공정자동화

공정자동화(Process Automation)는 이전에 사람이 하던 반복적인 작업을 소프트웨어, 로봇 등 고급 기술을 사용하여 프로세스 및 작업 절차와 관련된 반복적인 작업을 자동화함으로써 효율성을 개선하고 비용을 절감하며 직원 및 고객 만족도를 높이는 것을 말한다.

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개요

공정자동화는 제어 시스템과 다른 정보기술을 조화롭게 사용하여 산업 기계류와 공정을 제어하여 사람이 관여할 필요를 줄이는 것이다. 공정자동화는 사람의 노동력에 의존하던 것을 기계화하고 프로세스를 표준화하는 과정에서 인간의 노동시간은 최소화하고 생산성은 극대화한다. 공정자동화 기술은 크게 하드웨어와 소프트웨어 기술로 나누어진다. 하드웨어 기술은 물류처리 설비, 자동창고, 산업용 컴퓨터 및 주변 기기 등의 설계와 제조에 관한 기술을 말한다. 소프트웨어 기술은 대표적인 화학공정 제어 이론들로부터 유추된 여러 가지 최적 제어기법, 피드백 제어기법에 기초를 둔 알고리즘 등이 있으며 공정개선을 위한 공정모사 소프트웨어, 소프트웨어 CAPD라 불려지는 공정설계 및 공정 합성 소프트웨어, 인공지는 소프트웨어 등이 있다.

공정자동화는 센서, 액추에이터, 컴퓨터 기술 및 소프트웨어 엔지니어링을 사용하여 제지, 광산, 시멘트와 같은 다양한 산업 분야의 발전소와 공장이 보다 효율적이고 안전하게 운영되도록 하고 있다. 공정자동화는 컴퓨터에 의해서 모든 생산 기기를 프로그래머블의 상태에서 제어하여 제품의 계획, 설계, 생산 준비에서부터 생산의 제어, 관리, 운용 등 공장의 모든 기계나 설비를 컴퓨터나 전기, 전자 시스템 등을 이용하여 생산 과정을 자동화하는 공장자동화로 발전하고 있다.

목적

노동 생산성 향상

일반적으로 제조 작업 자동화 생산 속도를 증가시킨다. 이는 노동 투입 시간당 산출량이 더 많다는 것을 의미한다.

인건비 절감

끊임없이 증가하는 인건비는 세계 산업화된 사회에서 그 경향이 계속되고 있다. 따라서 자동화에 대한 투자가 늘어나므로 수동 작업을 대체하기 위해 경제적으로 정당화할 수 있다. 단위 제품 원가를 줄이기 위해 기계가 점점 더 인력 노동으로 대체되고 있다.

노동력 부족의 영향을 감소

일부 국가에서는 일반적인 노동력 부족이 있으며 이로 인해 자동화된 작업 개발로 노동력을 대체하고 있다.

일상적인 수작업과 사무적인 업무를 감소

일상적인 작업, 지루한 작업, 피곤한 작업, 불쾌한 작업을 자동화하는 것은 일반적인 노동 조건 개선한다.

작업자 안전을 향상

주어진 작업을 자동화하고 프로세스에 능동적으로 참여하는 작업자를 감독 역할로 이전함으로써 일이 더 안전하게 이루어진다.

제품 품질 향상

자동화는 수동 작업보다 생산 속도가 빨라진다. 또한 품질 사양에 대한 일관성 및 적합성이 보다 높은 제조 공정을 수행한다. 불량율 감소 자동화의 주요 이점 중 하나이다.

제조 리드 타임 단축

자동화가 도움이 됨 경과 시간을 줄이기 위해 고객 주문과 제품 인도 사이, 향후 주문을 위해 제조 업체에게 경쟁 우위를 제공한다. 제조 리드 타임을 줄임으로써 제조사는 재공품 재고를 줄인다.

수동으로 수행할 수 없는 프로세스를 수행

기계의 도움 없이 특정 작업을 수행할 수 없는 프로세스 정밀도, 소형화 또는 지오메트리의 복잡성에 대한 요구 사항을 충족시킨다. 특정 집적 회로 컴퓨터 연산 (CAD) 모델을 기반으로 한 신속한 프로토 타이핑 프로세스, 컴퓨터 수치 제어를 사용하여 수학적으로 정의된 복잡한 표면 가공 등이 포함된다. 이러한 프로세스는 컴퓨터 제어 시스템에서만 구현할 수 있다.

높은 비용을 피면

공정 자동화의 이점은 향상된 품질, 매출 증가, 더 나은 노사 관계, 및 더 나은 회사 이미지. 자동화하지 않는 회사는 고객, 직원 및 일반 대중에게 경쟁 우위에 처할 가능성이 있다.

장점

• 작업인원이 생인화(소인화) 됨으로 인한 노무비를 절감한다.
• 수작업에 비교하여 작업 산포의 감소로 인한 품질이 향상된다.
• 소품종 다량 생산 제품군일 경우 대량생산에 따른 생산성이 향상된다.
• 직접 노무관리가 단순화된다.
• 불량 유출 방지 효과가 있다.

단점

• 자동화에 따른 시설투자비가 증가한다.
• 공정 문제 발생 시 라인 전체가 정지된다.
• 다품종 소량 생산시 고객 요구에 대한 유연성이 부족하다.
• 간접관리 전문 엔지니어의 확보가 필요하다.
• 신뢰성 없는 에라프로핑 설치 시 불량 대량 유출 가능성이 있다.

참고자료

• 〈자동화공정/공정자동화〉, 《레포트 월드》
• 〈공장 자동화〉, 《네이버 지식백과》
• "Process automation system", Wikipedia
• 〈제조 공정의 자동화를위한 9 가지 이유〉, 《모두를위한 에너지와 힘》
• 중소벤처기업부, 〈생산 공정의 자동화의 좋은점과 문제점〉, 《네이버 지식iN》, 2013-09-29

같이 보기

• 공정
• 자동화
• 자동
• 공장
• 로봇
• 센서
• 액추에이터
• 소프트웨어

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