가지 요인, 즉 교대 근무 횟수, 부품 범위 또는 생산량에 따라 달라질 수 있다. “투자금 회수에는 대략 2년이 걸립니다.”(토마스 슈나이더) AGV와 지능형 주문 제어 그리고 생산 직원을 위한 디지털 지원은 최적화를 위한 큰 잠재력을 제공한다. 토마스 슈나이더에 따르면 간접 프로세스의 자동화 수준이 높아짐에 따라 추가 근무조를 투입할 수 있다고 강조하였다.

자동화 구현 작업이 생산 프로세스를 방해하는가?

마르쿠스 하이네커에 따르면 무인 운송 시스템과 도킹 스테이션 및 소프트웨어 모듈은 판금 제조의 일반 생산 작업을 중단하지 않고 병행하여 시운전할 수 있다고 한다. 저장 영역을 설정하기 위해 시간과 공간이 필요하지만, 공작기계는 계속 정상적으로 생산 작업을 계속할 수 있다. “세팅이 끝날 무렵 직원들은 새로운 자재 흐름 솔루션과 다양한 하드웨어 및 소프트웨어 구성 요소를 처리하는 방법 그리고 새로운 작업 프로세스에 대한 교육을 받습니다. 이 교육 단계는 약 1 ~ 2 주가 걸립니다.”(마르쿠스 하이네커) “우리는 키 유저 원리에 따라 교육을 진행합니다. 직원을 집중적으로 개별 교육하고, 먼저 교육받은 직원들은 그들의 지식을 동료에게 전수합니다.”(토마스 슈나이더)

추가적으로 어떤 소프트웨어가 필요한가?

이미 Trumpf는 Trutops Fab 소프트웨어로 작업을 진행하고 있다. Trumpf는 이 소프트웨어를 추가로 개발하고 Jungheinrich의 AGV에 대한 인터페이스로 전송 제어를 만들었다. “Trutops Fab에는 고객의 생산 계획에 실시간으로 적응하고 일상적인 이벤트의 변화에 유연하게 대응하는 전체 운송 로직이 포함되어 있습니다.”(토마스 슈나이더) 이 소프트웨어에는 중요한 생산 데이터를 SAP와 같은 상위 수준의 ERP 시스템과 교환할 수 있는 ERP 인터페이스가 있다.

누가 AGV를 제어하고 AGV가 현재 어디에 있는지 어떻게 알 수 있는가?

생산 현장의 모든 작업장과 저장 위치는 ‘Trutops Fab’ 소프트웨어를 통해 연결된다. 이 소프트웨어는 AGV에 운송 주문을 자동으로 전송하고, AGV는 실시간 정보를 소프트웨어에 전송한다. 생산 현장의 디지털 라이브 개요인 Production Board에서 이 실시간 정보를 이용하여 화면이나 태블릿을 통해 자율 주행 지게차의 상태와 위치를 확인할 수 있고, 직원들은 오류 발생 시 직접 개입할 수 있다.

이 솔루션이 수익성을 제공하지 않는 경우는 어떤 경우인가?

재료의 흐름을 최적화하는 것은 소규모 수공업 사업장에서 완전히 네트워크화된 스마트 공장에 이르기까지 모든 업체에게 가치가 있다. 무인 운송 시스템의 사용은 2교대 작업에서 합리적이다.

다른 산업으로 확장할 계획인가?

Trumpf와 Jungheinrich는 판금 산업에 초점을 맞추고 있다. “이 시스템은 판금 분야의 모든 작업장을 디지털 방식으로 기록하고 이를 자재 흐름에 통합할 수 있습니다. 여기에는 품질 검사와 배송과 같은 제3기계와 수동 작업장을 포함합니다.”(토마스 슈나이더)