4차 산업혁명 관점에서 측정기술의 위치를 평가할 때, 측정기술의 발전에 의해 산업혁명 4.0이 주도되고 있는지 아니면 산업혁명 4.0으로 측정기술이 발전하고 있는지 생각해 보는 건 흥미로운 일이다.

오늘날 가장 정교한 측정 시스템들이 품질보증(QA)을 고도화 하고 있는데, 업무가 디지털화 되어 있어 그 자체만으로도 효율을 촉진하고 생산 프로세스를 비용 효율적으로 만든다. 실질적으로 QA 데이터는 제품이 어떻게 만들어지는 지를 관리하며 모든 산업의 제조 시나리오에서 생산의 수익성과 반복성을 주도하고 있는 것 또한 사실이다.

이러한 관점에서 QA가 어떤 면에 있어서 산업혁명 4.0을 촉진시키고 있다고 주장할 수도 있다. 이미지 처리 및 비전 시스템이 산업혁명 4.0 프로세스에 쉽게 적응하면서 최근 몇 년 동안 비접촉 3D 광학 측정 솔루션의 역동적인 성장은 이러한 주장을 뒷받침 하고 있다.

우리의 선입견이 바뀌기 시작한다. 과거 오랫동안 생산 프로세스에서 QA를 위한 측정업무는 필요악으로 여겨져 왔다. 계측이나 측정 기능은 제품 개발 프로세스의 일부를 체크하지만 직접적으로 가치를 창출하지는 않았다. 이러한 견해에서 볼 때 측정 기술은 생산 프로세스 내에서 오류를 찾아 내는 것 외에 다른 목적을 제공하지 않는다고 주장할 수 있다. 오류나 문제가 없다면 측정의 역할은 중복 업무가 될 것이다.

그러나, 현대 세계에서 계측은 엄청난 데이터 소스이며, 이는 스마트 팩토리 또는 산업혁명 4.0 환경에서 사용되는 시스템에 연료를 공급하는 것과 같은 진정한 데이터 기반 생산을 촉진하는 데 중요한 역할을 하고 있다.

산업혁명 4.0을 심화

오늘날 제조업체의 주요 경쟁력은 생산의 효율성이다. 따라서 디지털 기술을 사용하여 혁신을 촉진하고 생산 프로세스를 개선하는 산업혁명 4.0 솔루션이 모든 주요 산업 부문에서 주목을 받고 있다. 이러한 기술이 발전하고 비용 효율성이 개선됨에 따라 산업혁명 4.0 의 추세는 더욱 중요해질 것이다.

산업혁명 4.0 개념의 토대는 기업이 경쟁 모델을 벤치마킹하여 전체 생산 프로세스의 디지털화를 통해 보다 비용 효율적인 제품을 공급할 수 있는 능력을 고도화하고 집중할 것을 요구하는 것에서 부터 시작되었다.

이렇게 하려면 기업이 전체 가치 사슬을 완전히 재평가하고 물리적 세계와 가상 세계를 함께 융합하는 다양한 사고 방식과 툴을 적용해야 한다. 산업혁명 4.0은 지능형 생산 시스템과 첨단 정보 기술의 통합을 장려하고 있으며, 이러한 추세가 세계 주요 제조업체의 기반과 미래의 근간이 되고 있다.

디지털 제조혁신 전략의 추진은 제조 기업이 향후 경쟁력을 유지하는 데 필수적인 과제이다. 그리고 이것의 핵심은 데이터의 수집, 분석 및 알림이다. 이러한 관점에서 볼 때 3D 측정 솔루션의 역할은 생산 프로세스에서 가끔 발생하는 품질문제를 찾아내는 것보다는 훨씬 뛰어나고 차원이 다른 개념이다.

데이터 기반 측정 기술의 파우어

산업혁명 4.0의 경우, 제품 개발 프로세스의 상류단계와 하류단계에서 빅 데이터의 이동과 활용이 핵심이다. 알고리즘으로 제조 프로세스를 조정하면서 일관성 있고 효율적이며 무엇보다 품질불량이 제로인 상태에서 반복 가능한 생산을 보증하여야 한다. 부품이 제조될 때 신속한 비접촉 광학 계측 시스템을 사용하여 캡처된 3D 데이터는 직접 품질관리팀에 제공되어3D CAD 솔리드 모델과 비교하여 설계 의도와의 적합성을 분석할 수 있어야 한다. 우려되는 모든 영역을 강조 표시할 수 있으며 CAM 파일을 즉시 조정할 수 있어야 한다.

이러한 자동화된 프로세스는 기능이 거의 정지하지 않으며 불량율과 스크랩을 줄여 생산 전체의 효율성과 비용을 절감하게 된다. 이러한 시나리오를 토대로 한 첨단 3D 광학 측정 솔루션은 데이터의 품질, 수량 및 수집속도를 향상시켜, 순식간에 분석하고 중요도를 평가하여 제조 공정을 개선한다. .

스마트 팩토리 측정 솔루션

고도로 디지털화된 공장에서 측정 기술의 역할은 서로 연결된 설비와 기계, 생산 프로세스 속에서 지속적으로 데이터를 수집하고 공유하며 모든 단계에서 디지털 생산을 지원한다. 스마트 공장의 목표를 달성하려면 생산 가치 맵의 모든 단계에서 검사 관련 데이터의 격차를 좁힐 수 있도록 프로세스를 개선해야 한다. 또한 측정 기술은 공급업체를 포함하여 공급망 전체를 바라보는 시각성을 확대시킨다. 산업용 로봇과 자동 운반 시스템으로 가득찬 스마트 공장은 완전 자동화된 제어 시스템과 신속한 검증 및 피드백 시스템에 의해 유지되고 있다.

이것이 가능한 것은 공정 내 측정 솔루션과 비접촉 3D 광학 솔루션을 사용하고 있는 것과 관련이 있다.

오늘날 첨단 제조 환경 속에서 측정기술 사용의 최적화를 고려할 때 랩에서 계측할 것인가 공정에서 계측할 것인지를 두고 종종 판단에 어려움이 따른다. 궁극적으로 랩에서 공정으로 계측기술 사용을 전환하는 주요 요인은 빠른 데이터 생성 시간에 대한 기대와 더 중요한 것은 데이터의 결과로 더 빠른 의사 결정을 내릴 수 있기 때문이다. 바로 이것이 산업혁명 4.0의 핵심요소이며 스마트 공장을 효율적으로 운영할 수 있는 근간이 된다.

측정을 별도의 오프라인 활동으로 여기는 기존의 측정 솔루션과 비교할 때 공정 내 측정 솔루션은 여러 가지 이점이 있으며, 가장 확실한 것은 이 솔루션에서 파생된 데이터가 의사 결정에 영향을 미치는 속도이다. 랩에서 부품을 계측하는 경우 부품을 QC 부서의 랩으로 운반 후 계측 작업을 준비하고 수행하여야 한다. 계측이 인 라인으로 이루어지면 여러 프로세스 단계가 생략되고 결함이나 문제를 즉시 식별하고 수정할 수 있어 재 작업도 줄어든다. 따라서 공정 내 계측은 품질 문제 발생 전 예방에 도움이 되므로 비용과 시간을 많이 절약할 수 있다. 

비접촉 광학 측정 솔루션은 접촉 장치보다 더 빠르고 더 넓은 영역을 다룰 수 있기 때문에 산업혁명 4.0의 개념에도 부합된다. 생산 공정에 완전히 통합된 3D 광학 계측은 완전 자동화된 상태에서 순환 생산을 촉진하게 된다. 또한 컴퓨터 처리 및 광학 기술의 발전으로 수집 및 분석할 수 있는 데이터의 양도 상당히 증가했다. 공정 내 3D 광학 측정 솔루션을 사용하면 처리된 데이터를 계측 시스템에서 공장 관리 시스템으로 전송할 수 있으므로 스마트 공장을 상당히 발전시킨 개념이 된다.

요약

산업혁명 4.0 시대에 자동화를 성공시키려면 모니터링과 제어를 위해 수집되는 데이터가 안정적으로 전달되어야 한다. 이러한 추세의 하나는, 측정 장비를 제조 시스템에 통합하고 데이터를 수집하여, 프로세스 변화에 대응하기 위해 지능적인 의사 결정을 하고 있다.

앞으로 공장의 발전과 진화로 가동 중지 시간이 획기적으로 줄어들 것이며 동시에 더 혁신적이고 디자인이 뛰어난 고품질 제품 생산은 가속화될 것이다. 

이러한 흐름 속에서 보다 지능적이고 유연하며 빠르게 학습할 수 있는 측정 시스템이 산업혁명 4.0 과 함께 모든 첨단 제조 시스템의 핵심이자 필수 요소가 되고있다.

출처 : manufacturingtomorrow​