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생산 라인에서 각 공정(예 : 가공 및 검사 등)의 작업 시간(처리량)을 단축하는 것은 공장 생산성 향상에 중요하지만, 각 공정 간의 운반시간과 각 공정에 부품 및 자재를 보충하는 시간을 단축하는 것도 생산성 향상을 위해서 중요합니다.

 

오늘은 부품 운반의 중요한 역할을 수행하고 있는 AGV와 AMR에 대해서 설명해드리겠습니다.

운영의 변화에 대처할 수 있는 운반수단

일반적으로 소 품종 대량생산을 목표로 하는 라인에서 공정간 물품을 이송하기 위해 컨베이어로 자동 이송을 합니다. 현대 산업의 선구자였던 Ford 모델 T를 하나의 모델로 축소시켜 컨베이어 위에서 효율적으로 조립한 것이 대표적인 예입니다. 지금도 식품 공장 등에서는 이와 같은 방법을 사용하여 라인을 멈추지 않고 연속 생산을 하고 있습니다.

 

적재 및 하역 위치와 각 공정의 처리량이 고정되어 있으면 작업 및 운반의 타이밍을 쉽게 맞출 수 있습니다. 따라서 컨베이어로 운반을 최적화할 수 있습니다. 그러나 작업 및 운반은 예상대로 진행되지 않는 경우도 발생합니다. 이러한 경우에는 라인이 정체되며 최악의 경우에는 라인 전체를 멈추어 지연된 작업이 완료될 때까지 기다려야 합니다.

 

1990년대 이후로, AGV(무인 운반 차)는 레일, 자기 마커 등으로 만들어진 운반 경로를 이동하면서 컨베이어 대신 제품, 부품 및 재료를 운반하는 데 널리 사용되었습니다 (그림 1). AGV의 이동 경로는 미리 결정하지만 옮기는 물건의 양과 시간은 비교적 자유롭게 조정할 수 있습니다. 수 있습니다. 따라서 각 공정의 작은 오작동으로 인한 작업 지연이나 문제를 처리할 수 있습니다. 최근에는 일부 로봇 팔이 장착된 AGV도 등장하여 물건을 자동으로 집고 내려놓으며 발전하고 있습니다.

그림 1: 효율적인 운반을 위한 AGV 와 AMR

 

 

가변 생산에서 물품을 적시에 운반할 수 있는 수단의 필요

가변 생산에서는 AGV만으로 처리할 수 없는 상황이 발생할 수 있습니다.

 

일반적으로, 셀 생산 라인에서는 여러 작업대가 일렬로 늘어서 있고 각각의 작업자가 배치되어 제품을 생산합니다. 진행중인 작업의 적재 및 하역 및 부품 보충은 각 작업대의 진행 상태에 맞게 적기에 수행되어야 합니다. 이는 철도나 노선버스처럼 운행 일정이 미리 정해져 있는 AGV가 아니라 택시처럼 장소와 시간을 자유롭게 정할 수 있는 운반 수단이 필요하다는 것을 의미합니다. 또한 AGV는 작업자가 있는 셀 생산 라인에서 이동을 하기도 합니다. 따라서 운반 경로를 격리할 수 있는 AGV와는 다르게 높은 수준의 안정성이 필요한 경우도 있습니다.

 

상황에 따라 이동 경로를 변경하면서 물건을 운반하는 AMR은 이러한 문제를 해결하는 운반 수단으로 사용하게 되었습니다. AMR은 센서를 이용해 운반 경로에서 장애물이 되는 시스템 및 기타 물체의 위치를 자동으로 인식하여 사전에 지도로 기억합니다. 그런 다음 센서를 이용해 공장 내 사람의 위치와 움직임을 감지하면서 안전하게 이동합니다. 주행환경과 속도는 다르지만 AMR은 자동차 업계에서 발전하고 있는 자율주행과 같은 기능을 갖고 있다고도 할 수 있습니다. 앞으로 AMR기술은 공장에서 활용되는 것 외에도 자동배송 등 택배, 우편 등 다양한 서비스로 확대될 것으로 주목받고 있습니다.

그림 2 : 자율주행차에서 AMR및 공장 외부에서 사용되는 로봇으로의 기술 확장

 

작업 진행 상황을 예측하여 필요한 부품을 스마트하게 운반

AGV, AMR은 얼마나 효과적이고 효율적으로 운영하는 지가 중요합니다.

 

이상적인 동작은 작업 상황에 따라 최적의 타이밍에 맞춰 움직여 작업 중인 제품과 부품 및 기타 제품의 재고를 최소화하는 것입니다. AMR과 같이 상황에 따라 운반 경로가 변경되면 물건을 가장 짧은 시간에 적재하고 하역할 수 있는 운반 경로를 찾는 것이 중요합니다. 최근에는 IoT, AI 및 기타 정보 처리 기술의 발전으로 셀 생산 라인 진행 상황 및 재고 상황을 정확하게 파악할 수 있습니다. 디지털화 한 정보를 이용하여 작업 문제를 사전에 발견하고, 실시간으로 대응 방법을 도출하고 있습니다. 이를 통해 AGV와 AMR을 효율적인 운영이 가능 해졌습니다.

 

지금까지 공장 운영 효율성을 높이는 AGV와 AMR에 대해 설명 드렸습니다.

* 출처  

- 한국무라타전자 매거진, https://koreamuratablog.tistory.com

- 무라타, https://murata.com

           

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