Development of Data-Driven 3D Simulation for Robot Automation of Bakery Transport and Loading Manufacturing Process

본 연구에서는 베이커리 제조 공정에서 노동 집약적인 두가지 운송 및 적재 공정을 선정하여 로봇 자동화를 통해 개선된 공정의 데이터 기반 3D 시뮬레이션 모델을 개발했다. 첫 번째 공정은 적재된 제품의 트레이를 이송하여 글레이징 및 데코레이션을 실시하는 공정을 선정하였다. 로봇 자동화를 도입하여 개선한 공정에 대해 3D 시뮬레이션을 실시한 결과, 하루에 461.5개 채반을 처리할 수 있는 수작업 공정에서 공정을 개선할 경우 847개의 채반을 처리할 수 있는 것으로 나타나, 생산량이 83.5% 증가한 것으로 분석되었다. 두 번째 공정은 최종 제품을 채반에 적재한 후 완성된 채반을 다시 선반에 넣는 공정이다. 로봇 자동화를 도입한 개선 공정의 3D 시뮬레이션 결과, 기존의 231개의 채반 처리를 424개로 향상시켜 생산량이 83.5% 증가하는 것으로 나타났다. 또한 수작업 공정을 실시했을 때 1차 공정과 2차 공정 모두 각각 75.05%와 86.02%의 높은 과부하율을 가지는 것으로 나타났으며, 개선 공정의 가동률은 각각 79.27%와 6.63%로 분석되었다. 즉, 첫 번째 공정의 작업자 가동률이 고강도의 작업인 것을 확인할 수 있었으며, 3명의 작업자를 하나의 로봇으로 대체할 수 있는 것으로 나타났다. 두 번째 공정의 경우, 최종 제품이 적재된 채반을 이송하는 작업은 매우 단순 작업임에도 불구하고, 기존 작업자에게는 매우 높은 강도의 공정임을 알 수 있었고, 로봇 자동화 시스템 도입 시 높은 공정 개선 효과가 있는 것으로 분석되었다.