푸드맥의 얼리 로버츠(Earle Roberts) CEO는 “오래된 기계를 복제하는 동시에 정말 짧은 시간 내에 최신 제어 및 안전 표준으로 현대화해야 했는데, 일정이 너무 촉박해서 보통 6개월이 걸리던 일을 8주 만에 완료해야 했다”고 설명했습니다.
팬데믹으로 인해 전 세계의 업계와 정부기관들은 공급망과 운영 효율성을
재고해야만 하게 되었습니다.이러한 도전과제를 해결하고 COVID-19로부터
지역사회를 보호하기 위해 제조업체와 장비제조업체들이 힘을 합치고 있습니다.
세계보건기구(WHO)는 팬데믹 기간 동안 수요 증가, 사재기, 비축 및 오용으로 인해, 개인 보호 장비(PPE)의 글로벌 공급에 심각한 혼란이 초래되어 생명을 위험에 빠뜨리고 있다고 경고했습니다.
이러한 문제를 해결하고 증가하는 글로벌 수요를 충족하기 위해, WHO는 산업계와 각국 정부에 제조를 40% 늘려줄 것을 촉구했습니다.
전 세계의 제조업체와 장비업체들이 이 목표를 달성하기 위해 발 벗고 나섰습니다. 호주 연방 정부는 당시 지역의 유일한 마스크 제조업체 메드-콘(Med-Con)에게 이러한 수요를 충족할 수 있도록 생산량을 늘리라는 임무를 부여했습니다. 그러나 메드-콘은 40년 된 기계 3대 중 2대만 가동하고 있었기 때문에, 이를 실현하려면 더 많은 마스크 제조 기계가 시급히 필요했습니다.
지구 반대쪽에 위치한 뉴저지주 몬트빌에서는 캣브릿지 머쉬너리(Catbridge Machinery)가 자재 부족이라는 당면 과제를 해결하기 위해 턴키 솔루션으로 코로나19에 대응하고 있습니다. 현재 북미 지역에 기반한 이 기업은 턴키 멜트블로운(meltblown) 생산 라인을 보유한 유일한 공급업체입니다.
마스크 재료 생산
용융 부직포는 N95 마스크와 필터의 중요한 구성 요소입니다. 폴리프로필렌으로 제작된 이 고성능 소재는 엄격한 여과 사양을 충족하도록 설계되었습니다.
캣브릿지 머쉬너리의 마이클 파파스(Michael Pappas) 사장은 "우리 전문 분야 중 하나는 멜트블로운 생산 라인을 포함한 부직포 전환”이라며 "자재 부족 문제를 해결하는 데 도움이 될 솔루션을 구축하기 위해 신속하게 작업에 착수했다"고 말했습니다.
일반적인 여과 자재 표준을 충족하기 위해, 이 업체는 웹 너비가 1.6미터인 솔루션을 구축했습니다. 턴키 방식의 생산 라인에는 중층과 공장층에 모두 장비가 있습니다. 솔루션에는 압출, 멜트블로운 성형 시스템, 웹 처리 장비, 모든 기계적 연결, 제어 패키지 및 전기 패널이 포함됩니다.
멜트블로운 라인은 Allen‑Bradley GuardLogix 안전 컨트롤러, Allen‑Bradley Kinetix 서보 드라이브 및 모터가 포함된 로크웰 오토메이션의 제어 플랫폼에서 가동됩니다. 이 시스템은 단일 EtherNet/IP™ 네트워크에 통합되었습니다.
파파스 사장은 “일반적으로 기계 HMI에 그래픽 터미널을 사용했지만, 이 경우에는 Allen‑Bradley VersaView 산업용 PC 및 모니터를 선택했다”고 말했습니다.
내구성이 높은 VersaView 제품은 애플리케이션 소스에서 더 많은 컴퓨팅 성능을 제공하며, 화면에서 액세스하고 관리할 수 있는 항목의 측면에서 더 많은 유연성을 제공합니다. 이 경우, 시스템은 여러 이해 관계자의 요구 사항을 충족하는 FactoryTalk View Site Edition (SE) HMI 소프트웨어로 구동됩니다.
작업자는 디스플레이 화면, 경보 및 시스템 전반의 진단 정보에 쉽게 액세스할 수 있습니다. 그리고 유지 보수 및 엔지니어링 팀은 애플리케이션을 신속하게 개발하고 시스템을 쉽게 유지 보수할 수 있습니다.
파파스 사장은 "코로나19 팬데믹은 많은 이들에게 마치 롤러코스터를 타는 듯한 느낌을 주었다”며 “N95 마스크는 아직 공급이 부족한 상태이지만, 이것이 새로운 현실의 일부가 될지는 아무도 모른다. 이러한 불확실한 시기에 장비의 유연성은 성능 못지않게 중요하다”고 말했습니다.
생명을 구하는 마스크 제조 기계 제작
호주 정부의 지원으로, 호주 빅토리아에 본사를 둔 고급 주문형 엔지니어링(engineering-to-order) 기업인 푸드맥(Foodmach)에게는 메드-콘을 위해 7대의 마스크 기계 중 첫 번째 기계를 설계하고 제작할 수 있는 60일의 시간이 주어졌습니다. 긴급한 공급 수요를 충족하기 위해 메드-콘은 2020년 11월까지 6천만 개의 안면 마스크 생산을 목표로 잡았으며, 현재 연간 1억 6천만 개의 마스크 생산 능력을 보유하고 있습니다.
공장 현장에 있는
푸드맥의 CEO,
얼리 로버츠
(Earle Roberts)
푸드맥은 기존 기계 역학을 현대화하여 로크웰 오토메이션의 최신 제어 및 자동화 기술을 포함시킬 수 있었습니다. Allen-Bradley Compact GuardLogix 컨트롤러는 마스크 생산 공정을 제어하는 장비의 핵심 요소입니다.
Kinetix 5500 서보 드라이브는 간편한 설정, 시스템 통합 및 안전을 위해 Logix 플랫폼에 완전하게 통합됩니다. PLC와 서보 드라이브는 함께 기계 내부의 움직임을 제어하고 기계의 정확한 시작 및 정지 기능을 유지하는 데 중요한 역할을 합니다.
이 기계들은 4중 적층 구조로 이루어져 우수한 보호를 제공하는 최고 품질의 수술용 마스크를 제작하도록 설계되었습니다. 안전 토크 차단(STO) 기능이 있는 Allen-Bradley PowerFlex 525 인버터로 적층 공정을 제어하며, 작업자는 장비의 PanelView 그래픽 터미널을 통해 생산을 모니터링할 수 있습니다.
얼리 로버츠 CEO는 “8주 만에 첫 번째 기계를 완성하는 것이 목표였지만, 예정보다 빨리 7주 만에 기계를 인도할 수 있었다”며 “로크웰 오토메이션과 같은 공급업체들이 호주에 부품 재고를 보유하고 있었고, 필요한 경우 해외에서 부품을 신속하게 가져올 수 있었던 덕분”이라고 말했습니다.
뛰어난 엔지니어, 디자이너 및 기술자 팀의 혁신적인 작업 덕분에 호주는 마스크 생산 용량을 확보할 수 있었습니다. 이러한 스마트 머신은 마스크 생산량을 크게 향상할 수 있는 능력을 제공하여 코로나19에 대응하기 위해 최전선에서 일하는 근로자와 환자를 보호하는 데 도움을 줍니다.
디지털로 가시성 향상
기계 및 자재 부족으로 인한 공급망 문제를 해결하는 것 외에도, 업계의 또 다른 핵심 초점은 운영 효율성입니다. 디지털 트랜스포메이션은 향상된 연결성과 가시성을 제공하여 궁극적으로 성능과 효율성을 향상시킵니다.
에코랩(Ecolab)은 물, 위생 및 감염 예방 솔루션 및 서비스 분야의 글로벌 리더입니다. 전 세계적으로 130개의 공장을 둔 에코랩은 전 세계 거의 3백만 곳의 고객 현장에서 식품 안전을 개선하고 깨끗하고 안전한 환경을 유지하며 물과 에너지 사용을 최적화하는 데 도움을 주고 있습니다. 그러나 최근까지 공장들은 상호 조율과 일관성이 부족했습니다. 본질적으로 각 공장이 개별적으로 운영되었습니다.
이제 에코랩의 글로벌 플랜트 네트워크는 더 나은 연결성을 제공하기 위한 5개년 로드맵에 따라 더 우수하고 일관되게 운영되어, 궁극적으로 고객에게 더 나은 서비스를 제공할 수 있게 되었습니다.
에코랩의 제어 및 자동화 프로그램 책임자인 맷 부두크(Matt Boudjouk)가 회사의 디지털 트랜스포메이션을 이끄는 책임을 맡았습니다.
부두크는 “실질적으로 제어 체계를 개선하는 것뿐만 아니라 지식의 통로가 되어 공장 간에 지식을 공유하는 것이 나의 일”이라며 "에코랩은 규모가 큰 회사이기 때문에, 서로 소통을 하지 않으면 이점을 활용하지 못한다”고 말했습니다.
팀은 에코랩 공장을 디지털화하기 위한 4단계 전략을 구축했습니다. 그 첫 번째는 데이터 수집 단계입니다. 여기에는 올바른 장비를 배치하고 올바른 데이터를 수집하는 포함되며, 모든 것은 이더넷 인프라에 구축됩니다. 문서화는 이 단계에서 데이터를 식별하고 이후 단계에서 분석할 수 있도록 하는 데 핵심입니다.
다음 단계는 공장이 운영과 대시보드 모니터링을 시작해 가시성을 확보하고 작업자에게 라인의 성능에 대한 실시간 인사이트를 제공합니다. 세 번째 단계는 비즈니스 최적화입니다. 여기에는 공장과 공급망 전반에 걸쳐 가시성과 커뮤니케이션을 제공할 수 있도록 공장 현장을 엔터프라이즈 시스템과 통합하는 것이 포함됩니다.
네 번째이자 마지막 단계는 분석, 디지털 트윈 및 인공 지능을 통한 디지털 트랜스포메이션입니다. 이는 왜 어떤 공장이 다른 공장보다 더 나은 성과를 내는지 등의 핵심적인 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다.
현재 이미 일부 공장은 최적화 단계에 있습니다. 더 큰 글로벌 가시성과 표준화 노력 덕분에 에코랩은 프로세스 설계 비용을 25~30% 절감할 수 있었습니다. 재고 및 보유 일수를 더 잘 관리하게 된 것도 개선을 위한 큰 기회가 되었습니다.
에코랩은 공급업체와 협력하여 직원들이 새로운 기술과 상호 작용하며 배울 수 있도록 일부 공장의 현장 교육 실험실을 포함시키고 교육 프로그램을 수립했습니다.
부두크는 “가장 중요한 것은 모든 사람들과 의사소통을 하며 지지를 얻는 것”이라며 “만약 어떤 일에 대해 발언권이 있다고 느끼는 사람들은 더 적극적으로 관여하고 그 프로젝트를 제대로 완수하기 위해 정말로 함께 일할 것이다. 그것이 그들의 삶을 더 쉽게 만든다는 것을 알기 때문”이라고 말했습니다.
