이번 SEMICON KOREA 2023 기간 중 가장 눈길을 끈 업체는 단연 한국훼스토다. 이번 전시회에 한국훼스토를 찾은 참관객은 약 4천 여 명인 것으로 알려졌다.

한국훼스토 부스에서는 훼스토의 기술만으로 자연의 움직임을 재연한 생체 모방형 로봇 중 하나인 제비 로봇(BionicSwift)이 매일 5회 부스를 비행하면서 참관객들을 끌어모으는 한편, 매일 부스에서 독일의 기술 전문가가 최신의 트렌드 토픽을 가지고 발표하는 기술 세미나 ‘Expert Talk’를 진행하면서, 자동화 전문업체로서의 역량을 마음껏 발휘했다. 컨텐츠에 많은 신경을 쓴 흔적이 돋보인 전시 진행이 단연 독보적이라는 평가다.

반도체 산업 시장에 특화된 고객 맞춤형 토탈 솔루션 제공뿐만 아니라, 자동화의 디지털라이제이션, 에너지 절감과 같은 고객의 생산성 향상을 위해 최적의 제안을 할 수 있는 파트너로서의 경쟁력을 알리고자 한 것이 한국훼스토의 이번 전시 메시지.

 

 

 

한국훼스토 부스 전경 (사진 무인화기술)

 

 

 

한국훼스토는 이번 전시기간 동안 자사의 경쟁력 중 하나이자 반도체 핵심 공정에 적용 가능한 정밀한 공압기술인 Piezo 기술 데모를 선보였다. 정밀한 공압 모션제어가 가능한 최첨단의 Piezo 기술을 통해, 웨이퍼 핸들링을 위한 압력과 유량을 정밀하게 제어하고, 파티클 발생까지 최소화할 수 있는 기술이 집약된 어플리케이션을 시연했다.

또한 AI 및 Machine Learning을 이용한 시스템 데이터의 지속적인 모니터링 및 분석을 통해, 효율적인 장비 유지보수와 다운타임을 줄이는 솔루션, 관절의 정밀한 압력조절 장치로 유연하고 조화로운 움직임이 가능하고 사람과도 협업이 가능한 Cobot도 전시됐다. 뿐만 아니라, UN의 17가지 지속가능 발전 목표(SDGs)를 준수하기 위한 Festo의 전략과 함께, 자동화 생산라인에서 구현할 수 있는 에너지 절약 제품 및 솔루션, 그리고 서비스도 선보였다.

 

 

Ⅰ. 전시부스

 

(1). 세계최초의 공압로봇 ‘Cobot’

 

모터가 아닌 공압 회전 드라이브로 작동하는 협동로봇(Cobot)인 코봇이 전시됐다.

관절의 정밀한 압력조절 장치로 유연하고 조화로운 움직임이 가능하고 사람과도 협업이 가능한 협동로봇으로, 설치와 커미셔닝이 손쉽다는 것이 훼스토 Cobot의 가장 큰 특징이다.

훼스토 직원은 “훼스토는 공압을 주로 하는 회사로, 이 제품은 피에조라는 기술과 공압을 이용해서 최초로 출시한 협동로봇이다. 내부의 제어적인 것들이 PCB 기판으로 이루어져 있다. 전기모터가 아닌 공압으로 동작하기 때문에 감속기가 없다.”라고 설명했다.

이 코봇은 중량도 20kg 이하로 가볍고, 이동이 쉽다는 장점을 갖는다. 드라이브와 컨트롤러가 내장이 되어 있어서, 컨트롤 판넬이 별도로 필요 없다. 가반중량은 그리퍼를 포함해서 3kg이다. 모터와 감속기가 없기 때문에, 가격적인 측면에서도 유리하다. 2만 유로 이하의 가격이 예상된다.

 

 

 

공압로봇 '코봇' (사진 무인화기술)

 

 

(2) 정밀한 공압 모션제어 피에조 기술

 

최첨단의 Piezo 기술을 통해, 웨이퍼 핸들링을 위한 압력과 유량을 정밀하게 제어하고, 파티클 발생까지 최소화할 수 있는 데모가 소개됐다.

한국훼스토 서문선 어플리케이션 엔지니어는 “이 데모에서 중점적으로 얘기하고 싶은 건 일반 공압과는 다르게 피에조 기술을 이용해서 굉장히 정밀하게 공압을 이용할 수 있다는 점이다. 일반공압은 공압을 이용해서 실린더라는 걸 움직여서 1번 포지션과 2번 포지션 사이를 왔다 갔다 하게 할 수 있는 데, 훼스토는 거기에 더 나아가서 공압을 이용해서 중간지점에서 멈출 수 있고, 정밀하고 부드럽게 움직일 수 있도록 제어를 하고 있다.”라고 말했다.

서 엔지니어는 “피에조는 일상생활에서 사용하고 있는 일반적인 기술이다. 이어폰에서도 이런 소자를 이용해서 피에조 기술을 사용한다. 기본적으로 힘을 주면 전기를 발생시키거나 반대로 전기를 주면 힘을 발생시키는 원리를 피에조라고 부른다. 그 기술을 가지고 훼스토는 비례제어를 할 수 있는 공압 밸브를 만들었다. 그래서 비례제어를 할 수 있는 기능을 가지고 가스를 흘릴 때 유량을 제어하거나, 아니면 압력을 제어하거나, 혹은 유량 압력을 조절하는 기능을 가지고 모션을 제어한다. 반도체라인에서는 웨이퍼를 이송하거나 파티클을 방지하기 위해서 질소가스를 공급하는데, 이런 어플리케이션에 피에조 기술이 사용된다.”라고 말했다.

반도체 웨이퍼에 피알코팅을 한다거나 웨이퍼 위에 파티클 같은 걸 클리닝할 때 리퀴드 같은 걸 뿌려주는데, 이때 압력제어를 정밀하게 해주게 되면 뿌려주는 작업을 정밀하게 제어해서 클리닝이나 코팅 프로세스의 성능을 높여줄 수 있다. 데모에서는 피에조 비례제어 밸브로 압력제어를 해서 성능을 높여주는 실제 사례를 보여주고 있다. 비례제어 밸브를 이용하면 압력을 원하는 대로 천천히 줄이거나 높이는 작업을 자유자재로 할 수 있고, 멀티대로 여러 단계를 통해서 원하는 대로 조절할 수 있다.

이번 전시에 소개된 데모는 피에조 기술을 이용한 웨이퍼 처리기술 데모다. 피에조 기술을 강조하기 위해 유량제어와 압력제어를 구현했다. 반도체 장비에서 웨이퍼를 위아래로 움직일 때 핀을 많이 사용한다. 핀을 움직일 때 모터를 사용할 수도 있고 공압을 사용할 수도 있는데, 훼스토는 공압을 이용해서 모터처럼 모션을 대단히 부드럽게 제어할 수 있고, 여러 가지 프로파일 시간에 따라 모션을 원하는 대로 제어할 수 있는 기능을 구현하고 있다.

서 엔지니어는 “공압 실린더를 모터와 비교했을 때 여러 가지 장점이 있다. 모터는 높은 온도 환경에서 사용하기가 힘들다. 모터 자체에서 열도 많이 발생하고 열의 영향을 많이 받는데, 공압 실린더는 좀 더 넓은 범위에서 사용할 수 있고, 모터보다 콤팩트하다. 공압 실린더는 콤팩트하면서도 모터에서 할 수 있는 모션제어 이런 것들을 가능하게 해주는 제품이다. 비례제어 밸브가 실린더를 제어한다.”라고 설명했다.

기존의 공압에서 할 수 없었던 모션제어, 유량제어, 압력제어를 가능하게 하는 것이 피에조기술이라는 설명이다.

 

 

피에조 기술을 이용한 웨이퍼 처리기술 데모 (사진 무인화기술)

 

 

(3). 에너지 효율 솔루션

 

훼스토는 현재 이슈가 되고 있는 에너지 절감을 자동화에서 실현할 수 있는 14가지 방법을 제안하고 있는데, 데모에서는 8가지 방법을 보여주고 있다.

흔히 자동화 산업에서 에너지를 절감한다는 건 제품에 대한 에너지를 절감하는 것이라고 생각하는데, 실제로는 제품을 선정하는 단계가 에너지를 절감하는 첫 번째 시작이라는 메시지를 전달하고 있다. 그런 제품을 선정할 때 훼스토의 엔지니어링 툴을 사용하면 가격적인 측면뿐만 아니라, 얼마만큼의 탄소배출이 이루어지는지를 비교할 수 있다. 또, 훼스토는 에너지 회수기능이 있는 제품이나, 라인 상의 탄소배출을 줄이거나 하는 다양한 에너지 절감 기능을 가진 제품을 제안한다.

 

 

제품을 선정할 때 훼스토의 엔지니어링 툴을 사용하면 기술 및 가격적인 관점뿐만 아니라, 환경적인 관점에서도 얼마만큼의 탄소배출이 이루어지는지를 비교할 수 있다. (사진 무인화기술)

 

 

(4). AI 솔루션 Festo AX-공장자동화에 최적화된 예지보전 구현

 

머신러닝과 AI를 이용한 시스템 데이터의 지속적인 모니터링 및 분석을 통해 효율적인 장비 유지보수와 다운타임을 줄이는 솔루션을 소개했다.

훼스토는 지난 2018년 AI 소프트웨어 회사인 리졸토(Resolto)를 본격 인수하고, 자동화 분야에서 쌓아온 자사의 역량을 총 결집해 ‘Festo AX’를 시장에 내놨다.

훼스토코리아 류현하 테크니컬 매니저는 “자동화 산업에 특화된 AI는 많지 않다. 훼스토는 자동화 산업에 대한 제품과 노하우에 AI 기술까지 가미해, 좀 더 고객 맞춤형 솔루션을 제공할 수 있다”고 강조했다.

건강한 헬시 데이터를 학습시킨 후에, 거기서 벗어났을 때 AX라는 대시보드를 통해 알람을 띄워줌으로써, 문제가 발생하기 전에 미리 예지보수를 할 수 있다는 것을 보여주고 있다.

류 매니저는 “PLC는 단순히 값만 모니터링할 수 있다. 하지만 Festo AX는 케이민즈 클러스터링이라는 알고리즘을 사용하는데, 간단하게 설명하면 정상 데이터가 특정 형태를 따라서 군집이 있고, 데이터가 실시간으로 축적될 때 이 데이터가 가장 가까운 클러스터에서 얼마나 떨어져 있는지가 스코어로 나온다. 그래서 군집 안에 포함이 되면 정상상태로 판정이 된다. 이건 PLC로는 짤 수가 없다. 왜냐면 양이 많고 알고리즘을 작성할 수 없기 때문이다. 이 피처는 하나하나가 차원이 점점 늘어나는 형태가 된다. 피처를 많이 할수록 차원이 늘어나게 되고, 그러면 거기에 대한 부하가 크게 늘게 된다. AX는 이런 쪽에 사용할 수 있게 나온 솔루션이다.”라고 말했다.

데모에서는 AI 솔루션이 적용된 소프트웨어를 통해 예지보전을 하는 것이 시연됐다. 축 모니터링과 실린더 모니터링 두 가지를 확인할 수 있다. 실린더 각각의 정상상태를 학습을 한 후에, 이상상태가 발생하면 스코어를 통해서 이상이 발생했다는 것을 확인할 수 있다. 이 솔루션을 사용하지 않았을 경우에는 갑자기 실린더에 문제가 생기면 라인이 멈추고 그걸 조치를 해야만 다시 라인이 가동할 수 있기 때문에 다운타임이 발생하는데, 이 AI 솔루션을 사용하면 제품에 대한 상태가 스코어 형태로 나타나서 이상상태가 발생하면 사전에 확인을 해서 PM 주기나 메인터넌스 주기 때 미리 교체를 함으로써, 다운타임을 미연에 방지하고, 생산효율을 향상시킬 수 있다.

류 매니저는 “AI 솔루션은 다른 회사에도 많은데, 훼스토는 자동화 산업에서 수십년의 노하우를 축적해왔고, 다양한 자동화 제품이 있고, 최근 AI 소프트웨어 전문회사까지 인수해서 자동화 산업에 필요한 적합한 솔루션을 고객과 함께 찾아가는 형태로 사업을 진행하고 있으며, 이것이 타 자동화 업체와 우리 훼스토가 차별화되는 점이다.”라고 역설했다.

 

 

 

AI솔루션 (사진 무인화기술)

 

 

 

한국훼스토 류현하 매니저는 “AI 솔루션은 다른 회사에도 많은데, 훼스토는 자동화 산업에서 수십년의 노하우를 축적해왔고, 다양한 자동화 제품이 있고, 최근 AI 소프트웨어 전문회사까지 인수해서 자동화 산업에 필요한 적합한 솔루션을 고객과 함께 찾아가는 형태로 사업을 진행하고 있다.”라고 역설했다. (사진 무인화기술)

 

 

 

Ⅱ. Expert Talk

 

 

(1). Cobot

 

훼스토 로봇 사업개발부(Business Development Robotics)의 바이간드 크리스토퍼(Waigand Christopher) 씨가 자사의 협동로봇인 코봇에 대한 발표를 진행했다.

훼스토가 강조한 자사의 코봇의 특징은 사용편의성을 고려한 디자인, 쉬운 통합, 간편한 이동,

손쉬운 통합, 경제적인 비용, 이 네 가지다.

크리스토퍼 씨는 “훼스토 코봇은 사용편의성에 중점을 두고 있기 때문에, 로봇에 대한 지식이 전혀 없는 사람도 훼스토 코봇이라면 전문가가 될 수 있다.”고 말했다.

코봇은 20Kg 미만의 가벼운 무게와 콤팩트한 디자인 덕분에 쉬운 셋업과 이동이 가능해졌다. 코봇의 팔길이는 670mm이며, 가반하중은 최대 3Kg이다. 축의 최대속도는 60에서 180도 퍼세크이며, 반복정밀도는 0.3mm이다. 인터페이스로는 이더넷, 프로피넷, 이더캣, 디지털 IO와 같은 통신방식이 가능하며, 로봇 축의 경우 IO-Link, 디지털 IO로 제어가 가능하다.

또한 쉬운 사용에 초점을 맞춰 개발됐다. 코봇의 내부구조는 일반적인 전기로봇과 달리, 모터나 감속기가 없기 때문에, 콤팩트하며 각 축에는 4개의 피에조 밸브가 들어있다. 피에조 밸브 덕분에 코봇은 사이즈 면에서 더욱 콤팩트해졌다. 각 축에 있는 6개의 다이렉트 드라이브는 감속기가 없기 때문에, 각 축이 분리되어 있다. 따라서 부드럽고 유연하고, 사람과 같은 감촉을 느낄 수 있다.

훼스토는 코봇을 위한 에코시스템 구축에도 주력하고 있다. 훼스토는 이미 그리퍼나 선형축과 같은 에코시스템을 제공하고 있다. 따라서 고객의 조건에 맞는 완전한 토탈 솔루션을 제공할 수 있다. 훼스토 코봇의 다양한 스탠다드 인터페이스로 인해, 타사 제품과의 호환도 가능하다.

 

 

훼스토 로봇 사업개발부의 바이간드 크리스토퍼(Waigand Christopher) 씨가 자사의 공압 협동로봇인 코봇에 대한 발표를 진행하고 있다. (사진 무인화기술)

 

 

 

(2). 피에조 정밀 공압제어 기술

 

훼스토 글로벌 자동화 엔지니어링부(Global Automation Engineering Electronic)의 라만 카틱(Raman Karthik) 씨와 한국훼스토 서문선 어플리케이션 엔지니어가 훼스토의 정밀 공압 기술인 피에조(Piezo) 기술에 대해 소개했다. 피에조는 압력제어나 유량제어, 모션제어 등 모든 컨트롤드 뉴매틱스 기능이 구현된다는 것이 핵심.

 

 

훼스토 글로벌 자동화 엔지니어링부의 라만 카틱(Raman Karthik) 씨와 한국훼스토 서문선 어플리케이션 엔지니어가 훼스토의 정밀 공압 기술인 피에조(Piezo) 기술에 대한 Expert Talk를 진행하고 있다. (사진 무인화기술)

 

 

 

훼스토는 미래지향적인 공압시스템을 만들고 있다. 기존에 온앤오프만 가능한 공압을 벗어나서 센서와 마이크로 컨트롤러가 집적된 스마트한 컨트롤드 뉴매틱스 공압밸브들을 만들고 있다.

우리는 실생활에서 피에조 기술을 많이 접하고 있다. 헤드폰이나 이어폰에서 피에조기술을 사용하고 있는데, 훼스토에서 사용하고 있는 피에조 소자는 직사각형 형태의 피에조 밴더를 사용하고 있다.

피에조 밸브 안에 들어가는 피에조 밴더가 동작하는 원리다. 일반적으로 DC 0-10V 혹은 4-20mA의 전기신호를 컨트롤에서 전달하고, 전기회로를 통해 이를 최대 300v까지 신호를 상승시킨다. 입력된 목표값에 따라 피에조 액추에이터가 밸브를 여닫고, 출력압력 혹은 유량이 조절된다. 단순히 온앤오프만 가능한 것이 아니라, 비례적으로 제어할 수 있기 때문에 정밀한 제어가 가능하다.

일반적으로 사용하고 있는 솔레노이드 밸브와 피에조 밸브의 에너지 소모량을 간단히 비교해보면, 피에조 기술을 이용한 공압 밸브는 정밀한 것 외에도 에너지 측면에서도 큰 장점을 갖는다. 우선 솔레노이드 밸브에 비해 매우 적은 에너지를 소모한다. 에너지를 적게 사용한다는 것은 발열이 적다는 것이다. 그래서 반도체 장비에서 프로세스와 관련된 부분은 가깝게 붙여서 사용할 수 있고, 그러면서도 프로세스의 미디어 쪽의 열에 의한 영향을 감소시킬 수 있다.

피에조 밴더의 축전지와 같은 특성으로 추가적인 에너지 소모 없이 현재의 동작상태를 유지할 수 있다. 부가적인 에너지 회생 옵션을 제공함으로써, 스위칭 전류의 일부분을 재활용할 수 있다.

피에조 밸브를 이용해서 얻을 수 있는 여러 가지 어플리케이션으로는 첫 번째로, 코봇과 같이 모션제어가 가능하다. 그리고 반도체에서 유량제어, 고정밸브 대비해서 작은 모션으로 유량을 제어할 수 있기 때문에, 파티클 측면에서도 대단히 유리하다. 그리고 CNP와 같은 압력조절이 필요한 부분에서도 피에조 밸브를 적용할 수 있다.

실제 반도체 생산라인에 적용되는 몇 가지 예를 설명했다.

N2 Purge가 대표적인 예의 하나다. N2 Purge에 훼스토 피에조 밸브를 사용함으로써 N2 사용량이나 에너지를 절감할 수 있고, 파티클 측면에서도 이점을 제공할 수 있다.

두 번째는 피에조 밸브를 통한 파일럿 압력제어의 예다. 훼스토 압력 비례제어 밸브를 이용해서 약액 밸브를 컨트롤 할 수 있다. 피에조 밸브의 이런 특성을 이용해서 약액을 디스펜싱하는 경우에도 파티클 생성을 효과적으로 방지할 수 있다.

다음은 웨이퍼 핀 리프터의 예이다. 압력제어 밸브를 이용해서 모션제어를 마치 전동 드라이브를 사용할 때처럼 공압 실린더를 제어할 수 있다. 여러 개의 공압 실린더를 동기화 제어하는 것도 가능하다. 일반 공압 시스템 대비 우수한 정적/동적 성능을 구현한다. 정적성능은 ±0.05mm, 동적성능은±0.13mm 정도의 동기화 정확도를 구현할 수 있다.

피에조 기술 그리고 컨트롤드 뉴매틱스 기술은 매우 낮은 에너지 소모와 본질적으로 안전함, 원격제어 가능, 발열 없음, 비례제어, 빠른 반응특성, 비용절감, 자성에 대한내성, 콤팩트한 디자인 등의 많은 장점을 누릴 수 있다는 것이 메시지다.

 

(3). Festo AX

 

훼스토는 최근, AI 엔진, IoT 기술, 엣지 컴퓨팅과 같은 기술로 훼스토 AX라는 소프트웨어 패키지를 개발했다.

OT 장비, 레거시 시스템, 신규 시스템에서 훼스토 AX 데이터를 가져오거나 훼스토 AX에서 다른 시스템으로 데이터를 보낼 수 있다.

훼스토는 전체 작업현장에서 공작기계를 모니터링하고 있다. 예를 들어 툴 박스의 구동을 위한 공압 액추에이터를 모니터링하고, 유지보수 및 예지보전을 위해 전 세계 여러 공장에 분산된 4,000개의 웰딩 건을 모니터링함으로써, 계획에 없던 가동중지 시간을 20% 줄였다.

훼스토 AX의 예지보전 기능은 공압 장비를 모니터링하여 마모와 공정효율저하를 조기에 감지할 수 있다.

일렉트리컬 이큅먼트에 대한 예지보전 기능도 마모를 조기에 감지하고 적절한 조치를 취할 수 있도록 유지보수 부서에 알려줄 수 있다. 물론 공정효율 저하도 감지할 수 있다. 일렉트리컬 이큅먼트의 속도가 저하된 경우 이를 조기에 감지하여 유지보수 부서에 사전에 알려줄 수 있다.

그리고 기계, 프로세스 등 전체 장비도 모니터링한다, 웨이퍼를 절단하는 와이어 절단기 등 고객의 장비를 모니터링하고 있다. 훼스토 모니터링 솔루션과 품질예측을 이 기계에 적용했을 때 기계 한 대당 부적합 비용을 매월 12,000 유로 절감할 수 있었는데, 이에 따라 투자수익도 빠르게 회수할 수 있었다.

시연기계가 실제로 어떻게 작동하는지 보여줬다. 이 시연 기계에는 축이 장착된 핸들링 어플리케이션이 있어서 핸들링하고, 하단에 공압설비가 있다. 이기계가 작동을 시작하고 절차를 진행한다. 대시보드를 보면 실린더의 상태점수가 실제로 감소했고, 실린더 고장이 감지된 것을 알 수 있다. Festo AX가 공압, 전동 장비를 모니터링할 수 있고, 고객이 선택한 유지보수 도구로 알려 계획에 없던 가동중지를 막을 수 있다는 것을 알 수 있다. 이 도구는 SAP일 수도 있고, 다른 시스템일 수도 있고, Smartenance일 수도 있다.

여기서는 Seamless Connect가 매우 중요하다. 생산라인, 기계에 갖추게 될 전체 아키텍처와 연결한다. 지멘스 기반이든, 백호프 이더캣 혹은 로크웰, 오므론, 미쓰비시를 사용하든 이런 PLC 시스템과 다른 장비에 연결해 데이터를 가져올 수 있다. 이러한 데이터로 모델을 학습하고, Festo AX 솔루션을 실행하여 의미 있는 결과를 얻는다. 이것을 엣지 즉 기계 바로 옆에 있는 IPC나 데이터센터의 온프레미스 라인 옆에 있는 IPC에서 실행할 수 있다. 원한다면 클라우드에서도 실행할 수 있다. Festo Assets도 연결한다.

Festo AX는 고객의 스마트 팩토리 구축을 위한 전체 그림에서 하나의 퍼즐 조각이다. 고객의 기존 시스템과 통합하고 IoT, 및 디지털화 전략에 맞춘다. 훼스토는 전체 그림에서 하나의 퍼즐 조각으로 작동하며, Festo AX 솔루션으로 고객을 지원하고, 생산성을 높이고, 에너지 비용을 낮추며, 품질을 높여준다.

 

 

 

한국훼스토 류현하 매니저가 Festo AX를 설명하고 있다. (사진 무인화기술)

 

 

(4) 에너지 세이빙 솔루션-훼스토의 지속가능(Sustainability) 전략

 

한국훼스토 강성우·윤용찬 프로덕트 마케팅 매니저가 글로벌 트렌드 중 하나인 서스테네이빌러티와 관련해 지속 가능성을 달성하기 위한 에너지를 절감하는 제품과 서비스 그리고 솔루션에 대해 14가지 방법을 소개했다.

강 매니저는 “훼스토는 자동화분야의 글로벌 리더로서 다양한 서스테이너빌러티 관련 활동을 하고 있다.”고 말하고, 훼스토의 서스테이너빌러티가 어떻게 진행이 되고 있고 훼스토에서 어떤 전략을 수립하고 실천하고 있는지에 대해 소개했다. 이 세션에서는 대표적인 탄소배출 측정 방법과, 실제로 훼스토가 어떻게 고객사들이 탄소절감을 실천할 수 있도록 지원하는지에 대해 소개가 됐다.

UN의 17가지 지속가능 발전 목표(SDGs)를 준수하기 위한 Festo의 전략이 소개됐는데, 훼스토의 가장 중요한 전략 중의 하나는 훼스토 헤드쿼터와 본사, 글로벌 생산기지, 물류기지에서 2023년 말까지 탄소중립을 실현할 예정이라는 점이다. 훼스토는 이를 위해 지난 몇 년 간 유럽에 있는 공장들에서 태양열과 같은 신재생에너지를 활용해서 전력을 생산해 사용하고 있고, 가장 최근에 건설된 중국의 공장에서는 최대 18600 제곱미터에 해당하는 태양광 패널을 설치해서 연간 450만 키로와트라고 하는 전력을 직접 생산하고 있다. 이를 통해 최대 연간 4200톤에 해당하는 탄소배출을 절감하는 것을 기대하고 있을 뿐만 아니라, 최근에 추가적으로 건설한 공장에서도 이와 별도로 연간 3천 톤에 해당하는 탄소배출을 절감하는 것을 목표로 하고 있다.

탄소를 절감하기 위해 가장 선행되어야 하는 것이 어떻게 탄소를 측정할 것인가 하는 점이다. 훼스토에서는 가장 대표적인 프레임워크인 GHG Protocol을 채택하고 있고, 이런 프로토콜은 기업활동 전반에 걸쳐 배출이 되는 탄소를 크게 스코프 1부터 3까지 구분을 하고 있다.

 

 

탄소배출 측정 GHG 프로토코 범위 1~3 (사진 무인화기술)

 

가운데 보이는 스코프1은 기업이 보유하고 있는 오피스와 같은 시설에서 배출되는 탄소뿐만 아니라, 자동차, 기업활동에 필요한 운반차량에서 배출되는 탄소량을 직접배출 스코프1으로 규정을 하고 있다. 뿐만 아니라, 기업에서 필요한 외부에서 구입하는 장비라든지 에너지를 만들 때 발생되는 탄소를 간접배출 스코프2로 규정하고 있고, 훼스토에서는 주로 이 스코프1과 2을 주요영역으로 관리를 하고 있다.

스코프 3의 경우에는 기업활동의 밸류체인 즉, 다운스트림부터 업스트림까지 총 15가지 해당하는 유틸리티를 규정했고, 여기에서 배출되는 탄소를 스코프3 잠정배출로 규정을 하고 있다.

이어 훼스토가 고객의 서스테이너빌리티에 어떻게 기여할 수 있는지에 대한 설명이 진행됐다.

엔드유저는 주로 제품을 생산하는 부분에서 배출되는 탄소를 절감하는 것을 목표로 삼고 있다. 추가적으로 제품을 생산하는데 필요한 원재료에서 배출되는 탄소는 스코프1 다운스트림에 해당하는 영역이고, 이 또한 주요 절감 영역으로 선정하고 있다. 훼스토와 직접적으로 연관이 있는 부분은 엔드유저가 제품을 만들기 위해 필요한 장비와 자산에 속하는 부분에 설치된 훼스토 제품을 통해 소비되는 탄소배출이다. 스코프1과 2에서 장비가 가동되기 위해 필요한 훼스토 제품을 구동하는데 필요한 에너지를 통해 배출되는 직간접적인 탄소가 훼스토의 관심영역이다.

머신빌더의 경우에도 스코프 1과 2에서 고객의 탄소배출 절감을 기대할 수 있고, 추가적으로 스코프3의 다운스트림에 해당하는 원자재 부분뿐만 아니라, 업스트림에 해당하는 실제 장비를 판매하고 해당장비가 고객사에서 사용될 때 발생되는 에너지 또한 훼스토의 제품과 직간접적으로 연관이 있다.

서스테이너빌리티와 관련해서 훼스토가 고객에게 제공할 수 있는 것은 네 가지다.

첫 번째는 엔지니어링과 툴이다. 훼스토는 다양한 엔지니어링 서비스를 제공하며 엔지니어링 툴을 무료로 제공하고 있다.

공장에서는 다양한 에너지원을 사용하게 된다. 크게 공압, 서보공압, 전기로 나눌 수 있는데, 이들은 어플리케이션별로 에너지효율적인 특성이 다르다. 예를 들어 공압은 어떤 물체의 현재상태를 유지하는 폴딩, 클램핑, 텐션과 관련된 어플리케이션에서 에너지 효율성을 갖는다. 또 서보공압은 에너지를 조절해 가면서 사용할 수 있다는 점에서 에너지 효율적이고, 전기는 다이나믹한 제어에서 에너지효율적인 특성을 갖는다.

공압 드라이브와 전기 드라이브의 특성을 살펴 보면, 전기 드라이브는 일반적으로 유연하고 내가 원하는 제어를 다이나믹하게 제어할 수 있다는 장점이 있다. 그리고 내가 사용하는 부하에 맞춰서 에너지 사용량을 조절해 사용할 수 있기 때문에, 에너지 효율적인 측면에서도 장점을 갖는다. 단 공압과 비교했을 때 초기에 제품을 구매하는 비용이 높고, 시스템을 제어적으로 구현하는데 좀 더 복잡한 엔지니어링이 필요하다는 단점이 있다. 반대로 공압 드라이브는 설치나 설정이 쉽고, 작은 공간에서 직선운동을 하는데 유효한 솔루션이다. 반대로 압축공기를 사용하기 때문에 컴프레서를 사용해야 되고, 컴프레서를 통해 에너지를 발생하기 때문에 높은 에너지 비용을 발생시킨다는 이미지가 있으며, 이 과정에서 압축공기가 누출되기 때문에 에너지가 손실된다는 단점이 있다.

이처럼 전기와 공압은 기술적인 부분에서도 장단점을 가지며, 에너지 부분에서도 각각 장단점을 갖는다. 따라서 설비를 구매할 때 각각의 특성에 맞게 전기를 선택할지 공압을 선택할지 고려해야 되는데, 지금까지는 엔드유저들이 경험에 의존하고 있는 부분이 많다. 이를 해결하는 방법으로 훼스토의 엔지니어링 툴이 있다.

훼스토가 고객사의 탄소절감에 기여할 수 있는 첫 번째 방법은 엔지니어링 툴이다. 훼스토 엔지니어링 툴을 통해, 고객들은 내가 원하는 구동성과 부하조건에서 얼마만큼의 에너지를 사용하는지 얼마만큼의 CO2를 발생하는지를 직관적으로 알 수 있다. 즉, 서스테이너빌리티를 계산할 수 있는 방법을 제안하는 것.

엔지니어링 툴에 특정조건을 입력하면 전기와 공압 시스템 각각의 CO2 발생량과 에너지의 소모량, 그리고 에너지 비용까지 직관적으로 알려준다. 이처럼 훼스토 엔지니어링 툴은 고객에게 어플리케이션이나 설비를 구현할 때 올바른 기술을 선정할 수 있도록 가이드를 준다.

 

 

 

훼스토의 엔지니어링 툴은 CO2 발생량과 에너지의 소모량 그리고 에너지 비용까지 직관적으로 알려준다. (사진 무인화기술)

 

올바른 기술을 선정하는 것뿐만 아니라 올바른 제품을 선정하는 것도 대단히 중요하다. 실린더를 선정할 때는 경험에 의존해서 사이즈를 많이 선정한다. 훼스토의 엔지니어링 툴은 내가 원하는 조건 안에서 데이터를 넣었을 때 40파이 32파이 200파이일 때의 각각의 반응속도와 CO2 발생량, 에너지 소모량을 직관적으로 알려준다.

두 번째는 제품과 솔루션이다. 에너지를 절감하기 위해서는 얼마만큼 에너지를 효율적으로 사요하는 지가 중요하다. 에너지 효율을 측정하고 향상 시킬 수 있는 14가지 방법을 설명했다.

에너지 절감을 시작하는 첫 단계는 올바른 제품과 기술을 선택하는 것이고, 이를 통해 최적의제품 사이징을 하게 되면 보다 효율적으로 에너지를 사용하게 된다. 뿐만 아니라, 에너지를 사용하지 않을 동안 에너지를 차단하고 공압라인에서 불필요하게 소모되는 누출을 감소시킴으로써, 불필요하게 소모되는 에너지를 줄일 수 있고, 추가적으로 훼스토의 진공발생기 OVEM같은 제품을 사용하면 에너지를 보다 효율적으로 사용할 수 있다. 추가적으로 에너지를 절감할 수 있는 또 하나의 방법은 경량화된 제품을 사용하는 것이다. 이를 위해 훼스토에서 가장 최근에 출시한 제품들은 기존제품에 비해 최대 50%까지 경량화를 했고, 이를 통해 고객사에서 장비를 만들고 구동할 때 사용되는 에너지를 보다 효율적으로 절감할 수 있도록 돕고 있다. 훼스토는 이처럼 ‘생산에서의 탄소절감은 다양한 영역에서 이루어질 수 있다’는 점을 강조했다.

세 번째는 서비스다. 현재 가동되고 있는 공장 안에서 에너지를 더 효율적으로 사용하고, 낭비되고 있는 부분을 찾아서 그 부분을 수정할 수 있도록 서비스를 제공한다. 예를 들어 훼스토 에너지 세이빙 서비스는 전문 엔지니어가 공장에 방문해서 에너지를 줄일 수 있는 부분, 컴프레서를 효율적으로 사용할 수 있는 부분들을 가이드해주고 있다. 이 서비스는 국내에서도 런칭이 됐고, 훼스토의 인천 청라공장을 이 서비스의 1호 고객으로 선정해 서비스를 진행했다. 이를 통해 훼스토 청라공장은 전체적인 CO2 배출량을 절감할 수 있었고, 컴프레서의 에어 소모량 절감, 컴프레서의 에어 퀄리티 향상을 이룰 수 있었다. 또 이를 바탕으로 훼스토 공장에서 생산되는 제품의 전반적인 생산성을 향상시킬 수 있었다. 이 서비스는 현재 국내 고객들도 이용할 수 있다.

세 번째는 트레이닝과 교육이다. 이런 것들은 결국 엔지니어 혹은 샵플로어의 오퍼레이터와 같이 사람을 통해 이루어진다. 이 말은 개개인의 컴피턴시(competency 수행능력), 혹은 에너지 절감에 대한 인식이 서스테이너빌러티를 달성하는데 가장 중요한 요소라는 의미다. 훼스토에서는 이를 위해 제품뿐만 아니라, 다양한 교육사업을 진행하고 있다. 기초적인 기본공압부터 전기, 유압뿐만 아니라, 특화된 PLC 제어와 같은 교육도 제공을 하고 있고, 최근에는 산업에 최적화된 특성화 교육도 함께 제공하고 있다. 이를 통해 고객사들의 수행능력을 올리고 에너지 절감에 대한 인식을 올려서, 서스테이너빌러티를 달성하는데 기여하고 있다.

 

 

 

한국훼스토 강성우·윤용찬 프로덕트 마케팅 매니저가 훼스토의 지속가능 전략에 대해 설명하고 있다. (사진 무인화기술)

 

 

 

Ⅲ. 제비로봇(BionicSwift) 비행

 

훼스토는 바이오닉이라는 기술을 자연의 섭리를 기술로 구현해왔다. 바이오닉 제비의 무게는 35g, 날개 총길이는 45cm로, 7분 정도의 비행을 위해 최적의 경량무게를 선보이고 있다. 탄소섬유 소재로 3D 프린팅을 통해 가벼움을 더했고, 새의 몸에는 날개 장치와 통신 시스템 및 날갯짓, 승강타 및 꼬리 제어에 필요한 구성 요소를 위한 소형 구조가 포함되어 있다. 브러시리스 모터, 서보 모터 2개, 배터리, 기어 박스 및 무선, 제어 및 위치 파악을 위한 다양한 회로기판이 매우 협소한 공간에 탑재되어 있다.

모터와 기계의 지능적인 상호 작용을 통해 날갯짓의 빈도와 승각 타각을 다양한 조종에 맞게 정밀하게 조절할 수 있다.

자율통신체계로 GPS를 통한 안전한 편대 비행이 가능한데, 초광역대역기술 UWB를 이용한 무선기반 실내 GPS 바이오스위프트는 안전하고 조화로운 패턴으로 비행할 수 있다. 전기자에게 신호를 보내고 중앙컴퓨터는 경로를 형성하고 새에게 비행경로를 제공한다. 만약 새들이 이 비행경로를 벗어나면 인간조종사 없이 자율적으로 수정하면서 비행경로를 즉시 바꿀 수 있다.

 

 

 

 

 

Festo의 기술만으로 자연의 움직임을 재연한 생체 모방형 로봇 중 하나인 제비 로봇(BionicSwift)이 부스를 비행하고 있다. (사진 한국훼스토)

 

 

 

 

Ⅳ. 현장 인터뷰

 

 

“엔지니어링 경험이 없는 사람도 훼스토 코봇을 사용해서 손쉽게 자동화 시스템을 구현할 수 있도록 하는 것이 목표”

 

 

 

바이간드 크리스토퍼(Waigand Christopher)/훼스토 로봇 사업개발부 (사진 무인화기술)

 

 

Q. 훼스토에서 코봇을 출시한 것은 의외다. 코봇을 출시한 이유는?

A. 훼스토는 지난 수십년 동안 자동화 분야에 많은 기여를 해오면서, 한 축 또는 두 축, 세 축까지의 핸들링 시스템을 포트폴리오에 갖추고 있다. 훼스토가 항상 추구하는 것이 자동화에 필요한 모든 파트들을 제공할 수 있다고 하는 강점이다. 그동안 자동화 시스템을 구성할 때 3축으로는 대응이 안 되는 6축 로봇들이 많이 있다는 것을 인지하고 있었고, 따라서 6축 로봇을 개발하게 되면, 자동화 분야에서 조금 더 완벽한 포트폴리오를 갖출 수 있기 때문이다.

 

Q. 코봇은 일반적인 협업로봇과 다르게 공압로봇이다. 공압로봇이 일반 전기 협동로봇과 비교할 때 갖는 이점은 무엇인가?

A. 훼스토 코봇에는 공압 다이렉트 드라이브가 각 축마다 내장이 되어있기 때문에, 감속기가 없다. 모터와 감속기가 없어서 경량화가 가능하고, 가격적인 측면에서도 좀 더 저렴하게 제작이 가능하다는 이점이 있다. 공압으로 구동하기 때문에 감속기가 없어서, 기구적인 마찰이 훨씬 적기 때문에, 좀 더 유연하고 소프트한 움직임이 가능하다.

 

Q. 프로그램적인 측면에서는 이점이 있나?

A. 로보틱 스윗(Robotic Suite)이라는 유저인터페이스를 사용하는데, 이게 대단히 사용하기 쉽게 직관적으로 되어 있다. 그래서 전문가가 아닌 사람도 몇 번 해보고 바로 사용할 수 있을 정도로 쉽다. 또 화면을 보면 스킬이라는 아이콘이 있어서 무브 명령어라든지 그리퍼 명령어들을 드래그앤드랍해서 누구나 쉽게 프로그래밍을 할 수 있다.

 

Q. 그럼, 코딩이 필요없는 건가?

A. 팬던트를 사용하게 되면 코딩이 필요 없다. 물론 복잡한 동작은 프로그램이 필요하지만, 단순한 동작은 스킬을 활용해서 코딩 없이 할 수 있다.

 

Q. UR을 비롯한 몇몇 협동로봇 업체들은 가반중량 20Kg급의 협동로봇을 내놨다. 3Kg 가반중량은 너무 작은 거 아닌가? 앞으로 가반중량에 대한 계획은?

A. 공압로봇이기 때문에 팔길이가 670mm이고 가반하중이 3Kg인데, 이게 공압로봇으로 구현할 수 있는 최적사양이다. 만약에 이 공압로봇을 통해, 훼스토가 로봇업체로서 유명해지면, 그때 더 큰 로봇을 생각할 수 있는데, 그때는 아마 전기로봇이 될 것 같다. (웃음)

 

Q. 가반중량을 보면 코봇이 타깃으로 하는 시장이 한정적이겠다?

A. 코봇이 타케팅하는 첫 번째 어플리케이션은 라벨링 프로세스다. 높이가 다른 물체에 라벨링을 할 때 일반적으로 높이에 맞게 티칭을 해야 되는데, 우리는 공압이 가지고 있는 컴플라이언스라는 압축하는 성질 때문에, 높이가 달라도 한 위치로 다른 제품을 똑같이 라벨링을 할 수 있다. 단차가 있는 것도 어느 정도 충격을 흡수하기 때문에, 라벨링이이 첫 번째 어플리케이션이다.

두 번째로는 소형 PCB 같은 걸 픽앤플레이스하는 어플리케이션이다. 예를 들면 낮에는 사람이 일하다가 저녁에는 로봇이 일하게 될 수 있다. 그런 경우에 코봇이 작고 가벼우니까, 사람 대신에 투입이 되고, 쉽게 티칭할 수 있으니까 작업자가 티칭해서 자신과 똑같은 작업을 할 수 있게끔 할 수 있다.

 

Q. 한국시장에서의 훼스토 코봇의 가능성을 어떻게 보나?

A. 한국에 PCB를 핸들링하는 어플리케이션이 많을 것으로 예상하고 있어서, 그에 적합한 환경에 팬스없이 구현을 해야 한다고 하면, 우리가 경쟁력을 가질 수 있을 것 같다.

 

Q. 독일에서는 이 코봇을 작년부터 비즈니스를 해오고 있었던 건가? 유저의 반응은 어떤가?

A. 독일에는 파일럿 커스토머가 있고, 그 커스토머를 통해서 시장성이나 가능성을 보고 있는데, 아직 판매단계는 아니다. 반응은 긍정적이다. 이 커스토머가 가장 좋아하는 것이 사용이 편리하다는 점이었다. 가볍고 안전성이 있기 때문에, 같이 일하는 사람이 전혀 위협을 느끼지 않고 같이 일할 수 있다는 점에 긍정적인 반응을 보이고 있다.

 

Q.훼스토에게 이 코봇이 앞으로 메인 아이템이 되는 건가?

A. 훼스토가 오랜 시간 동안 공압제품을 많이 생산을 해왔는데, 공압제품에서 지금은 전기제품도 많이 다루고 있다. 심플한 제품일수록 다른 회사에서 카피하기가 쉽기 때문에, 복잡하고 어려운 기술일수록 그 회사를 단단하게 만들 수 있는 것 같다. 이런 측면에서 훼스토는 계속 좀 더 복잡한 제품을 만들고 있는데, 현재로서는 코봇이 가장 복잡한 제품이다. 회사의 방향이 이렇게 가고 있기 때문에, 앞으로 코봇이 메인 제품이 될 수도 있지 않겠나?

 

Q. 코봇 시장을 어떻게 확대해 나갈 계획인가?

A. 코봇시장이 크고, 많은 코봇회사들이 있는데, 우리는 코봇 몇 대를 팔고 코봇으로 어느 정도의 시장점유율을 확보하겠다고 하는 목표보다는 코봇과 함께 제공할 수 있는 오토메이션 솔루션을 제공해서, 우리 훼스토의 포트폴리오를 더욱 확장하고, 우리 훼스토 제품을 적용할 수 있는 기회를 갖는 것이 목표다. 엔지니어링에 대해 경험이 없는 사람도 우리 코봇을 사용해서 손쉽게 자동화 시스템을 구현할 수 있게 하는 게 목적이다. 우리가 알만한 큰 자동화 회사가 아니더라도, 규모가 작고 경험이 없는 사람도 우리 훼스토 제품을 쉽게 사용할 수 있도록 하고 싶다.

 

 

 

 

 

“훼스토는 반도체 및 이차전지 분야에 더 많은 투자를 하고 있고, 경쟁력 있는 솔루션을 출시하고 있어”

 

 

 

이동규/한국훼스토 영업총괄 (사진 무인화기술)

 

 

Q. 이번 전시회의 메시지는?

A. 우리 훼스토가 반도체 전체 공정자동화에 다양한 솔루션을 제공할 수 있다는 것이 이번 전시회의 메인 메시지이고, 추가로 요즘 기업간에 화두가 되고 있는 지속가능 경영과 관련해서 공장자동화 관점에서 어떻게 우리 훼스토가 기여를 할 수 있는지, 우리가 갖고 있는 해답을 보여드리고, 마지막으로 우리 훼스토가 가지고 있는 AI 기술을 반도체 공정에 어떻게 적용할 수 있는지 보여주고자 한다.

 

Q. 훼스토는 FA 관점에서 어떻게 기여를 할 수 있나?

A. 반도체 전공정 같은 경우에 아직도 매뉴얼 작업이 많다. 예를 들어서 이번 전시회에서 반도체 웨이퍼를 풉 에서 꺼내서 다시 CVD 장비나 에처 장비에다 넣어서 자동화시키고, 에칭하는 것들도 전자동화할 수 있는 방법을 보여주고 있다. 서스테이너빌러티 관련 측면에서는 전체공장이 대부분 공압이나 전동으로 운영이 된다. 훼스토는 그런 전체 공장의 어디가 아이들링 상태고, 어디가 운행이 되고 있는지 이런 것들을 모두 실시간으로 모니터링해서 에너지 소비를 최적화하는 방법을 제공할 수 있다.

 

Q. 한국훼스토의 지난해 반도체 분야 비즈니스는 어떠했나?

A. 한국훼스토는 지난해 역대 최대매출, 최대이윤을 만들었는데, 이런 최대실적을 낼 수 있었던 가장 중심이 반도체 산업이다.

 

Q. 반도체 분야에서 훼스토가 갖는 경쟁력은 무엇인가?

A. 다른 FA 서플라이어들은 모터면 모터, PLC면 PLC, 공압 축이면 축 이렇게 다 자신만의 솔루션을 제공하는데, 훼스토는 전체를 다 제공할 수가 있다는 것이 가장 큰 경쟁력이다. 우리는 전체매출의 8%를 R&D에 재투자를 한다. 글로벌 FA 서플라이어 중에 R&D 조직을 한국에서 운영하는 회사는 우리가 유일한 걸로 알고 있다. 우리 훼스토는 TEC라고 해서 한국에 R&D 조직이 있다. 제품 포트폴리오가 다양하고 로컬 R&D가 있기 때문에, 고객이 원하는 솔루션을 국내에서 빠르게 개발해서 제공할 수 있다는 것이 가장 큰 차별점이다.

 

Q. 올해 반도체 시장이 안 좋을 것이라는 것이 대체적인 의견인데, 올해 반도체 시장을 어떻게 전망하나? 또 그에 대한 대응전략은 무엇인가?

A. 삼성전자, 하이닉스에서 적자 발표를 하는 등 반도체 시장이 여러 가지로 안 좋다고 하는데, 삼성전자 평택공장이나 미국 테일러시티의 유틸리티 설비투자들은 그대로 진행이 된다. 우리 비즈니스는 거기에 포함이 되기 때문에, 한국훼스토 입장에서는 반도체의 다운턴에 크게 매출이 영향을 받을 것 같지는 않고, 글로벌하게 보면 어플라이드 머티어리얼즈나 램리서치 이런 미국계 메이저 반도체 장비회사들이 훼스토의 고객사다. 반도체 칩 판매량은 떨어지지만, 반도체를 생산하는데 필요한 장비업체들이나 컴포넌트 서플라이어들은 아마 올해도 여전히 호조가 지속될 것 같다. 우리 훼스토는 물론, 성장률 측면에서는 올해 둔화가 될 수는 있지만, 여전히 성장세고 전체매출 중에 반도체 분야가 더 많은 비중을 차지할 것으로 예상하고 있다.

 

Q. 반도체 외에 주력시장은 전기자동차 분야인가?

A. 우리가 올해 반도체보다 더 중점을 두고 있는 데가 이차전지 시장이다. 훼스토는 태생 자체가 자동차 생산 오토메이션을 기반으로 하고 있는데, 전기차생산 업체들의 공장자동화 쪽으로 우리에게는 여전히 사업기회가 많아서 이 시장을 집중적으로 보고 있다.

국내 공장자동화 고객사들이 훼스토를 공압전문가로 보는 시각이 많다. 자동화 분야의 공장자동화 선두주자로 보고 있는데, 실제로 우리가 더 많이 투자하고 사업을 확장하고 있는 영역은 일렉트릭 오토메이션, 즉 공압이 아닌 전동을 이용한 공장자동화다. 그리고 반도체 생산이나 이차전지 생산 쪽에 더 많은 투자를 하고 있고, 현재 기존 서플라이어보다 훨씬 경쟁력 있는 솔루션들을 출시하고 있기 때문에, 훼스토에 대해 더 많은 관심을 가져주길 바란다.