‘프레스 플랜트’의 효율을 높일 수 있는 숨겨진 요소

일반적으로 프레스 플랜트에는 수백만 달러가 투자된다. 따라서 높은 설비 효율성과 설비 가용성이 짧은 셋업 프로세스와 최적의 사내 물류 인터페이스만큼 중요하다. 업계 전문가들이 이를 달성할 수 있는 방법을 제시한다.

안네도레 보세 문데(Annedore Bose-Munde): 기술 & 경제 분야 자유 기고가

핵심 내용

  • 설비 효율과 품질, 유연성 그리고 가용성 이는 프레스 라인을 운영할 때에 제어해야 하는 요소들이다.
  • 설비 효율은 우수한 데이터로 안전하고 검증 가능한 방식으로 개선할 수 있다. 또한 품질 보증을 위해 AI를 사용하는 것은 프레스 플랜트 효율 측면에서 기술적 동력으로 간주된다.
  • 하지만 정확한 공구 물류, 공구를 클램핑하기 위한 혁신적 솔루션, 효율적 윤활을 위한 시뮬레이션 지원과 같은 주변 장치 역시 프레스 플랜트의 효율성을 위한 중요한 핵심 데이터이다.

프레스 플랜트 운영자가 설비 효율, 품질, 유연성 그리고 가용성의 균형을 맞추는데 일련의 숨겨진 요소들이 있다. Blechnet 박람회와 MM이 독일 뷔르츠부르크에서 공동 개최한 심포지엄 ‘프레스 플랜트의 효율성 증대’는 바로 이러한 문제에 초점을 맞추고 있다. 오프라인 행사는 팬데믹 상황으로 인해 9월 15일로 연기되었으며, 원래 일정인 6월 17일에는 심포지엄 사전 행사인 ‘Digital Kick-off – 프레스 플랜트의 효율성 증대’가 웨비나로 열렸다. 이는 9월에 있을 대면 행사의 맛보기 행사였다.

프레스 플랜트의 효율성은 생산성을 달성 가능한 최대 수준으로 높이는 것을 의미한다. 이때 다운 타임과 비생산적인 유휴 시간을 줄이는 것이 목표이다. 우수한 데이터로 설비 효율을 안전하고 검증 가능한 방식으로 개선할 수 있는 방법을 Consenses GmbH의 대표인 외르크 슈탈만 박사가 소개할 예정이다. 적시에 적절한 것을 적절한 방법으로 제공하는 것이 효율성에 매우 중요하다. “각 개인에 대한 지식과 사용되는 기계의 기능은 제한적이기 때문에, 이는 필연적으로 탁월한 프로세스 관리 및 정보 관리가 필요하다는 것을 의미합니다.”(외르크 슈탈만)

Elunic AG의 CEO인 요나스 샤우프의 강연 제목은 ‘신화에서 돌파구로: 품질 보증을 위한 프레스 플랜트의 AI 사용’이다. “인공 지능(AI)은 인더스트리 4.0을 상징하며 효율성 측면에서 기술적 동력으로 간주됩니다. AI는 아직 많은 요건과는 별개로 이론적 접근 방식으로 이해되는 경우가 많습니다. 하지만 프레스 플랜트에서 부품의 광학식 검사 프로세스에서 AI 기술은 실제 요구 사항을 충족합니다. 당사 AI 검사 솔루션으로 신경망이 외부 오류를 인식하는 동시에 지속적으로 개선합니다. 이는 프레스 플랜트의 품질 보증에서 엄청난 효율성을 의미합니다. 성형 과정에서 발생하는 파손이나 균열은 사용자에게 즉시 시각화되어 애플리케이션에 묘사됩니다. AI 기술은 자동화된 테스트 방법, 특히 제조 영향의 견고성과 구성 요소 변형의 유연성을 확장합니다. 효율적인 학습 프로세스를 통해 비약적인 도약을 제공합니다.”(요나스 샤우프).

정확하게 맞고 안정적인 공구 물류를 통한 셋업 시간 최적화는 프레스 시스템의 다운타임을 최소화하기 위한 핵심 요소이다.

영향 요소로서 공구 홀더 물류

Odo-Engineering의 대표인 잉고 오버슈테 도메스는 정확한 공구 물류를 중점을 두고 있다. “중요한 프레스 시스템의 장애나 셋업 시간으로 인한 정지 시간이 적어 가용성이 높은 것은 목표하는 일정에 맞는 산출량과 품질 측면에서 제품과 제조를 안정적으로 계획할 수 있는 것만큼이나 중요합니다.”(잉고 오버슈테 도메스) 그는 그의 강연 ‘프레스 플랜트에서 공구 물류 – 보관, 공급, 프레스 공구 교체’에서 이 주제를 다룰 예정이다.

공구 물류 외에 공구 고정도 프레스 플랜트 전체 개념에서 중요한 역할을 한다. 기계 컴포넌트에서 기술까지 이르는 이벤트 체인에서 성형 기계 공구 인터페이스의 클램핑 기술은 프로세스와 동행하고 기계에 통합된 이상적인 정보원으로 간주할 수 있다. 프라운호퍼 IWU는 Berg Spanntechnik과 함께 추가 솔루션으로 프레스 및 프레스 라인에 통합할 수 있는 지능형 공구 클램핑 시스템을 개발하였다. 기본이 되는 자동 공구 플램프의 기계적 기본 기능에 디지털 기능 ‘상태 모니터링’과 ‘클램핑 프로세스 모니터링’ 그리고 ‘성형 프로세스 모니터링’을 확장하였다. 클라우스 베마이어(Berg)와 로빈 쿠르트(프라운호퍼 IWU)가 이에 대해 공동 강연에서 발표한다.

재료 및 이용 수준이 중요한 핵심 데이터이다

Autoform Engineering Deutschland GmbH 기술 매니저인 랄프 슈미트는 높은 재료 이용 수준과 낮은 불량 즉, 자원 효율적인 제조와 높은 산출량을 프레스 플랜트의 효율성을 위한 중요 핵심 데이터라고 설명한다. 그는 ‘프레스 플랜트의 효율적 윤활 및 재료 최적화를 위한 시뮬레이션 지원’ 주제에 대해 연설할 예정이다.

Autoform 솔루션을 이용하여 성형 프로세스의 가상 안전장치를 구현할 수 있다. 이런 방식으로 시스템 운영자는 진행 중인 제조를 통제 및 제어할 수 있다. 따라서 Autoform 소프트웨어는 이른 단계에 프로세스 안전을 위한 가상 안전장치 및 재료 투입 최소화를 보장하고 체계적이고 재현 가능하여 기록으로 남는 공구 길들이기 프로세스도 보장하고, 프로세스 안정적인 공구를 보장한다. “이 소프트웨어는 제조를 위한 작업 수단 설계를 지원하고 모든 부서의 긴밀한 협력을 촉진합니다.”(랄프 슈미트)

Odo-Engineering에게는 정확하게 꼭 맞는 안정적인 공구 물류를 통한 셋업 시간 최적화가 프레스 시스템의 다운타임을 최소화하기 위한 핵심 요소이다. “이를 위해 구체적인 공구 교체 캐리지에서 공간을 절감하는 수직형 공구 스토리지까지 최적의 셋업 시간이 가능합니다. 셋업 절차에 드는 유휴 시간을 생산 시간을 저하하지 않고 자동화된 프로세스로 전환할 수 있습니다. 이에 따라 공구 물류 계획이 가능해지고 상위 제조 계획에 편입할 수 있습니다.”(잉고 오버슈테 도메스)

Autoform 솔루션을 이용하여 성형 프로세스의 가상 안전장치를 구현할 수 있다. 이런 방식으로 시스템 운영자는 진행 중인 제조를 통제 및 제어할 수 있다.

디지털화는 고품질 데이터에 의존한다

중요한 기계와 시스템의 부하 상태를 가시적으로 만들고, 그로부터 도출된 정보를 프로세스의 다양한 행위자에게 전달하는 것이 Consenses의 사업이다. 기계 운전자, 셋업 기사, 기계 및 라인 책임자, 프로세스 책임자 그리고 부서장이 각각 필요한 형태로 이러한 정보를 받는다. “고객들은 기계 고장을 줄이고 프로세스가 편안하게 진행되도록 하기 위해, 셋업 기사는 구체적으로 작업하고 설계자들은 올바른 결정을 내리기 위해 당사 시스템을 사용합니다. 물리적으로 유연하고 동일한 데이터 베이스를 사용함으로써 시스템 공급자와 운영자 간에, 운영자와 공구 제조사 간에 의사소통을 할 수 있습니다.”(외르크 슈탈만)

“당사 솔루션은 디지털화를 기반으로 합니다. 기술 환경에서 디지털화는 우리가 만든 제품으로만 작동합니다. 우리는 IT 시스템을 통해 다양한 곳에서 사용할 수 있는 고품질 데이터를 제공합니다.”(외르크 슈탈만) Autoform 역시 구성품 개발, 공구 제조, 프레스 플랜트 및 다운스트림의 차체 프로세스(body-in-white, BIW)에서 프로세스 디지털화를 제공한다. 잉고 오버슈테 도메스는 디지털화의 의미를 다음과 같이 강조하였다. “미래의 시스템은 시스템 구성 요소 간의 통신을 통해 프로세스 안정적인 제조를 위한 데이터를 점점 더 많이 제공할 것입니다. 이는 상위 시스템에서 이러한 정보를 처리할 수 있도록 우리가 필요한 인터페이스와 데이터를 제공해야 한다는 의미입니다.”