통합아키텍처 RFID 기능으로 시운전 시간 감소

 새로운 제품과 공정이 끊임없이 등장하는 환경에서, 많은 장비제조업체(OEM)들은 핵심 장비를 확장 가능하고 쉽게 수용할 수 있도록 설계하여 엔드유저 고객들에게 생산 유연성을 제공해야 합니다. 또한 지속적으로 변화하는 소비자와 시장의 요구를 충족할 수 있도록 공정과 제품을 조정할 필요가 있습니다. 이러한 유연성에는 제어 아키텍처도 포함됩니다. 그렇기 때문에 장비제조업체는 고객의 요구에 부응할 수 있는 강력하고 확장 가능한 통합 솔루션을 제공할 수 있는 자동화 공급업체를 선택해야 합니다. 자동화 솔루션들은 또한 호스트 장비에 상응하는 수명을 제공해야 합니다.

 1994년에 설립된 신형 엔지니어링은 자동차 시트 조립 자동화 분야의 선두기업입니다. 주요 제품은 시트 트랙, 리클라이너 및 펌핑 자동조립 설비와 성능 및 내구성 테스트를 위한 테스트 장비입니다. 첨단 자동화 설비로 공장에서의 비용 절감과 생산성 증대, 품질 향상을 위한 R&D에 지속적으로 투자를 해온 덕분에 국내 시트 조립 자동화 설비 시장에서 70%가 넘는 높은 시장 점유율을 유지하고 있습니다. 신형 엔지니어링은 자동차 시트 분야에서 다양한 특허를 보유하고 있으며 제작되는 설비들은 현지 안전 규정을 초과 충족하는 것은 물론 국제 안전 표준을 준수합니다

 이 기업은 트랙의 하부 레일과 상부 레일 간에 자동으로 리테이너를 조립하는 트랙 조립 장비, 리클라이너 코어 전자동 조립 장비, 펌핑 장치 전자동 조립 장비, 시트 구조 조립 장비, 레이저 용접 장치 등 다양한 애플리케이션을 보유하고 있습니다.

도전과제

이러한 모든 역량을 기반으로, 신형 엔지니어링은 인도에서 수행되는 리어(Lear Company) 프로젝트를 수주했습니다. 이 프로젝트의 아키텍처는 주로 ControlLogix에 기반했습니다. 그러나 시스템이 경쟁사의 시리얼 통신 기반 RFID 시스템에 연결되어 있었기 때문에 추가적인 프로그래밍이 필요했습니다.

여느 제조업체들과 마찬가지로, 신형 엔지니어링도 제품의 시장 출시 시간을 단축해야 할 필요가 있었습니다. 대부분의 경우, 빡빡한 일정에 맞춰야 했으며, 제품에 대한 엔드유저의 수요가 급증하여 일정이 자주 변경되었습니다. 이 애플리케이션에서 기대되는 두 가지 목표는 (1) 시장 출시 시간 단축과 (2) 비용 절감이었습니다.

이 프로젝트의 또 다른 해결과제는 네트워크 연결이었습니다. 로크웰 오토메이션과 신형 엔지니어링은 무수한 회의와 토론을 거쳐 새로운 통신 네트워크와 기존 인프라를 연결하기에 가장 적합한 레이아웃을 결정했습니다. 기존에는 RFID가 직렬 통신으로 PC에 연결되고, PC가 다시 PLC로 연결되는 방식이라 작업자들의 불편함과 시스템 문제를 야기했습니다.

신형 엔지니어링은 또한 시스템에 맞는 산업용 컴포넌트를 갖춘 컨트롤러를 공급할 수 있는 업체가 필요했습니다. 고가의 장비를 위해 쉽고 빠르게 예비 부품과 기술 지원을 제공할 수 있는 단일한 공급업체를 원했기 때문에, 공급업체가 포괄적인 솔루션을 제공할 수 있는지가 설계의 또 다른 관건이었습니다

솔루션

신형 엔지니어링이 Track rail, 용접, 전동 리클라이너, 펌핑 장치 등 생산 라인을 위한 조립 시스템의 주요 요소들을 제공했습니다. 이러한 문제들을 해결하기 위해, 신형 엔지니어링은 로크웰 오토메이션의  Integrated Architecture® 컨트롤 솔루션을 선택했습니다. 조립 시스템에 설치된 Allen-Bradley® ControlLogix® 컨트롤러(PAC) 등 라인 전반에는 이미 주요 제어 제품이 구현되어 있었습니다.

신형 엔지니어링은 일관성 있고 안정적인 통신 네트워크를 지원하는 산업용 컴포넌트로 교체하길 원했습니다. 전체 라인은 발루프의 RFID 시스템으로 가동되고 있었습니다.

산업용 RFID(Radio Frequency Identification) 시스템은 제조 공정을 따라 이동하는 제품을 추적 및 문서화할 수 있는 견고하고 안정적인 방식을 제공합니다. 유사하지만 덜 까다로운 애플리케이션에서 사용되는 바코드 시스템과는 달리, 로크웰 오토메이션의  Allen-Bradley 56RF 고주파 RFID 시스템은 험한 환경을 견딜 수 있도록 설계되었습니다. RFID 시스템 태그, 송수신기 및 인터페이스는 고주파수를 위한 ISO 15693 개방형 표준에 맞게 설계되었습니다. 또한 재사용이 가능한 읽기/쓰기 태그는 정보와 애플리케이션에 유연성을 더해줍니다.

각 항목에 부착된 RFID 태그는 제품 데이터를 식별하고 송수신기로 송신하여 사용자가 생산 라인에 있는 제품들을 추적할 수 있도록 해줍니다. EtherNet/IP 인터페이스를 갖춘 RFID는 또한 엔터프라이즈 솔루션과 Allen-bradly 솔루션을 기반으로 구축된 모든 중요한 조립 장비로 끊김없는 통신을 제공해줍니다. EtherNet 백본과 통합 하드웨어를 사용하여, 신형 엔지니어링은 커넥티드 엔터프라이즈(The Connected Enterprise®)의 혜택을 누릴 수 있게 되었습니다.  이뿐만 아니라, ControlLogix와의 통합, 관제실의 애드온 명령(AOI) 같은 핵심적인 기능들은 사용자가 쉽게 사용할 수 있도록 해주고 시운전 시간을 감소해주었습니다.

신형 엔지니어링은 두 가지 다른 메이커의 컨트롤러(PLC)와 컴포넌트들을 사용하고 있었기 때문에, 추가적인 장비 연결 비용이 발생했었습니다. RFID와 인접 컴포넌트 등 로크웰 오토메이션이 제공하는 포괄적인 장치는 비용을 절감해주었습니다.

결과

신형엔지니어링은 PLC, 구성요소 및 RFID에 대해 하나의 공급업체를 사용하여 장치 연결 비용을 절감했습니다. .AOI 기능과 RFID와의 밀접한 통합 등 ControlLogix의 첨단 기술은 고객이 필요로 하는 통합 솔루션을 제공해주었습니다.

솔루션을 설치한 후, 약 25%에 해당하는 5일간의 시운전 시간을 줄였습니다. 추가적으로, 장비 당 기존 비용의 약 2%를 절감했습니다.

• 시운전 시간 약 25% 단축
• 기계당 비용 2% 절감

이번 프로젝트에서 얻어진 경험과 기술은 향후 유사 프로젝트에서 효과적으로 사용될 것입니다. 특히, 통합 아키텍처에 대한 고객의 만족에 기반해 형성된 고객과의 밀접한 관계는 스마트 팩토리 구축에 지대한 영향을 미칠 것입니다.

위에 언급된 결과는 신형엔지니어링이 로크웰 오토메이션 제품 및 서비스를 다른 제품과 함께 사용하는 경우에만 해당됩니다. 다른 고객사의 경우, 구체적인 결과는 다를 수 있습니다.

Allen-Bradley, ControlLogix 및 Integrated Architecture 는 Rockwell Automation Inc.의 상표입니다.