ifm electronic GmbH

콘스탄스 호수의 테트낭에 위치한 생산 및 개발 시설에서 ifm electronic GmbH는 자율 이동식 운반 로봇을 사용하여 직원들의 업무 부담을 덜어주고 린 생산을 구현합니다. 덴마크 제조업체인 Mobile Industrial Robots(MiR)의 로봇 6대가 생산 라인에 자재를 공급하고 있습니다. 주요 장점은 ifm이 자체 센서 기술로 MiR 로봇을 직접 프로그래밍하여 기능을 확장할 수 있다는 점입니다. 따라서 전자제품 제조업체는 언제든지 역동적이고 민첩한 생산 레이아웃에 맞게 로봇 사용을 쉽게 조정할 수 있습니다.

가족 기업처럼 유연하고 개인적이면서도 기업처럼 전문적이고 최고의 품질을 자랑하는 이프엠 일렉트로닉은 1969년에 설립된 이프엠의 대표 기업입니다. 이 회사는 산업 자동화 및 디지털화를 위한 혁신적인 센서, 컨트롤러 및 시스템을 생산하는 글로벌 업계 리더입니다. 약 1,800명의 직원이 테트낭 시설에서 위치 및 프로세스 센서, 모션 제어용 센서, 안전 기술 등의 제품을 개발 및 생산하고 있습니다. 높은 품질 요건을 충족하고 최적의 생산을 가능하게 하기 위해 ifm은 린(lean) 경영 원칙을 따르고 있으며, 내부 물류에 대해서도 마찬가지입니다.

"직원들이 부가가치를 창출하는 프로세스에 집중할 수 있도록 하는 것이 중요합니다. 또한 생산 라인의 자재를 줄이고 적시 공급을 보장하고 싶었습니다. 따라서 내부 물류를 자동화하는 것은 당연한 단계였습니다."라고 ifm electronic GmbH의 AMR 구현을 위한 린 관리자 겸 프로젝트 매니저인 울리히 벨러는 말합니다. 또한 역동적인 생산 환경에서 유연성을 유지하는 것도 매우 중요했습니다. 따라서 ifm은 Mobile Industrial Robots의 자율 이동 로봇, 줄여서 AMR을 선택했습니다. 기존의 무인 운반차 시스템과 달리 이 로봇은 유도 루프나 바닥에 표시를 하지 않고 관리합니다. 센서, 레이저 스캐너, 카메라 등 다양한 안전 기능 덕분에 고정된 장애물이나 움직이는 장애물을 안정적으로 감지하고 속도를 줄이거나 회피할 수 있습니다. 따라서 생산 레이아웃이 변경되면 AMR을 새로운 경로에 신속하게 배치할 수 있습니다.

ifm은 2018년에 생산 홀의 라인에 자재를 공급하는 AMR MiR100 모델 1대로 자동화 프로젝트를 시작했습니다. 이를 위해 직원이 로봇에 수동으로 요청하면 로봇은 ifm이 자체 개발한 랙에 도킹하여 요청된 자재를 픽업한 후 보관 장소로 가져와 배송 스테이션으로 옮깁니다.

도킹 중 공차의 균형을 맞추기 위해 ifm은 공정의 첫 번째 단계에서 로봇에 자체 광학 센서를 통합했습니다. 이를 통해 운송 컨테이너가 올바르게 이송되었는지 확인합니다. "Mobile Industrial Robots이 제공하는 솔루션의 주요 장점은 센서 기술을 사용하여 로봇의 기능을 확장할 수 있다는 것입니다. 이는 복잡한 자동화된 내부 물류 시스템을 구축하고 확장하는 데 있어 중요한 전제 조건이었습니다."라고 벨러는 설명합니다. 또한 이프엠은 매핑 및 프로그램 시퀀스 제어를 위한 소프트웨어를 자체적으로 설정할 수 있습니다. "우리는 환승 스테이션의 개발, 설계, 시공, 시운전 및 시스템 확장을 자체적으로 수행했기 때문에 프로그래밍에 대한 외부 지원이 전혀 필요하지 않습니다."라고 벨러는 덧붙입니다.

자체 개발을 통한 내부 물류 자동화

로봇을 처음 사용한 후 좋은 결과를 얻은 ifm은 매우 바쁜 다른 생산 홀에 AMR을 설치하기로 결정했습니다. 이를 위해 랙 시스템을 추가로 개발하고 드라이브 스루 랙을 설계했습니다. "우리가 새로 개발한 시스템은 컨테이너 픽업과 배송을 하나의 프로세스에 결합했습니다. 드라이브 스루 랙은 도킹 방식보다 두 배 더 빠르고 주문 요청의 빠른 속도와 빈도를 처리할 수 있다는 것을 의미합니다. 우리는 이 시스템을 완전히 자체 개발했으며 이에 대한 특허도 보유하고 있습니다."라고 울리히 벨러는 설명합니다.

이 시스템은 순전히 기계식입니다. MiR 로봇이 랙 시스템을 통과할 때 먼저 포크를 눌러 컨테이너를 전달합니다. 그런 다음 포크가 위로 접히면서 새로운 운송 컨테이너를 로봇 위로 끌어당깁니다. 이프엠은 총 130개의 이프엠 센서가 장착된 수거 및 배송용 랙 시스템을 17개 설치했습니다.

MiR 플릿: 제어 중인 로봇 차량

생산 라인의 주문 요청은 직원이 드라이브 스루 랙의 배송 버퍼에서 컨테이너를 꺼낼 때 이루어집니다. 컨테이너 아래에 장착된 ifm OJ 광전 근접 스위치의 상태 변화에 따라 새 주문을 요청하는 미션이 생성됩니다. 그 다음부터는 AMR이 주문 컨테이너의 수거를 담당합니다.

이 과정에서 PLC(programmable logic controller)는 랙 시스템과 로봇에 설치된 센서의 상태 변화를 지속적으로 쿼리합니다. 랙이나 로봇의 센서 상태가 그에 따라 변경되면 PLC는 이 정보를 무선랜 인터페이스를 통해 MiR Fleet 제어 시스템으로 전달합니다. 그러면 결과 임무를 AMR에 분배하고, AMR은 임무를 실행합니다. 임무를 할당할 때 차량 제어는 AMR의 적재 상태와 목적지에 가장 가까운 AMR을 고려합니다.

6대의 로봇이 자재 운송을 제어

현재 6대의 MiR100 모바일 로봇이 3교대로 총 14개의 생산 라인에 자재를 공급하고 있습니다. 하루에 1000개 이상의 임무를 완수합니다. 각 로봇은 하루에 최대 30킬로미터를 이동합니다. "무거운 상자를 생산 라인에 직접 운반해야 했기 때문에 로봇은 우리에게 큰 도움이 되었습니다."라고 ifm electronic GmbH의 마르쿠스 지덴버그(Markus Siedenburg) 부서장은 말합니다. "AMR의 중앙 집중식 제공 덕분에 부가가치를 높이는 방식으로 사용할 수 있는 리소스를 확보할 수 있게 되었습니다. 유지보수 작업이나 이와 유사한 작업 중에만 로봇이 매일 처리하는 거리와 주문 수량을 확인할 수 있습니다."라고 Siedenburg는 말합니다.

자체 개발한 자동화된 내부물류 개념은 2021년 '올해의 공장상'을 수상하며 AMR 사용에 대한 확신을 심어주었습니다. 이를 계기로 ifm은 내부 물류를 자동화하고자 하는 다른 중견 기업들의 주목을 받게 되었습니다. "수상 이후 다른 중견기업에서 저희 시스템을 자세히 살펴보고 싶다는 문의를 많이 받았습니다. 이에 따라 현재 내부물류 컨설팅을 위한 콘셉트를 개발하고 있으며, 이와 연계하여 랙 시스템 판매도 진행하고 있습니다."라고 울리히 벨러는 말합니다. "전 세계 다른 이프엠 공장에도 MiR 로봇을 설치하는 작업도 진행 중입니다. 현재 텟낭에 있는 자체 공장에서는 컨테이너 인식 기능을 포함한 추가 개발을 계획하고 있습니다. 아직 계획이 많이 남아 있습니다!"