자동화 기계 제조 산업의 순풍

태국의 중형 전기 제조업체는 2023년에 수동 MCB 교정 라인을 자동화된 테스트 및 조립 장비로 교체했습니다. 이는 수동으로 교정된 차단기의 1.2% 결함률 때문이었으며, 이로 인해 한 주요 유럽 고객으로부터 경고를 받았습니다. 자동화 라인을 2년간 운영한 후 결함률은 0.05% 미만으로 감소했고, 생산 시간은 두 배로 늘었으며, 이전에는 입찰이 불가능했던 계약들도 목표로 삼기 시작했습니다. 투자는 14개월 내에 회수되었습니다. 이 특정 사례는 모든 산업 부문과 지역에서 자동화 기계 제조에 대한 투자를 촉진하는 지속적인 추세를 보여줍니다. 노동력은 이전에 풍부했던 곳에서 비용이 높아지고 찾기 어려워졌으며, 품질 요구 사항은 더욱 엄격해지고, 리드 타임은 단축되고 있으며, 로봇, 비전 시스템, 소프트웨어와 같은 기술은 이미 충분히 발전하여 자동화 라인이 실험적 프로젝트를 넘어 명확한 수익이 있는 예측 가능한 자본 투자 프로젝트로 간주되고 있습니다.

이러한 순풍의 개념—그 정체, 어떻게 함께 작용하는지, 그리고 어느 영역에서 가장 큰 힘을 발휘하는지—을 이해하는 것은 기업들에게 자동화를 도입할지 여부뿐만 아니라 언제, 어떤 부분에서, 어떤 순서로 도입할지에 대한 중요한 질문을 제기합니다. 이 가이드의 목적은 2025년 및 이후 몇 년간 자동화 투자 증가를 이끄는 사실과 다양한 산업에서 경제적 관점의 기회를 조사하는 것입니다.

구조적 순풍: 노동, 회복력, 그리고 오프쇼어링의 종말

자동화 장비 투자의 가장 큰 원동력은 기술이 아니라 인구통계학입니다. 숙련된 제조 노동자의 수는 모든 주요 생산 지역에서 감소하고 있습니다. 2011년에 중국 노동자 수는 정점을 찍고 감소하기 시작했습니다. 일본, 독일, 한국, 그리고 동유럽의 많은 국가들도 유사한 감소를 경험하고 있습니다. 여전히 고용된 노동자들은 부모 세대보다 더 높은 급여와 더 많은 취업 기회를 누리고 있습니다. 수동 조립을 하는 생산 시설은 이제 이웃 지역에서 노동자를 찾기 어려워졌으며, 물류 회사, 쇼핑몰, 긱 경제 제공자들과 경쟁하고 있는데, 이들은 에어컨이 설치된 작업장과 유연한 근무 일정을 제공합니다.

McKinsey & Company와 Material Handling Institute(MHI)에 따르면, 이 문제에 대한 대응은 노동력을 대체하는 자동화가 아니라 노동력을 안정화하는 자동화입니다. 자동화는 제조업체가 반복적이고 매우 정밀한 조립 작업을 적은 수의 작업자로 수행할 수 있게 합니다. 또한 조직이 남은 작업자들에게 더 높은 품질의 작업을 제공할 수 있도록 합니다.

인구 압박 시기에 다가오는 것은 공급망에 대한 재고입니다. 수년간의 팬데믹으로 인한 중단과 지정학적 긴장, 그리고 상승하는 운송 비용이 결합되면서 많은 기업들이 리쇼어링과 니어쇼어링 추세를 실행하기 시작했습니다. 이는 해외 국가에서 북미와 유럽으로 생산을 다시 이전하는 것을 의미합니다. 문제는 리쇼어링이 해외로 생산을 이전할 때의 저렴한 인건비 혜택을 갖지 못하지만, 생산성에서 많은 이점을 얻으며, 고임금 경제에서는 이것이 자동화를 의미한다는 점입니다. 실제로 Reshoring Initiative에 따르면 자동화를 리쇼어링의 동력으로 강조하는 기업들이 지난 몇 년간 크게 증가했습니다.

기술적 순풍: 도구가 성숙할 때

현대의 자동화 기계는 2005년의 기계보다 훨씬 앞서 있습니다. 여러 기술적 추세의 결합은 자동화된 조립 및 테스트의 효율성, 유연성, 그리고 경제성을 높일 수 있게 합니다:

• 비전 및 AI 기반 검사. 결손된 마이크로 스크류나 세라믹의 작은 균열을 식별하는 방법을 학습할 수 있고, 수주간 규칙을 프로그래밍하는 대신 몇 시간 내에 새로운 제품을 인식하도록 가르칠 수 있는 카메라 시스템은 품질 관리의 경제성을 변화시켰습니다. 비전은 빠르고 저렴해져서 라인의 각 작업장에 사용될 수 있게 되었으며, 단지 마지막 검사 지점에만 제한되지 않습니다.
• 협동 및 이동 로봇. 보호 케이지 없이 인간 작업자와 협력하여 작동하고, 하루 만에 한 작업에서 다른 작업으로 재구성할 수 있는 협동 로봇(cobot)은 자동화 투자에 있어 획기적인 발전을 나타냅니다. 고정 경로 없이 공장 내를 이동할 수 있는 자율 이동 로봇(AMR)은 컨베이어 시스템 설치가 어려운 중형 기업에게 자동화된 자재 취급을 저렴하게 만들었습니다. 국제로봇연맹(IFR)이 제공한 데이터는 전 세계적으로 협동 로봇과 이동 로봇의 수가 매년 증가하고 있음을 보여줍니다.
• Digital twins and virtual commissioning. 소프트웨어 기술의 등장으로 생산 라인은 금속 가공이 이루어지기 전에 가상으로 설계, 테스트, 시뮬레이션할 수 있습니다. 매우 중요한 가상 모델은 병목 현상을 분석하고 사이클 타임을 점검합니다. 또한 실제 생산 라인이 설치되기 전에 가상 환경에서 작업자에게 새로운 시스템을 교육하여 시운전 시간을 단축하고 결함 있는 라인의 위험을 최소화합니다.
• 표준화된 데이터 및 통합. 산업 프로토콜은 한 공급업체의 PLC가 다른 공급업체의 로봇 및 또 다른 공급업체의 비전 시스템과 통신할 수 있게 합니다 — OPC UA, MQTT, PROFINET — 이들은 다중 공급업체 자동화 라인의 통합 문제를 더 이상 악몽으로 만들지 않을 정도로 성숙했습니다. 데이터, 추적성, 생산 분석 및 원격 진단이 라인을 통해 쉽게 흐르며 제어할 수 있게 합니다.

경제적 순풍: 왜 지금 숫자가 맞는가

투자 자동화 기계 는 자본 결정이며, 자본 결정은 투자 회수에 의해 좌우됩니다. 자동화에 유리하게 작용하는 순풍은 기술이 할 수 있는 것뿐만 아니라 대안에 비해 비용이 얼마인지에 관한 것입니다.

이러한 비용을 자동화 조립 및 테스트 라인의 예상 수명인 보통 8년에서 15년 동안 합산하면, 연간 수십만 단위 이상의 생산량에서는 단위당 총 비용이 자동화에 유리합니다. 회로 차단기, 의료 기기 또는 자동차 센서와 같이 개별적으로 테스트되는 안전 중요 품목의 경우, 한 건의 보증 청구 또는 리콜에서 절감되는 비용만으로도 자동화에 투자한 자본을 정당화할 수 있습니다. Deloitte 및 기타 컨설팅 회사가 발표한 제조 생산성 연구는 자동화 및 디지털 제조가 성능, 1차 합격률, 전체 장비 효율성 측면에서 두 자릿수 결과를 낸다는 것을 자주 보여줍니다.

가장 강력한 순풍을 타고 있는 부문

자동화 투자는 매우 불균형적입니다. 생산 과정이 복잡하고 품질 요구가 엄격하며 투자 비용을 충당할 만큼의 매출이 충분한 곳에서 유리한 조건이 가장 깊습니다. 가장 유망한 부문 중에는:

• 전기 장비 및 회로 보호. 모든 미니어처 회로 차단기, 모든 몰드 케이스 회로 차단기, 모든 잔류 전류 장치는 국제 안전 기준을 충족하기 위해 개별적으로 보정 및 테스트되어야 합니다. 수동 보정은 느리고 변동성이 큽니다. Benlong Automation이 설계 및 제작한 자동 보정 및 테스트 라인은 모든 차단기를 공표된 시간-전류 곡선에 맞게 보정하고, 보정 데이터를 일련 번호와 함께 기록하며, 규격 범위를 벗어난 제품은 모두 거부합니다. 이는 수출 시장 인증을 원하는 제조업체에게 선택 사항이 아니라 필수 사항입니다. Benlong의 MCB 자동 조립 라인 그리고 MCCB 자동 생산 라인 은 부품 공급, 조립, 보정, 테스트, 마킹 및 분류를 단일 데이터 연결 흐름으로 통합하여 이 응용 분야에 맞게 특별히 구성되어 있습니다.
• • 자동차 및 전기차.전기차로의 전환은 배터리 모듈 적층, 헤어핀 스테이터 권선, 고전압 커넥터 조립 등 완전히 새로운 조립 공정 범위를 가져왔으며, 이는 처음부터 자동화되고 있습니다. 교체할 구식 수동 라인은 없으며, 자동화는 제품과 공정에 처음부터 내재되어 있습니다.
  • 의료기기 및 의약품. 자동 주사기 충전, 흡입기 조립, 진단 키트 포장 공정은 고성능 기계와 100% 비전 검사, 그리고 장치 이력에 관한 모든 정보를 결합하고 있습니다. 추적성에 대한 규제 요구에 따라 자동화는 단순한 업그레이드가 아닌 기본 옵션이 되었습니다.
  • 식음료 가공. 충전, 캡핑, 라벨링, 팔레타이징에 사용되는 자동화 공정은 청결, 속도, 그리고 차갑고 습한 환경에서 근로자 고용의 어려움에 영향을 받습니다. 장점은 근로자 가용성과 식품 안전 규정 준수입니다.

  자동화 대 수동 조립: 전환 시점

  자동화는 모든 산업과 모든 제조업체에 적합하지 않습니다. 자동화를 도입하는 것이 비용 효율적이 되는 임계점 — 즉, 상품 수량과 제품 안정성 수준 — 은 각 지역의 복잡성과 인건비에 따라 다릅니다. 부품이 적고 결함 가능성이 낮은 단순 제품은 연간 10만 개 이상 생산할 때까지 수동으로 제조할 수 있습니다. 그러나 결함 위험이 높고 엄격한 인증 절차가 필요한 복잡한 제품 — 예를 들어 회로 차단기와 접촉기 — 의 경우 임계점은 종종 5만 개 미만에서 도달합니다. 결정은 간단하지 않습니다. 일부 제조업체는 반자동 검사 및 테스트 공정을 유지하면서 수동 조립을 그대로 둘 수도 있습니다. 자동화 수준과 자동화 작업대 수는 생산 과정에서 증가할 것입니다. 벤롱 자동화는 반자동 품질 관리 작업대 설치부터 시작하여 생산 라인에 대한 향후 조정을 허용하는 점진적 자동화 통합에 맞춘 제품 라인을 이미 구상했습니다. 우리의 가이드 MCB 자동 테스트 라인이란 무엇인가 는 개별 작업대와 그 연결 방식을 설명합니다.

지속 가능성의 순풍

지속 가능성은 점점 힘을 얻고 있는 새로운 긍정적인 동력입니다. 자동화 라인은 수동 라인보다 에너지 사용량이 적습니다 — 반드시 더 효율적인 기계는 아니지만, 제품을 더 빠르게 생산하며, 제조 폐기물을 최소화하고, 더 작은 공간을 차지합니다. 자동화 라인에서 수집된 정보는 고객, 투자자 및 규제 기관이 점점 더 요구하는 지속 가능성 보고서를 준비하는 데 사용됩니다. 각 제품 생산과 관련된 에너지 및 자재 비용을 증명할 수 있는 생산자는 탄소 국경 조정 및 공급망 배출 보고 환경에서 더 경쟁력 있는 위치에 있게 될 것입니다.

자주 묻는 질문

자동화 기계 제조란 무엇인가?

자동화 기계 제조 자동화는 제조 작업을 거의 또는 전혀 인간의 개입 없이 수행하는 시스템 — 조립 라인, 로봇 작업 셀, 테스트 방법, 컨베이어 — 의 설계 및 제조를 의미합니다. 이는 독립형 자동 테스트 벤치부터 완전히 통합된 생산 조립 라인까지 모두 포함합니다.

자동화 기계의 예는 무엇인가?

자동 MCB 교정 및 테스트 라인의 전형적인 예입니다. MCB 교정 및 테스트 라인에서는 모든 작업이 자동으로 이루어지며 작업자의 개입이 없습니다.

산업 로봇 산업에서 빅 4는 누구입니까?

산업용 로봇 분야의 “빅 포(Big Four)”는 FANUC(일본), ABB(스웨덴/스위스), KUKA(독일, 현재 미디어 그룹 소속), 그리고 Yaskawa(일본)를 의미합니다. 이들은 용접, 도장, 조립 및 자재 취급에 사용되는 산업용 로봇 팔을 전 세계적으로 생산하는 상위 4개 회사입니다.

자동화에는 어떤 네 가지 유형이 있나요?

고용량 단일 제품 작업을 위한 고정(하드) 자동화, 배치 공정을 위한 프로그래머블 자동화, 혼합 제품 작업을 위한 유연(소프트) 자동화, 그리고 공장 전체가 데이터 연결되고 컴퓨터 제어되는 통합 자동화 시스템이 네 가지 기본 자동화 유형입니다.

참고 자료

• 맥킨지 & 컴퍼니 — 제조 및 자동화의 미래. 자동화의 생산성 및 품질 영향과 투자 배후의 노동 시장 동인에 관한 연구.
• 리쇼어링 이니셔티브 — 리쇼어링 및 자동화에 관한 연간 데이터. 제조업을 북미 및 유럽으로 되돌리는 데 있어 자동화의 역할에 관한 데이터 및 분석.
• 국제 로봇 연맹(IFR) — 세계 로봇 보고서. 국가별 글로벌 로봇 설치, 협동 로봇, 자동화 밀도에 관한 연간 데이터.
• 자재 취급 협회(MHI) - 연례 산업 보고서. 자재 취급 및 물류 분야 자동화 투자 동향에 관한 데이터.
• 딜로이트 — 디지털 제조 및 산업의 미래. 자동화의 경제적 근거와 초기 도입자가 달성한 생산성 향상에 관한 연구.

그만큼 자동화 기계 제조 산업 구조적인 순풍을 타고 있으며, 주기적인 것이 아닙니다. 노동력이 더 풍부해지고 있지 않습니다. 품질 기준이 완화되고 있지 않습니다. 수동 프로세스를 수용하기 위해 리드 타임이 길어지고 있지 않습니다. 지금 자동화된 조립, 교정 및 테스트에 투자하는 제조업체들은 — 완전 통합 라인이든 단일 반자동 교정 벤치든 — 향후 10년간 경쟁력 있는 제조를 정의할 용량, 일관성 및 데이터를 구매하고 있는 것입니다. Benlong Automation은 전기 제조 부문을 위해 그 장비를 설계하고 제작합니다. 순풍이 불고 있기 때문이며, 그 순풍을 잡는 공장들이 바람이 불가피하게 바뀔 때에도 여전히 계약을 따내는 곳이 될 것입니다.