iTRAK으로 생산량 증가 및 유지보수 문제 해결

배경

1985년 독일 라인랜드-팔츠의 플론하임에 세워진 이코노-팩(ECONO-PAK)은 선두적인 포장 장비 제조업체입니다. 오랫동안 다양한 제품을 지속적으로 개발해 온 경험을 바탕으로, 이 기업은 고객들에게 포장 장비의 개념적 설계, 프로젝트 기획, 현장 설치 등이 포함된 완전한 라인을 제공할 수 있습니다.

이 기업은 식품 및 비식품 업계를 위해 포괄적인 맞춤형 포장 장비와 라인을 설계, 개발 및 제조하는 것은 물론 전체 프로젝트에 대한 관리도 제공합니다. 이코노-팩은 최고의 가성비를 제공하며 접근성이 좋은 간단한 장비를 통해 섬세한 제품의 원활한 처리와 높은 효율성을 제공하는 것을 자랑으로 여깁니다.

또한 유럽, 미국, 호주, 남미, 근동, 아시아 및 러시아로 제품을 수출하고 있습니다. 이코노-팩의 장비는 식품 업계에서는 아이스크림, 피자, 생선, 야채, 과일, 육류의 포장에 이용되고, 비식품업계에서는 식기 세척기용 세제 캡슐, 건강용품, 자동차 및 전자 부품 포장에 이용됩니다.

이코노-팩은 최근 폴란드에서 가장 오래된 초콜렛 브랜드이자 선두적인 제과업체인 롯데 웨델로부터 프로젝트를 수주했습니다. 롯데 웨델은 이코노-팩에 다양한 포장 형태와 제품 개수를 보다 쉽게 포장해주는 포장/카톤 장비를 개발해 줄 것을 요청했습니다. 이코노-팩이 로크웰 오토메이션의 iTRAK^® 지능형 추적 시스템에 기반해 구축한 장비는 간헐적 속도 저하, 엇갈린 이동, 체인 마모 등 고객의 기존 장비에서 발생하는 모든 문제들을 해결해주었습니다.

해결과제

멀티 서보 중심의 기존 카톤 장비 기술에 존재하는 문제점을 해결하고 롯데 웨델 고유의 프로젝트 요구사항을 충족해야 했습니다. 기존 장비는 제품(트레이형 기포 포장에 담긴 초콜렛 프랄린)의 개수가 카톤 작업 전에 2~3배 늘어나는 경우, 추가된 제품에 대한 작업을 간헐적으로 수행해야 했습니다. 공통 체인 드라이브와 단일한 트레이에 맞게 튜닝된 기존 장비의 속도는 포장 과정에서 가장 느린 단계로 결정되었습니다. 트레이에 담긴 제품의 생산 흐름을 지속적으로 유지하며 1개, 2개, 또는 3개 팩으로 포장하려면, 장비가 분당 최대 90개의 간헐적 단계를 결합하여 고속 연속 모션을 실행할 수 있어야 했습니다.

제품 개수, 포장 크기 및 형태의 측면에서 더 유연한 포장이 필요한 것 이외에도, 롯데 웨델은 증가하는 고객 수요에 보조를 맞춰 생산량을 증가할 수 있는 방법을 모색하고 있었습니다. 이코노-팩은 실제 목표 속도를 분당 170개로 정하고, 분 당 120개에서 180개로 라인 속도를 50% 이상 증가시킬 필요가 있었습니다. 포장 품질 수준을 향상시키는 것 또한 주요 해결과제였습니다.

솔루션

이코노-팩은 로크웰 오토메이션의 혁신적인 iTRAK 지능형 추적 시스템을 중심으로 하는 새로운 장비 컨셉을 통해, 롯데 웨델이 직면한 모든 문제들을 해결했습니다.

iTRAK은 포장 및 자재 처리용 추적 기반 솔루션을 설계 및 구축하는 방법을 획기적으로 변화시키고 있습니다. 선형 및 회전형 모션을 결합함으로써, iTRAK은 장비 설계자들이 포장과 처리 작업의 효율성과 새로운 생산량 파라다임을 확보할 수 있도록 해주는 유연하고 완전한 통합 솔루션을 제공합니다.

설계 & 주문 처리 영역 관리자인 라이너 베르취(Rainer Bersch)는 “로크웰 오토메이션과는 오랫동안 협력해왔고, 고객도 Allen‑Bradley® 제품을 위한 설치 기반을 보유하고 있었기 때문에, 로크웰 오토메이션이 새로운 솔루션을 위한 자동화 공급업체 목록의 상위에 위치하고 있었다”며, “제품을 개별적으로 픽업하고 이를 카톤으로 전달할 수 있는 시스템을 찾고 있었는데, 무엇보다 중요한 것은 제품 픽업 간의 드웰 타임이 길어져도 나머지 시스템의 전체 속도는 동일하게 유지되어야 한다는 것이었다. 이러한 이유로 iTRAK가 최종 경쟁 제품에 올랐다"고 말했습니다.

그는 “로크웰 오토메이션의 엔지니어들과 착수 회의를 한 후, 이탈리아 볼로냐에 위치한 로크웰 오토메이션의 OEM 컴피턴시 센터를 방문해서 샘플 iTRAK 시스템을 확인했다”면서, “이를 필두로 두 기업 간의 공통 개발 프로그램이 시작되었다. 두 기업은 롯데 웨델의 니즈를 해결해줄 수 있는 iTRAK-기반의 솔루션 개발에 들어갔다. iTRAK은 또한 로크웰 오토메이션^®의 통합 아키텍처^® 컨셉과도 밀접하게 연결되어 있기 때문에, 우리가 완전하게 통합된 자동화 인프라를 개발할 수 있게 될거라고 확신했다”고 설명했습니다.

무버와 선형 드라이브 섹션을 갖춘 iTRAK 솔루션은 독립형 셔틀(무버 한쌍에 부착)을 제품 인피드 하단에 위치 시키고 1~3개의 팩/트레이를 픽업합니다. 픽업된 제품은 신속하고 유연하게 포장 스테이션으로 이동되고, 포장 후 iTRAK의 노선과 평행으로 작업을 수행하는 다른 라인의 카톤에 적재됩니다. 셔틀이 독립적으로 제어되기 때문에, 제품 인피드 스테이션에서 시간이 더 오래 소요되는 경우(1개 이상의 트레이 예치)에도 장비의 전체 속도는 영향을 받지 않습니다. 공통 체인이나 컨베이어를 사용하는 시스템의 경우에는 불가능한 얘기입니다. 비워진 셔틀은 트랙 주변으로 다시 빠르게 이동하여 잠시 '대기 영역'에 멈춰 있다가 다음 제품 배치를 적재할 수 있는 위치로 이동합니다.

일차 제어는 Allen‑Bradley CompactLogix™ 컨트롤러로 제공되며, 추가적인 모션 축은 Allen‑Bradley Kinetix 5500 서보 드라이브로 조작됩니다. Allen‑Bradley PowerFlex^® 가변 속도 드라이브는 다른 장비의 움직임 일부를 지원하고 Allen‑Bradley PanelView™ Plus 1000 HMI는 작업자와의 상호작용을 제공합니다. 전체 솔루션은 단일한 개발 환경인 Studio 5000^®에서 프로그래밍 되었습니다.

베르취는 “인피드와 카톤 푸셔가 이제는 완전하게 분리되었다”며 “이는 기존의 공통 체인 장비로는 불가능했던 일이다. 롯데 웨델은 이제 인피드 공정의 확장으로 인해 장비 속도가 줄어들 것을 걱정하지 않고 동일한 장비에서 더 다양한 개수의 제품을 포장할 수 있게 되었다”고 말했습니다.

결과

이코노-팩과 롯데 웨델은 독일과 미국에 상주하는 로크웰 오토메이션의 글로벌 OEM 기술 컨설턴트(GOTC)와 엔지니어들로부터 대폭적인 프로그램 지원을 받았습니다. 개발 협업의 일부로, 셔틀 개수, 모션 프로파일, 타겟 속도 계산을 위한 설계 및 프로그래밍 지원이 포함되었습니다.

미국에서 테스트를 거쳐 이송된 장비는, 유도 시스템으로 완비가 된 후, 조립과 사전 테스트를 거쳐 가동에 들어갔습니다. 베르취는 “설치 중에 현장에서 로크웰 오토메이션 프로그래머들과 시운전 작업을 수행했는데, 100% 효율성을 제공하는 8시간에 걸친 시범 가동만으로 공장 인수 시험이 완료되었다"고 설명했습니다.

그는 “롯데 웨델은 이제 포장 개수의 측면에서 무한한 유연성을 확보하였고 다른 제품 형식이나 모양에도 맞게 쉽게 변경이 가능한 장비를 보유할 수 있게 되었다”고 덧붙였습니다. 고객은 이미 다운타임 감소, 성능 및 자산 활용 향상 혜택을 누리고 있습니다.

이코노-팩은 로크웰 오토메이션의 전문지식과 기술적 지원을 통해 이 장비를 제공할 수 있었습니다. 베르치는 “협력 개발 과정에서 서로에게 많은 것을 배웠다”며 “우리는 iTRAK을 사용해 어떻게 혁신적인 장비를 개발할 수 있는지를 배웠고, 로크웰 오토메이션 엔지니어들은 이제 이코노-팩의 장비 설계 및 포장업계 경험을 기반으로하는 iTRAK의 다른 활용사례를 보유하게 되었다. 프로그래밍과 사후 지원은 대단히 효과적이었으며, 이미 미국 시장에서 유사한 프로젝트를 실행하는 것에 대해 논의하고 있다”는 말로 마무리를 했습니다.

Allen‑Bradley, CompactLogix, iTRAK, Kinetix, LISTEN. THINK. SOLVE., PowerFlex, PanelView Plus, Rockwell Automation, Studio 5000은 로크웰 오토메이션의 등록 상표입니다.

로크웰 오토메이션의 소유가 아닌 상표는 각 해당 기업의 재산입니다.