자동화 공정의 진화 : 버추얼 트윈 기술이 가져오는 산업 현장의 변화

산업 혁신은 시간이 지남에 따라 기술의 발전과 함께 새로운 국면으로 접어들었습니다. 특히 제조업과 생산공정을 중심으로 한 산업 현장은 자동화 설비와 같은 첨단 기술을 통해 더 효율적이고 안전한 작업 환경을 구현하고 있습니다.

 

자동화는 현대 산업의 필수적인 요소로 자리 잡았으며, 이를 통해 기업은 생산성을 높이고, 비용을 절감하며, 경쟁력을 강화할 수 있는 기반을 마련하고 있습니다. 또한, 최근에는 자동화 공정의 생산성과 효율성을 강화하는 방안으로 버추얼 트윈 기술이 등장했습니다.

 

이 기술은 현실 세계의 설비와 프로세스를 디지털 공간에서 재현하여 예측 가능한 관리체계를 구축할 수 있는 도구로 산업 현장의 디지털 전환을 이끌고 있습니다. 오늘은 자동화 설비와 가상 현실 기술을 통한 산업 현장의 프로세스 구축 현황에 대해 알아보도록 하겠습니다.

 

 

자동화 공정이란?

공정의 자동화란, 생산 공정에서 사람이 수행해야 할 작업을 기계나 로봇이 대신하는 시스템을 말합니다. 간단히 말하면, 기계가 스스로 판단하고 동작하며 생산을 수행할 수 있도록 설계된 설비입니다. 센서, 제어시스템, 로봇 장비 등으로 구성되어 사람을 대신해 복잡한 조립이나 반복 작업, 고하중 업무 등을 수행합니다.

 

자동화 설비에 소프트웨어나 인공지능이 추가되면 데이터 기반의 의사결정을 수행할 수 있는 스마트 공장이 됩니다. 스마트 공장의 기반이 되는 자동화 설비 시스템은 생산 속도와 품질을 동시에 개선하며 인간이 하기 힘든 고위험 작업을 안전하게 수행할 수 있게 합니다.

 

현대 산업 현장에서 자동화 공정의 중요성

현대 산업 환경은 변화무쌍합니다. 고객의 요구는 더욱 다양화되고 있으며, 경쟁은 날로 치열해지고 있습니다. 이러한 상황에서 기업들은 생산성과 효율성을 높이기 위해 기존 방식에서 벗어나 새로운 기술을 도입해야 하는 과제를 안고 있습니다. 특히, 공산제품의 생명 주기가 점점 짧아짐에 따라 신속한 생산 체계를 갖추는 것은 필수적인 요소가 되고 있습니다.

 

 

이런 맥락에서 자동화 설비는 단순히 대량 제품 생산을 가능하게 하는 수준을 넘어, 다품종 소량생산 체제까지 지원하는 중요한 역할을 합니다. 이를 통해 기업은 변화하는 시장 상황에 민첩하게 대응할 수 있어 고객 맞춤형 제품을 신속히 생산하거나, 새로운 제품을 빠르게 출시할 수 있게 됩니다.

 

또한, 자동화 설비는 24시간 공장 가동이 가능하도록 설계되어 제조 산업의 특성상 필수적인 빠른 납기 요구를 충족시킬 수 있습니다. 이러한 설비는 인건비와 제조 비용을 크게 절감할 뿐만 아니라, 품질 관리에서도 한층 높은 수준을 달성할 수 있도록 돕습니다.

 

 

자동화 공정을 통한 시스템 구축은 생산성뿐 아니라 작업자의 안전을 보장하는 데도 중요한 역할을 합니다. 고위험 작업이나 반복적인 작업을 자동화 공정이 대신 수행함으로써 작업 환경이 더욱 안전하고 효율적으로 개선됩니다.

 

이와 더불어, 자동화 설비는 최신 기술과의 융합을 통해 실시간 데이터 기반의 관리 및 모니터링 기능을 제공합니다. 이를 통해 설비의 작동 상태를 즉각적으로 파악하고, 문제 발생 시 신속히 대응할 수 있습니다. 이러한 기능은 운영 효율성을 극대화하는 동시에 기업이 지속 가능한 경쟁력을 확보하는 데 중요한 토대를 제공합니다.

 

버추얼 트윈이란?

가상 복제 기술은 물리적인 시스템, 설비, 프로세스 등의 물리적 시스템을 가상 환경에서 모델링하는 기술입니다. 설비의 형태를 단순히 시각적으로 재현하는 것을 넘어 장비나 시스템이 가진 물리적 특성까지 분석하여 제품이나 시스템을 둘러싼 상황과 경험, 진화 과정까지도 모두 복제한 일종의 가상 멀티버스입니다.

 

 

이를 통해 자동화 공정 완료 후 시스템의 재현, 사전 예측 등 다양한 시뮬레이션이 가능하여 문제의 근본 원인과 해결방안 등을 빠르게 찾아내 생산 품질 향상은 물론, 신제품의 개발에도 영향을 끼치며 지속 가능한 비즈니스를 제공합니다.

 

디지털 트윈과의 차이점

버추얼 · 디지털 트윈은 혼용되어 사용되는 경우가 많으나 버추얼 트윈이 더 상위 개념으로, 약간의 차이가 있습니다. 디지털 트윈은 실제하고 있는 공간이나 물체 등을 형상을 가상의 공간에서 동일하게 구현하는 시스템입니다.

 

이를 통해 제조업에서 주로 공장의 시스템을 가상에서 그대로 구현시킨 후 가장 효율적인 구동 절차를 선정하여 불량률을 줄이거나 생산성을 높이는데 쓰입니다.

 

그러나 버추얼 트윈은 더 나아가, 공간이나 물체가 지닌 ‘물성’까지 동일하게 표현할 수 있습니다. 예를 들어, 파손 강도 테스트를 진행한다고 가정해 보겠습니다. 이때 가상 현실에서 파손 속도, 파손 물체의 물성, 공간의 특성 등을 모두 파악하여 현실에서 파손 테스트를 진행하는 것과 동일한 결과값을 얻을 수 있게 됩니다.

 

 

이를 통해 현실에서 구현하는데 제약이 있는 다양한 시뮬레이션이나 테스트 진행이 가능합니다. 버추얼 트윈이 디지털 트윈보다 높은 개념으로 평가받는 것이 바로 이런 장점 때문입니다.

 

버추얼 트윈이 지능형 공장에 미치는 영향

디지털 복제 기능은 지능형 공장의 핵심 기술로 자리 잡으며 점차 발전하고 있습니다. 이 기술을 도입한 스마트 공장은 에너지 소비를 최적화하여 자동화 공정을 보다 효율적으로 운영할 수 있습니다.

 

공장의 설비 고장이나 공정 시간 지연과 같은 기존에는 예측이 불가능했던 문제들도, 이 기술을 통해 미리 예측하고 대비할 수 있어 생산 차질을 최소화할 수 있어 결과적으로 기업의 안정성과 신뢰성이 크게 향상됩니다.

 

뿐만 아니라, 디지털 복제 기술은 기술적 혁신을 넘어 기업의 장기적인 생산성과 지속 가능성을 모두 강화하는 중요한 역할을 수행합니다. 단순히 현재의 문제를 해결하는 데 그치지 않고, 미래의 도전 과제에 대비할 수 있는 핵심 도구로 발전하고 있습니다.

 

디지털 제조산업의 미래

버추얼 트윈 기술 등 자동화 공정을 위한 다양한 시스템이 구축되면, 현대화 시스템을 수행하기 위해 기본적으로 뒷받침되어야 하는 기술은 단연 하드웨어 장비입니다. 자동화 설비의 장비나 부품은 기술이 고도화될수록 로봇의 유연성과 자유도, 내구성이 품질을 좌우하는 중요한 경쟁력 요소가 될 것입니다.

 

 

특히 로봇의 관절 부위에서 핵심적인 역할을 하는 액추에이터와 감속기는 디지털 제조산업의 중추적인 부품으로 자리 잡고 있습니다. 로봇의 동작을 제어하는 데 필요한 장치인 액추에이터는 고강도, 고하중, 고위험 등의 작업을 수행하는 현대 로봇 시스템의 필수 요소입니다.

 

㈜본시스템즈의 액추에이터 시리즈, BCSA는 다양한 산업의 요구를 충족하기 위해 개발되었습니다. ㈜본시스템즈의 독자적 기술력으로 개발한 사이클로이드 치형 감속기술이 적용된 BCSA는 컴팩트한 크기로도 높은 토크와 뛰어난 내구성을 발휘합니다.

 

 

또한 로봇 개발 니즈 충족을 위한 맞춤형 개발 서비스를 통해 물류로봇, 방산로봇, 건설 중장비를 비롯한 다양한 로봇 분야에 특화된 전용 액추에이터를 제공합니다. 디지털 제조 산업이 발전하면서 부품의 성능과 효율성 극대화를 위한 기술적 요구도 높아지고 있습니다.

 

㈜본시스템즈는 자동화 공정을 비롯하여 각종 산업의 요구를 충족하기 위한 최적의 솔루션을 제공하고 있습니다. 디지털 제조산업의 미래를 선도하는 ㈜본시스템즈와 함께 더 나은 산업 환경 구축을 원하신다면 ㈜본시스템즈 홈페이지를 통해 문의를 남겨주시기 바랍니다.