[Dark Factory] ③ 스마트팩토리의 혈관: 내부 흐름 최적화

 

세 번째 포스팅에서는 스마트팩토리의 효율성을 극대화하는 핵심 요소, 인트라로지스틱스(Intra-Logistics) 자동화를 심층적으로 분석합니다. 공장 내부에서 원자재, 반제품, 완제품이 이동하고 보관되는 모든 과정을 자동화하고 최적화하는 기술들을 자세히 살펴보겠습니다.

 

막힘 없는 생산 라인을 위한 연결 고리: 공정 간 자재 자동 이송

생산 공정 사이에서 자재나 반제품을 효율적으로 이동시키는 것은 전체 생산 흐름의 효율성을 높이는 데 매우 중요합니다.

• 컨베이어 시스템: 벨트, 롤러, 체인 등 다양한 종류의 컨베이어는 고정된 경로를 따라 대량의 자재를 연속적으로 이송하는 데 효과적입니다.
• 무인 운반차 (AGV: Automated Guided Vehicle): 자기 테이프나 레이저 가이드 등 정해진 경로를 따라 이동하며 자재를 운반합니다. 비교적 유연하지만, 경로 변경에 제약이 있을 수 있습니다.
• 자율 이동 로봇 (AMR: Autonomous Mobile Robot): 센서와 SLAM 기술을 이용하여 스스로 주변 환경을 인식하고 최적의 경로를 자율적으로 주행하며 자재를 운반합니다. 높은 유연성과 장애물 회피 능력으로 스마트팩토리 물류의 핵심으로 떠오르고 있습니다.
• 천장 주행 시스템 (OHT: Overhead Hoist Transport): 반도체 팹 등 청정도가 중요한 환경에서 천장에 설치된 레일을 따라 웨이퍼 등을 자동으로 이송합니다.

최근 트렌드는 AMR의 적극적인 도입입니다. 생산 라인의 유연성, 빠른 변화 대응, 초기 투자 부담 감소 등의 장점을 바탕으로 스마트팩토리의 핵심 물류 솔루션으로 자리매김하고 있습니다. 다만, 특정 산업의 특수한 요구사항(예: 반도체 팹의 OHT)은 여전히 특화된 이송 시스템을 필요로 합니다.

 

효율적인 보관과 신속한 입출고: 첨단 자동 창고 및 검색 시스템 (AS/RS)

원자재, 재공품, 완제품 등을 효율적으로 보관하고 필요시 신속하게 입출고하는 AS/RS는 인트라로지스틱스 자동화의 핵심입니다.

• 단위 적재물 AS/RS(Automated Storage and Retrieval System): 팔레트 단위의 무거운 화물을 고밀도로 보관하고 스태커 크레인을 이용하여 자동으로 입출고합니다.
• 미니 로드 AS/RS: 토트, 빈 등 작은 단위의 화물을 고속으로 처리하며, 부품 보관이나 피킹 전 버퍼 역할에 주로 사용됩니다.
• 셔틀 시스템: 렉의 각 레벨을 독립적으로 이동하는 셔틀 로봇을 이용하여 토트나 카톤을 매우 빠른 속도로 입출고합니다.
• 스태커 크레인: AS/RS의 기본적인 형태로, 렉 사이를 이용하며 화물을 입출고합니다.
• 수직 리프트 모율(VLM): 수직으로 배열된 트레이를 엘리베이터 방식으로 이동시켜 작업자에게 전달합니다.
• 수평 회전 선반: 선반 자체가 회전하여 필요한 물품을 작업자에게 가져다줍니다.
• 큐브 스토리지: 빈을 격자 구조로 쌓아 올려 극도의 보관 밀도를 제공하며, 로봇이 빈을 꺼내어 피킹 스테이션으로 전달하는 GTP 방식을 사용합니다.

AS/RS 기술 선택 시에는 보관 밀도와 처리 속도 사이의 균형을 고려해야 합니다. 각 기술은 특징과 장단점을 가지고 있으며, 보관 품목의 종류, 수량, 입출고 빈도 등을 종합적으로 분석하여 최적의 시스템을 선정해야 합니다. 모든 AS/RS 시스템은 WMS와 연동되어 실시간 재고 관리를 지원합니다.

 

정확하고 빠른 주문 처리: 자동화된 분류 및 주문 피킹 기술

창고나 생산 라인 끝에서 제품을 분류하고 주문에 따라 피킹하는 작업을 물류 효율성과 정확성에 직접적인 영향을 미칩니다.

• 자동 분류 시스템(Sorter System): 바코드, RFID 등을 기반으로 제품을 목적지별로 자동 분류하는 시스템입니다. 다양한 종류(휠, 슈, 트레이, 포켓, 크로스벨트 등)가 있으며, 처리 물품의 특징에 따라 선택됩니다.
• 작업자 지원 피킹 시스템: Pick-to-Light, Pick-to-Voice, Pick-by-Vision 등 작업자의 효율성과 정확성을 높이는 다양한 기술이 활용됩니다.
• Goods-to-Person(GTP) 피킹: 작업자는 고정된 스테이션에 머무르고, 자동화 시스템이 필요한 상품을 작업자에게 가져다주는 방식입니다.
• Goods-to-Robot(GTR) / 로봇 피킹: 로봇 팔이 비전 시스템을 이용하여 빈이나 선반에서 직접 상품을 피킹하는 자동화 수준이 가장 높은 방식입니다.

주문 피킹 방식은 PTG(Person-to-Goods)에서 GTP, 그리고 GTR 순으로 자동화 수준이 높아지는 경향을 보입니다. 효율적인 분류 및 피킹 자동화는 WMS/MES와의 긴밀한 통합을 통해 이루어지며, 전체 물류 흐름 최적화에 기여합니다.

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[Dark Factory] ① End-to-End 공장 자동화란 무엇인가?
[Dark Factory] ② 스마트팩토리의 심장 - 핵심 생산 자동화 기술
[Dark Factory] ③ 스마트팩토리의 혈관 - 내부 흐름 최적화