새로운 레벨의 실외 내부 물류: BASF와 outdoorScan3

2020. 11. 24

BASF는 자동 가이드 시스템(AGV 시스템)으로 공장의 경계를 넘어 내부 물류 공정을 발전시키고 있습니다. 이 글로벌 화학 회사는 현장에서 생산성 제고와 물류 공정의 유연화에 초점을 맞춥니다. BASF, SICK 그리고 여러 유명 AGV 시스템 제조사는 각 분야의 역량을 투입하여 실외 영역의 빈틈없는 자율 물류 체인을 위한 컨셉을 공동으로 개발하고 있습니다.

Using automated guided vehicle (AGV) systems to extend intralogistic processes beyond the boundaries of the factory – this is what the team at BASF is working on. A concept will be created jointly with SICK
자동 가이드 시스템(AGV 시스템)으로 공장의 경계를 넘어 내부 물류 공정을 발전시키기 위한 공동 작업이 BASF에서 진행 중입니다. 새로운 컨셉을 만드는 데 SICK가 함께합니다.
Using automated guided vehicle (AGV) systems to extend intralogistic processes beyond the boundaries of the factory – this is what the team at BASF is working on. A concept will be created jointly with SICK
자동 가이드 시스템(AGV 시스템)으로 공장의 경계를 넘어 내부 물류 공정을 발전시키기 위한 공동 작업이 BASF에서 진행 중입니다. 새로운 컨셉을 만드는 데 SICK가 함께합니다.

자동화 기술자로서 BASF에서 내부 물류 디자인을 담당하는 Marco Burkhart와 Tobias Gaschnitz는 뉘른베르크에서 열린 SPS IPC Drives 2018에 갔다가 SICK 부스에서 outdoorScan3를 세세히 살펴보았습니다. 이 안전 레이저 스캐너는 실외 영역의 안전하고 가용한 인간-기계 협업을 위해 BASF가 요구하는 사항을 충족했습니다. BASF의 물류 전문가들은 실내 영역의 자동 가이드 시스템과 관련하여 많은 경험을 쌓았습니다. 이제 이들은 실외 영역의 물류 자동화를 구현하기 위해 과감하게 다음 걸음을 내디딥니다. Marco Burkhart는 개발 프로젝트의 목표를 이렇게 설명합니다. "우리는 열악한 환경 조건에서도 자율적이며 사람의 감독 없이 작동하는 실외 차량을 투입하고 싶습니다."

안전 레이저 스캐너
실외 영역에서의 자동화용 안전 레이저 스캐너
outdoorScan3

 

사람과 기계의 안전한 상호작용

Tobias Gaschnitz는 여기에서 가장 중요한 사항은 "자주 빠르게 움직이며 일부는 무거운 짐을 실은 차량이 사람이나 상품과 충돌하는 일을 원천봉쇄하는 것."이라고 말합니다. 이와 동시에 안전 시스템이 가용성에 제동을 걸어서도 안 됩니다. 사람과 기계의 안전한 상호작용을 위해 앞으로 BASF는 세이프티 에지를 이용한 촉각 솔루션 대신에 비접촉식 스마트 센서 솔루션을 투입하고자 합니다. 그리고 솔루션 후보로서 outdoorScan3가 테스트되고 있습니다.

Safe interaction between humans and machines: This is how an outdoor non-contact sensor solution might look like.
사람과 기계의 안전한 상호작용: 실외 영역에서 구현된 비접촉식 센서 솔루션.
Safe interaction between humans and machines: This is how an outdoor non-contact sensor solution might look like.
사람과 기계의 안전한 상호작용: 실외 영역에서 구현된 비접촉식 센서 솔루션.

자율 물류라는 미래 비전을 이루려면 수많은 난관을 극복해야 합니다. 이를 위해 BASF는 역량 있는 파트너들을 프로젝트에 끌어들였습니다. 여러 유명 AGV 시스템 제조사와 함께 안전 센서 제조사 SICK가 여기에 포함됩니다. BASF는 윤곽 또는 리플렉터 기반 위치 결정, 대략적인 포지셔닝 및 정밀 포지셔닝, 측정 및 식별, 광학 데이터 전송을 위한 매우 다양한 SICK 센서를 전 세계의 많은 현장에서 이미 사용하며 좋은 경험을 했습니다. "우리는 내부 물류용 스마트 솔루션 분야에서 SICK의 역량을 확신합니다. 이상적이게도 SICK는 AGV 시스템 제조사들과 장기간 협업해 왔고요." Marco Burkhart는 SICK를 테스트 파트너로 선택한 이유를 이렇게 설명합니다.

안전 레이저 스캐너 outdoorScan3의 개발로 이제 햇빛, 비, 눈 또는 안개에 거의 영향을 받지 않는 기술을 사용할 수 있습니다. 이 레이저 스캐너는 실외 safeHDDM 스캔 기술 덕분에 조명 강도가 최대 40,000lux인 직사광선을 받을 때에도 오류 없이 작동합니다. 또한 레이저 스캐너의 지능적인 소프트웨어 알고리즘이 눈비를 감지하고 이러한 환경 영향을 문제없이 걸러냅니다(예를 들어 강수 강도 10mm/h까지의 비). 기상학적 시야가 50미터까지인 안개가 낀 경우에도 outdoorScan3는 모든 장애물을 확실히 감지합니다.

With the development of the outdoorScan3 safety laser scanner, we now have available a technology that is extremely resistant to sunlight, rain, snow or fog.
With the development of the outdoorScan3 safety laser scanner, we now have available a technology that is extremely resistant to sunlight, rain, snow or fog.

생산성과 안전성 사이에서 균형 잡기

2019년 가을부터 BASF는 개별적으로 구성된 테스트 스테이션을 가지고 outdoorScan3의 핵심적인 특징을 여러 생산 현장에서 연이어 시험함으로써 outdoorScan3의 효용성을 전 세계에서 평가하고 있습니다. SICK는 이러한 테스트 스테이션으로 고객의 애플리케이션 개발을 현장에서 처음부터 지원합니다. 이때 SICK는 원격 접근과 클라우드 서비스를 통해 인더스트리 4.0에 맞는 최상의 자동화 솔루션을 보장하는 실제적인 진단에 초점을 맞춥니다. SICK의 제품 매니저인 Michael Badeja는 설명합니다. "생산성과 안전성, 이 두 가지 측면은 BASF와 AGV 시스템 제조사의 공동 애플리케이션 개발에서 항상 동등하게 평가됩니다. 우리의 접근법은 두 층위를 아우릅니다. 한편으로는 outdoorScan3의 기본적인 가용성과 작동 방식을 살피고, 다른 한편으로는 시스템 수준에서 차량 내 통합을 고려합니다. 우리는 두 가지 측면에서 각각 최적의 솔루션을 찾으며 시너지를 통해 구조적인 개선책과 새로운 접근법에 이릅니다. 그리고 시장을 고려하여 이것을 적용하지요"

Stress testing of the outdoorScan3: The safety laser scanner is currently demonstrating its outdoor capabilities at BASF.
outdoorScan3의 스트레스 테스트: 이 안전 레이저 스캐너는 BASF에서 실외 능력을 입증하고 있습니다.
Stress testing of the outdoorScan3: The safety laser scanner is currently demonstrating its outdoor capabilities at BASF.
outdoorScan3의 스트레스 테스트: 이 안전 레이저 스캐너는 BASF에서 실외 능력을 입증하고 있습니다.

가용성: 밝은 전망

테스트 시나리오에서 지금까지 나온 결과는 물류 전문가들이 보기에 긍정적입니다. outdoorScan3은 기본적인 가용성이 좋기 때문입니다. 사용자는 원격 접근을 통해 현장별 여건을 들여다볼 수 있습니다. 따라서 예를 들어 우천 시 outdoorScan3의 거동과 일일 누적 필드 침범 시간에 대해 논의가 가능합니다. 여러 분야를 아우르는 팀 작업의 목표는 우천 시에 원치 않는 필드 침범을 최소화하는 것입니다. 이때 중요한 것은 시너지 효과입니다. 차량에 설치된 outdoorScan3, 적합한 기후 차단 장치, 조직적인 조치를 결합해야만 만족스러운 솔루션을 개발할 수 있기 때문입니다.

Condition Monitoring – 솔루션 접근을 위한 기초

SICK의 원격 접근용 시스템을 사용하면 이러한 광범위한 진단을 바탕으로 솔루션을 잘 찾을 수 있습니다. Condition Monitoring과 데이터 분석 같은 새로운 디지털 서비스로 애플리케이션의 실시간 데이터와 그 이력을 시각화, 평가, 해석할 수 있습니다. BASF 전용 보고서에서 분기마다 데이터가 분석됩니다. 추가적인 날씨 데이터로 이상 및 패턴을 감지하여 outdoorScan3의 가용성에 미치는 영향을 평가할 수 있습니다. 이로써 대량의 데이터에서 핵심을 뽑아 활용할 수 있습니다. 보호 필드 설정을 미리 조정하고 필요에 따라 서비스를 투입할 수 있습니다. 그 결과 가용성이 높아지고 다운타임이 장기적으로 최소화됩니다.

제한을 없앤다

그런데 왜 안전 레이저 스캐너가 꺼질까요? 이것은 기능 안전 센서에 적용되는 요건 때문입니다. 안전 레이저 스캐너는 장치 내 자가 진단과 스마트한 알고리즘을 이용하여 주변 조건과 허용되는 작동 상태를 지속적으로 감시함으로써 실외 영역에서도 안전 레벨 Pl d(ISO 13849-1)를 보장해야 합니다. 그런데 특정한 주변 조건에서는 측정 데이터 품질이 확보되지 않으므로 가용성이 제한될 수 있습니다. 보호 후드 같은 추가 장치를 스캐너와 차량에 설치하면 이러한 제한을 없앨 수 있습니다.

센서 스테이션에서 긍정적인 통계 테스트 결과를 얻은 후에 이제 BASF는 outdoorScan3의 스트레스 테스트에서 다음 단계로 나아갑니다. 자동 가이드 차량에 센서를 설치하여 애플리케이션과 유사한 조건에서 테스트를 진행하고 생산 작업에 맞춰 시스템을 준비하는 과정이 곧 시작됩니다. 모든 관계자가 자율적인 실외 물류의 미래를 향한 다음 단계를 고대하고 있습니다.

 

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