지속 가능한 제조란?

지속 가능한 제조는 공해가 없고 에너지 및 기타 천연 자원을 보존하면서 직원, 지역 사회 및 소비자의 경제적 및 안전 요구 사항을 해결하는 프로세스로 정의됩니다. 

지속 가능한 제조는 새로운 개념은 아니지만 산업 운영을 형성하는 데 점 더 큰 역할을 하고 있습니다. 구매 결정에 지속 가능성을 고려하는 고객이 많아지면서 이에 대한 압박은 커지고 있습니다. 점점 더 많은 투자자들이 책임감 있는 환경 실천에 헌신하는 회사를 선호하고 있습니다. 결과적으로 지속 가능한 제조에 대한 합법적인 헌신이 경쟁력을 유지하는 열쇠가 되었습니다. 이제 산업체는 수익성 위주의 기존 운영 방식과 '친환경' 실천의 잠재적 시장 가치 사이에서 균형을 유지해야 합니다.

지속 가능한 제조가 중요한 이유

다음과 같은 지속 가능한 제조 실천 사항의 채택 여부에 따라 기업의 성공과 경제적 이익이 결정됩니다.

• 보다 매력적이고 지속 가능하며 가치가 높은 제품을 출시
• 에너지 소비 및 품질 결함 감소에 특히 중점을 둔 운영 성능 개선
• 직원 출장, 공급망, 재고 관리, 기계 비효율성과 같은 간접 비용 절감

지속 가능 제조는 제조업체가 영향을 미칠 수 있는 다음과 같은 환경적 영향을 통해 실현할 수 있습니다.  

• 온실 가스 및 입자의 직접 배출을 줄임으로써 생산의 탈탄소화
• 에너지 소비 감소 
• 직원 출장, 원자재, 투입물, 공급업체, 리셀러 등과 직접적으로 관련된 간접 온실 가스 배출 감소

경제적 이익과 환경적 이익의 명백한 상관 관계를 고려해보면 지속 가능한 제조는 더욱 매력적입니다. 이 접근 방식을 위해서는 엔지니어가 제품 및 생산 시설의 전체 수명 주기 관리 측면에서 생각해야 합니다. 경제적, 환경적 이점은 설계, 제조, 마케팅, 제품 사용, 폐기 또는 재활용 등 제품 수명의 모든 단계에서 달성할 수 있습니다.

제조업체가 환경에 미치는 영향을 중립적인 수준으로 줄여야 합니다. 이러한 노력을 촉진하기 위해 산업체는 CAD(Computer-Aided Design), 증강 현실(AR) 소프트웨어, 산업용 사물 인터넷(IIoT) 솔루션 및 제품 수명 주기 관리(PLM) 소프트웨어와 같은 강력한 도구를 사용할 수 있습니다. 이러한 도구를 사용하면 제품 개발 시간이 단축되고 궁극적으로 제품의 간접 탄소 배출량이 줄어듭니다.

지속 가능한 제조로 가는 길, 디지털 트랜스포메이션

디지털 방식으로 전환 한 산업체는 스스로는 인지하지 못했을지라도 환경 친화적 변화를 성공적으로 형성하는 데 필요한 IT 도구를 이미 갖추고 있습니다.

CAD(Computer-Aided Design) 

일부 CAD 도구에 내재된 제너레이티브 설계 기능을 통해 엔지니어는 제품의 최종 질량 감소와 같은 특정 요구 사항을 충족하기 위한 설계 옵션을 제안하는 알고리즘을 사용할 수 있습니다. 이러한 이유로 제너레이티브 설계는 적층 가공 및 절삭 가공 모두에서 재료 사용량을 줄이는 데 도움이 됩니다. 적층 가공은 재료를 제거하고 폐기물을 발생시키는 머시닝과 같은 공정에 비해 재료를 절약할 수 있습니다.

또한 시뮬레이션 기능 을 통해 엔지니어는 개발 중에 프로토타입 빌드와 관련된 설계 주기 및 낭비를 줄이는 방법을 식별할 수 있습니다. 프로세스 시뮬레이션은 또한 조직이 다양한 제품 시리즈를 제조하거나 조립할 수 있는 유연한 생산 라인을 설계하는 데 도움이 됩니다. 특정 제품에 특화된 현장에서 유연한 공장 및 분산형 생산으로의 전환은 경제적 및 환경적 지속 가능성을 향한 핵심 단계입니다.

제품 수명 주기 관리(PLM)

PLM 소프트웨어는 지속 가능성에도 기여합니다. PLM을 사용하면 부품과 관련된 모든 데이터가 단일 정보 소스에서 지원 및 관리됩니다. 이 제품 데이터를 보다 광범위하게 활용함으로써 제조업체는 제품 수명 전반에 걸쳐 제품의 탄소 배출량에 대해 상당히 정확한 수준의 가시성과 추적성을 확보할 수 있습니다. 제품의 질량을 늘릴 수 있는 것과 같은 방법으로, 총 탄소 발자국을 더하여 엔지니어들이 보다 지속 가능한 솔루션을 만들도록 도울 수 있습니다. PLM 소프트웨어에는 건강과 환경에 잠재적으로 유해한 화학 물질 사용에 대한 REACH 규정 준수를 보장하는 기능도 포함되어 있습니다. 그러나 오염을 일으키는 구성 요소와 재료를 적게 선택하는 것은 법적 의무를 충족하는 것뿐만 아니라 지속 가능한 제품의 설계와 재사용의 선순환을 완성하는 것입니다.

증강 현실(AR) 및 디지털 트윈

AR을 통합할 수 있는 설계 방식이 점점 더 저렴해지고 접근 가능해짐에 따라 디자이너는 디지털 트윈이라고 하는 제품의 전체 크기 모델에 연결할 수 있게 되었습니다. 이러한 모델에 대한 원격 액세스는 이동의 필요성을 없애고 에너지, 리소스 및 시간을 절약합니다.

산업용 사물 인터넷(IIoT)

지속 가능한 제조를 위한 또 다른 방법은 IIoT 소프트웨어를 통해 기계를 네트워크로 연결하는 것입니다. 이를 통해 제조업체는 기계 생산성을 측정하고, 고장을 예측하고, 지역별 성능을 비교 및 최적화하고, 품질 결함을 최소화할 수 있습니다. 또한 네트워크로 연결된 기계는 엔지니어와 설계자가 필요한 수정을 할 수 있도록 제조 공정의 성능(에너지 소비, 품질 결함 등)에 대한 실제 데이터를 전송합니다.

품질 결함을 최소화하거나 제거함으로써 특히 비용이 많이 드는 계획되지 않은 기계 다운타임을 방지하고 값비싼 재료 손실을 줄일 수 있습니다. 예측 유지보수를 구현하여 기계 다운타임을 방지할 수도 있습니다. 이렇게 하면 제품의 수명이 연장되므로 제품을 교체하는 데 필요한 재료와 에너지가 과도하게 소비되는 것을 방지할 수 있습니다. 
 
또한 AR 지원 유지보수 기술(AR 기술을 사용하여 분해/조립 및 수리 지침까지 제공)과 호환되는 제품을 개발하면 유지보수가 간소화되고 전용 현장 수리 시설 및 인력이 필요하지 않습니다. 이 개념은 다음 단계로 넘어갈 수 있는데, 전문가가 AR을 사용하여 경험이 없는 직원을 원격으로 교육할 수 있습니다.

지속 가능한 생산의 기본 원칙: 올바른 측정 

환경 친화적인 제품에 대한 중요한 규칙은 지정된 요구 사항을 그 이상도, 그 이하도 아닌 가능한 한 정확하게 충족해야 한다는 것입니다. 잘못 설계된 제품은 고장 및 추가 유지보수의 위험이 더 높습니다. 그러나 지정된 요구 사항 이상으로 개발된 제품은 더 많은 재료를 소비하고, 더 많은 구성 요소를 사용하며, 수명 주기 동안 더 많은 유지보수가 필요합니다.
 
디지털 기술은 더 깨끗한 제조 공정과 더 안전하고 환경 친화적인 제품을 위한 새로운 가능성을 열어주고 있습니다. 
 
윈스턴 처칠(Winston Churchill)은 "만약 당신이 변화를 받아들이지 않는다면, 그것은 당신의 목을 움켜쥘 것이다"고 말한 적이 있습니다. 경영진은 성공적인 전략적 혁신을 주도하고 시장이 뒤처지는 것을 방지하는 데 중요한 역할을 합니다. 제조업은 한 세기 이상 동안 기술 발전과 경제 발전을 형성해 왔지만 환경 오염의 주요 원인이기도 합니다.

디지털 트랜스포메이션 솔루션 덕분에 기업은 마침내 이러한 역설을 해결할 수 있게 되었습니다. 환경 친화적이고 지속 가능한 산업 생산은 혁신적인 기술의 도움으로 구현될 수 있습니다. 제조업의 리더들은 지속 가능한 제조를 수용하는 것이 성장과 경제적 성과를 직접적으로 견인할 수 있음을 입증했습니다.