자동차 공장에서는 이렇게 흐른다

감지에서 피드백까지 다섯 단계. 마지막이 공정으로 돌아가야 고리가 닫힌다

차체 용접 공정을 따라가 본다

앞에서 본 다섯 단계를 실제 공정에 놓아 보겠습니다. 자동차 차체를 용접하는 라인입니다.

감지. 로봇팔이 용접을 하는 동안 카메라가 용접 자국을 찍고, 로봇 관절에 붙은 센서가 전류와 진동과 온도를 읽습니다. 카메라는 초당 수십 장을 찍고 센서는 그보다 훨씬 자주 값을 냅니다.

PCB 패널 위에 놓인 레이저 헤드. 이런 장비가 한 번 작업할 때마다 기록이 한 줄 남습니다 · 사진 Peter Xie · Pexels License

전송. 로봇과 PLC 사이는 산업용 이더넷으로 이어져 있습니다. 이 라인은 Profinet 을 쓴다고 해봅시다. 이 구간은 늦으면 안 되고 정해진 시간 안에 반드시 도착해야 하므로 일반 사무용 네트워크와 다른 규격을 씁니다. 라인 옆의 게이트웨이가 이 값을 받아, 위로 올릴 것만 골라 MQTT 로 클라우드에 보냅니다. 값에 뜻까지 함께 실어야 하는 자리에서는 OPC UA 를 쓰는데, 둘의 차이와 언제 무엇을 쓰는지는 코스 7 에서 다룹니다.

처리와 저장. 클라우드에서 값이 쌓이고 정리됩니다. 시각·차대번호·설비 번호가 붙어 나중에 되짚을 수 있는 형태가 됩니다.

응용. 용접 자국 사진을 판정 모델이 보고 불량 여부를 냅니다. 전류와 진동의 흐름에서 이상 조짐을 찾고, 지난달 같은 조건의 결과와 견줍니다.

피드백. 알아낸 것이 공정으로 돌아갑니다. PLC 가 용접기의 액추에이터(밸브·모터처럼 신호를 받아 실제로 움직이는 장치)에 신호를 보내 전류를 조금 올리고, 위험군으로 분류된 차량은 추가 검사 라인으로 보내지며, 정비 시스템에 작업이 등록되고 부품이 발주됩니다.

세 개의 고리가 동시에 돈다

이 다섯 단계가 한 바퀴 도는 시간은 무엇을 바꾸느냐에 따라 크게 다릅니다. 용접 전류를 조정하는 일은 밀리초 단위로 일어나고 제어기 안에서 끝나 위층에 물어보지 않습니다. 반면 「이 차량을 추가 검사로 보낼지」는 초 단위로 판단해도 되고, 「3호기를 언제 정비할지」는 하루 뒤에 정해도 늦지 않습니다.

같은 라인 안에서 세 개의 다른 고리가 동시에 돌고 있는 셈입니다. 빠른 고리는 좁게 보고 빠르게 답하며, 느린 고리는 넓게 보고 천천히 답합니다. 이 셋을 하나로 만들려고 하면 빠른 쪽은 늦어지고 느린 쪽은 근시안이 됩니다.

고리가 닫혀야 뜻이 있다

다섯 단계를 다 거쳐도 마지막이 없으면 그냥 보고서입니다. 값이 흐르는 목적은 아는 것이 아니라 바꾸는 것이고, 그 고리가 닫히는 자리가 피드백입니다. 실제로 많은 공장이 앞의 넷까지는 만들어 두고 마지막에서 멈춥니다. 대시보드는 있는데 그 화면을 보고 아무도 공정을 고치지 않는 상태입니다.

다섯 단계는 줄이 아니라 고리입니다. 닫히지 않으면 아무것도 바뀌지 않습니다.