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[기술기고] EV 배터리 제조업체가 운영을 준비하는 방법

빠르게 성장하는 EV(Electric Vehicle, 전기자동차) 업계 요구 충족

[기술기고] EV 배터리 제조업체가 운영을 준비하는 방법 - 산업종합저널 전기

지난해부터 오는 2025년까지 전 세계 EV 예상 생산 목표를 달성하기 위해서는 전기 자동차(EV) 배터리 생산 능력을 3배 이상 확장이 필요하다.

현재 운영 중인 많은 EV 배터리 메가팩토리 또는 '기가팩토리' 중 하나의 운영을 지원하고 있거나, 건설 예정인 100개 이상의 기가팩토리 중 하나의 출시를 지원하고 있다면 이러한 목표를 충족할 것이라고 자신한다.

그러나, 향후 수십 년간 EV에 필요한 수십억 와트의 에너지를 제공하려면 기존의 생산 기술을 대규모로 확장하는 것 이상이 필요하다는 사실을 기억해야 한다. 속도, 유연성 및 처리량을 극대화하기 위해 생산 프로세스에 대한 새로운 사고 방식이 요구된다.

모든 기가팩토리에서 고려해야 할 두 가지 기능은 지능형 이송시스템과 디지털스레드다.

지능형 이송 시스템은 증가하는 EV 수요를 충족하는 동시에 EV 배터리 기술의 변화를 수용하려면 유연성을 갖춘 고성능 장비가 필요하다.

기존의 이송 시스템과 같은 장비는 생산 속도를 늦출 수 있다. 이러한 시스템은 회전식 체인, 벨트 및 기어 박스와 같은 수백 가지 세부적인 기계 부품을 갖춘 모션 제어 기술을 사용한다. 결과적으로 시스템은 기가팩토리의 요구 사항에 미치지 못할 수 있는 작동 속도 및 가속/감속을 제공할 뿐만 아니라 유연성이 제한을 받는다.

이보다 나은 대안책으로는 독립적인 카트 기술을 사용하는 모션 제어 시스템이다. 기존 이송 시스템의 제약이 없는 이 시스템에는 여러 이점이 있다.
우선, 프로그래밍 가능한 독립적 무버를 사용해 빠르고 유연한 배터리 생산 라인 구축, 버튼 하나로 제품을 변경할 수 있는 간단한 소프트웨어 프로파일을 사용해 전환 시간을 줄이고, 이동 부품이 적기 때문에 가동 중단 시간을 줄일 수 있다.
예를 들면, Eagle Technologies는 EV 배터리 생산량을 극대화하도록 개발한 배터리 팩 조립 장비에 이 기술을 적용했다.

장비의 기능은 개별 셀 분류에서 전체 배터리 모듈 및 팩 조립에 이르기까지 다양하며 필요에 따라 테스트도 수행한다. 장비에는 고속에서 정확한 방향으로 정밀하게 부하를 배치하는 리니어 서보 모터가 내장돼 있다. 전환은 운영자 인터페이스에서 정확한 모드를 선택하는 것으로 충분하다.

디지털 스레드
디지털 스레드란 무엇일까. 통찰력을 행동으로 바꾸고 기존에 고립돼 있던 비즈니스 기능을 연결함으로써 협업할 수 있는 능력을 향상시키는 지속적인 정보 흐름이다.

디지털 스레드가 이것을 지원한다.

예를 들어, MES 소프트웨어를 사용하면 제어 및 비즈니스 시스템을 통합해 전사적으로 주문을 실행하고 추적할 수 있다. 또한, 생산 데이터를 실행 가능한 정보로 전환하기 위해 필요한 추가 컨텍스트를 얻을 수 있다.

특정한 제조 문제를 해결하는 MES 애플리케이션을 사용해서 작은 규모로 시작할 수도 있다.

불량품을 관리하고 싶지는 않을 것이다. MES 품질 애플리케이션을 사용해 장비 또는 작업자의 프로세스가 규정 한계를 벗어날 때 추적, 식별 및 경고할 수 있다. 또는, 추적 애플리케이션을 사용해 제조 공정을 통해 배터리의 완전한 추적성을 확보하고 배터리가 사용하기에 안전한지 확인할 수 있다.

결국, 운영 전반에 걸쳐 하나의 버전을 제공하는 엔터프라이즈 MES 소프트웨어를 통해 애플리케이션을 확장할 수 있다. 다른 혁신을 통해 디지털 스레드 통찰력에 쉽게 액세스할 수 있다.

예를 들어, '스마트 객체'는 디지털 스레드 전반에서 데이터의 OT 컨텍스트를 캡처하는 기능을 제어 자동화 계층에 구축한다. 컨텍스트 데이터는 구성 가능한 정보 모델로 패키징된 다음, 업스트림 IT 애플리케이션에서 간편하게 사용함으로써 더 높은 가치의 산업 성능 통찰력을 발견 할 수 있게 된다.

선충전
빠르게 성장하고 있는 EV 시장은 EV 배터리를 일관된 고품질로 고속 대량 생산할 수 있는 매우 효율적이고 유연한 데이터 기반 기가팩토리를 요구한다.

<기고=John Miles Business Development Manager, Rockwell Automation>


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