로봇 시스템은 1961년에 발명가인 George Devol이 업계에 도입한 이후로 현대 제조에 중요한 역할을 차지했습니다. 제조 중심인 최초의 로봇 공학이 반복되고 단조로운 작업을 수행하게 되면서, 로봇은 기존의 조립 라인 작업자를 빠르게 대체하고 보다 안전하고 효율적이며 일관된 제조 공정을 실현하였습니다.
제조 로봇의 하드웨어와 소프트웨어가 발전되면서 대부분의 고급 제조 공정에서 복잡한 자동화 시스템이 빠르게 표준이 되었습니다. 인공 지능이 등장하면서 제조 산업의 자율 로봇은 제조 및 설비 관리에 인간 기반의 과제가 미치는 영향을 제한하면서 공정 안전성, 효율성 및 품질을 높이는 이전과 동일한 목표를 통해 산업의 혁신을 이루었습니다.
그러나 자율 로봇의 구현은 어떤 상황에서는 매우 어렵고 위험할 수 있습니다. 이 기사에서는 제조 및 자율 로봇 사용의 장단점과 Industry 4.0 성장에 대한 잠재적인 가치에 대해 다룹니다.
자율 제조 로봇이란 무엇입니까?
기존의 제조 로봇은 반복 가능한 단일 작업을 완료하도록 프로그래밍되어 있으나, 자율 로봇은 특정 작업을 반복하지 않습니다. 오히려, 자율 로봇은 인간의 상호 작용을 최소화하면서 작업을 수행하고 다양한 조건에 따라 작업을 조정할 수 있도록 프로그래밍되었습니다. 자율 로봇은 인간과 함께 나란히 작업하거나 경우에 따라서는 인간 기반의 제조 작업을 완전히 대체할 수 있습니다.
자율 로봇을 이용한 현대의 제조업에서 로봇은 인간을 완전히 대체하는 것이 아니라 인간이 해서는 안 되는 작업, 제대로 하지 못하거나 하고 싶지 않는 작업을 대체했습니다. 목표한 대로 자율 로봇이 구현되면서 배포된 분야에서 생산성이 매우 향상되었지만 Industry 4.0을 실현하고 모든 부문의 제조 작업을 완전히 대체하기까지는 시간이 걸릴 것입니다.
제조 자율 로봇의 단점
자본 비용
제조 및 Industry 4.0 응용 분야에 대부분의 자율 로봇이 진입하기에 가장 큰 장벽은 초기 비용입니다. 자율 로봇을 활성화하려면 유형 자본 투자, 기존 공급망으로의 통합, 접선 교육 및 자율 기계를 수용하기 위한 공급망 조정이 필요합니다.
창고 재고 관리와 같은 일부 응용 분야에서는 자율 로봇이 더 쉽게 구현되고 비용을 크게 증가시키는 요인을 완화할 수 있습니다. 그러나 자동차 제조와 같은 고급 응용 분야에서는 매우 전문화된 작업을 위해 특별히 설계된 완전 맞춤형 턴키 자율 로봇이 필요할 수 있습니다.
기능적 전문성
자율 로봇은 운영 관리하기에 어려울 수 있습니다. 자율 로봇의 목표는 인간의 업무를 덜어 주는 것이나 숙련된 기술자가 자율 로봇을 유지 관리해야 합니다. 자율 로봇의 하드웨어 자체가 매우 복잡하고 민감한 경우가 많으므로, 처리량이 많고 매우 민감한 프로세서, 센서 및 전기기계식 시스템이 필요합니다. 또한 자율 로봇을 명령하는 소프트웨어는 하드웨어에 비해 더 복잡하기 때문에 로봇을 자율 제어하는 AI 모델을 데이터 센터에서 교육해야 합니다. 하드웨어 또는 소프트웨어 시스템을 수정하려면 리소스를 갖춘 기술자와 엔지니어 팀이 필요합니다.
제조 자율 로봇의 장점
제조업에 자율 로봇이 진입하기는 매우 어려우나 여러 제조 공급망에 자율 로봇을 구현하면서 얻는 이점은 상당합니다.
노동력 및 활용 안전성
자율 로봇의 가장 큰 이점 중 하나는 단조로운 작업의 효율성이 늘어나면서 보다 효과적인 작업에 인력 기술을 효율적으로 활용할 수 있다는 것입니다. 제조 분야에서 협업 로봇은 생산성과 노동력 활용에 필수입니다. 예를 들어 조립 라인에서 작업하는 자율 로봇은 지속적인 관리 없이도 작업을 완료할 수 있어, 인력을 통해 여러 로봇을 간헐적으로 모니터링하고 자율 로봇과 함께 작업하여 자동화 불가능한 전략적인 작업을 수행할 수 있습니다.
오차율 감소
인간은 많은 자부심만큼 정확도가 떨어지고 실수도 합니다. 제대로 교육을 받은 로봇은 처한 상황에 더 민감하고 더 정확한 조치를 취할 수 있으며 산만함, 피로, 부상 및 생물학적 휴식에 덜 취약하기 때문에 제조 공정에서 생기는 오류를 크게 줄일 수 있습니다.
장기 비용
자율 로봇의 초기 투자는 매우 클 수 있으나, 장기 비용은 인력에 비해 훨씬 적을 수 있습니다. 자율 로봇은 제조 공정의 직접 비용과 간접 비용을 줄일 수도 있습니다. 자율 로봇을 활용하면 원자재 낭비가 줄고, 필요한 제조 물량이 제한되며, 인건비가 줄어들어 사람보다 정확도를 높아져 직접 비용이 크게 절감됩니다.
자율 로봇은 성과급 인상, 인플레이션 비용, 보험, 유급 휴가 증과 같은 인력 관련된 기존 과제의 영향을 받지 않습니다. 게다가 자율 로봇은 소모품, 유틸리티, 사무용품, 가끔씩 열리는 피자 파티 및 주차 공간 등의 회사의 간접 운영 비용을 절감할 수 있습니다.
사람을 위한 안전성 강화
제조에서 자율 로봇이 가지는 장점은 사람의 안전에 기여한다는 점입니다. 산업 자동화에 가장 바람직한 직무 응용 분야는 금속 제조, 운송, 식품 가공, 화학 공정 및 원자재 가공과 같은 고위험 제조 환경입니다. 인간의 생명이 위험에 처해 있고 보호 조치를 취할 수 있는 응용 분야에서 자동화로 전환하기 위한 초기 비용은 위험을 완화하는 비용에 비해 낮은 경우가 많습니다.
데이터 수집 개선
세계가 계속 자동화되고 문서화되면서 공급망 디지털화 전략이 빠르게 채택되고 있습니다. 예를 들어 패키지 처리가 자동화되면 패키지를 이동하는 실제 프로세스를 최적화할 뿐만 아니라 패키지 처리를 문서화하는 프로세스를 매우 개선합니다. 자동화된 로봇 공학이 더 활용되면서 패키지를 동시에 디지털 방식으로 추적할 수 있으므로 운영 공급망이 최대로 최적화하면서 모든 패키지 단계를 문서화합니다.
자동차 제조에서 로봇 공학의 비용과 이점
거의 모든 산업에서 그렇듯이 제조 응용 분야의 자율 로봇 세계에는 늘 개선의 여지가 있습니다. 대부분의 기업에 초기 비용은 진입 장벽인 경우가 많지만 자율 로봇을 구현하면 얻게 되는 가치가 명확합니다. Industry 4.0 프로세스 및 제조 공급망에 대한 엔드 투 엔드 개선을 통해 노동 생산성이 최적화되고, 사람의 안전성이 향상되며, 운영 비용이 절감되고, 인적 오류의 위험을 제한할 수 있습니다. 전 세계 제조 응용 분야에서 자율 로봇이 계속 채택되면서 Industry 4.0으로의 전환이 급격이 이루어지고 있습니다. 이는 20세기 중반에 로봇이 급격한 인기를 끌었던 방식과 유사합니다.
