본 논문은 생산자동화 운동이 고조되어가고 있는 현 한국제조산업에서 자동화운동에 대한 올바른 이해와 필요성을 강조하고 선진국의 자동화기술에 단시일내에 효율적으로 접근할 수 있는 추진 대책 및 준비사항을 서술함을 목적으로 한다. 한국의 제조업은 일본, 미국 등 서방국가의 자동화 수준에는 기술적이나 규모면에서 크게 뒤지고 있다. 그러나 여러 서방국가들이나 일본이 겪은 과오와 시행착오를 면밀히 조사 분석함으로써 그들이 겪은 과오와 시행착오를 미연에 예방하여 급속도로 그들의 자동화기술수준에 접근 할 수 있는 유리한 입장에 서 있다. 본문에서는 자동화의 필요성, 미래의 제조분야에서의 영향, 그리고 한 국적인 자동화 추진대책에 대하여 간단히 서술하려 한다.
성능이 우수하고 가격이 저렴한 퍼스널 컴퓨터의 등장으로 공장 자동화의 이러한 추세는 점차 진 행 및 고도화되어 가고 있으며, 궁극적으로 컴퓨터 통합 생산(CIM : computer integrated manufacturing)방식으로 발전될 것으로 예상된다. 본 글에서는 금성 소프트웨어(주) 생산자동화 시스템실 및 산업자동화 시스템실에서 개발된 퍼스널 컴퓨터를 이용한 공장 자동화 프로젝트 실 제 사례들을 소개하고 앞으로의 공장 자동화에서의 퍼스널 컴퓨터 사용 추세를 전망하고자 한다.
본 고에서는 반도체 산업에서 제조 생산성 향상의 필요성을 논하였고, 생산 자동화/통합화와 제조생산성과의 관계에 대하여 기술하였다. 반도체 공정의 생산성 향상을 위해서는 우선 생산 정보시스템 Infrastructure가 구축되어야 하고 이를 기반으로 하여 각 자원 및 기능 간의 효율적인 조정이 필요하다. 특히, Moore's Law에 필요한 효율의 달성을 위해 물류시스템의 자동화/통합화 그리고 반도체 공장의 설계/운영의 합리화를 위한 노력이 종합적으로 이루어져야 한다.
금형연마 자동화기술 논의에서 KIST에서 개발된 금형연마 로봇시스템에 대한 분석과 세계적으로 대표적인 금형연마 자동화시스템의 가급적 정량적인 비교를 하여 독자들의 이해를 돕고자 했다. 금형연마 공정의 자동화를 통한 생산성의 향상 없이는 금형생산성 향상에 한계가 있으며 자동 화를 통한 생산성 향상은 금형 종류, 크기, 복잡성 등 여러 가지 고려인자들이 있지만 간략화하여 5-8배 정도의 결과를 낼 수 있다. 금형연마 자동화기술의 핵심은 자동화에 적합한 연마패턴의 개발과 실현화에 있으며 금형연마 자동화에의 로봇의 적합성과 그 유연성을 통해 효과를 향상 시킬 수 있다. 현재 국내 산업계에서도 금형연마 자동화에 상당한 관심과 투자를 하고 있는 상 황이다.
안드로이드 기반의 스마트폰을 공장자동화 및 생산자동화 분야에서의 활용이 중요하게 여겨지고 있다. 일반적으로 OMA DM 표준은 공장자동화 및 생산자동화 환경을 위한 중요한 인프라 구조 기술이다. 본 논문에서는 OMA DM 플랫폼 설계 및 구현에 대해 연구한다. 개발된 프로토타입은 세 가지 모듈 즉 DMS, FUMO 그리고 SCOMO로 구성된다. 그리고 EAP 및 AES 개념을 응용한 보안 모듈도 제시되었다. 제안된 보안 모듈은 공장자동화를 위해 안드로이드 기반의 스마트폰을 활용한 DMS, FUMO 및 SCOMO 모듈 간 통신에서 안전한 통신을 보장하기 위해 적용된다. 시뮬레이션 결과에 의하면 구현된 해당 프로토타입은 공장자동화 환경에서 좋은 성능을 보이며 보안성을 보장하면서 여러 공장자동화, 생산자동화 및 사무자동화 환경에서 활용이 가능하다.
세계 선진항만은 해운물류시장의 변화에 대응하고, 경쟁력 확보 방안으로 첨단 자동화 장비와 운영시스템 도입을 통한 자동화를 지향하고 있다. 국내 부산항 신항 또한 자동화 컨테이너터미널로 개발을 추진하고 있는 것으로 알려져 있다. 자동화 터미널은 각종 자동화 장비와 시스템이 유기적으로 구성되어 있으며, 이들의 효율적인 운영을 통해 생산성을 향상시킬 수 있다. 터미널의 안벽과 장치장 사이의 컨테이너 운송을 담당하는 이송장비는 컨테이너터미널의 핵심장비로 이의 효율적인 운영은 컨테이너터미널의 생산성과 직결되어 있다. 본 연구에서는 자동화 컨테이너터미널의 운영생산성 향상을 위한 하역장비와 이송장비의 운영방안에 대하여 연구한다. 특히 DHST(Dual Hoist Second Trolley)타입의 QC와 ASHC의 장비특성과 장비간의 연계작업을 고려하여, QC의 대기시간을 최소화하여 하역 생산성을 최대화할 수 있는 ASHC Dispatching Rule을 제시하고자 한다.
Automation(자동화)은 1946년 Ford 자동차회사에서 출생한 이래 반도체공업의 기술정보를 배 경으로 한 Computer, NC, Digital 정보처리기술, 도형정보처리기술등의 개발로 급격히 발전하 였다. 1970년대에 접어들면서 공업계기의 발달로 계장 system의 Hardware가 성능이나 신뢰성이 실용화레벨에 올라서 Roqort, 인공화능, man-machine system까지도 나타나게 되었다. 생산 system의 자동화에 있어서도 생산공정의 소재관리, 기계가공, 조립, 검사, 포장등을 일관서있는 연속작업이 되도록하는 종래의 Machanical Automation이 있다. 이는 소품종 다량생산체제에서 고능율, 고도의 가공효율의 요구에 따라 제품의 품질관리 및 제조를 자동전용기에 의한 양산체 제라 하겠는데 이것이 선진국의 1950년대의 자동화의 형태라 할수 있다. 1960년대에 들어서 앞서 기술한 전기 전자 기술의 발달과 제품에 대한 사회의 요구와 그것에 부응하기 위하여서는 생산 Line의 자동화가 점차 지능화하는 경향을 보이고 있으며 이를 Mechatronical Automation이라 부르기도 하나 이 점이 종래의 자동화와 성격이 다르다고 하겠다. 여기서는 생산시스템의 자동 화에 대한 새로운 경향이 어떠한 것이며 또 앞으로의 전망등을 살펴보기로 한다.
현대는 생산성 향상을 위하여 이런 방법이 사용되는데 그중 공장 측면에서는 공장 자동화를 함으로서 생산성 향상을 기하는 방법을 사용하고 있다. 공장 자동화의 첫 단계는 각 단위 공장의 자동화이다. 우리나라 현황을 보면 소수의 발전된 공장의 경우 라인의 자동화가 구축되어 있으며 대다수의 기업은 단위 공정의 자동화 장치가 설치되고 있다. 그러나 현재 설치된 장비로서 더 이상의 생산성을 높이기 위해서는 각 단위 공정간의 협력 또는 공조체계 및 사무자동화와의 인계가 이루어져야 한다. 이에 본 논문에서 제시된 공정 감시 제어 SYSTEM은 각 공정의 자동화를 이루고 각 단위 공장의 자동화를 이루고 각 단위 공정을 MAIN COMPUTER와 연결하여 모든 공정을 MASTER SYSTEM화하여 통계처리 및 감시 기능을 하고자 하여 생산성을 향상시키고자 한다.
본 논문은 PCB 생산 자동화를 위한 데이터 변환 시스템을 구현한다. CAD로 설계한 데이터는 PCB 생산라인과의 데이터 호환을 이루지 못하기 때문에 데이터 호환을 갖는 자동화 시스템이 필요하다. 본 논문에서는 PCB 생산 자동화를 위한 PCB 부품 정보를 분석하고 IC 부품 정보를 DB로 구축한다. CAD 설계자의 Human error 검출 알고리즘을 개발하고, PCB 생산 라인에 적합한 데이터로 변환하는 알고리즘을 개발한다. PCB 생산라인의 부품의 정보 추가, 수정하기 위한 데이터 변환 인터페이스를 설계 및 구현한다. 기존의 수작업 공정을 자동화함으로서 처리속도를 대폭 개선하였으며, 신뢰성 있는 칙적화된 데이터로 PCB 생산 자동화에 일조를 할 수 있다.
생산시스템에 지능을 부여하려는 기술개발을 선진국에서는 최근 IMS프로그램을 통해 시도하고 있다. 이중 '차세대 생산시스템을 구축을 위한 통합모델 기초 연구' 과제에 일본에서 많은 관심을 보이고 있으며, 이는 CIM기술실현을 위해서 중요 과제로 판단된다. 이와같이 설계, 가공 및 생산관리 정보를 통합하려는 목적을 갖는 과제의 하나로 공정설계 자동화 과제가 있다. 이 과제에서는 생산정보의 통합을 위한 노력으로 특징형상(Feature) 기술과 데이터베이스 이용 기술 등을 개발하고 있다. 본 논문에서는 IMS 사업의 관심과제, 생산정보 통합 측면에서 상기 기술에 대한 이해, 그리고 공정설계 자동화 연구과제를 제한된 범위에서 생각해 본다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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