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제약 제조 및 자동차 분야의 협업 로봇

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자료제공/유니버설 로봇

개인 관리 및 의약품 시장은 지난 수십 년 동안 크게 성장했다. 2001년 제약 산업의 가치는 3,900억 달러였지만 2022년에는 제약 산업의 글로벌 매출이 1조 4,800억 달러를 넘어섰다. 미국에서만 매년 40억 건 이상의 처방전이 조제된다. 화장품, 향수, 세면도구 등 비의료용 소비재로 정의되는 퍼스널 케어 역시 거대 시장으로, 2023년 매출 가치가 6,260억 달러에 달한다. 미국 고객이 창출한 금액만 980억 달러이다.

개인 관리 및 의약품 제조의 이면에는 두 가지 측면이 분명한 복잡한 프로세스가 있다. 프런트엔드는 마치 화학 공장처럼 운영되며, 원료와 성분을 사용하여 제품을 만들기 위해 대규모의 세트 공정이 지속적으로 실행된다. 백엔드에는 상자 세우기, 케이스 포장, 다양한 구성의 팔레타이징과 같은 개별 작업이 포함되며 이는 기존 자동화 솔루션에서는 어려울 수 있다.

증가하는 수요를 충족하려면 제조업체가 비용 효율적이고 규정을 준수하는 방식으로 생산성을 높이는 기술 솔루션을 찾는 것이 중요하다. 코봇, 즉 협업 로봇은 다양한 백엔드 프로세스 전반에 걸쳐 효율성을 높이고 있다. 심지어 일부는 전통적으로 자동화 후보로 간주되지도 않았다.

다음은 개인 관리 및 의약품 제조 분야에서 코봇의 이점과 응용 분야 중 일부이다.

정확성과 효율성

코봇은 제약 및 개인 관리 부문의 기업이 자동화에 더 쉽게 접근할 수 있도록 해준다. 진입 비용이 저렴하고 일반적으로 투자 수익이 더 빠르기 때문에 소규모 제조업체에 적합한 솔루션이다. 또한 코봇을 재프로그래밍하고 다양한 작업에 배치할 수 있으므로 대규모 생산 라인 내에서 가치를 추가할 수도 있다. 코봇은 바닥 공간을 절약하기 위해 뒤집거나 벽에 장착할 수 있으며, 유연성을 높이기 위해 이동식 플랫폼에 고정할 수도 있다.

고급 로봇 자동화는 여러 가지 이유로 구현하기 어려울 수 있다. 비용이 많이 들지 않더라도 기업은 여전히 각 로봇 셀을 프로그래밍하고 구성하는 데 상당한 리소스를 투자해야 한다. 소규모 시설에서는 실용적이지 않을 수도 있다. 기존 로봇은 주변에 작업 셀을 차폐하고 가두어 나머지 공간을 비현실적으로 비좁게 만들어야 했다. 위험 평가에 따라 코봇은 장벽 없이 작동할 수 있다. 즉, 인간 동료보다 공간을 거의 차지하지 않는다.

최종 애플리케이션

프런트엔드 프로세스는 고속의 기존 로봇에 가장 적합하지만, 코봇은 백엔드, 최종 라인 애플리케이션에서 혁신을 일으킬 수 있다. 물리적으로 집약적이고 반복적인 프로세스를 자동화하고 수동 프로세스와 관련된 일반적인 가동 중지 시간 없이 일관된 품질의 출력을 제공할 수 있다.

포장 및 팔레타이징(매우 수동적이고 노동력이 많이 들지만 필수적인 작업)은 협동로봇의 강점에 매우 적합하다. 다음은 고객이 시설에서 코봇을 어떻게 활용할 수 있었는지에 대한 실제 사례이다.

케이스 포장

제품 수명주기에서 중요한 역할을 하는 세 가지 수준의 포장이 있다. 제품과 직접적으로 접촉하는 1차 포장은 제품을 보호하고 제품 및 브랜드 정보를 표시한다. 개인 관리 및 의약품 분야에서는 물집 패킷, 약물 상자, 샴푸 병 또는 치약 튜브와 같은 것이 될 수 있다. 2차 포장은 1차 포장을 깨끗하고 보호하는 반면, 3차 포장은 대량의 제품을 이동하는 데 사용된다.

제약 산업에서 오염 위험은 큰 우려 사항이다. 하지만 코봇과 같은 자동화 솔루션은 가장 오염에 민감한 프로세스에서 사람의 손을 제거하여 멸균 환경을 보호할 수 있다. Cobot은 케이스 포장과 같은 지루한 작업을 처리하도록 구성할 수도 있지만 EOAT(오른쪽 팔 끝 도구) 또는 엔드 이펙터를 장착하는 것이 중요하다. 엔드 이펙터와 소프트웨어에 따라 빈 상자를 조립하고 1차 또는 2차 포장을 더 큰 케이스로 옮길 수 있다.

구강 건강 제조업체인 Nippon Zettoc은 제약 및 개인 관리 분야의 많은 동료들처럼 숙련된 직원을 채용하는 것이 어렵다는 것을 알았다. Universal Robots의 기계가 독일 공장에서 작동하는 모습을 본 후 회사에서는 코봇이 Nippon의 자체 생산 라인에 어떻게 적용될 수 있는지 빠르게 깨달았다. 소량의 다양한 제품을 생산하는 비즈니스 모델에 맞게 Universal Robots UR5와 호환되는 맞춤형 엔드 이펙터를 제작했다.

Nippon은 내부 상자 포장을 처리하기 위해 4대의 UR5 코봇을 설치하여 해당 섹션의 작업자 2명 중 1명이 다른 작업을 수행할 수 있도록 했다. 생산량이 30% 증가했으며 라인은 작업자가 휴식을 취하는 동안에도 지속적으로 생산적이다. Nippon은 또한 하나의 UR5 코봇을 사용하여 외부 상자 포장을 완전히 자동화하여 이전 작업자가 프로세스 검사와 같은 가치 있고 세부적인 작업을 완료할 수 있도록 했다. 

팔레타이징

팔레타이징은 생산 라인에서 물리적으로 가장 까다로운 영역 중 하나이다. 운송을 위해 팔레트에 상품 상자를 쌓는 것은 시간이 지남에 따라 작업자에게 부담을 줄 수 있는 반복적인 작업이다. 코봇은 호환 소프트웨어를 사용하여 쉽게 프로그래밍할 수 있는 맞춤형 구성으로 상자를 쌓아 팔레트의 표면적을 최대한 활용할 수 있다.

빠르게 변화하는 제약 업계에서 코봇의 속도와 가동 중지 시간 없이 일관되게 작업할 수 있는 능력은 제조업체가 원활하게 생산 규모를 확장하는 데 도움이 될 수 있다. 케이지 작업 셀을 위한 공간이 없는 소규모 시설의 경우, 코봇은 팔레타이징을 자동화할 수 있는 가능성을 열어주며, 더욱 비용 효과적인 방법이기도 한다.

Rimmel 및 CoverGirl과 같은 글로벌 브랜드를 생산하는 Coty Cosmetics의 경우 필요한 규모의 기존 산업용 로봇은 너무 비쌌을 것이다. Coty의 작업자는 UR3 및 UR5 코봇을 4개의 모바일 카트에 장착하여 12개의 제품 프레스 사이를 굴려 제품을 선택하고 포장할 수 있었다. Coty는 코봇을 통해 매년 500,000달러를 절약할 수 있을 것으로 예상한다. 

L’Oréal India의 푸네 공장은 코봇을 설치한 후 유사한 생산성 향상을 실현했으며 그 과정에서 작업자 안전과 직업 만족도가 향상되었다. 공장의 전반적인 장비 효율성은 5% 증가했고 작업자는 매 교대마다 총 8,500kg의 제품을 들어올려야 하는 수고를 덜었다. L’Oréal은 이를 레벨 4 인체공학적 위험으로 분류했다.

자동차 제조 분야의 협동로봇

Tier 1 OEM부터 공급망 전체의 계약업체까지 유연하고 비용 효율적인 코봇은 다양한 하위 어셈블리, 모듈 및 시스템의 출력과 일관성을 향상시킨다. 배포 및 재배치가 쉬운 코봇은 변화하는 소비자 요구에 대한 맞춤화 및 빠른 대응에 대한 업계의 요구를 이상적으로 해결한다.

코봇은 인간 작업자와 나란히 작업할 수 있어 출력과 일관성을 향상하고 단일 작업 공간에서 더 많은 인라인 프로세스를 지원할 수 있다. 전통적인 자동화에는 전부 아니면 전무의 접근 방식이 필요하지만, 협동로봇을 사용하면 자동차 제조업체는 특정 작업을 자동화하고 빠른 투자 수익을 얻을 수 있다.

(1) 유연성

새로운 요구 사항에 맞춰 조립 라인을 빠르고 저렴하게 조정한다. 경량 협동 로봇 팔은 쉽게 프로그래밍하고 재배치할 수 있으며 이동을 위해 카트에 장착할 수도 있다.

(2) 생산력

생산 라인에 비용이 많이 드는 작업도 변경 없이 새로운 기능을 추가한다. 일반적으로 자동화에 적합하지 않은 프로세스에서도 더 빠른 출력과 더 낮은 비용에 대한 경쟁적 요구를 충족한다. 작업자가 어려움을 겪는 반복 작업의 품질과 일관성을 높인다. 작업자가 더 높은 가치의 작업에 집중하는 동안 협업 로봇은 쉬지 않고 작업할 수 있다.

다양한 Universal Robots 모델을 사용하여 정밀 작업부터 장거리 도달 범위 및 높은 탑재량 요구 사항에 이르기까지 자동화 요구 사항을 해결할 수 있다. UR10e 모델은 자동차 애플리케이션에서 다양한 프로세스를 처리하는 데 널리 사용된다. 

leekh@seminet.co.kr
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