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미래 지향적인 파워트레인 생산 구축 방법

유연하고 확장 가능한 운영을 통해 소비자 수요를 따라 잡고 기술 변화에 대응할 수 있습니다.

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Bill Sarver
Bill Sarver
Senior Consultant, Global Automotive Industry, Rockwell Automation
Bill Sarver

내연 기관이 없는 세상은 어떤 모습일까요? 지금 실현된 모습은 아니지만, 관련 법률 및 소비자 성향의 변화는 이러한 전세계 변화를 주도적으로 이끌고 있습니다.

 전기 자동차 신생 기업이라면, 이미 과거의 휘발유 구동 엔진을 보면서 미래의 완전 전기 자동차를 개발하기 위해 노력하고 있을 것입니다. 또한, 기존 자동차 회사라면, 전기 자동차를 개발하는 여정은 아마도 먼저 하이브리드를 도입하기 위해 현재 운영을 변경해야 하는 단계에서 아직 갈 길이 멀 것입니다.

 현재 파워트레인 제조 시스템은 정교합니다. 따라서, 전기 드라이브 트레인이나 하이브리드 파워트레인을 구축하든 상관 없이 유연하고 확장 가능한 생산 운영이 필요합니다. 이렇게 하면 전기 또는 하이브리드 자동차에 대한 수요에 대응하기 위해 생산을 조정할 수 있을 뿐만 아니라 미래의 기술 발전을 대비를 할 수 있게 됩니다.

 확장 가능하고 유연한 파워트레인 또는 드라이브 트레인 운영을 구축하기 위한 전략에 필요한 세 가지 요소가 있습니다. 

  1. 커넥티드 플랜트

    혁신적인 자동차 제조업체는 자동차가 변화함에 따라 생산도 함께 변화해야 한다는 사실을 알고 있습니다. 따라서, 이러한 제조업체는 제조 및 IT 운영을 융합하여 향상된 커넥티드 플랜트를 구축하고 있습니다.

     정보 기반의 커넥티드 플랜트는 시작 속도가 빠르고 우수한 성능을 발휘합니다. 커넥티드 플랜트에서 운영자는 생산의 거의 모든 측면을 측정 및 분석하여 정보에 입각한 의사 결정을 내릴 수 있습니다. 프로세스를 시뮬레이션해서 교육을 개선하고 라인 변경을 수행하기 전에 검증할 수 있습니다. 이제 운영의 물리적 측면과 디지털 측면을 융합함으로써 작업자는 효율적으로 업무를 진행하고 생산을 새로운 시각으로 바라볼 수 있습니다.

     또한, 커넥티드 플랜트는 생산을 개선하는 차원을 넘어서 변환할 수 있습니다. 소비자부터 공급업체까지의 모든 사람을 공장 작업자에게 연결함으로써 자동차를 운전하는 사람에 따라 고유하게 개인화된 "수 많은" 자동차를 공급할 수 있습니다.

     커넥티드 플랜트는 이러한 능력을 실현하기 위해 안정성, 확장성 및 보안을 위해 설계된 강력한 네트워크 기반을 갖추고 있어야 합니다. 작업자를 연결하고 작업자가 중요 데이터에 실시간으로 접근할 수 있는지 확인하려면 공장에 산업용 IoT 기술이 융합되어 있어야 합니다.

     커넥티드 운영을 구축하기 위해 데 도움이 필요한 경우에는 시스코와 로크웰 오토메이션이 제공하는 융합 플랜트와이드 Ethernet(CPwE) 설계 안내서와 같은 무료 리소스를 이용하십시오. 그리고 커넥티드 플랜트로 안내할 수 있는 솔루션 제공업체와 긴밀하게 협력하십시오.

  2. 확장형 디지털 솔루션

    생산 데이터를 작업자에게 유용한 정보로 전환할 수 있는 소프트웨어를 상상해 보십시오. 이러한 소프트웨어는 시간과 비용을 절약해줄 뿐만 아니라 현재 자동차 운영에 필수적입니다.

     그러나, 대부분의 경우 자동차 제조업체는 현대적인 고가치 소프트웨어 및 디지털 솔루션을 채택하기에 주저합니다. 이에 따라 운영 요구사항이나 내부 고객 기대치를 달성할 수 없는 자체 개발 솔루션을 계속 사용해서 사용하게 됩니다. 이 솔루션은 다른 시스템과 통합하기 어렵고 운영이 성장 또는 발전함에 따라 확장 곤란합니다.

     따라서 운영과 함께 빠르게 성장할 수 있는 소프트웨어를 사용해야 합니다.

     예를 들어, 확장형 분석 소프트웨어를 사용하면 파워트레인 및 드라이브 트레인 기술의 지속적인 변화에 대응하면서 효율적으로 업무를 진행할 수 있습니다. 또한, 이런 소프트웨어는 원자재 사용에서 배터리 조립 및 완제품 성능에 이르기까지 생산 공정의 중요 지점을 추적하여 전기 또는 하이브리드 차량의 품질을 보호합니다.

     분석 소프트웨어는 와해성 신기술을 사용하여 생산의 모니터링 및 관리 방법을 변경할 수도 있습니다. 이러한 문제가 발생하기 전에 식별하고 해결할 수 있는 기능은 이 소프트웨어의 주요 이점 중 하나입니다. 기계 학습을 통해 장비 고장 또는 품질 문제와 같은 생산 결과를 예측할 수 있습니다.

     또한, 분석 소프트웨어는 증강 현실(AR)을 사용하여 공장 작업자의 작업 방식을 변경할 수 있습니다. 예를 들어, 작업자는 AR 헤드셋 또는 태블릿을 사용하여 AR 환경에서 디지털로 표시되는 불량 배터리를 식별할 수 있습니다. 이 경우에 작업자는 해당 배터리를 생산에서 제외해야 함을 알게 됩니다.

     확장형 제조 실행 시스템(MES) 소프트웨어도 중요합니다. 특히 서비스가 성장하거나 발전함에 따라 파워트레인 또는 드라이브 트레인 운영에서 데이터 수집을 자동화하고 의사 결정을 추진함으로써 복잡성을 관리할 수 있도록 해줍니다.

     MES는 주문 개시부터 최종 조립까지 생산을 관리함으로써 진행 중인 작업을 줄여줍니다. 또한, 생산 라인이 계속 가동되도록 계획된 생산 순서에 따라 자재가 준비되도록 할 뿐만 아니라, 시행 가능한 지침을 사용하여 작업자가 사양에 맞는 자동차를 제작할 수 있도록 지원합니다.

     또한, MES를 사용하면 모든 자동차에 대해 공장과 공급망 전반에서 추적할 수 있는 디지털 계통도를 만들 수 있습니다. 생산 단계에 상관 없이, 이 새로운 시스템을 통해 차량의 잠재적 품질 및 안전 문제를 식별, 조사 및 해결할 수 있습니다.

  3. 유연한 생산기술

    하이브리드 및 전기 자동차 판매는 꾸준히 증가하고 있으며 2025년까지 자동차 판매의 30%를 차지할 것으로 예상되기 때문에[1] 수요에 대응하도록 지원해 주는 생산 기술이 필요합니다.

     전기 자동차 신생 기업의 경우 수요에 따라 소량 생산에서 대량 생산으로 전환할 수 있는 드라이브 트레인 작업이 필요합니다.

     이 작업을 어셈블리 셀 시스템 개념으로 수행할 수 있습니다. 이것을 통해 오늘날 반자동 생산으로 가동할 수 있는 장비를 사용하여 유연하고 표준화된 조립 라인을 구축한 다음, 나중에 생산량이 증가할 때 완전 자동화로 전환할 수 있습니다.

     기존 자동차 제조업체의 경우 일반 차량과 하이브리드 차량을 모두 지원할 수 있는 유연한 모듈 방식 파워트레인 생산 운영을 구축해야 할 수 있습니다. 사전 엔지니어링 된 통합 자동화 솔루션을 통해 신속하고 유연한 파워트레인 생산 운영을 구축할 수 있습니다.

     로크웰 오토메이션 Production Performance Builder(PPB)와 같은 자동화 기반 설계 및 구성 솔루션을 사용하면 신속한 라인 재구성을 통해 유연한 제조가 가능하게 됩니다. 일반적으로 이 프로세스는 많은 시간이 걸리지만, 이런 최신 솔루션을 적용하면 하루 안에 파워트레인 라인을 다시 조정하고 구성할 수 있습니다.

     파워트레인 조립 공장의 경우, 구성 가능한 라인을 사용하면 기술 변화, 생산 모델 증가 및 변동하는 생산량을 처리할 때도 최적의 라인 균형을 달성할 수 있습니다. 이렇게 새로 추가된 가능을 통해 전체 운영 비용을 낮추고 라인의 병목 현상을 줄일 수 있게 됩니다. 또한, 파워트레인 장비 공급 업체의 경우 설계 및 구성 툴을 사용해서 처음부터 설계 반복성 및 적절한 시스템 크기 조정이 가능하게 됩니다.

    [1] Driving into 2025: The Future of Electric Vehicles, J.P. Morgan, Oct. 10, 2018

미래 지향적 생산

 언젠가는 대부분의 도로를 하이브리드 자동차와 전기 자동차가 차지하게 될 것입니다. 그러나 우리는 이런 날이 올 때까지 소비자 선호도가 어떻게 발전할 것인지 또는 배터리 및 연료 전지와 같은 기술이 어떻게 변하게 될 것인지 알지 못합니다.

 커넥티드 플랜트 전략을 채택하고 확장형 소프트웨어 및 유연한 기술을 사용함으로써, 모든 변화에 대응하고 완전 전기 기술의 미래를 향한 여정이 원활하게 진행되도록 해주는 유연하고 확장 가능한 파워트레인 또는 드라이브 트레인 생산 운영을 구축할 수 있습니다.

귀사의 파워트레인 및 드라이브 트레인 운영이 불확실한 미래를 대비할 준비가 되어 있습니까? 로크웰 오토메이션 웹 사이트를 방문하셔서 전기 자동차 생산과 로크웰 오토메이션 솔루션을 통해 미래를 대비할 수 있는 방법에 대해 자세히 알아보십시오

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