중소·중견 제조기업을 위한 간편자동화가 스마트팩토리의 기초다

단위 공정별로 고가의 자동화 설비를 도입하는 스마트팩토리의 자동화 투자는 국내에서 추진되어 왔다. 이렇게 함으로써 3D 공정 기피 현상에 따르는 심각한 노동력의 부족과 급격한 임금 인상에 맞춰 중소·중견 제조기업은 생산성의 향상과 생산 품질의 국제 경쟁력을 회복하는데 기여해 왔다. 그렇지만 스마트팩토리 시대에 개선 활동을 지속적으로 하지 않고, 가만히 서 있다면 뒤쳐진 회사이다. 변화에 지속적으로 적응한다는 것은 특히 자동화 기술과 관련하여 어려울 수 있다. 그리고 중소기업의 경우, 도전은 훨씬 더 어려울 수 있다.
스마트팩토리 시대에서 자동화를 추진한다는 것은 가장 크게 변화하는 단계 중의 하나에 해당된다. 그러나 영세한 중소 제조기업이 제대로 된 자동화를 추진하려면, 많은 투자비용이 들어가기 때문에 섣부른 투자는 할 수 없다. 따라서 훨씬 비용이 적게 드는 간편자동화를 추진하는 것이 정답이다.
간편자동화를 설명하기 전 간이자동화를 보면, 제조 공정의 체질을 개선함으로써 최고의 효율을 지향하는 저비용 스마트화 고유의 생산 시스템을 말한다.

LCA = 메커니즘(기계적 요소)+액추에이터(구동 요소)+컨트롤러(제어 요소)

반면 간편자동화는 간단하고 편리하고 지혜가 들어간 구조로, 작업자들에게 편리성이 있는 스마트화를 실현시켜 주기 위함이다. 이는 최소의 비용으로 사람과 설비의 베스트 매칭을 통해 생산성과 품질을 최적화시키는 것이다. 즉, 작업자가 사용하기 편리하게 만드는 것이 간편자동화의 철학이다.

LCIA = Do It Yourself(내제화, 內製化)+자사의 노하우+현장 아이디어+무동력
결국 LCIA는 누구나 할 수 있는 스마트 자동화이다.

"간이"과 "간편"은 같은 의미이지만, 서로 다르다고 볼 수 있다. "단순"함에 편리함이 더해진 것이 "간편"이라는 표현이라고 생각하면 이해하기 쉬울 것이다. 즉 간편자동화는 기존 간이자동화를 더욱 지혜롭게 한 단계 전진시켰으며, 제조 경쟁력의 향상과 완벽한 품질을 확보하기 위해서 매우 중요한 자동화 기술의 신 개념이다. 예컨대 간이자동화로 약 2백만원의 투자비가 든다면, 간편자동화는 'Do It Yourself'로 직접 만들기에 인건비가 절약되고 약 1백만원의 재료비만 들므로 훨씬 메리트가 있다.-〉저자의 철학
간이자동화로 2백만원의 투자비, 간편자동화 최대 1백만원의 투자비로 동일한 결과시 독자 여러분들의 선택 여부는?
결국 간편자동화는 투자비용 이외에 생산 기술의 레벨 향상, 노하우의 축적, 제작 기간의 단축 등 장점이 있다.
ㆍ조립 공정에서 간편자동화는 수작업이 대부분이므로 치공구로 저비용 고속화된 공정 작업으로 대체할 수 있다. 이때 작업, 도구, 부품, 공법의 표준화가 무엇보다 중요하다.
ㆍ가공 공정에서 간편자동화는 작업자의 업무를 간이기구나 기계의 업무로 대체할 수 있다. 이로 인해 사람의 일과 기계의 일을 분리하는 것이다.
ㆍ운반은 제품의 이동이며, 이 제품에 대해서는 부가가치가 없다. 따라서 비용은 최소로 해야 한다. 따라서 간편자동화는 작업자의 업무를 흐름 생산 작업으로 간편하게 대체할 수 있다.

〈보틀렉 공정 내에서 간편자동화로 추진하는 3가지 방법〉
① Value-Stream Map 작성
② 표준 작업 조합표 작성
③ 공정 흐름도 작성

어떻게 비용 증가 없이 변동하는 수요량과 증가하는 변형을 제어할 수 있는가? 만일 LCIA를 활용하면, 생산 프로세스와 작업장을 유연하게 설계하는 동시에 생산성을 높일 수 있다. 작업자들은 지능적이고 저비용이면서 효율적인 자동화 솔루션을 단계적으로 수행할 수 있는 방법을 상세하고 구체적인 팁을 받게 된다. 그렇게 됨으로써 수많은 반복 테스트와 사례 연구의 구현을 통해 이론과 실습의 이상적인 조합을 경험할 수 있게 된다.
스마트팩토리 시대에서 중소·중견 제조기업들은 최첨단 정보 열기뿐만 아니라 현장에서는 지속적으로 자동화와 관련된 개선 방안 등에 대해 주목해야만 한다. 돈을 들이지 않고 현장의 지혜를 모아서 최소의 비용으로 스스로 간단하게 구조와 설비를 자체적으로 제작하는 간편자동화는 간이자동화와는 차원이 다르다. 예컨대 제품의 중력과 지렛대의 원리 등의 "꼭두각시 기구"와 모터 등의 동력과 간단한 제어 기기를 결합하면, 간편자동화는 생산성 및 품질의 향상, 소그룹화 작업의 부하 경감 등에 직결되는 효과가 있다.
재작년부터 경북창조경제혁신센터에 중소 및 중견기업의 스마트 공장의 구축 및 유지 관리를 위한 전문인력 양성, 제조 자동화 관련 총 10과정이 있다. 이 경북창조경제혁신센터의 과정별 교육내용 중에서 제조 자동화 분야와 관련된 내용을 보면 다음과 같다.

ㆍ간이/간편 자동화 설계 제작 실무1 : 치공구 이해, 제조 혁신과 낭비 사상, 간이/간편자동화 개요, 간편자동화 기본 설계 등
ㆍ간이/간편 자동화 설계 제작 실무2 : 간편 자동화 실무 적용, Fool Proof, 무구동 가라쿠리 제작 실습 등
ㆍ공정 품질 향상을 위한 Fool Proof : Fool Proof 개요, 기본 원칙, 휴먼 에러 방지 설비적용 사례 등

저자는 모든 중소기업들이 '200년 넘는 중견기업'이 될 수 있는데 일익을 하고자 하며, 중소·중견 제조기업의 경쟁력 강화를 위한 도서 총 10권을 집필했다. 이중 3년간 연암공과대학교에서 저자가 직접 강의했던 『치구만물박사』와 『Fool Proof는 불량발생을 봉쇄시키는 보증수표다』, 그리고 『저비용고효율 간이자동화』를 포함한 총 3권은 경북창조경제혁신센터에 개설된 교육 과정에 많은 도움이 될 거라고 본다.
이번에 출간되는 『중소·중견 제조기업을 위한 간편자동화가 스마트팩토리의 기초다』는 『저비용고효율 간이자동화』를 버전 업시킨 것이다.

독자 여러분들께서 제조 혁신과 관련된 컨설팅을 받고 싶으시다면, 45년 경력의 자동화 기술·디지털 전환 전문가인 저자한테 연락주시면 성심성의껏 컨설팅해 드립니다.
마지막으로 이 책을 만드는데 도움을 주신 베터랑 협업컨설턴트 이병수 박사님과 손태우 위원님, 호서대 김수영 교수님, 기술협업 컨설턴트 (주)스타코 양홍은 부사장,

여는글 5

〈제1장〉 간편자동화는 경영 환경과 생산 시스템의 변화에 따른 산물이다
'주 52시간제'가 준비 안된 중소·중견 제조기업들은 생존 갈림길에 섰다 17
생산 라인을 자동화로 변신해야 할 이유는 점점 늘고 있다 23
생산 라인의 자동화로 얻을 수 있는 주요 장점 4가지를 정리한다 27
생산 라인의 자동화 도입시 과제와 단점을 검토해야만 한다 33
실패없는 자동화 도입을 위한 선행 조건이 있다 37
자동화의 목적은 무엇인가? 44
다품종 소량 생산의 자동화가 큰 과제이다 58
향후 자동화는 디지털화가 돛대의 시대이다 66

〈제2장〉 간편자동화의 기본 개념과 공정별 사례를 알아본다
간이자동화를 일보 전진시킨 간편자동화를 알아본다 85
간편자동화를 주목해야 하는 이유는 따로 있다 92
무한 경쟁의 생존 전략, 중소기업의 4가지 전략은 꼭 필요하다 95
생산 라인에서 보틀렉 공정을 찾는 3가지 방법 98
간편자동화는 간이자동화하고는 차원이 다르다 103
간편자동화는 단계별 사고 방식이 있다 109
간편자동화의 추진을 위해 7가지 기본 조건이 필요하다 111
간편자동화는 합리화된 수작업 공정에 용이하다 114
조립, 검사, 물류 공정에서의 간편자동화는 이렇다 116
근접화 117
도구화 118
선택의 자동화 119
도구의 자동화 120
치구화 122
풀 프루프 122
출구에서 입구로 124
모듈화, 키트화, 세트화 125
원터치 준비 교체 132
검사의 자동화는 감소와 삭제가 필요하다 140
운반 용기, 대차의 표준화 143
후 공정 인수 144
선입 선출 145
이동의 자동화 145
재고의 삭감 146
도요타 생산 방식의 3M은 낭비를 발생시킨다 147
변화에 대응하기 위해서는 소인화 라인이 필요하다 153
중소 제조기업은 간편자동화로 직교좌표 로봇을 도입한다 163

〈제3장〉 저비용으로 구현한 간편자동화의 사례를 알아본다
간편자동화로 일본 제조기업의 환경이 개선된 사례들 169
저렴한 지능형 자동화 시스템, 가라쿠리를 알아본다 179
인간과 기계가 최적으로 조정하는 '하프(Half)자동화'를 고려한다 188
간편자동화의 다음은 '풀(Full)자동화'가 아니라 '하프(Half)자동화'다 211
中企, 적자로 구조 조정보다 일하는 방식 혁신이 우선이 아닌가 213

(사)한국트리즈협회 특강 발표_요약 자료 215
주식회사 스타코_소개 219

이남은 ㆍLG전자 생산기술분야 24년 근무
ㆍLG전자 치구설계 10년 경력
ㆍLG전자 그룹 공장자동화 최우수상 수상
ㆍLG전자 발명왕상 수상
ㆍ(주)LIG 에이디피 대표이사 역임
ㆍ(주)에이디디 대표이사 역임
ㆍ現 일호이앤지 대표/長壽닥터
ㆍ現 연암공과대학교 겸임교수
ㆍ現 한국생산기술연구원 로봇엔지니어링 컨설턴트
ㆍ現 한국산업기술진흥협회 기술자문위원
ㆍ現 경기테크노파크 기술닥터
ㆍ現 (재)한일산업협력재단 모노쯔쿠리 지도위원
ㆍ現 호서대학교 디지털팩토리연구센터 전문위원
ㆍ現 (주)기업혁신센터 수석컨설턴트