포르쉐 차체를 제작하는 Smart Press Shop

Schuler와 포르쉐의 합작 회사인 Smart Press Shop이 독일 중부의 작센안할트주 할레에서 생산을 시작하였다. 가장 현대적인 프레스 플랜트 가운데 하나가 이곳에 세워졌다.

 

프라우케 피누스(Frauke Finus)

 

핵심 내용

  • Schuler와 포르쉐의 합작 회사인 Smart Press Shop은 자동차 제조업체에 Tier 1(기본 자본)으로 공급한다.
  • 최첨단 시스템 기술과 수많은 디지털 솔루션 그리고 친환경 아이디어에 대한 관점으로 프레스 플랜트에서 효율적인 생산이 가능하다.
  • 디지털화는 그 자체가 목적이 아니라, 양품 생산량을 늘리기 위한 도구로 이해해야 한다.

 

독일 중부 할레에 있는 Smart Press Shop에 방문객들이 들어서면 느끼는 것이 바로 자부심이다. 이곳에서 만들어진 것은 규모 면에도 인상적일 뿐만 아니라(할레 공장은 전체 산업 단지에서 단연코 제일 크다) 내부에 있는 모든 것이 획기적이기 때문이다. Schuler와 포르쉐의 합작 투자 회사인 Smart Press Shop은 혁신적인 디지털 솔루션 (크레인 시스템이나 특히 그리퍼는 특별히 Smart Press Shop을 위해 Bang과 협력하여 개발하였음)으로 가득 차 있으며, 이러한 솔루션 덕분에 자동차 산업은 모델 파생화 측면에서 빠르고 유연하며 추적 가능하고 비용 지향적이며 생산적이고, 작은 배치 크기를 구현하고 있다.

포르쉐와 시스템 제조업체인 Schuler의 만남은 독특한 협력이다. “자동차 제조업체와 프레스 제조업체가 아이디어를 결합하여 함께 개발하고 설계하여 구현하는 것, 이를 이곳을 Hall 4.0 프레스 플랜트에서 재정의하였습니다.”(헨드릭 로테, Smart Press Shop 전무)

얼마 전 이곳에서 포르쉐 SUV 마칸의 프론트 본네트가 생산되기 시작하였다. 해당 제품은 이전까지 슬로바키아의 브라티슬라바에서 제조되었었다. 이곳 할레로 장비를 모두 옮겼고, 라이프치히 포르쉐 공장과 가까운 이곳에서 생산을 시작함으로써 포르쉐가 추구하는 친환경 비전에 따른 장거리 이동 경로로 인한 시간과 비용 그리고 CO2를 줄일 수 있게 되었다. 2030년까지 포르쉐는 전체 가치 사슬을 탄소 중립으로 만들고자 한다.

하지만 헨드릭 로테가 더욱 중요하다고 생각하는 것은, 합작 투자의 파트너로서 포르쉐에만 공급하는 것이 목적이 아니라, 다른 자동차 제조업체도 할레의 프레스 공장을 Tier 1(기본 자본)으로 이용할 수 있다는 점이다. “우리는 모든 OEM 제조업체에게 서비스를 제공할 수 있는 프레스 공장이라고 생각합니다.” 바로 이 점이 프레스 라인의 레이아웃과 관련하여 다양한 유형과 크기의 부품을 생산하고 스크랩을 제거할 수 있도록 주의를 기울인 이유이다.

트라이 아웃 프레스는 라인의 헤드 프레스와 동일하다.

크레인이 프레스와 통신한다

분당 최대 20 스트로크 출력의 레이저 블랭킹 시스템과 서보 프레스 라인 외에도 라인의 헤드 프레스와 동일하게 구성된 트레이닝 프레스도 포함되어 있다. Smart Press Shop에서 차체 계획을 담당하는 마르쿠스 헤스의 설명이다. “가까운 장래에 공구도 유지 관리가 구현될 수 있습니다.” 공구 제작에 있어 친숙한 품질에 의존한다. 근처 슈바르첸베르크에 있는 포르쉐 Werkzeugbau GmbH이다.

하지만 무엇보다도 위에서 언급한 시스템들 사이에서 시간이 프레스 플랜트 설계 시 가장 큰 초점이었다. Schuler Pressen GmbH의 전무 이사인 클라우스 리니히는 다음과 같이 설명하였다. “효율적이고 가격적인 메리트가 있으려면, 셋업 시간을 가능한 한 줄여야 합니다. 이를 위해 이곳 할레에서는 사전 셋업을 위해 프레스와 크레인이 서로 교신합니다.” 이는 크레인이 독립적으로 적시에 창고에서 필요한 공구를 프레스로 가져와 테이블에 내려놓는다는 의미이다. 따라서 통상적이었던 수동 로프 걸기와 풀기조차 필요 없게 되었다. “실질적인 교체 시간에 최대 150초로 업계에 새로운 척도를 세웠습니다.”(클라우스 리니히) 이는 기술뿐만 아니라 업무 조직에 관한 것이다. “같은 맥락에서 중요한 점은 공구가 자동으로 테이블에 고정된다는 점입니다.”(마르쿠스 헤스).

레이저 커팅 시스템과 프레스 라인 간의 내부 물류를 위해 자율주행 솔루션도 연구가 진행 중이다. 기존의 AGV(무인 지게차)에 대해서도 수 톤의 블랭크가 해결해야 할 과제이다.

얼마 전 포르쉐 SUV 마칸의 프론트 본네트 생산이 할레에서 시작되었다.

모든 개별 부품 추적

모든 개별 부품 DMS 프레스 플랜트의 모든 경로에서 완전하게 추적하고 식별할 수 있다. “이와 관련하여 RFID 기술을 광범위하게 적용됩니다. 레이저 블랭킹 라인은 각각 다른 시간과 제품 단계까지 추적할 수 있는 고유한 ID를 각 부품에 제공됩니다. 이 ID에 대한 모든 정보는 데이터베이스에 저장되어 처리된 부품이 어느 코일에서 있는지, 성형 공정 중에 어떤 매개변수가 존재하는지, 부품에 어떤 품질 기능이 있는지 추적할 수 있습니다.”(헨드릭 로테)

Schuler는 고객이 현장에서 사용하는 기계에 대해 모두 알지 못했다. “우리는 Smart Press Shop 덕분에 사용 중인 시스템에 대한 포괄적인 정보를 얻을 수 있었습니다. 이제 이를 통해 배우고 개선 사항과 새로운 솔루션을 도출할 수 있습니다.”(클라우스 리니히)

할레에서의 생산은 특히 인더스트리 4.0의 기준에서 구성되었다. 디지털화 최고 책임자인 로히타쉬와 판트는 위에서 설명한 트랙 & 트레이스 외에 할레에 구현된 다른 디지털 트릭에 대해 설명하였다. 여기에는 Digi Sim이 포함된다. “성형 프로세스와 부품 흐름은 Smart Press Shop의 컴퓨터에서 미리 시뮬레이션되었습니다. 이를 통해 고장 위험이 줄어들었고, 프레스 내의 일반적인 프로세스는 생산이 시작되기 전에 디지털 트윈을 통해 가상으로 묘사할 수 있습니다. 초기 테스트와 소프트웨어 조정이 가능하여 커미셔닝을 눈에 띄게 가속화되었습니다. 가상 이미지를 이용한 교육 역시 유용하게 사용할 수 있으며, 실제 시스템에서 생산을 중단할 필요가 없습니다. ”Visual Die Protection은 기계 작업자의 작업을 쉽고 간단하게 만들어주는 애플리케이션이다. 다음은 로히타쉬와 판트의 설명이다. “프레스 라인 카메라는 지능형 소프트웨어를 이용하여 성형 공정을 모니터링합니다. 펀칭 잔여물이 공구로 잘못 들어갈 경우, 손상 위험을 인식하고 즉시 시스템을 중지시킵니다.” 이는 실제 상태와 목표 상태를 1초 내에 ​​비교하여 기술적으로 처리한다. “카메라는 부품의 소위 드로잉 에지를 모니터링합니다. 성형 공정의 일정한 조건에서 이 드로잉 에지의 모양과 크기는 거의 동일하게 유지됩니다. 여기에 변경 사항이 발생하면 이는 재료 특성이나 윤활 또는 당기는 힘의 편차를 나타냅니다.”(로히타쉬와 판트) 이러한 경우 공정 모니터링을 통해 공장 운영자에게 메시지를 전달하고 불량이나 재작업 부품을 피하기 위해 초기 단계에서 수정할 수 있다.

Halle의 Smart Press Shop: 한 라인에서 6개의 공구가 외피와 차체를 성형한다.

퍼블릭 클라우드 기반: 우수한 소프트웨어

이러한 디지털 맥락에서 SAP의 통합도 무시해서는 안 된다. Smart Press Shop은 ‘IT 서비스 제공 업체 Syntax와의 구현 프로젝트’로 SAP Innovation Award 2021을 수상한 바 있다. Syntax는 프레스 플랜트를 위해 SAP S/4HANA Public Cloud와 SAP Digital Manufacturing Cloud for Execution으로 구성된 완전한 퍼블릭 클라우드 기반 통합 SAP 솔루션을 개발하였다. 이는 전 세계 최초로 이산 제조 ​​분야에 설치된 것 가운데 하나로, S/4HANA로 퍼블릭 클라우드를 위해 노력하는 산업 기업을 위한 모델 프로젝트이다. 이 솔루션은 클라우드 설치로 컴퓨터 용량과 현장 IT 팀 없이 작동한다. Syntax는 2021년 3월 중순에 이 시스템 운영을 애플리케이션 관련 매니지드 서비스로 인수하였다. “Smart Press Shop은 핵심 사업인 차체 부품 생산에 전적으로 집중하고 있습니다.”(헨드릭 로테)

이 합작 투자의 미래 지향성은 포르쉐가 주도하는 친환경 컨셉에도 반영된다. Smart Press Shop은 ‘제로 임팩트 팩토리’라는 관점에서 폐쇄 루프를 목표로 한다. 다음은 이에 대한 마르쿠스 헤스의 설명이다. “우리는 재활용에 대해 많은 관심을 가지고 있습니다. 폐기물인 강, 5,000 합금의 알루미늄과 6,000 합금인 알루미늄을 종류 별로 분류한 다음, 알루미늄 제조업체에 반환하면 폐기물 분류 시 발생하는 엄청난 양의 CO2가 절감됩니다.” 또한 인더스트리 4.0도 이를 가능하게 한다. 로히타쉬와 판트는 다음과 같이 설명하였다. “스크랩 배출 벨트의 카메라는 부품에 대한 정보가 숨겨져 있는 코드 덕분에 어떤 재료가 현재 컨테이너에 있는지 읽을 수 있으며, 그에 따라 벨트의 스위치를 올바른 폐기물 컨테이너에 맞출 수 있습니다.”

지속 가능성을 높이기 위해, 종이 없이 작업하고 프레스 라인의 폐열을 동절기 공장 난방에 사용하며 지붕에는 많은 채광창을 설치하여 일광 조명으로 전기를 절약하고 직원들에게 편안한 빛을 제공하는 것을 기대할 수 있다.

로히타쉬와 판트는 Smart Press Shop의 미래에 기대한다. “이곳 할레에서 우리는 배우고 개발할 수 있는 거대한 훈련장의 기반을 마련하였습니다. 기계 작업자의 작업은 결코 위험에 처하지 않습니다. 그 반대입니다! 공장에 설치된 모든 것은 작업자에게 능력을 키워주기 위해 존재합니다. 디지털화는 그 자체가 목적이 아니라 양호 부품 생산량을 늘리기 위한 도구입니다!”