린 생산과 공장 자동화로 제조상의 낭비를 제거하는 방법
공장 자동화를 통해 코딩, 마킹 작업을 자동화하고 낭비를 제거하는 방법
린 생산(lean manufacturing)은 불필요한 제조로 인한 낭비를 최소화하여 복잡성과 비용을 최대한 줄이는 것에 집중합니다.
Henry Ford의 초기 자동차 제조 시스템과 1950년대 Toyota의 생산 시스템에 뿌리를 둔 린 생산의 개념은 현대에 와서 애자일(Agile) 생산으로 응용되고, 경영, 서비스, 건설 분야 등에 도입되어 새로운 가치를 창출하면서 계속해서 그 가치를 더하고 있습니다.
제조 라인에서 사용되는 린 생산은 어떤 부분의 낭비에 집중하며, 이 낭비를 제거하기 위해서는 4차 산업 혁명의 어떤 요소를 이용할 수 있을까요?
오늘은 도미노코리아와 함께 린 생산과 4차 산업혁명의 요소 중 하나인 공장 자동화로 제조상의 낭비를 제거하는 방법에 대해 알아보도록 하겠습니다.
린 생산이란 무엇일까요?
린 생산 이미지 출처 : Domino Printing ScienceLean이라는 단어는 '군살이 없는', '(탄탄하게) 호리호리한' 등의 뜻을 가지고 있습니다.
일본의 도요타 자동차(Toyota)의 생산 방법으로 유명한 린 생산은 각 생산 단계에서 불필요한 자원 지출을 낭비로 간주하여 최대한 제거하고, 작업 방식을 최적화하여 최대의 효율성을 달성하는 방식을 의미합니다.
1996년 James Womack과 Daniel Jones에 의하면 린 생산의 다섯 가지 핵심 원칙은 아래와 같습니다. (Womack and Jones, 1996, p.10)(출처: 위키백과 - 린 생산)
1) 특정 제품별로 정확한 가치 명시
2) 각 제품의 가치 흐름(value stream) 파악
3) 가치 흐름(value flow)가 중단되지 않도록 함
4) 고객이 생산자로부터 가치를 끌어낼 수 있도록 함
5) 완벽함을 추구
린 생산의 특징은 인력, 재고, 생산 설비, 생산 시간, 생산 공간 등의 전반적인 생산 요소들을 최소화하고, 필요한 만큼만 적시에 조달되도록 하여 최대한의 비용 효율을 끌어내는 것입니다.
이를 위해서 제조 라인은 공정을 자동화하고, 자동화로 인한 불량품의 대량 발생을 사전에 예방하기 위해 노력하고, 생산 효율의 극대화를 위한 팀 조직, 숙련된 작업자 중심의 주도적인 업무를 지원하고, 자발적인 5S 활동(Seiri-정리, Seidon-정돈, Seosoh-청소, Seiketsu-청결, Shitsuke-준수)을 격려합니다.
이렇게 린 생산 시스템을 구축하면, 변화하는 수요에 유연하게 대처할 수 있고, 과거의 대량 생산보다 훨씬 적은 자원으로 최대의 이익을 추구할 수 있기 때문에 효율성이 높습니다.
린 생산에서 말하는 낭비를 방지하기 위한 4차 산업혁명 활용 방법
린 생산의 8가지 낭비 이미지 출처 : Domino Printing Science린 생산에서 말하는 낭비는 크게 아래와 같이 분류할 수 있습니다.
1) Defects(결함)
2) Overproduction(과잉 생산)
3) Waiting(대기)
4) Non-utilised talent(인재 미활용)
5) Transportation(운반)
6) Inventory(재고)
7) Motion(동작)
8) 과잉 가공(Extra processing)
이 낭비들은 제조 라인의 포장 공정에서 코딩&마킹 작업 라인에서 어떻게 나타날까요?
결함의 경우, 제품에 마킹이 되지 않거나 불량 마킹이 발생할 시 불량품이 된 대량의 제품들을 수습하기 위해 라인을 중단하고, 재운반하고, 재작업해야하기 때문에 대규모의 낭비가 발생하게 됩니다.
인재 미활용과 동작의 경우, 전통적인 방식의 생산 담당자는 마킹 데이터 정보를 입력하기 위해 기계 사이를 오가며 데이터를 각각 입력하고, 각 장비의 성능 현황을 따로 확인해야 하는 번거로움이 있습니다. 이러한 수동 작업은 시간과 불필요한 동작으로 인한 낭비가 발생합니다.
이 외에도 과잉 생산이나 과잉 가공 등의 낭비는 제조 라인에서, 린 생산 시스템을 이용 시 줄여야 할 목표가 됩니다.
4차 산업혁명으로 어떻게 제조상의 낭비를 제거할 수 있을까요?
코딩 자동화 솔루션을 사용하면 불량 마킹의 위험이 크게 줄어듭니다. 자동으로 유통기한, 로트번호, 제조일자, 일련번호 등의 난수 데이터를 자동으로 코딩하여 제품 혹은 라벨에 마킹하기 때문에 잘못된 코드를 마킹할 위험이 크게 줄어듭니다.
제조업체에서 코딩 자동화 소프트웨어를 사용 시 각 라인의 산업용 마킹기가 중앙 데이터베이스에서 가져온 데이터를 라벨 템플릿에 자동으로 입력하거나, 마킹기를 기존 MES 혹은 ERP 시스템에 통합하여 기존 생산 명령에 따라 코딩하게 하여 데이터 입력을 자동화할 수 있습니다.
또한, 코딩 자동화 솔루션은 생산 오더 정보를 사용하여 제품에 필요한 시간보다 빠르게 작업하고, 경보 시스템에 연결된 자동 제품 계수를 설정하여 생산 할당량에 도달하는 즉시 가동을 멈추도록 시스템 운영자에게 알릴 수 있습니다.
그렇기 때문에 생산 직원은 동일한 시스템으로 제품 전환을 미리 준비하여 가동 중단 시간을 단축시킬 수 있습니다.
코딩 및 마킹 작업의 자동화로 이로 인한 인적 오류를 제거하고, 불량품을 최소화한다면 과잉 생산 및 과잉 가공, 과잉 재고를 방지할 수 있기 때문에 생산 라인에 큰 경제적인 효율성을 가져다주는 이점도 있습니다.
마킹 비전검사시스템 배너 이미지 출처 : Domino Printing Science코딩 및 마킹 작업을 자동화할 수 있는 시스템에는 마킹 비전검사시스템도 있습니다.
마킹 비전검사시스템을 이용하면 자동으로 코딩 및 마킹된 제품 혹은 라벨에 마킹된 코드가 잘못된 정보이거나, 불완전하게 마킹 되거나, 위치가 잘못되거나, 마킹이 누락되는 상황을 잡아낼 수 있으며, 이로 인한 불량품을 생산 라인에서 실시간으로 자동 분류할 수 있습니다. 또한, 분류된 불량품의 개수가 특정 임계치에 도달하면 생산 관리자에게 알리도록 시스템 설정도 가능합니다. 필요한 경우에는 시스템이 개입하여 문제가 해결될 때까지 라인을 중단시킬 수도 있어 더욱 생산 라인의 효율성과 경제성을 높여줍니다.
이렇듯 코딩 자동화 솔루션과 마킹 비전검사시스템을 이용 시, 인력으로 인한 수동 데이터 입력 작업, 수동 검사 작업 등의 수동적인 반복 작업을 줄일 수 있습니다. 하지만 이는 생산 라인에서의 인력의 일자리를 줄이는 것이 아닌, 전문적인 일자리를 더욱 많이 생성할 수 있는 기회를 가져다줄 수 있습니다.
수동 작업을 자동화함으로써 기존의 수동 작업에 배치되었던 인력에게 전문 교육을 제공하고, 새로운 기술을 습득할 수 있도록 도우면서 최적의 인력 양성과 효율적인 인력 배치를 이룰 수 있기 때문에 더욱 많은 기회를 생성할 수 있습니다.
또한, 제조업체에서 4차 산업혁명의 요소 중 또다른 하나인 클라우드를 사용하게 되면 전 세계 어디에서나 언제든지 생산 라인의 각 산업용 마킹기 성능과 생산 지표에 대한 정보를 파악할 수 있어 더욱 효율성을 높이고, 적재적소에 필요한 결정을 내려 앞서 설명한 과잉 생산 등의 낭비를 줄일 수 있도록 큰 도움을 줄 수 있습니다.
오늘은 제조 방식의 대표 중 하나인 린 생산과, 린 생산에 있어 낭비를 줄이기 위한 4차 산업혁명의 요소들에 대하여 살펴보았습니다.
도미노코리아는 다음 포스팅에서도 더욱 유익하고 흥미로운 코딩&마킹 이야기로 돌아오도록 하겠습니다.
