고객 성공사례

자동차 산업에서의 정밀성과 효율성

스마트 오토메이션이 브루스의 모듈식 생산 라인을 설계하고 구현했어요.다양한 지멘스 솔루션을 기반으로 하는 첨단 자동화 시스템은 생산되는 부품의 변형에 상관없이 일관된 성능을 유지해요.

브루스는 씰링 기술과 파워트레인 제어 분야의 자동차 제품의 선도적인 글로벌 공급업체예요.솔루션을 제조할 때 무엇보다도 플라스틱 사출 성형 공정을 사용해요. 생산 능력을 높여야 하고 제조 정밀도 향상에 대한 요구가 커지면서 회사의 폴란드 공장에 새로운 모듈식 생산 라인을 건설하게 됐어요.

“생산량을 늘리는 것 외에도 최종 제품의 품질 매개변수를 개선하는 것이 목표였어요.저희 므라고보 공장의 기존 생산 라인으로는 불가능했어요. 당시 성능은 저희 요구사항보다 낮았어요.”
BRUSS Sp. z o.o의 론칭 및 프로세스 매니저였던 데미안 로윈스키를 떠올리네요.

그래서 제조 효율성을 크게 높이면서 부품을 정밀하게 생산할 수 있도록 설계된 두 번째 라인을 건설하고 시운전하기로 결정했어요.3기통, 4기통 가솔린 엔진 커버의 자동 조립, 마킹, 품질 검사를 위한 모듈식 생산 라인을 설계하고 납품하는 작업은 산업 공정의 자동화 및 로봇화를 전문으로 하는 회사인 Smart Automation에 맡겨졌어요.

“이미 설계 단계에서 기술 솔루션에 대한 상세한 검증을 실시하여 이전 라인에 비해 많은 개선이 이루어졌어요.새 시설에서 우리는 전체 시스템의 일관성과 최대 효율성을 보장하기 위해 포괄적인 접근 방식과 지멘스 기술의 완전한 통합을 선택했어요.”
스마트 오토메이션의 프로젝트 매니저 라도스와프 쉬만스키를 강조해요.

구현은 2023년 6월에 컨셉 개발 단계로 시작됐어요. 이 단계에서 스테이션과 모듈의 배치, 사출 성형 기계의 할당, 작업자 워크스테이션을 설계했어요.다음 단계에서는 기술 프로세스의 시각화를 포함하여 전체 라인의 3D 모델을 만들었어요. 프로젝트 주문 시작과 함께 완료된 문서화 단계에는 전체 3D 모델, 전기 및 공압 회로도, 재료 명세서가 포함됐어요.라인의 초기 사전 시운전은 스마트 오토메이션 시설에서 수행되었으며, 전체 배포 전 테스트의 핵심 단계였어요.그 후 전체 라인을 BRUSS에서 현장에서 테스트했고, 그 결과 2024년 12월에 신청서가 공식적으로 승인됐어요.

스마트 오토메이션으로 구축한 생산 라인은 정밀한 부품 제조를 가능하게 하고 생산 효율성을 크게 높여줘요.

처음부터 끝까지 생산 과정

라인은 열네 개의 역으로 이루어져 있고, 부품들은 폐회로 시스템으로 팔레트에 실려 운송돼요.

엔진 커버 조립은 14개 스테이션으로 구성된 모듈식 생산 라인에서 이루어져요.구성품은 폐쇄형 루프 시스템에서 팔레트에 실려 운송돼요.프로세스는 매니퓰레이터가 사출 금형에서 신선한 부품을 골라 질량 제어를 위해 무게를 달아 이송 팔레트에 놓는 것으로 시작해요.그런 다음 부품은 제어된 냉각을 위한 열 안정화 시스템을 통과하고 고유한 DMC 코드로 표시돼요.시스템이 회선 성능을 지속적으로 모니터링해요.버퍼가 가득 차면 일부는 저장되고 나머지는 다음 단계로 진행돼요.

“다음 단계에서는 매니퓰레이터 시스템이 장착된 두 스테이션에서 유도 가열 기술을 사용하여 인서트 조립을 해요.그러면 프로세스가 수동 자동 스테이션으로 이동해요. 여기서 작업자가 흐름 제어 인서트를 미리 설치하고 부품을 레이저 용접 장치에 배치해요.사이클이 끝나면 구성품이 팔레트 운송 시스템으로 반송돼요.”
스마트 오토메이션의 자동화 책임자인 라도스와프 코코르나키가 설명해요.

다음 단계에서는 비전 시스템이 0.02mm의 정확도로 인서트 조립의 정확성을 검증하여 구멍의 유무와 주조 결함을 확인하고 정의된 파라미터에 따라 선별 측정을 수행해요.그러면 작업자가 셀프 태핑 나사를 구멍에 삽입하고 압력 제어 밸브를 설치해요.마지막으로 나사가 자동으로 조여지고 커버의 평탄도가 0.01mm의 정확도로 측정돼요.이 단계를 마치면 제품이 거의 완성됐어요. 씰 설치만 남았어요.하지만 제작 과정은 아직 안 끝났어요.

다음 단계에서는 다른 스테이션이 커버 윗면과 아랫면을 자동으로 청소해요.그 후 다음 스테이션에서 작업자들이 몰드를 사용하여 씰을 설치해요.마지막으로, 기밀성, 흐름, 투과성, 밸브 작동을 확인하기 위해 일곱 번의 압력 테스트를 실시해요.그러면 전용 스테이션에서 압력 밸브 위치, 나사 및 인서트 유무를 확인하고 안전 라벨을 부착해요.최종 스테이션에서는 완성된 부품을 작업자에게 넘겨주고, 결함 부품을 보관하고, 버퍼를 처리하고, 재작업이 필요한 부품, 참조 샘플을 처리하고, 팔레트를 다시 로드해요.

최대 생산량에서 라인에서 서로 다른 두 종류의 커버를 동시에 생산하기 때문에 연속 워크플로우가 보장되고 사이클 타임이 33.5초죠.

데미안 로윈스키 , 론칭 및 프로세스 매니저, 브루스

스마트 라인

BRUSS는 최종 제품의 품질이 매우 중요해요. 그래서 스마트 오토메이션이 포괄적인 생산 파라미터 제어 시스템을 구현하는 것이 필수였어요.

“우리는 모든 제조 부품의 완전한 추적성을 보장했어요.개별 스테이션의 사이클 타임, 진입 및 출구 타임스탬프, 테스트 결과 같은 수집된 데이터를 통해 OEE 지표를 정확하게 계산하고 모니터링할 수 있어요.품질 검증에는 압력 테스트, 첨단 비전 시스템을 사용한 형상 검사, 제작 과정 및 나사, 밸브, 경고 라벨 같은 요소의 존재 여부 검사가 포함돼요.”
라도스와프 코코나키가 말해요.

라인에 Smart Automation에서 개발한 독점 관리, 보고 및 프로세스 데이터 모니터링 시스템이 장착되어 있어요.이 솔루션을 통해 BRUSS 직원들은 어디서나 실시간 생산 현황에 안전하게 원격 액세스할 수 있어요.사용자들은 전체 성능, 상세한 스테이션 데이터, 매개변수로 프로세스 기록을 분석하고 시간별, 교대 및 매일 품질 및 효율성 지표를 모니터링할 수 있어요.

라인에는 Smart Automation에서 개발한 독점 관리, 보고 및 프로세스 데이터 모니터링 시스템이 있어요.

“브루스에서 사용하는 사출 성형기는 사출 성형 기술을 사용하여 플라스틱 커버를 생산해요.우리가 만든 라인은 자동으로 품질을 제어하고 나사와 씰 같은 구성 요소를 통합해요.결과적으로 제품 유형을 바꾸면 가동 중지 시간이 최소화되고 다른 모듈을 크게 변경하지 않고도 생산 유연성이 보장돼요.”
라도스와프 시만스키가 설명해요.

다른 제품군의 전환 프로세스가 고도로 자동화되어 있어요.씰링 툴링을 수동으로 교체하면 라인의 재료 공급 타이밍과 동기화되어 이 작업의 다운타임을 효과적으로 없앨 수 있어요.

최종 고객과 기계 제조업체는 지멘스 솔루션을 선택했어요.우리가 제공하는 하드웨어 구성 요소와 소프트웨어는 스마트 오토메이션과 BRUSS가 설정한 까다로운 목표를 달성했어요.이는 말 그대로 우리 나라의 산업 생산 라인을 '구동'하는 보완 솔루션의 높은 기능성, 다양성, 신뢰성을 보여준대요.

스와보미르 칼리타, 영업 매니저, Siemens

생산 라인은 산업용 PC와 컨트롤러부터 드라이브 시스템, 전원 공급 장치, I/O 스테이션, RFID 리더와 HMI 패널에 이르기까지 광범위한 지멘스 솔루션을 기반으로 운영되죠.

최고의 품질과 생산 효율성을 위한 기술

프로젝트에서 계약 기관인 BRUSS는 자동화 생산 라인의 기능 가정과 품질 요구 사항을 정확하게 정의하는 일을 맡았어요.시스템 통합자이자 하청업체 역할을 하는 스마트 오토메이션이 설계와 구성부터 소프트웨어 개발, 조립, 테스트, 라인 시운전까지 전체 작업 범위를 처리해 생산 유연성과 고효율을 보장했어요.

“지멘스는 주요 자동화 부품 공급업체로서 이 이니셔티브를 지원했어요. 스마트 오토메이션이 개발한 자동화 라인에서 생산 라인을 구동하고 엔진 커버 조립 프로세스를 포괄적으로 관리하고 제어할 수 있는 기술을 제공했어요.”
— 슬라보미르 칼리타에 대해 설명해요.

생산 라인 건설에는 기술 기능이 확장된 SIMATIC S7‑1500TF 컨트롤러가 사용되었어요. 안전 통합 기능 덕분에 고급 모션 컨트롤 알고리즘을 구현하고 최고의 안전 표준을 충족할 수 있었어요.컨트롤러는 SINAMICS S210 및 V90 서보 드라이브와 통합되어 정밀한 축 제어를 보장해요. 분산 ET200AL 및 ET200SP I/O 시스템을 기반으로 하는 라인의 모듈식 아키텍처로 유연한 구성과 빠른 전환이 가능했어요.이 시스템은 부품 식별을 위한 RFID 리더기, 산업용 네트워크 스위치, 최신 SIMATIC HMI Unified 시리즈의 오퍼레이터 패널, 안정적인 전력 분배를 보장하는 광범위한 스위칭 장치로 보완됐어요.

Siemens 기술을 사용해서 서로 다른 소프트웨어 환경으로 전환할 필요 없이 구성, 진단, 운영이 통일됐어요.

라도스와프 시만스키요, 스마트 오토메이션

왼쪽부터 서 있어요: R. 코코르나키, S. 칼리타, R. 시만스키, D. 로빈스키

“핵심 요소는 구성, 진단, 시뮬레이션을 단일 도구로 통합하는 TIA Portal 환경의 전체 프로세스를 중앙 집중식으로 관리하는 것입니다.프로젝트 중에 스마트 오토메이션은 내장 드라이브 블록, 통합 안전 메커니즘, 병렬 프로젝트 편집을 지원하는 다중 사용자 모드, 물리적 시운전 전에 제어 로직을 시뮬레이션하고 테스트하기 위한 S7‑PLCSIM 고급 도구 등 TIA Portal 플랫폼의 많은 기능을 활용했어요.”
지멘스의 슬라보미르 칼리타가 생각나요.

프로젝트 속도는 유난히 역동적이었어요. 매 단계에서 기술적 어려움이 닥쳤는데도 빠른 의사 결정과 지속적인 진행이 반영됐어요.

“우리 목표는 생산의 모든 단계에서 부품의 높은 반복성, 정밀도, 완전한 추적성을 보장하는 동시에 프로세스 효율성을 높이고 포괄적인 생산 관리를 가능하게 하는 생산 라인을 구축하는 거였어요.우리가 이 목표를 완전히 달성할 수 있었던 것은 부분적으로는 지멘스의 지원과 이 제조업체의 신뢰할 수 있는 부품과 소프트웨어 사용 덕분이에요.”
라도스와프 코코르나키를 강조해요.

“생산 라인은 높은 유연성이 특징이에요.파라미터 조정과 프로세스 개선을 지속적으로 도입해요.가까운 장래에 설치를 더 업그레이드하고 확장할 계획이에요.”
— BRUSS sp. z o.o의 론칭 및 프로세스 매니저 데미안 로윈스키가 요약되어 있어요.

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