<시리즈> 21C 첨단기술 (19);FMS

최근 사용자 수요의 다양화, 제품 수명의 단축화가 급격히 진행됨에 다라 다품종 중소량생산에 있어서의 생산능률 향상이 크게 요구되어지고 있다.

이러한 경향은 향후 더욱 강화될 것으로 예측되고 있으며 더 나아가 초다품종 초소중량생산의 고능률화로 이어질 것이 확실시되고 있다.

이같은 산업환경 변화에 탄력적으로 대응하기 위해 여러 대의 NC(수치제어)공작기계를 컴퓨터에 직접 연결하여 제어하는 DNC(Direct Numerical Control)시스템에 MHS(Material Handling System:자재운반시스템)를 조합한 전체 시스템을 호스트가 제어함으로써 다양한 부품을 가공하는 FMS(Flexible Manufacturing System:유연생산시스템)가 개발되기에 이르렀다.

FMS보다 상위개념이 CIM(Computer Intergrated Manufacturing:컴퓨터 통합생산)인데 이는 종래의 FA시스템을 중심으로 경영평가, 판매정보, 인사관리, 재무관리시스템 등을 통합해 최적화시킨 시스템이다.

이 CIM을 구성하는 요소 중 가장 핵심이 되는 것이 바로 FMS다.

FMS는 지난 67년 미국에서 처음 등장한 이래 현재 일본, 유럽 등에서 보편화된 생산시스템 중 하나로 자리잡았으며 그 기술 및 응용분야가 급속히 확대되고 있다.

FMS를 정확하게 정의하기는 어려우나 지금까지는 주로 NC공작기계를 중심으로 기계가공에 주로 이용되고 있어 한편으로는 Flexible Machining System이라고 부르기도 한다.

따라서 협의의 FMS는 여러 대의 NC공작기계로 구성된 가공부문과 여기에 자동으로 부품을 반송, 착탈할 수 있는 시스템이 결합되어 미리 지정된 순서와 가공조건에 따라 다양한 제품을 생산할 수 있도록 컴퓨터에 의해 제어되는 생산시스템을 말한다.

또 광의의 FMS는 자본을 좀더 효과적으로 컨트롤(Capital Control)하고 관리체계를 개선함으로써 수요에 신속하게 대처할 수 있고 원가를 절감하여 품질향상을 기할 수 있는 보다 합리적인 공장을 이룩할 수 있는 기술을 말한다.

FMS는 흔히 생산 로트의 크기, 부품의 다양성 등에 따라 분류된다.

소수의 NC가공기계에 작업물 및 공구를 자동으로 교환할 수 있도록 제어되는 FMC(Flexible Machining Cell)는 다품종 소량생산에 매우 유리하며 여러 개의 FMC가 모여 FMC군을 이룬다.

전형적인 협의의 FMS는 중품종 중량생산에 많이 이용되고 있으며 FML(Flexible Machining Line) 또는 FTL(Flexible Transfer Line)은 유연성보다는 생산성에 중점을 둔 FMS로서 종래의 대량생산을 위한 이송라인에 유연성을 부가한 시스템이다.

따라서 FMS는 NC가공기계 및 조립기계, DNC기술, ATC(자동공구교환장치), 자동반송장치, FMS컴퓨터 제어 및 이들을 운용하기 위한 로봇, 자동창고, 자동검사, 모니터링 장치 및 센서기술 등의 요소기술이 핵심이다.

미국, 일본 등 선진국에서의 기술개발 수준과 동향을 살펴보면 FMS 개념의 확대 및 기타 기능을 통합한 토털시스템 구축과 CAD/CAM 기술과 FMS 기술을 결합하는 기술이 활발히 연구되고 있으며 마케팅, 인사, 회계관리 등 기업의 모든 활동을 컴퓨터에 의해 통합, 자동화한 CIM으로 진행되고 있다.

그러나 현재 우리나라의 FMS 기술개발 및 이용은 NC공작기계가 70년대 초에 개발, 보급되기 시작해 아직 전체적인 NC화율이 낮은 까닭에 초보적인 단계를 벗어나지 못하고 있다.

지난 84년 대우중공업은 NC선반, 연삭기, 산업용 로봇, 공작물 자동공급장치로 구성된 선삭용 FMC를 개발했으며 통일중공업도 머시닝센터 8대와 자동창고 그리고 무인운반차 2대로 구성된 가공용 FMS를 도입, 85년부터 운용하고 있는데 이것이 국내 FMS의 효시다.

그 후 FMS는 정부의 국책사업 중 하나로 채택, 각 업체 및 대학, 연구기관들이 FMS에 관련된 요소기술들을 개발함으로써 우리나라의 산업현실에 적합한 FMS도 등장하고 있는 실정이다.

특히 정부의 첨단생산시스템 1단계 사업인 FMS 개발사업(92∼96)이 차세대 가공시스템 및 첨단 전자제품 조립시스템의 모델 플랜트가 11월 설치, 공개될 예정이고 72건의 특허 출원 및 76편의 논문이 발표되는 등 성공적으로 마무리됐다.

이같은 구체적 성과를 바탕으로 2단계 사업인 CIM(Computer Intergrated Manufacturing)을 총 1천3백8억원(정부 6백6억원)을 투입하여 96년 12월∼99년 11월까지 개발을 추진하고 선진기술 도입을 위해 일본 등 선진국과 공동으로 95년부터 추진되고 있는 IMS공동연구 프로그램에 97년부터 참여를 추진할 계획으로 있는 등 급격한 발전이 예상되고 있다.

<박효상 기자>