독일, 근로자 중심의 인체공학적 스마트 팩토리 추진 중(2편)

- 독일 자동화 시스템 기술과 협력 로봇 투입으로 인체공학적 작업장으로 개선 중 -

- 인체공학적 스마트 팩토리(Smart Factory)로 인적자원 관리와 생산 능률 및 품질관리 통합 -

□ 독일은 인체공학적 스마트 팩토리(Smart Factory)로 변화 중

 ○ ‘인체공학적 스마트 팩토리’란 산업 트렌드인 인더스트리4.0(사물인터넷, Internet of things)을 통해 기계사이의 정보교환이 가능한 자동생산프로세스/시스템, 4차 산업혁명)과 자동화 시스템 기술을 작업 프로세스에 투입해 근로자 중심의 작업장으로 개선하는 것을 뜻함.

  - 1편에 소개됐던 인체공학적 기계 및 시설만을 작업장에 설치하는 것이 아니라 자동화 시스템 기술을 작업장에 통합, 코봇(Collaborative robot), 즉 협력 로봇을 투입해 근로자가 편하게 일할 수 있는 인체공학적 작업장으로 변화시키는 것이 목적임.

 ○ 독일 뮌헨 공학의 인체공학과 벵글러(Bengler) 교수는 근로자와 협력 로봇과의 상호 작용으로써 근로자의 물리적 및 정신적 스트레스가 감소되며 서로의 장단점을 맞추어 보다 더 효율적으로 일할 수 있다고 함.

  - 특히 단순작업을 반복하는 조립공정 중심의 작업 프로세스에 산업로봇기술을 사용해 작은 크기의 부품 조립, 복잡 또는 섬세한 작업 프로세스를 하는 근로자에 도움

□ 산업용 로봇과 자동화 기술과 인체공학적 작업장을 통합한 독일기업 실무 모범 사례

 ○ 사례1: BSH(가전제품 제조사)

  - 독일 가전제품 제조사인 BSH는 현재 스페인 공장에 코봇을 투입해 근로자가 허리를 구부리며 하는 단순 반복작업을 대신 하도록 개선했음.

  - 근로자 건강 관리부에서 생산공장 프로세스를 조사 평가한 결과, 근로자의 단순 반복작업, 예를 들어 근로자가 작업대 위에 놓여진 냉장고 문을 접착하는 등의 과정에서 인체에 과도한 부담을 줘 근골격계질환 사례가 증가한 것으로 나타남.   

  - 근로자 작업 부담을 덜기 위해 순환근무를 활성화했으나 근본적읹 문제 해결과 사고를 예방하기 위해 코봇을 투입하게 됨.

 ○ 사례 2: NADSL SHAD(오토바이 트렁크 제조사)

  - 이 회사 내 조립과정에는 2명의 근로자와 협력 로봇 1대가 같이 작업을 하고 있음.

  - 조립에 필요한 각 부품을 홀더에 고정시킨 후 버튼을 눌러 코봇을 작동시키면 35개의 나사를 조임. 코봇 투입 전까지는 근로자가 구부정한 자세로 한 제품당 35개의 나사를 직접 손으로 조이는 작업을 함.

□ 독일 내 투입된 대표적인 코봇 모델과 자동화 시스템 기술 소개

 ○ 로봇 제조사 1: 파눅(Fanuc)

  - 일본 제조사의 코봇 모델 CR35i는 약 35㎏ 무게까지의 생산제품, 물건 등을 드는 작업을 대신할 수 있으며, 여러 산업 및 생산분야에서 효율적 사용이 가능함.   

  - 이 코봇은 팔을 이용해 선반에서 부품 또는 물건을 꺼내 다음 작업 프로세스를 위해 작업자에게 건내거나 작업이 끝나면 다시 선반으로 정리하는 기능을 가지고 있음. 작업자가 정리작업 또는 섬세작업은 담당해야 함.

 ○ 로봇 제조사 2: 쿠카(Kuka Roboter GmbH)

  - 이 회사의 쿠카 로봇 LBR iiwa 모델은 인체공학적 작업을 위해 도움을 주는 코봇. 이 로봇의 투입으로 머리 위로 이뤄지는 조립작업 또는 생산과정 중 근로자가 몸을 구부려 작업해야 하는 것을 방지할 수 있음.

  - 코봇에 부착된 센서가 주변 환경을 인식해 부딪침을 방지하며, 무거운 부품을 넣는 반복 작업과 같은 '비인체공학적 작업'을 대신함.

독일 내 대표적인 코봇 제조사와 코봇 모델

(왼쪽에서 오른쪽으로 파눅, 쿠카, 유니버설 로봇사의 코봇 모델)

자료원: 파눅, 쿠카, 유니버설 로봇사의 공식 사이트

○ 로봇 제조사 3: 유니버설 로봇(UR-Universal robots)

  - 이 회사는 근로자의 작업 프로세스를 돕기 위해 연구 제조된 11㎏의 가볍고 컴팩트한 유니버셜 로봇 모델을 작업 책상에 설치. 특히 다른 코봇과는 달리 3㎏ 무게까지의 부품을 옮기며 섬세한 작업을 할 수 있는 가능을 갖추고 있음.

 ○ 자동화 시스템 모델 1: 헤드 마운트형 디스플레이(Head Mounted Display)

  - 증강현실(Augmented Reality, AR) 기술의 기능을 가진 이 안경은 헤드 마운트형 디스플레이를 착용한 채 현실의 실시간 이벤트를 보는 사용자에게 보조적 정보를 제공하며, 근로자 또한 수리 및 점검 작업 시 보다 편하고 효율적으로 빠르게 일처리를 할 수 있음.

  - 증강현실 안경의 상용화를 위해서는 마이크 장치, 카메라, 적외선 감지기, 와이파이와 블루투스 기능이 필수이며 2015년 가을부터 앱슨(Epson)사가 산업, 물류, 건설 분야 전문 사용을 중심으로 개발한 증간현실 안경을 판매할 예정임.

 ○ 자동화 시스템 모델 2: Pick by light 시스템(Pick@Work)

  - 지원 조립 워크 스테이션 Pick@Work 시스템은 작업 시 디스플레이를 통해 불이 켜지며 작업과정 순서를 지시함. 화면을 보며 구성요소가 제대로 장착됐는지의 컨트롤이 가능해 작업에 소요되는 시간은 더 줄이되, 작업 실수를 방지할 수 있어 작업률과 제품의 품질은 높일 수 있음.

 독일 내 대표적인 코봇 제조사와 코봇 모델

(Head Mounted Display 시스템과 Pick by light System 시스템)

자료원: 앱슨사와 SSI Schaefer 공식 사이트

□ 전망 및 시사점

 ○ 자동화 기술과 로봇공학 분야 기술이 작업장에 투입돼 근로자 중심의 인체공학적 스마트 팩토리로 발전되고 있음. IT에 장점이 있는 우리나라 기업들은 기존의 단순 노동직은 로(코)봇으로 대체하고, 인체공학적 기계·시설 및 시스템을 도입하더라도 새로운 기술과 산업을 위해 필요한 ICT 지식 및 교육 시스템, 관련 소프트웨어 연구 개발에 노력해 경쟁력을 키우는 것이 중요

 자료원: Handelsblatt 및 Production 보도자료, 가전제품 제조사 BSH, 오토바이 트렁크 제조사 NADSL SHAD, 파눅(Fanuc), 쿠카(Kuka), 유니버셜 로봇(Universal Robots)사, 앱슨(Epson)사 공식 사이트, 독일 및 KOTRA 프랑크푸르트 무역관 자료 종합

출처: https://news.kotra.or.kr/user/globalBbs/kotranews/4/globalBbsDataView.do?setIdx=243&dataIdx=147942