성공 사례

iTRAK시스템 탁월한 OEE달성

DT 엔지니어링은 독립형 무빙 카트 기술의 한계를 뛰어넘는 특별한 시스템을 설계했습니다.

과제

어셈블리, 분배 및 포장 애플리케이션의 반복성, 속도 및 유연성 향상

솔루션

결과

전체 장비 효율성(OEE) 향상
유연성 및 전환(changeover) 향상
애플리케이션의 분배/충전을 위한 정확한 동기화 달성
공차(tolerance) 유지

“대량 맞춤화”는 수십 년간 존재해 온 개념입니다. 그러나 사물인터넷(IoT)과 보다 정교한 자동화 기술의 등장으로, 다양한 SKU(Stock Keeping Unit)를 효율적으로 프로세싱하고, 보다 개인 맞춤화된 생산을 실현할 수 있는 유연한 제조 환경이 현실화 되고 있습니다.

DT 엔지니어링의 비즈니스 개발 담당 디렉터인 켄 쿡(Ken Cook)은 “대부분의 고객에게 중요한 질문은 자동화 실현의 장소와 방법이다”라며, “DT 엔지니어링은 고객이 최신 기술을 계속 활용할 수 있도록 지원하고, ROI(투자 수익)를 개선하고, 유연성을 제공하며, 인력 문제를 해결하는 솔루션을 제공한다."고 말했습니다.

DT 엔지니어링은 산업 자동화 개발자이자 시스템 통합업체로서 컨셉을 현실화하여 프로젝트 실행에 혁신적인 접근방식을 제공합니다. 미주리주 레바논에 위치한 DT 엔지니어링은 선도적인 어플라이언스, HVAC를 지원하며, 농업, 타이어 산업, 소비재 및 제약/의료기기 기업들을 지원합니다.

기존 컨베이어의 제한적인 OEE

켄 쿡은 “산업과 관계없이, OEE(Overall Equipment Effectiveness: 전체 장비 효율성)는 고객에게 중요한 KPI(핵심 성과 지표)이다.”라며 “또한 반복성, 속도 및 전환 시간은 충전, 어셈블리 및 포장 애플리케이션에 상당한 영향을 미친다.”고 말했습니다.

이러한 애플리케이션의 핵심은 컨베이어입니다. 그리고 자주 사용되는 방법은 OEE 개선을 제한합니다.

또한 켄 쿡은 “어셈블리, 충전 및 포장에는 일반적으로 일련의 프로세스 프로세싱 스테이션을 통해 구성 요소 또는 제품을 운반하는 과정이 포함된다.”며, “현재 작업 현장에 있는 대부분 라인 샤프트, 캠 제어(cam-driven) 설비는 벨트 형식의 컨베이어 또는 기존의 운송 방법을 사용한다.”고 말했습니다.

기존 컨베이어는 사전 구성된 라인 경로를 통해, 고정된 속도로 제품을 이동하도록 설계되었습니다. 컨베이어의 제품은 동일한 간격으로 배치되어 있으며, 시스템은 가장 느린 공정 속도로 실행됩니다.

최근 DT 엔지니어링은 로크웰 오토메이션의 독립형 무빙 카트 기술(independent cart technology (ICT))을 특징으로 하는 다중 애플리케이션 솔루션을 통해, 기계 속도와 성능을 개선하기 위한 새로운 접근 방식을 시도했습니다.

더 나은 방법 : 독립형 무빙 카트 기술(ICT)

켄 쿡은 “로크웰 오토메이션과의 파트너쉽을 통해 iTRAK 독립형 무빙 카트 기술을 기반으로 하는 ‘이중 트랙(double-decker)’시스템을 개발하고, 포춘지 선정 500대 기업 고객에게 보급했다.”며 “고객이 OEE 표준(85%)을 충족하는데 도움이 될 수 있도록 솔루션을 설계했다. 현재 이 시스템은 97%의 OEE를 달성하고 있다”고 말했습니다.

DT 엔지니어링은 이러한 성공을 바탕으로 많은 애플케이션의 프로토타입 역할을 할 수 있는 이중형 iTRAK 솔루션을 설계했습니다.

iTRAK 기술은 리니어 동기식 모터를 기반으로 하여, 여러 자기 추진 캐리어를 독립적으로 제어할 수 있습니다. 제어 소프트웨어 및 내장 센서는 지속적으로 캐리어의 위치를 개선합니다.

캐리어는 고정된 속도로 이동하는 것이 아니라, 각 캐리어가 독립적으로 스테이션 사이를 이동합니다.

프로토타입 솔루션에서, 첫번째 iTRAK 시스템은 제품을 프로세싱(processing) 스테이션으로 운송합니다. 두번째 iTRAK은 오버헤드(overhead)로 실행되며 다양한 역할을 담당할 수 있습니다.

켄 쿡은 “애플리케이션에 따라 상위 iTRAK 시스템을 사용하여, 하위 트랙의 제품에 재료를 분배하거나, 전환을 위한 다른 제품 SKU를 준비할 수 있다.”며, “또한 두 개의 SKU를 동시에 실행하도록 시스템을 구성할 수 있다.”고 말했습니다.

이 솔루션은Allen-Bradley CompactLogix™ 5380 컨트롤러에서 실행되며, Allen-Bradley Kinetix® 5700 서보 드라이브, Allen-Bradley PanelView™ 그래픽 터미널 및Stratix® 5700 매니지드 스위치를 특징으로 합니다. 이 솔루션은EtherNet/IP™ 네트워크에 통합되어 있습니다.

DT 엔지니어링은 프로토타입 머신의 픽 앤 플레이스 애플리케이션을 위해FANUC® 로봇을 설치했습니다. FANUC은 로크웰 오토메이션 PartnerNetwork™ 프로그램의 Encompass™ Product Partner 입니다. 또한 DT 엔지니어링은 FANUC 로봇을 위한 시스템 통합업체입니다.

더 효율적인, 반복 가능한 시스템

DT 엔지니어링은 이전의 머신 애플리케이션에서 사용된 프로세스를 복제하여 사용할 수 있습니다. 그러나 iTRAK 시스템 덕분에 이러한 프로세스를 실행하는 방법이 크게 바뀌었습니다.

켄 쿡은 “속도와 위치를 모두 프로그래밍 할 수 있기 때문에, 프로세싱 스테이션 사이에서 가속 및 감속이 가능하다.”며, “이를 통해 시스템의 전반적인 효율성을 향상된다.”고 말했습니다.

또한 “공차(tolerance)는 전자적으로 조정, 제어 가능하여, 시스템의 반복성이 매우 뛰어나다”고 덧붙였습니다.

정밀 동기화

이 프로젝트의 가장 큰 도전 과제는 상위 iTRAK을 사용하여 재료 분배(dispensing)에 대한 창의적인 접근 방식을 구현하는 것이었습니다. 하중을 분산시키기 위해, 상부 트랙에 의해 운송되는 어셈블리는 시간 간격을 두고 하부 트랙이 운반하는 어셈블리와 결합되어야 했습니다.

1/7,000 인치에서 정확한 동기화를 달성하는 것은 DT 엔지니어링과 로크웰 오토메이션의 뛰어난 협업을 통해 달성 가능한 엔지니어링 결과입니다.

켄 쿡은 “로크웰 오토메이션은 두 개의 iTRAK 시스템에 필요한 캐리어 수와, 각 스테이션에 필요한 체류 시간을 결정하기 위한 시뮬레이션을 완료했다.”고 말했습니다.

OEE를 더 확장하기 위해, 프로토타입에는 작업자에게 프로세스 간소화 가이드를 제공하는 PTC® Vuforia® 증강 현실 (AR) 이 포함되어 있습니다. 디지털 트랜스포메이션 리더인 PTC는 로크웰 오토메이션의 전략적 제휴 파트너입니다.

DT 엔지니어링은 많은 고객들이 iTRAK 솔루션과 스마트 디지털 기술을 개발하고 구현하는 새로운 방법을 활용하여, OEE에 대한 상당한 수익을 얻을 것으로 예상하고 있습니다.

로크웰 오토메이션이 머신 빌더 퍼포먼스를 개선하는데 어떻게 도움이 되는지 자세히 알아보십시오.

Published 2020년 2월 11일 (화)

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