4차 산업혁명과 스마트 팩토리 발전과정

1. 4차 산업혁명에서의 스마트 팩토리

: 3차 산업혁명에서 관심의 대상이었던 생산량, 사이클 타임 등 생산성과 관련된 것으로부터 4차산업에서는 사물과 공정에서 발생하는 데이터를 활용해 공정 설비의 고장을 예측하여 사전에 예방하거나, 고객이 사용하는 제품의 선제적인 유지보수를 가능하게 하는 등 새로운 서비스 창출

 

: 과거에 다루지 않았던 미세 데이터를 축적하고 분석한 결과를 토대로 전통적인 생산성 향상의 시각에서 벗어나 환경이나 작업안전 등 새로운 서비스로 영역이 급속히 확대

 

 

 

2. 첨단산업에서의 스마트팩토리

: 반도체 산업은 천문학적인 투자가 소요되는 장치 산업 특성상 설비 가동율을 최대로 해야함

: 따라서 24시간 쉬지 않고 공정설비를 운영하는 것도 중요하지만, 공정간 불필요한 대기시간을 줄이기 위해 생산 자재의 자동 반송 시스템을 사용하는 것이 일반적임

 

: 공정설비와 자동반동 시스템과 서로 통신하기 위해서는 일련의 통신규약이 필요한데 반도체 산업에서는 SEMI(Semiconductor Equipment & Material International)에서 SECS(Semiconductor Equipment Communication Standards)라는 통신표준을 만들어 모든 공정 및 자동반송 설비의 통신을 표준화함

 

 

 

3. 스마트 팩토리 역할의 확대

① 초기에는 생산성 향상이라는 전통적 목표중심이었지만 판매, 마케팅, 연구개발, 고객 서비스 등 다른 부문으로까지 역할이 확대되는 추세

ex) 반도체 산업의 경우, 양산 이전에 소요되는 기간이나 신규라인의 램프업 기간을 단축하기 위해 공정이나 제품의 미세한 데이터를 분석하여 혐의공정이나 수율저하요인을 조기에 발견하는 것이 중요 / 스마트 팩토리의 실시간 공정관리나 빅데이터 기반 공정분석 기능이 큰 역할을 수행

 

② 공정 진행 뿐 아니라 공정 투입 전부터 공정과 제품 관련 데이터를 관리하여 공정 전, 공정 중, 공정 후로 공정 전체에 대한 관리가 가능해짐

ex) 반도체 산업의 경우, 미세 공정을 센서 또는 비전을 활용한 이미지 분석을 사용하여 실시간으로 데이터를 수집하고 분석하여 공정을 관리하고 제품 이상이 발생하였을 경우 혐의 공정을 단시간에 찾아낼 수 있음

 

 

 

4. CPS(Cyber Physical System)

: 고성능 컴퓨팅, 통신, 실시간 제어에 기분을 둔 오류에 강한 지능형 시스템

: 인간 주변의 물리세계에 장착된 스마트 센서를 통해 데이터가 수집되고, 연결된 통신망을 통해 연동된 소프트웨어가 데이터 분석을 통해 물리 현상을 분석하고 제어하는 기술

: 물리세계는 예측가능하지 않고, CPS는 조절 가능한 환경에서 동작하지 않기 때문에 하위 시스템 오작동에 관해서 처리가 가능해야 하고, CPS는 신뢰성이 중요함

 

 

 

5. 케이스 스터디

1) 지멘스

- 기존 제조 방식에 IT 시스템 접목

- 공정마다 불량을 확인하여 제품 100만개 당 11개 정도에 불과

- 작업 현장에서 데이터 통신이 가능한 설비들을 구축하여 작업시 기기들간의 원활한 통신이 가능하도록 함

 

2) optima

- 제품을 생산 후 포장하는 공정에 스마트 설비를 도입하여 고객의 요구사항에 따라 맞춤형으로 생산관리시스템을 탑재

- 제품의 생산과정을 미리 계획하고 감시 추적하여 제품을 관리할 수 있도록 함

- 시스템에서 자동으로 현황을 파악해 교체가 필요한 부품을 알려줌

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- 본 게시글은 K-MOOC의 스마트팩토리 강좌를 기반으로 작성되었습니다.