Toyota 프레스 공정 이송 시스템, 더 긴 가동시간 확보

배경
구성요소와 차체 패널이 필요할 때 정확하게 라인에 올라오는 린(lean) 제조, 적시 제조 철학을 처음 고안한 것은 Toyota와 같은 기업들입니다.이는 시간, 재고 보유 및 부동산 측면에서 극히 효율적인 작업 방식이지만 적시(JIT) 체인의 강도는 가장 약한 연결 고리에 의해 결정되므로 다운스트림 프로세스에 대한 부담이 상당히 큽니다.JIT와 24/7 제조의 결합은 유지보수 부서에도 어려운 과제가 됩니다.이들이 사용할 수 있는 유일한 가동 중단 시간은 여름철 작업이 중단되는 2주이므로 모든 주요 엔지니어링 프로젝트는 전체 제조가 다시 시작되기 전, 아주 짧은 기간 내에 완료해야 합니다.더비셔 버나스톤의 Toyota 공장은 생산 라인의 시작 부분에서 프레스를 담당하는 AGV를 쇄신하는 중대한 엔지니어링 프로젝트를 이상 발생 시 심각한 영향을 미칠 수 있는 프로젝트로 파악했습니다.

이 프로젝트는 원래 쇄신으로 분류되었다가 새로운 Auris 및 Avensis 모델로 인해 제조 우선 순위가 갑작스럽게 변하면서 핵심적인 수준의 프로젝트로 승격되었지만 프로젝트를 수행할 수 있는 기간은 짧았습니다.그러나 로크웰 오토메이션 솔루션 파트너인 AND Automation의 수평적 사고와 대체 기술을 도입하고자 하는 Toyota의 의지가 결합되어 훨씬 더 간소하고 효과적인 업그레이드 경로를 제공하는 로크웰 오토메이션 기반 솔루션을 통해 신속하게 문제가 해결되었습니다.

과제
AGV는 프레스의 양쪽과 스태커, 디스태커, 이렇게 4곳의 지점을 오갔습니다.Toyota의 프레스 및 용접 부문 프레스 엔지니어인 Stuart Cope는 이렇게 설명했습니다."AGV 시스템은 원래 차량 여덟 대로 구성했다가, 수 년에 걸쳐 유닛과 제어 시스템을 제거하거나 업데이트하는 일련의 업그레이드를 거칠 예정이었습니다.작년에는 작동 가능한 차량이 하나만 남았지만 인프라는 여덟 대 규모였고, 복잡하고 관리하기 어려워 골칫거리가 되었습니다."프레스가 항상 가동되는 것은 아니기 때문에 원래는 한 번 더 개비하면 충분하다고 결정했다"고 Cope는 계속 설명합니다."그러나 판매량의 상승은 프레스에 대한 수요가 훨씬 더 늘어날 수 있음을 의미했고, 실제로 두 번째 프레스가 가동될 가능성도 있었습니다."

"시스템을 개비하는 대신 완전히 새 시스템을 도입하기로 결정이 바뀌었습니다. 여름철 작업 중단 기간 내에 신속하게 이 시스템을 개발해서 설치해야 했습니다."Toyota는 원래의 예산 내에서 새 시스템을 제공할 수 있는 업체를 찾기 위해 여러 AGV/RGV 제조업체, 수많은 자동화 및 제어 전문 업체에 연락했습니다.그러한 전문 업체 중 하나가 Toyota와 전에도 일한 적이 있는 AND Automation이었습니다.AND Automation은 레일 가이드 시스템을 제안했습니다. 이 시스템은 튼튼하고 단순할 뿐만 아니라 예산과 제한된 주기 안에 설계 및 설치가 가능했습니다.Cope는 "AND Automation은 하드웨어를 제공할 회사를 소개했다"고 설명했습니다."하드웨어는 감탄이 나올 정도로 견고했습니다.프레스 공정에서는 충격의 강도가 매우 높기 때문에 모든 요소가 견고해야 합니다."

솔루션
AND Automation의 영업 이사 Tony Brooks는 회사가 개발한 솔루션에 대해 이렇게 설명했습니다."기존 인프라 제어는 Allen-Bradley® PLC-5®를 통해 이루어졌으며 이는 로크웰 오토메이션의 새로운 최신 솔루션을 간편히 통합할 수 있음을 의미했습니다.또한 Toyota는 Allen-Bradley® 장비에 만족했으므로 새로운 솔루션도 그만큼 쉽게 익힐 수 있었습니다."

레일 가이드 방식의 트롤리 차량을 구동하기 위해 배치된 새로운 제어 솔루션의 중심에는 Allen-Bradley CompactGuardLogix® 컨트롤러(PAC)가 있습니다.모든 주 장비와 안전 및 비안전 Point I/O™를 포함한 다양한 I/O 포인트로의 통신은 EtherNet/IP를 통합니다.각 트롤리 차량에는 원격 제어, I/O, 안전 I/O 및 온보드 인텔리전스가 구현되어 벽과 장비의 인식표(dumb target)를 인지하고 반응합니다.

PAC, 전원 배전 및 I/O가 들어 있는 주 패널은 Allen-Bradley PowerFlex® 드라이브(위치 제어용)와 안전 I/O 및 세 차량 모두에 대한 I/O가 포함된 원격 패널을 구동합니다.PowerFlex 753은 주 드라이브의 정확한 위치 제어에 사용되며 PowerFlex 4는 트롤리 차량의 롤러 베드 컨베이어에 사용됩니다.EtherNet/IP를 통해 가동되는 드라이브는 안전 토크 오프 보드도 전개합니다.주 구성요소의 마지막 부분은 주 패널 도어의 Allen-Bradley PanelView™ HMI로, 세부적인 진단, 설정, 구성 및 알람 기능을 제공합니다.안전 솔루션은 여러 개의 진입 지점이 있는 펜스 라인으로 구성됩니다.이러한 진입 지점은 다른 장비의 안전 솔루션과 접속하며, 작업자의 진입 위치에 따라 바뀌는 여러 개의 구역을 생성합니다.GuardLogix PAC를 통해 Toyota는 물리적 결선 방식이 아닌 프로그래밍 방식의 functional safety를 구축할 수 있습니다.그 결과 트롤리 위치에 대한 효과적인 모니터링으로 여러 개의 동적인 안전 구역을 생성하여 고객에게 더 높은 유연성을 제공할 수 있습니다.

결과
"레일 가이드 솔루션을 사용하지 않았던 Toyota에게는 이 솔루션이 새로운 시도였습니다.아주 잘 작동하고 있습니다.주로 이전의 통신 방법과 관련된 소소한 몇 가지 초기 문제를 겪었지만 AND Automation은 훨씬 더 최신 하드웨어로 이전 통신 시스템의 작동 방식을 모방해 냈습니다.가동 시간이 이전 시스템에 비해 훨씬 더 향상되었습니다."Toyota 구매 부서의 섹션 관리자인 Jenny Brosnan은 구매 관점에서 본 프로젝트에 관한 소감을 이렇게 말했습니다."일반적으로 장비를 구매할 때는 생산 부서와 협력해서 사양을 작성한 다음 시장으로 나갑니다.이 프로젝트도 이렇게 시작했습니다. 우리는 업그레이드 또는 교체를 원했습니다.좋은 점은 Toyota는 대안을 받아들일 유연함을 가졌다는 것입니다. 다른 아이디어에 대해 개방적입니다."AND Automation이 우리를 다시 찾아왔을 때," Brosnan은 계속 말했습니다. "우리는 사양에 빈틈없이 맞추기보다는 다른 기술로 같은 결과를 얻을 수도 있다는 것을 깨달았습니다."

그동안 검증된 방법에 도전하는, 신선한 방법이었습니다.비교할 만한 다른 솔루션은 없었지만 상업적 관점에서 합당했으므로 프레스 부서에게 이 아이디어를 설득했습니다.Brosnan은 "Toyota는 AND Automation과의 유연한 관계를 계속 즐기고 있다"며, "AND Automation은 어떻게 그 솔루션에 도달했는지에 대해 열린 자세로 우리와 대화를 나누었고, AND Automation 공급업체들과의 미팅 결과 프로젝트 팀을 만들게 되었다.프로젝트가 시작되면서 새로운 사양을 다듬어야 했고 그 부분은 AND Automation이 주도했다. AND Automation은 프로젝트 시작과 끝에만 나타나는 업체가 아니라 구매 과정을 함께 한 업체였다"고 설명했습니다.

우리는 전 과정에 참여하면서 의사 결정 과정에 참여했습니다.구매 관점에서 업체들은 흔히 "이게 실행 계획이고, 이게 사양입니다...", 그리고 "이 회사는 사양을 맞추지 못했으므로 탈락입니다"라는 말을 하곤 합니다.반면 우리는 기꺼이 대안을 수용했습니다."

위에서 언급한 결과는 Toyota가 로크웰 오토메이션의 제품과 서비스를 타 제품과 함께 사용하여 얻은 결과입니다.구체적인 결과는 고객마다 다를 수 있습니다.