현재 사용하시는 Internet Explorer는 보안에 취약 할 수 있습니다.   브라우저 업데이트
closeBtn
로말남

로봇자동화 시스템의 대기시간 어떻게 줄일 수 있죠?

BY브라이언 / 2021년 08월 05일 / 읽는데 2분 /
3명이 좋아합니다. / 조회수: 465

안녕하세요 노말남 브라이언입니다. 지난 한 주도 잘 보내셨나요?

 

마로솔은 조만간 오픈할 마로솔의 비밀무기 ‘스토어’ 개발이 한창입니다. 입점할 회사들을 모집하고 최종 개발과 기능 테스트로 모든 부서가 바쁘게 돌아가고 있어 정신이 없네요.  8월 중에 오픈할 로봇과 주변기기를 바로 주문할 수 있는 온라인 스토어, 저도 경험해보지 못한 영역이라 기대 반 두려움 반입니다.

 

 

어서 캘린더를 가득 채운 미결 과제들을 다 끝낼 수 있으면 좋겠습니다.

 

 

오늘은 로봇을 통해 자동화된 공정에서 가장 빈번하게 생산효율을 저하시키는 원인인 ‘대기시간’에 대해서 알아보겠습니다.

 

대기시간 Wait time은 로봇이 가동이 가능한 상태지만 어떤 이유에서 공정을 수행하지 않고 멈춰 있는 시간을 의미합니다. 얼핏 다운타임과 착각할 수 있지만 다운타임은 특정한 이유로 로봇을 가동시킬 수 없는 시간을 의미합니다. 비유를 하자면 대기시간은 자동차가 빨간불이라서 신호가 바뀌기를 기다리는 상태, 다운타임은 타이어에 펑크가 나서 자동차를 운행할 수 없는 상태 정도로 비유가 가능할 것 같네요.


 

 

계속 신호등에 걸린다면 아무래도 도착시간이 늦어지는 것과 같은 이치입니다

 

 

이런 예시를 들었을 때는 대단치 않아 보이지만 매 싸이클마다 발생하는 대기시간들을 더하면 결코 적지 않은 시간 동안 로봇이 가동이 되지 않고 있는 것을 발견하실겁니다. 게다가 자동화 공정을 비효율적으로 만드는 다른 원인인 잦은 고장, 로봇의 속도저하와는 달리 조금씩 자주 일어나는 종류의 비효율이라 어떻게 개선해야 할지 조금 막막하게 느껴지실 수 있습니다. 하지만 문제가 무엇이든 원인을 알면 해결의 실마리도 보이는 법이죠! 이제부터 대기시간이 왜 발생하는지부터 확인해보겠습니다.

 

 

그렇다면 대기시간은 왜 발생하는걸까요?

 

로봇과 이전 공정의 작업속도 차이가 대기시간의 가장 큰 원인입니다. 로봇은 이미 작업이 끝났는데 로봇이 담당하는 단계의 바로 전공정에서 작업이 끝나지 않았다면 로봇은 이전 공정의 작업이 끝나기를 기다려야합니다.

 

 

자동화 후에도 여전히 공정 중 병목현상은 발생할 수 있습니다.

 

 

이런 작업 속도의 차이가 발생하면 후속 공정의 속도는 느려진 작업공정의 속도에 따라 함께 느려지기 마련입니다. 뒤집어보면 병목현상이 발생하는 지점을 빠르게 하면 공정속도가 증가하고 대기시간도 짧아진다는 뜻이기도 합니다. 그럼 이런 대기시간이 발생하는 이유부터 알아야겠죠?
대기시간을 발생하게 하는 원인 Top 5 지금 알아보겠습니다!

 

대기시간 발생원인 TOP 5

 

1. 직전 공정이 끝나기를 기다림

가장 흔한 원인인 로봇이 담당하는 공정의 전단계가 완료가 되지 않아 로봇이 수행할 일이 없어서 대기하게 되는 경우입니다. 이러한 경우는 CNC가공 보조작업을 하는 로봇에서 특히 많이 발견됩니다.

 

2. 작업물이 도착하기를 기다리는 시간

전단계에서 작업이 완료됐으나 자동화된 공정까지 작업물이 도착하지 않아서 로봇이 대기하게 되기도 합니다. 박스를 적재하는 팔레타이징 작업이나 완제품을 박스에 넣는 포장작업은 이전 공정에서 제품이 도착하기를 기다려야하는 경우가 있습니다.

 

3. 완성된 작업물이 제거되는데 걸리는 시간

로봇이 다음 작업물을 작업하기 전에 완성된 작업물이 제거되어야 하는 경우, 대기시간이 발생합니다. 예를 들어 완성된 제품을 박스에 적재 하는 작업의 경우, 적재가 끝난 박스가 작업대를 떠나야 로봇이 다음 빈박스를 채울 수 있습니다.

 

4. 공정간 이동시간이 긴 경우

자동화된 공정의 전단계에서 공정간의 거리가 멀거나 작업물의 무게 등으로 이송이 까다로워 이동 시간이 긴 경우 전체 공정의 작업속도보다 로봇의 작업속도가 빨라 로봇이 대기하는 시간이 길어집니다.

 

5. 작업자의 부재로 인한 유휴시간

사람과 로봇이 협업하는 공정에서 발생합니다. 수작업물을 로봇이 가공하거나 한 싸이클이 끝날 때마다 작업자가 명령을 내려야하는 공정은 작업자가 자리를 비우는 동안 로봇이 가동을 멈추게 됩니다.

 

위의 사례에서 볼 수 있듯이 로봇의 대기시간은 기존의 수작업 공정을 자동화 한 후에도 발행할 수 있습니다. 발생작업자가 잠시 화장실을 가거나 작업자가 교체되더라도 대기시간이 발생하고, 공정을 변경하면서 가공기기를 변경해도 로봇은 대기를 하게 됩니다.
 


이렇게 대기시간이 발생하는 이유가 다양한만큼 그 파해법도 다양합니다. 적용된 분야에 따라 조금씩 대기시간이 발생하는 이유가 다르니 각 적용사례별로  해결방법을 보도록 하겠습니다.

 

 

1. 직전 공정이 끝나기를 기다리기 보다 로봇을 다른 업무에 투여

CNC 보조작업 로봇은 CNC가 가공을 하는 동안에는 대기를 하게 됩니다. 주로 로봇이 원재료의 투입과 배출 보조작업을 하기 때문이죠. 이 경우에는 한대의 로봇이 여러대의 CNC 머신을 보조하도록 해 로봇의 활용도를 높이거나 다른 업무에 투여하는 방법이 있습니다.

 

▼한대의 로봇으로 공장기계 3대 보조작업을 가능케한 적용사례

 

 

2. 작업물이 도착하기를 기다리기 보다 지속적인 작업물 투입으로 대기시간을 단축

박스를 자동으로 적재하는 팔레타이징 로봇의 경우에는 적재할 박스를 한번에 투입하기 보다는 움직이는 컨베이어를 따라가며 박스를 투입해주는 방법으로 로봇의 작업효율을 개선할 수 있습니다.

 

▼컨베이어 트래킹을 통해 컨베이어 속도에 맞춰 작업물 투입을 자동화한 사례

 

 

 

3. 완료된 작업물은 자동으로 다음 공정으로 이동

포장작업의 경우, 박스에 제품을 넣은 후에 사람이 직접 작업대에서 제거를 하기 보다는 제품이 컨베이어 벨트를 통해 자동으로 이동하게 해 해결할 수 있습니다. 이 방법을 통해 로봇의 대기시간 뿐 아니라 전체 공정의 흐름도 개선할 수 있습니다.

 

▼로봇과 컨베이어 벨트를 활용해 제품 포장부터 적재까지 자동화한 적용사례

 

 

4. 로봇을 활용해 공정간 이동시간을 단축

공정 간 이동시간이 긴 경우에는 공정간의 거리를 단축시키거나 작업물의 이동속도를 빠르게 하면 됩니다. 하지만 공정간 거리를 단축시키려면 전체적인 공정의 레이아웃을 재설정해야하기 때문에 반드시 필요한 경우가 아니면 추천 드리지 않습니다. 대신에 무인대차를 사용해 새로운 부품 또는 작업물을 이동시키는 비교적 단순한 방법을 사용하시는걸 추천합니다.

 

▼ 고중량 리프트 타입 AGV로 공정별 자재투입 및 이송을 자동화한 사례

 

 

 

비록 전부 다루지는 못했지만 이외에도 공정과 적용분야에 따라 다양한 해결 방법이 존재합니다. 위에서 다루지 못한 적용분야도 효율개선은 이전 편인 다운타임 어떻게 줄일 수 있을까요?에서 말씀드린 것처럼 대기시간을 기록하고 모니터링하신다면 해결방법을 찾아내실 수 있을겁니다.

 

3편을 마무리하기 전에 오늘 내용을 정리해보겠습니다.

 

 

대기시간 하나하나는 사소해 보이지만 전부 더하면 결코 적지 않은 시간 동안 로봇이 가동이 되지 않고 있는 것을 발견하실 겁니다. 해결이 쉽지는 않지만 모든 효율개선은 기록과 모니터링에서 시작하고 대기시간도 이러한 방법으로 해결이 가능합니다.

 

 

다음 시간에는 ‘로봇의 속도저하를 개선하는 방법’에 대해서 구체적으로 알아보겠습니다.

 

다음편에서 뵙겠습니다!

 

(참고문헌: RobotIQ - The Top 5 Cobot KPIs)

 

 

이 글을 읽은 분들이 아래의 포스팅을 좋아합니다