제조분야 데이터 기반 제품·서비스 개발 관련 애로사항 및 추진계획 등의 개요

ㅇ 중소공장의 컨베이어 상에서 생산수량 카운팅 시스템 도입 필요 - 사출 공장에서는 고가의 장비 (전동사출기)로 제품 생산 후 컨베이어 벨트 상에서 수작업 포장으로 이어지는 공정에서 포장 박스내 제품 수량을 무게 측정으로 파악 - 제품 포장 공정이 박스의 무게 기준으로 수량을 산정하는 방식이 정확하지 않은 문제점이 있고 작업자가 일일이 확인해야 하는 번거로움이 있음 - 작업자 효율 및 제품 품질이 낮음, 단위박스당 부정확한 제품 수량, 생산관리 도구 부재의 문제점이 있음 - 작업 도중에 무게를 측정하여 수량을 맞추어야 하며 작업자의 단순작업 최소화로 작업 효율성 증대가 필요 - 수량 초과 혹은 미달로 포장되는 상황이 발생하지 않도록 해야 하고 정확한 카운팅을 통하여 정량이 포장되어야 함 - 전체 누적 생산 수량에 대한 정확한 정보가 부재하여 장비의 정확한 생산 CAPA 파악이 어려움 ㅇ 개선 방안 및 목표 1. 컨베이어 벨트에서 카운팅 생산 수량 모니터링 시스템 실증 테스트를 통한 신뢰성 확보가 가장 중요한 개선 목표임 - 기존의 IR 보다 더 정확한 레이저 카운팅 시스템 도입 예정 - 레이저 트리거 및 수신 리시버를 활용 자동으로 컨베이어 벨트를 지나는 제품의 수량 카운팅 예정(99% 이상 정확도 목표) - 현장에서 현황판/소형 디지털 패널을 이용하여 카운팅 숫자를 시각화 하고 특정 포장 수량 카운팅 시 알람을 통해 작업자가 후속 조치 가능함 - 누적 생산량을 확인하기 위하여 카운팅 수량을 서버로 전송하여 생산량 파악 자동화 및 온라인 시각화 서비스 플랫폼 개발 및 제공 2. 개발 목표 - 컨베이어 벨트 모니터링으로 각 설비의 실시간 가동, 비가동, 가동률 현황 파악 - 실시간 제품 생산 카운트 정보를 서버로 전송하여 설비명에 따라 생산되는 제품명과 함께 생산정보가 누적 - 작업자의 효율증대를 위하여 제품 수량 시각화 LCD 패널 및 알람을 설치하여 포장수량이 되면 알람으로 작업자를 호출 즉시 포장가능 하도록 생산 공정 최적화 - 각 센서의 데이터를 온라인 서버에서 원격으로 확인 가능하도록 개선 예정 - 향후 ERP, MES 시스템 고도화를 위한 기반 마련 2. 실증 방법 - ㈜타이니웨이브는 2022년도 스마트공장 보급 사업에 창여하여 카운팅 센서보드를 개발하였으나 BLE 통신 현장에서 잦은 고장이 발생하는 문제점이 있었음 - 본 과제를 통하여 전문 회로 개발 외주용역을 통하여 최적화된 보드로 개발을 하고 발열이나 무선 전송 데이터 손실 등을 최소화하여 신뢰성이 높은 카운팅 및 시각화 시스템으로 개발하여 테스트 예정 (안테나 성능 향상 및 자체 발전 시스템 도입 및 테스트) - 생산기술연구원에서 보유하고 있는 컨베이어 벨트 실증 테스트 베드를 활용하여 새롭게 보완하여 개발된 보드와 센서를 실증하여 센서 인증을 받을 예정

지원의 필요성

◦ 국내 스마트 센서 및 서비스 플랫폼 개발 필요성 - 스마트 센서 시장의 성장에도 불구, 해외 선진국과의 기술격차 누적, 가격차이 및 기술장벽 극복의 어려움으로 대외의존도가 매우 높음 (약 80%이상) - 국내 센서 내수시장은 2020년 기준 내수시장 점유율 10.5% 수준으로 매우 낮음 - 국내 센서 핵심기술의 수준은 선진국 대비 55.8%에 불과 (출처: 한국전자통신연구원, ETRI) - 스마트제조의 근간산업으로 스마트 센서의 국산화율을 높일 필요성 제기 ◦ 스마트 센서 R/D 투자 증대 - 스마트 센서 산업은 급격한 성장 단계, R&D활동에 대한 높은 투자와 IoT에 대한 수요 증가로 인해 향후 상당한 성장을 기록할 것으로 예상 - 센서는 소자와 소재 기술 확보에 긴 시간이 소요되어 스마트센서 분야를 국가핵심 산업으로 육성하기 위해 기술, 자본, 설비, 인력 등 성장 인프라에 대한 투자 지원 필수 - 센서 기술은 고성능화, 소형화, 다기능화, 저전력화 추세 ◦ 국내 제조공단 중소제조사의 스마트 팩토리, 유지보수 시스템 도입 시급 - 남동공단, 시화공단, 반월공단, 여수공단등 입주기업의 설비 노후화 가속 - 생산설비의 내구수명 전주기에 걸쳐 고장을 예지·관리하여 이상 발생 전, 설비기능 유지 보전에 필요한 스마트 시스템 도입 필요 - 저렴하며 시스템 구축의 편의성을 높인 중소제조기업형 스마트 설비관리 시스템을 개발하여 질적 고도화 유인 - 생산 효율 증대와 더불어 안전한 작업 환경 조성 ◦ 현장에서 목격한 국내 중소 현장의 애로사항 해결 - 대한민국은 여전히 제조 강국이지만 설비 노후화가 가속됨, 인건비, 관리비 상승, 숙련된 노동자 감소로 인해 공장 작업 환경관리와 운영이 악화되고 있는 실정 - 중소 공장 현장, 야드 경험, 스마트팩토리 솔루션 개발 회사에서의 경험을 통하여 한국 중소 제조사들의 문제점들과 및 비효율적 요소들에 대한 통찰 보유 - 대다수의 중소 제조 공장들은 설비의 가동 비가동시간, 총가동 시간, 가동률, 생산량, 불량률등 생산데이터 파악이 어려운 실정 ◦ Safety Monitoring 시장 부각 - 안전관리 시스템 및 빅데이터를 활용한 사고의 사전 예측 기술에 대한 수요 증가 추세 - 내부균열 등 비가시적 위험 요인을 포함한 모니터링 시스템 구축 필요 - 제조환경의 안전과 복지를 보장하기 위한 데이터 및 안전 모니터링 계획

데이터 활용도

o 카운팅 데이터는 마리아DB에 저장이 되며 향후 다양한 방식으로 추출하여 활용 가능 - 설비의 가동/비가동 정보, 가동률 파악, 각 설비당 생산량 파악, 작업 케파 파악 가능, 일간, 주간, 월간, 연간 등 다양한 기간별 생산 현황 데이터 추출 및 시각화 가능 o 각 설비당 생산량과 제품별로 생산되는 양을 확인 가능하며 현장 관리를 위한 경영관리자의 인사이트를 위한 데이터 제공 및 경영관리에 활용이 가능함 o 설비의 가동률을 중장기적으로 데이터화 하여 효율적인 설비 유지보수에 활용이 가능함, o 축적된 데이터를 바탕으로 MES 시스템과의 연동을 통해 생산 관리 효율화에 활용 가능하며 저렴한 예산으로도 소규모 공장용 MES 구축이 가능함

기대효과(시장성 및 경제성)

o 카운팅 데이터는 마리아DB에 저장이 되며 향후 다양한 방식으로 추출하여 활용 가능 - 설비의 가동/비가동 정보, 가동률 파악, 각 설비당 생산량 파악, 작업 케파 파악 가능, 일간, 주간, 월간, 연간 등 다양한 기간별 생산 현황 데이터 추출 및 시각화 가능 o 각 설비당 생산량과 제품별로 생산되는 양을 확인 가능하며 현장 관리를 위한 경영관리자의 인사이트를 위한 데이터 제공 및 경영관리에 활용이 가능함 o 설비의 가동률을 중장기적으로 데이터화 하여 효율적인 설비 유지보수에 활용이 가능함, o 축적된 데이터를 바탕으로 MES 시스템과의 연동을 통해 생산 관리 효율화에 활용 가능하며 저렴한 예산으로도 소규모 공장용 MES 구축이 가능함