[미쓰비시전기 제공] 아무리 우수한 자동화 솔루션일지라도 소량의 배치(Batch)나 복잡한 공정에까지 파고들진 못하고 있다. 여전히 견고한 수동 워크스테이션 니즈 때문이다. 

수동 워크스테이션은 신체적 또는 인지적 장애를 가진 사람들이 일하는 근로장에서 많은 이점을 가져다준다. 특히, 장애인이 포함된 모든 노동자를 위한 보호작업장(Sheltered Workshop)인 독일의 Martinshof Werkstatt Bremen에서 큰 활약상을 보여주고 있다.

약 2,200명의 직원이 근무하는 Martinshof Werkstatt Bremen은 독일에서 가장 오래된 장애인과 비장애인을 위한 작업장으로 알려졌다. 지역의 최대 고용주 역할을 톡톡히 수행하고 있는 곳이기도 하다. 주로 금속, 목공, 전기조립, 충진, 포장 등 각 분야에서 수주, 위탁생산을 맡고 있으며 이외에 자동차 업계에서 500명의 직원을 고용하고 30년 이상에 걸쳐 지역 업체 생산현장에 배치하고 있다.

미쓰비시전기의 프리미엄 솔루션 파트너 Handke Industry-Technik는 Martinshof Werkstatt Bremen에 수동 워크스테이션을 공급해온 기업이다. Handke Industry-Technik는 미쓰비시전기와 공동으로 포카 요케(Poka Yoke) 솔루션을 개발해 보급했다. 일본의 포카 요케라는 개념은 공장 등 제조라인에 설치되는 작업 실수 방지 장치를 뜻하며, 휴먼 에러 배제를 목적으로 한다. 

Handke Industry-Technik는 미쓰비시전기와 제로 에러를 구현할 수 있는 워크스테이션 프로토타입을 제시하며 Handke Industry-Technik 생산라인에 솔루션을 구축하기 시작했다. 2018년 5월 이후부터 자동차 부품 생산 라인에 총 4개의 동일한 수동 워크스테이션이 사용되고 있다. 미쓰비시전기의 ‘Guided Operator Solutions’과 더불어 지역의 유명 자동차 기업을 포함한 Martinshof Werkstatt Bremen의 고객에 신뢰성 있는 고품질을 보장하게 된 것이다. 

일관된 작업 지침서로 에러 배제 

3교대제로 운영되는 작업장에서는 최대 5개의 다른 토션 바(자동차 서스펜션의 부품)가 미리 조립되고 버퍼스토어로 이송된다. 이를 통해 적시에 자동차 기업의 조립 라인으로 납품될 수 있다. 조립 시에는 매우 비슷하지만 혼동해서는 안 되는 작은 안전장치(Stabilizer)가 토션 바의 왼쪽과 오른쪽에 볼트로 고정된다.

프로세스를 개괄하면 아래와 같다. 새로운 수동 워크스테이션은 다양한 인체공학적 요구에 대응하기 위해 유압식 높이 조정 기능을 갖춘 알루미늄 프로파일 프레임, 조명, 워크 홀더로 구성돼 있다. 팔레트 케이지에 담긴 토션 바는 워크 피스 홀더에 개별적으로 배치되고 지능형 WiFi 접속 토크 렌치로 바코드를 스캔한다. 그 다음 홀더를 잠근다. 다음 순서에서는 오른쪽의 컴포넌트가 포함된 부품상자를 여는데, 부품상자에 대한 물리적인 접근 장벽은 지능형 도어 플랩 기구를 통해 제공된다. 

동시에 상자 위에 있는 점등식 푸시 버튼은 조작자가 부품 중 하나를 꺼내고 이를 확인할 수 있도록 유도한다.

그런 다음, 꺼낸 부품을 카메라 앞에서 다시 한번 확인한다. 이로 인해 공급자로 하여금 발생할 수 있는 라벨링 오류를 짚어내 조립오류를 방지하며, 빠르고 정확하게 부품을 설치할 수 있게 된다.

다음에는 센서를 삽입해 추가로 확인하는 과정이다. OK인 경우에만 토크렌치를 사용할 수 있고 볼트가 체결된 조인트를 정확히 100Nm까지 조일 수 있다. 두 번째 부품상자를 열기 전에 각 단계를 실행하고 체결 토크가 정확해야 하기 때문에 이 프로세스를 왼쪽에서 반복할 수 있다. 모든 순서가 정상적으로 수행되면 홀더는 완성된 워크를 해제하고 버퍼스토어로 전송한다.

On-site Technology와 시각화의 통합 

미쓰비시전기 독일의 모듈형 PLC/소프트웨어 수석 프로덕트 매니저인 Nils Knepper씨는 “이 프로젝트의 주요 과제는 기존의 테크놀로지를 에러가 없는 새로운 워크스테이션에 통합시키는 것이다. 그러나 당사 포카 요케 컨트롤러의 인터페이스 기능 덕분에 이것은 문제가 되지 않았다”고 말했다. MELSEC iQ-F 시리즈 PLC는 현장의 작은 제어 캐비넷에 설치돼 있다. 피킹 및 조립 시퀀스를 제어하는 솔루션을 지능화하는 동력이다.

이 시스템은 미쓰비시전기 자체 부품이외에도 타사의 센서 및 액추에이터에도 적용가능하다. 여기에 디지털 토크렌치와 공업용 화상 처리 시스템이 포함돼 있다. 바코드 프린터의 접속이 곧 실현될 예정이며 기존의 인터페이스를 통해 PLC에 쉽게 접속할 수 있다.

밀리엄 버거는 “사용자 인터페이스 설계 시 모든 것을 고려했다. 많은 작업자들이 글자를 잘 읽지 못하기 때문에 얼굴표정 이모티콘 등을 기호로 사용했다”고 설명했다. 그는 “포카 요케 워크스테이션은 프로세스의 신뢰성은 물론, 지금까지와는 달리 모든 직원이 실제로 작업을 하도록 유도할 수 있기 때문에 당사에 큰 도움이 된다”고 강조했다. 이것을 지원하는 비주얼화 툴로는 10인치의 터치스크린 단말기를 백그라운드로 해 포카 요케 컨트롤러에 접속한다.

Handke Industry-Technik와 미쓰비시전기의 하드웨어 및 소프트웨어 솔루션은 심플한 확장성, 편리한 설정, 프로그래밍과 시운전 및 포괄적인 접속 가능성(MES-ERP 포함)을 제공한다. 또한, 에러로부터 해방시키고 기술상의 가능성이 실현되면 Martinshof Werkstatt Bremen은 조립이 완료된 부품을 ‘시간 내에’ 직접 자동차 제조사로 출하할 수 있도록 버퍼스토어의 필요 여부도 조사한다.

개별화 위한 폭넓은 컴포넌트 

Handke Industry-Technik의 매니징 디렉터인 Andreas Kebbel씨는 “에러 방지의 필요성은 생산 과정과 조립 과정 모두에 존재한다. 가장 중요한 것은 그 과정 속에서 일하는 사람들의 요구와 프로세스의 요건에 신속하고 유연하게 파고 드는 것이다”고 말했다.

이를 위해 Handke Industry-Technik와 미쓰비시전기는 작업자 지침용의 다양한 컴포넌트와 인터페이스를 갖춘 모듈러 시스템을 통해 솔루션을 제공하고 있다. 이외에도 부품을 올바르게 선택하기 위한 기구로, 광 배리어, 광 픽업 버튼(또 는 pick-to-voice), 바코드 스캐너 및 스트로크 스위치가 있는 ‘Pick-to-door 장치'도 보급한다. 아울러, 토크와 각도 검출 기능이 있는 전동 드라이버 등의 감시장치, 시각 시스템 및 로봇이 통합된 기계도 제공하고 있다. 

미쓰비시전기의  GOT  2000  시리즈  HMI(Human  Machine Interfaces)는 각각의 프로세스 스텝을 표시하며, 포카 요케 컨트롤러에 직접 접속하거나, 텍스트, 그래픽 심볼, 애니메이션, 증강현실에 이르기까지 다양한 표시 요건을 충족하기 위해 사용된다. 요건에 맞게 iQ-R 또는 iQ-F PLC를 가이드가 장착된 제조 솔루션의 컨트롤러로 사용할 수 있다. 미쓰비시전기의 작업자 지원 솔루션은 생산 시스템에 통합할 수 있으며 워크스테이션을 네트워크화 해 리소스를 실시간으로 제어 및 감시할 수 있다.

밀리엄 버거는 “Martinshof Werkstatt Bremen이 제로 에러를 보증하고 스케줄을 만족할 수 있는, 믿을 수 있는 서플라이어로 자리매김하는 데 있어 새로운 워크스테이션이 크게 일조했다”고 말했다. 

Martinshof Werkstatt Bremen의 성과와 관련된 언론보도가 전국적으로 회자되고 있다. Andreas Kebbel씨에 의하면 다양한 직원들이 근무하는 전국의 작업장으로부터 문의가 쇄도하고 있는 것으로 알려졌다.

최정훈 기자 다른기사 보기