05.06.2024
학습을 위한 팩토리
칼스루에 공과대학교(KIT) 생산 기술 연구소(WBK)에 위치한 글로벌 생산 학습 팩토리는 이러한 의미를 가지고 있습니다. 이곳은 학생들을 위한 배움의 장소일 뿐만 아니라, 과학과 산업을 하나로 모으고 혁신적인 협업의 출발점이기도 합니다.
요십 콥치치는 칼스루에 지역을 잘 알고 있습니다. 10년 가까이 발루프의 영업 담당자로 이 지역을 관리해왔기 때문입니다. 또한, 칼스루에 공과대학교(KIT)의 생산 공학 연구소(WBK)에 위치한 생산 기술 연구소도 잘 알고 있습니다. 이곳에는 생산과 관련된 새로운 기술과 프로세스를 시연하고 학습할 수 있는 글로벌 생산 학습 팩토리가 있습니다. 코프치치는 연례 해커톤의 심사위원으로서 발루프의 자동화 솔루션을 제공하며, 자신의 기술적 전문성을 바탕으로 러닝 팩토리 팀을 지원하고 있습니다.
혁신적인 협업의 출발점
WBK 생산 기술 연구소는 1952년 발터 슈미트 박사에 의해 설립된 이후, 수십 년 동안 기술과 산업 발전을 반영하며 성장해 왔습니다. 이 연구소는 칼스루에 공과대학교(KIT)의 일부로, 새로운 생산 기술에 대한 응용 지향적 연구와 혁신적인 기술 개발을 목표로 하고 있습니다. 연구소는 "생산 시스템", "기계, 시스템 및 공정 자동화", "제조 및 재료 기술"이라는 세 가지 주요 연구 분야로 구성되어 있습니다. 2015년, 요십 코프치치가 보다 유연하고 효율적인 생산을 위한 IO-Link 통신 표준을 소개하면서 혁신적인 협업이 시작되었습니다.
학생들은 이 학습 공장을 통해 복잡한 생산 시스템을 체험하며, 연구에 필요한 데이터를 수집할 수 있습니다.
이론과 실무의 연결
WBK 생산 시스템 연구소의 책임자인 지젤라 란자는 학습 공장의 기본 아이디어를 다음과 같이 설명합니다. “학생들이 미래 생산 기술에 대한 이론적인 질문을 실습하고 연구할 수 있는 장소가 필요합니다. 바로 이곳이 학습을 위한 공장입니다.” WBK와 발루프는 여러 산업 기업들과 협력하여 이 아이디어를 현실로 만들기 시작했습니다.
"처음에 학습 공장은 다양한 스테이션으로 구성된 고정식 생산 시스템이었습니다." 첫 번째 교육 과정과 워크스테이션 개발 및 운영에 참여했던 매그너스 캔들러는 이렇게 설명합니다. 당시 캔들러는 칼스루에에서 산업 공학을 공부하며 교육 공장 설립에 기여했습니다. 현재 생산 시스템 계획과 디지털 작업 현장 관리에 중점을 두고 있는 그는 "연구 조교로서 프로젝트를 지속적으로 발전시키고 구체화할 수 있어 더욱 보람을 느낍니다."라고 말합니다.
새로운 형태의 생산 적용
글로벌 프로덕션 러닝 팩토리는 학생들뿐만 아니라 기업 및 기타 조직을 위한 교육 과정과 강의도 제공합니다. "이곳에서는 생산의 새로운 트렌드에 대한 인식을 높이고, 예측 유지보수, 순환 경제, 인간과 기계의 협력 같은 새로운 기술이나 접근 방식을 기업이 직접 체험할 기회를 제공합니다."라고 캔들러는 설명합니다.
모듈형, 이동형, 자급자족형
학습 팩토리의 하드웨어를 담당하고 있는 알렉산더 가이저는 "이를 위해 학습 팩토리가 최첨단 기술을 갖추어야 합니다."라고 설명합니다. "연구소는 항상 러닝 팩토리에서 새로운 기술을 활용할 방법을 모색하고 있습니다. 러닝 팩토리는 교육 및 추가 교육뿐만 아니라 기업이 혁신적인 솔루션을 제시할 수 있는 플랫폼으로서 우리의 핵심 역할을 합니다."
팬데믹 동안 연구소는 온라인 교육에 의존했습니다. 이 기간 동안 팀은 기존 개념을 수정하고, 발루프 및 다른 파트너들과 함께 학습 팩토리를 발전시키기 위한 아이디어를 개발했습니다. 학습 팩토리는 모듈식, 이동식, 자급자족형이어야 한다는 점이 핵심이었습니다. 또한, 제품 여권을 통한 개별 제품의 원활한 추적과 순환 경제가 중요한 주제로 부각되었습니다.
워크스테이션은 동일한 기본 구조로 구성되며, 그 위에 생산 단계에 필요한 개별 기계가 장착됩니다. 새로운 아키텍처는 생산 라인을 재구성하는 데 필요한 시간을 크게 단축했습니다.
현재 교육 공장은 무선 기술, 전기 액추에이터, 배터리가 장착된 10개의 모바일 워크스테이션으로 구성되어 있습니다. 각 워크스테이션은 이동성과 자급자족이 가능하며, 동일한 디자인으로 제작되어 생산 공정의 요구 사항에 따라 다양한 도구, 기계 또는 로봇을 장착할 수 있습니다.
10개의 새로운 스테이션은 산업용 로봇 2대, 협동 로봇 1대, 공압 프레스 3대로 보완됩니다. 이러한 모듈성 덕분에 다양한 산업 시나리오를 구현할 수 있으며, 참가자는 각자의 비즈니스 목적에 맞게 시스템을 최대한 맞춤화할 수 있습니다. "높은 유연성, 짧은 전환 시간, 간단한 시운전에 중점을 두었습니다."라고 가이저는 설명합니다.
스테이션은 사람들이 생산 과정을 안내받을 수 있도록 설계되었습니다. 생산 단계의 "레시피"가 시스템에 저장되고, 부품이 식별되며, 디스플레이나 조명 신호를 통해 수행할 작업이 정확히 표시됩니다. 이를 통해 오류 발생 가능성이 줄어들고 교육 비용도 절감됩니다.
가치 있는 자극
시간이 지남에 따라 훈련 공장에는 IO-Link 무선 마스터, 개별 부품을 인식하는 RFID 읽기 및 쓰기 헤드, 그리고 공정 데이터와 함께 진동, 온도, 습도 등의 환경 데이터를 측정하는 상태 모니터링 센서(BCM) 등 발루프의 120개 이상의 개별 구성품이 설치되었습니다.
"처음에는 주로 추적성과 제품 여권이라는 주제에 집중했습니다."라고 가이저는 말합니다. "발루프의 요십 콥치치와의 대화를 통해 상태 모니터링에도 더욱 집중하게 되었습니다. 이러한 교류와 자극에 정말 감사드립니다."
"발전은 멈추지 않습니다."라고 코프치치는 자신의 동기를 설명합니다. "그렇기 때문에 발루프는 항상 새로운 솔루션을 찾고 트렌드를 실용적인 제품으로 구현하기 위해 노력합니다. 러닝 팩토리를 통해 이러한 인센티브도 얻을 수 있습니다."
예를 들어, BCM에서 수집한 데이터는 생산 공정 중 이상 징후를 감지하고 시스템 상태에 대한 결론을 도출하는 데 사용할 수 있습니다. 이를 통해 인공지능과 머신러닝을 사용하는 등 예측 유지보수 분야에서 새로운 솔루션을 개발하기 위한 다양한 접근 방식이 가능합니다. 학생들이 다양한 접근 방식을 시험해 볼 수 있는 이상적인 기반입니다.
기발한 아이디어를 위한 발상의 전환
발루프의 참여는 하드웨어에만 국한되지 않습니다. 센서 및 자동화 전문 기업인 발루프는 연례 해커톤도 지원합니다. 약 30명의 학생들이 러닝 팩토리에서 30시간 동안 여러 가지 사례에 대해 작업합니다. 그 결과물은 실무 및 과학 전문가로 구성된 심사위원단이 효과성, 독창성, 성숙도 또는 기본 비즈니스 모델과 시장 잠재력 등 다양한 기준에 따라 발표하고 평가합니다.
우승팀에게는 1500유로 이상의 상금이 수여됩니다. "해커톤에서는 모두가 최선을 다합니다. 회의실에서 동기 부여와 열정을 느낄 수 있습니다. 짧은 시간 안에 팀들이 새로운 솔루션을 개발하는 과정을 지켜보는 것은 매우 흥미롭습니다."라고 심사위원이기도 한 Kopcic은 말합니다.
매그너스 캔들러(왼쪽)와 알렉산더 가이저(오른쪽)는 WBK의 교직원이자 박사 과정 학생입니다. 캔들러는 생산 시스템 계획 그룹의 일원으로 디지털 작업 현장 관리를 연구하고 있습니다. 그는 러닝 팩토리에서 기업을 위한 교육 과정을 진행하며 비즈니스 모델을 담당하고 있습니다. 알렉산더 가이저는 품질 보증 그룹에서 근무하며 e-모빌리티와 관련된 연료 전지 부품의 재제조 업무를 담당하고 있습니다.
윈-윈 상황
"교육 공장에서의 연구, 교육 과정, 해커톤은 우리의 주력 사업입니다."라고 캔들러는 말합니다. "교육장에 들어오면 가장 먼저 눈에 들어오는 것이 모바일 워크스테이션입니다. 이를 통해 파트너, 학생, 기업과의 대화를 촉진할 수 있습니다." "학생들이 발루프 솔루션을 접하면서 발루프와 WBK는 서로 윈윈할 수 있습니다. 그들 중 다수는 졸업 후 자신의 회사를 설립하거나 업계에서 자리를 잡습니다. 일부는 우리를 기억하고, 그 결과 이미 수많은 프로젝트가 진행되었습니다."라고 코프치치는 만족스럽게 말합니다.