기계‧항공‧우주 분과 신효순
많은 중소기업이 생산 작업에서 현대 기술을 채택하고 평가하기 위해 필요한 자원과 인식이 부족하다. 주요 과제 중 하나는 다분야 역량과 기술을 갖춘 인력이 부족하고 인더스트리 4.0 및 IoT/IIoT 기술을 구현하기 위한 다학제간 능력, 기술 및 적절한 배경을 갖추고 있지 않은 것이다. 학생에게 이들 기술을 기꺼이 구현하고 산업 환경을 제공한 중소기업의 사례를 제공한다. 학생은 설계 사고 지식과 실험실에서 배운 실제 기술, 협업 배치 및 공정과 제품 사양, 여러 해법을 제안하는 그들의 창의력을 적용하였다. 학습 공장에서 원형과 하나의 해법 실험, 제정 및 환경 평가의 수행, 중소기업의 산업 현장에서 선택된 해법을 구현했다, 학습 공장은 전체 공정에서 중심적 역할을 한다. 이는 학생이 회사의 시간이나 자원 손실을 야기하는 두려움 없이 I 4.0의 이론과 실제를 배운 학생에게 안전하고 제어된 환경을 제공한다. 학습 공장은 사이버 모델을 개발하고, 물리적 원형을 준비하고, 선택된 해법을 실험하는 장소로 사용되었다. 중소기업에 의해 제공된 실제 제조 공장에서 개발된 해법은 학생이 학문적 환경에서 배운 사이버-물리적 시스템에 그들의 지식을 실행에 옮긴다. 실제적 학습 공장에서 배운 실습 기술을 사용하여 프로세스와 제품을 정의했다. 창의력을 발휘하여 몇 가지 솔루션을 제안했다. 실습 공장에서 해법의 원형 및 실습, 재정 및 환경 평가를 수행했고 선택한 해법을 중소기업 산업 현장에서 구현했다. 중소기업이 실제 제조 공장에서 전개한 해법이 학생을 학문적 환경에서 배운 사이버 물리적 시스템에 그들의 지식을 실행에 옮길 수 있게 했다.
1. 중소기업에서 I4.0 개념의 실시
중소기업에 이러한 이점을 입증할 수 있는 가능한 접근법은 초기에 일정 수준의 자동화 산업을 도입하는 것이다. 로컬에서 구현된 데이터 액세스 및 감독 제어 응용, 데이터를 원격 위치로 이동할 수 있는 응용 구현 원격 위치에서 인공 지능(AI), 머신 러닝 및 클라우드 컴퓨팅을 사용한다. 라자냐 공장의 초기 생산 공정은 대부분 수동이었다. 제조 공정은 재료를 결합하여 생 파스타를 만드는 믹서로 시작되었다. 그런 다음 생 파스타를 웜 기어를 통해 압출했다.
2. 중소기업의 제조 자동화와 최적화
중소기업의 실제 생산 환경에서 학생들이 수행한 작업은 다른 그룹의 학생에 의해 다른 방식으로 수행되었다. 첫 번째 단계에서 학부생은 자동화 기술 도입의 실용적인 측면에 초점을 맞춘 연구를 수행했다. 두 번째 단계에서는 대학원 학생이 조리 욕조를 최적화하기 위한 분석과 관련 시뮬레이션 연구를 수행했다. 두 연구는 상호 보완적이다. 세 번째 단계에서는 학습 공장에서 일하는 두 명의 학생이 중소기업 현장에서 자동화 기술 구현을 직접 감독했다.
3. 중소기업의 I4.0을 향한 진전
중소기업의 초기 작업은 대부분 수동으로 작동되었다. 학습 공장 결과 지금은 지역 중소기업이 생산 일관성과 데이터 감시와 공정 최적화를 향한 다음 단계를 회사가 할 수 있는 준 자동화로 가동하고 있다. 자동화의 실시로 중소기업은 자동화를 구현함으로써 공정 매개변수가 생산성과 최종 품질에 미치는 영향을 감시, 기록 및 분석할 수 있다. 이러한 변수에는 파스타의 조리 온도. 도마 간격, 형틀, 컨베이어 및 스테이징 테이블을 위한 모터의 회전 속도가 포함된다. 센서 및 하드웨어 구성 요소의 사용을 통해 감시되고 제어되는 매개 변수를 사용하면 데이터 수집 및 구성은 서버의 구현에 의해 달성된다. 생산 데이터의 일관성을 유지함으로써 기업은 결함을 추적할 수 있을 뿐만 아니라 공정을 개선하고 제품의 안전성과 품질에 대한 고객의 안도감과 확신을 제공한다. 이 접근 방식을 통해 중소기업은 상황에 적용할 수 없는 기술에 대한 초기 투자를 피할 수 있다. 또한 이를 통해 중소기업의 기술 개발 시간을 절약하는 동시에 학생들에게 제어된 학습 공장 환경에서 디지털 제조 기술을 배우고 실제 생산 공장에서 기술을 적용할 독특한 기회를 제공한다.
필자소개
서울대학교 공과대학 기계공학과 졸업
영국 버밍엄 대학교 대학원 졸업 공학 석사, 공학박사
고려대학교 초빙교수
헝가리 대우 베어링(주) 사장
대우 조선해양(주) 전무