파나소닉 조명기기공장이 공장 스마트화를 시작한 이유(1/2)

다양화와 효율성 실현 필요
파나소닉 니이가타 공장은 1973년에 조업을 시작했다. 공장 부지면적은 14만4천 평방미터, 건물면적은 5만390 평방미터이며 1270명의 직원이 이 공장에서 근무하고 있다. 시설용 조명기구, 방재용 조명기구를 생산하며, 금속가공에서 최종조립까지 일괄생산을 하고 있다.

이 공장에서는 직원 전원이 일치하여 지속적인 개선과 생산라인 각 공정에서 자동화를 추진하며 20년간 생산효율을 높여 왔다. 그러나, 2019년에 형광등조명기구 생산이 종료될 예정이다.

그 이유는 조명기구에 대한 시장 니즈의 다양화 때문이다. 먼저, 광원이 백열등이나 형광등에서 LED와 유기EL 등 차세대 광원으로 바뀌고 있다. 일본의 조명기구에 대한 변화동향을 보면, 형광등조명기구 주요메이커들은 2019년 말까지 생산을 완전 종료한다고 발표하였다. 일본 경제산업성과 일본조명공업회도 2020년에는 조명기구의 시장유통 자체를 100% 차세대 조명으로 전환한다는 목표를 세우고 있다. 기존 조명시설 설비교체는 순차적으로 2030년까지 차세대 조명으로 이행 완료할 계획이다. 일본은 지금 조명기기 차세대 전환에 따른 과도기 상황이라 할 수 있다. 조명기기 공장들은 신과 구를 병행하여 생산해야 하는데 생산의 유연성이 아주 중요한 과제로 떠오른다.

더욱이, 시장 니즈의 다양화도 생산의 유연성에 박차를 가하고 있다. 주택과 설비의 공간 디자인이 고도화됨에 따라 조명기구 디자인에도 점점 다양성이 요구되고 있다. 각 공간에 어울리는 최적의 조명을 개발하려면 아무래도 기종이 증가하게 된다. 이와 같은 다양한 니즈에 대응하기 위해, 파나소닉은 현재 LED베스트라이트 iD씨리즈 제품의 경우 5500개의 조합을 준비하여 아주 세세하게 대응할 수 있는 체제를 구축하고 있지만 생산현장은 보다 많은 종류의 제품을 효율 있게 생산해야 하는 상황에 놓여있다.

파나소닉 공장의 스마트화 추진
고객 니즈의 다양성, 생산품종의 증가, 생산기종변경회수 증가에 따라 공장은 변화에 유연하게 대응할 수 있는 생산체제를 구축해야 한다. 파나소닉 니이가타 공장은 제4차 산업혁명의 핵심기술인 IoT(사물인터넷)와 AI(인공지능), 로봇을 적극 채용하여 공장을 스마트화할 계획이다. 이 회사 공장장 모리카와씨는 「라이팅사업은 품종이 매우 다양하여 생산현장에서도 품종교체에 따른 준비교체 작업이 빈번히 발생한다. 이러한 다양성 대응이 요구되는 한편 효율성까지 양립하려면 새로운 기술 활용이 필요하다」고 말한다.

파나소닉은 생산기술본부에서 새로운 생산기술에 대한 비젼을 세워 효율적이고 유연한 생산기술을 전사적으로 전개한다. 이것을 기준으로 4개의 사내 컴퍼니는 각 각 컴퍼니의 업태에 적합한 스마트 팩토리 모델공장을 구축하는데 니이가타 공장은 그 중 하나이다.

스마트 공장은 저코스트로, 안심하고, 빠르게 라는 기치하래 이 3효과를 실현하기 위해, 공장의 필요한 공정에 사람과 로봇의 공동작업, AI에 의한 자동검사, IoT에 의한 가동상태 가시화를 적용하고 있다.

「IoT와 AI, 로보틱스 이 3분야를 함께 채용하여 효율화와 유연성을 추진하고 있는 공장은 니이가타 공장 뿐 이다. 이 공장에서 효율과 유연성을 검증하여 라이팅사업의 관련 거점으로 수평전개해 나갈 것이다.」라고 모리카와 공장장은 설명한다.

                                                         파나소닉 니이가타 공장 외관            

파나소닉 니이가타 공장의 생산체제
조명기구를 생산하는 파나소닉 니이가타공장의 특징은 재료~완성품까지 일관생산하고 있다. 재료를 입고, 프레스, 도장, 금속가공, 조립의 순서로 공정이 흐르고 있다. 기본적으로 각 공정은 자동화되어 있지만 자동화 공정에 로봇이나 IoT, AI를 활용하여 자동화 내용을 더 확대해 나간 점이 특징이다. 각 공정을 좀더 살펴보자.

<금속가공 공정> 설비조명의 토대가 되는 금속부품은 먼저 금속소재를 입고한 후, 프레스 가공을 한다. 이 공정은 자동화 되어 있다.

                                        금속소재를 프레스 가공하여 금속재료에 펀칭 홀이 뚫려 있는 모습

<PCM(PRECOAT METAL) 도장> 프레스 가공 후 PCM도장을 한다. 일반적으로 도장품질을 유지하기 위해 다음 공정인 벤딩가공 후에 도장을 하는 경우도 있지만 형상이 완성된 후 도장을 하면 후 공정에서의 부담이 커진다. 이를 해소하기 위해 파나소닉은 도료메이커와 공동으로 먼저 도장을 한 후 다음 펀칭가공을 해도 품질에 영향을 주지 않는 도료를 개발하여 공정순서를 바꾸었다. 이렇게 펀칭 가공 후에 도장을 하는 공정을 확립하였다.

                                                                    도장공정

<벤딩가공> PCM도장을 한 금속부품은 벤딩공정에서 각 제품의 형상에 마추어 가공한다. 이 공정은 완전 자동화를 실현하였고, 도장 후에 가공하여도 도장품질에 영향을 주지 않는 특징이 있다.

                                                                밴딩가공 공정모습

<나사조임 조립공정>에서 사람과 로봇이 협업 벤딩가공한 금속부품에 필요한 부품과 재료를 나사로 조립한다. 이전에 나사조임작업을 사람이 수작업으로 하였지만, 현재는 사람과 2암 협동로봇이 협력하며 작업을 하고 있다. 길이가 긴 제품은 나사조립작업을 1인이 할 경우 이동거리가 길어 공정에 낭비가 발생한다. 이전에는 2인 체제로 작업을 편성했었지만, 그 중 1인분 공수를 협동로봇이 담당하게 되었다. 그 결과 생산성이 전 보다 33%향상되었다. 현재 협동로봇을 4대 가동하고 있다.(다음주에 계속)

                                                   사람과 로봇이 협동으로 작업하고 있는 모습

출처: monoist
번역: K-Smart Factory