실장 공정과 Smart Factory의 실현(Fuji Nexim)

기사입력 2017.07.01 10:53
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1. Smart Factory(SMT)

 

수십 년 전까지는 정보를 TV, 신문, 잡지에서 얻었고, 상품 구입은 점포였다. 그러나 현재는 인터넷을 이용한 스마트폰으로 정보를 즉시 입수하고 필요한 물품을 바로 주문할 수 있다. 배달도 당일 배송, 개인 일정에 맞춰서 시간 지정도 가능하다. IT활용으로 이전에 비해서 편리한 세계가 되고 있으나, 앞으로 요구의 다양화가 진행되어 개인 취향에 맞는 품목을 Timely로 공급하는 시대가 도래할 것이라 말하고 있다.


이러한 요구에 대응하기 위해서 SMT를 중심으로 하는 제조공정의 혁신(Smart Factory 구상)을 Fuji에서 하고 있다.

 

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2. Fuji Smart Factory RoadMap

 

동사의 Smart Factory는 다음 3개 단계로 실현한다.

 

○ Step1 : 자동화

작업자가 하고 있는 작업을 자동화하는 것으로 이를 통해서 산포, 얼룩(오염) 없이 Lead time 단축과 안정된 품질을 실현한다.

 

○ Step2 : 디지털화

장비 동종, 작업공정을 연계시켜서 데이터를 기반으로 통합관리 하는 것이 필요하고, 필요시에는 필요한 사물이나 지시를 필요한 장소와 필요한 양으로 생산 라인에 재공품 체류(설치나 downtime)를 최소화 한다.

 

○ Step3 : 자율화·예측

수집된 데이터를 바탕으로 시스템 자신이 스스로에게 일어나게 되는 것을 예측하여 대처하는 것으로서 생산을 최적한 상태를 갖는 "생각하는 공장=Smart Factory"를 실현한다.

 

 

3. 통합생산시스템 Nexim(Fuji)

 

전술한 Fuji Smart Factory를 실현하기 위한 열쇠가 되는 것이 통합생산시스템 "Nexim"이다.


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1) 컨셉의 연계

 

Nexim은 Nexus(연계되는)+CIM을 조합한 언어로서 이름을 붙인 것이다. 아래에 제시되는 것처럼 지금까지는 제각각 관리되어 오던 사물이나 사상을 연계시켜 유기적으로 연동한 생산공장을 실현하는 시스템으로 화제가 되었던 Industrial 4.0의 구상에 드디어 합치하고 있다.


• 고객의 상위 시스템(ERP, SCM 등)과 연계

• Plan-Do-See의 생산관리 사이클을 연계

• 각 설비에 관련되는 기재를 연결(IoT)

• 다른 공정의 설비나 시스템을 연계(M2M)

• 각 공장간 연결

Nexim은 생산통합시스템으로서 아래의 Plan-Do-See의 생산 사이클에 합쳐서 기능을 분할하고 있다.

 

① Plan(복수 품종의 생산계획 수립)

생산에 필요한 데이터 작업이나 생산계획 등 생산 전에 필요한 준비 작업을 하는 부분이다. 생산의 수직립상을 실현

 

② Do(철저한 자동화와 체류의 배제)

생산에 사용하는 부품·소재 준비에서 단계별로 교체, 부품·소재의 횟수, 기자재의 Maintenance에 관한 부분. 자동화에 의한 얼룩 산포를 배제하고 체류에 의한 장비 가동율 저하를 배제한다.

 

③ See(조기에 알고, 조기 대응)

생산 상태를 보이게 하여서 적절한 조처로서 안정된 생산을 실현하는 부분.

 

이하 Nexim에서 제공하는 몇 개의 기능이나 솔루션을 소개한다.

 

2) "Plan" 복수 품종의 생산계획 수립

 

(1) 생산 프로그램 자동 생성


생산 프로그램 작성시에 어느 좌표에 어느 부품을 탑재하는 것 외에(AD data), BOM data를 독입(읽어 넣는)하는 것으로 간단히 작성할 수가 있다.


그러나 신규 부품의 흡착, 화상처리, 반송 데이터라는 부품 Labrary data의 작성은 수작업과 공수가 걸리는 작업이어서 때로는 실제 부품을 장비상에 기입하는 수작업으로 데이터를 작성하는 등 숙련도가 필요한 작업이 되고 있다.


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이 과제를 해소하기 위해서 CAD 업체와 부품 업체의 협력을 얻어서 CAD data 내에 부품 정보를 정의하며 Nexim에 데이터를 독입하게 되면 생산에 최저로 필요한 부품 데이터를 거의 모두 자동적으로 생성되는 기능을 개발하고 있다. 이것들에 의해서 생산 프로그램의 작성 스킬은 불필요하게 되어서 무엇보다도 입력 실수에 의한 라인 정지가 대폭으로 삭감된다.


더욱이 생산 개시 후에 Data tuning은 자동화상 처리보정 Engine에 의해서 자동 보정되어서 신제품의 설정시간을 대폭 단축할 수가 있다.

 

(2) 설비 구성의 최적화


생산 프로세스의 진화와 제품의 단(짧은) Cycle화는 향후 진전되고 이것에 맞춰서 생산 라인 설비구성도 최적의 구성으로 재편할 필요가 있다. 당사 설비 및 기자재(장착 Head, Filter, Nozzle)는 탈착 가능한 모듈 구성으로 되고 있어서 Nexim은 생산하는 제품을 산출할 수가 있다.

 

(3) 복수 라인 생산계획 자동 생성


많은 품종을 복수 라인에 할당하는데 있어서 현재는 생산계획 작성자의 경험치에 의존할 수밖에 없으나 보다 다종 변량 생산이 진행될 미래에는 사람 손에 의한 생산계획 작성은 곤란한 상황이 될 것이다. Nexim에서는 생산 품종, 납기, 수량 등 정보가 들어있는 Work order를 어느 라인에 할당해야 가장 효율적으로 생산할 수 있는가를 자동으로 판단한다. 이 생산계획은 생산준비, 단계별 교체 등 off line 작업도 포함한 계획을 출력하기 때문에 다종변량 생산에 있어서도 line간 균형을 고려한 정밀도 높은 생산 계획이 되고 있다.

 

3) "Do" 철저한 자동화와 체류 배제

 

생산계획대로 생산을 진행하는 데에는 필요한 때에 필요한 것이나 지시를 필요한 장소에 필요한 양만 생산라인의 down time을 최소화하여 정체, 체류 낭비를 감소시키는 것이 필요하다. 가장 많은 라인 정지요인으로서는 부품이 끊어져서 재연결하는 부품 보급을 들 수 있다.

 

(1) 정보물 일치 관리


생산계획을 실현하는 데에는 올바른 사물을 올바르게 컨트롤할 필요가 있다. 생산에 사용되고 있는 기자재, 재료(부품, 납땜) 등에 ID를 부여하여 그 상태나 수량을 파악하는 것으로서 정보물 일치를 실현하고 있다. 또한 생산에 사용한 정보(동작횟수, 동작결과, 사용일수 등)를 기자재의 ID와 결부함으로서 정보물 일치의 Tracerbility나 Maintenance도 실현하고 있다.


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(2) 최적의 부품 공급


생산 진척을 감시하여 적절한 타이밍으로 부품 자동창고와 연동하여 부품의 출고를 실현하였다. 단계별 교체에 대응할 부품 출고가 있으면 교환 부품수, Kitting(부품을 filter에 set하는) 작업 시간에서 역산한 타이밍으로 부품 자동창고에서 출고가 자동 개시된다. 또한 부품의 두절 예고 시간을 setting하여 부품 잔여수가 연속 생산가능 시간을 하회한 경우에 자동출고하는 기능도 있다.

 

4) "See" 조기 인지 및 조기 대응

 

생산 라인에서 발생하는 다양한 상황을 사람이 항상 감시하는 것은 현실적으로 곤란하여서 담당자가 복수 설비를 담당하고 있는 경우 생산 에러 발생을 감지 못하는 등 생산 계획대로의 생산을 유지하는 것은 어려워지고 있다. 또한 생산 라인에서 발생하는 에러의 대처가 어떤 일정 시간동안 해결하지 못하면 현장의 엔지니어의 leader나 manager 등으로 에스컬레이션된 대응도 요구되게 된다.

 

(1) 생산 진척 감시 & 네비게이션(지능화 생산)


Nexim에서는 생산계획의 작성, 관리가 가능하게 되어 있어서 생산 실적을 연계시켜 진행을 감시하는 것으로서 진척 지연 및 그 원인을 찾아보는 것(자동화)과 대책지시 해결에 대한 네비게이션을 실현하였다.


생산 진행에서 지연을 인식한 경우 이 문제를 해결하기 위해서 최적의 대처 방법을 자동 판단하여 이것을 생산 라인이나 생산관리실에 설치된 Dashboard에 표시하여 행동을 안내하며, 대책 실시후에는 그 작업이 올바르게 하였는지를 판단한다. knowledge data로서 축적, 행동안내의 정확성을 높이려는 조합을 채용하고 있다. 지정시간이 경과해도 문제가 해결되지 않는 경우는 상부에 에스컬레이션 통지시키는 조합도 배려하고 있다.

 

(2) IT를 활용한 작업 방법이 근본적으로 변화


글로벌 전략의 전개나 "연계되는 공장"을 실현할 제조기업은 IT 활용에 의해서 필연적으로 Work style 변혁이 요구되고 있다. 여기에서 공장내·외에서 작업하는 각 역할 방법마다 노동환경(필요한 정보, 일하는 장소, 시간, 표시 Device)에 유연하게 대응할 수 있는 Smart Display(스마트폰이나 Doublet Device 등)에 의해서 지금까지와 같은 공장내의 정보만이 아니고 공장간 실적 정보를 확인할 수 있게 하였다.


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Global/Factory level의 OEE(총합설비 효율). 입·출고 등으로부터 라인/설비의 가동율, 생산능력(OPH/Balancing Rate 등), 행동 Action 까지 스마트 device 만으로 triming down/up 할 수 있는 조합(구조)이 되어 있어서 이용자의 log-in 관리에서 기능의 Security가 확보되고 있다.


Fuji Smart Factory는 개선 Action에 연계되는 가치있는 정보를 필요한 사람에게 제공함으로서 낭비를 배제하여 업무 전체의 생산성을 크게 향상시켰다. 또한 지역, 국가, 공장마다 집계한 제조 실적을 디지털로 공통 인식할 수 있어서 사람과 사람 연계에 의해서 공장간이나 공장내의 개선 활동을 활성화 할 수 있다.

 

5) 타사 장비 및 시스템과의 연계

 

Fuji의 실장기에 특화한 솔루션만으로는 Smart Factory가 완성되지 않으며, 타사 장비나 시스템과의 연계가 필요하다.

 

(1) 시스템, 설비 연계 인터페이스


Nexim에서는 아래의 방법으로 시스템 간의 연계할 인터페이스에도 충실하고 있어서 고객 시스템과의 친화성이 높다.

① Data base 연계

② MEC I/F

③ Easy Link I/F(M2M 연계용)

 

(2) Fuji Smart Factory Members 소개


Nexim에서 SMT 라인 전체를 연계하여서 관리하기 위해서는 인쇄기, 인쇄검사기, 외관검사기, 자동창고, Reflow, Converyer, 부품 Counter기기 업체 각사 등과의 횡적 연계(Easy Link I/F) 강화를 진행. 라인 전체에서의 솔루션 제공을 강화하고 있다.


마지막 Nexim 목표는 현시점에서는 Roadmap의 1st step인 "자동화"를 개발 완료하고 2nd step "Digital화"를 진행하고 있으며, 목표로 하고 있는 3rd step "자율화 예측"이 될 수 있는 생산 시스템의 조기 실현 제공을 위해서 지속적으로 노력하여 고객에 감동을 줄 수 있도록 매진하고 있다.

 

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