자동화가 플라스틱 시험을 어떻게 개선할 수 있는가
실험실 자동화를 위한 조치를 취하면 더 반복 가능한 시험 결과와 더 높은 처리량을 얻을 수 있습니다
플라스틱 실험실은 일반적으로 일관되고 신뢰할 수 있는 결과를 유지하면서 유사한 시편을 대량으로 시험하는 업무를 담당합니다. 일부는 주로 수동적인 인력 운영으로 이러한 과제를 관리할 수 있지만, 대부분의 기업은 시험 장비의 일부라도 자동화함으로써 큰 이점을 얻을 것입니다.
기존 시험 공정에 자동화를 통합하면 플라스틱 제조업체에 다음과 같은 이점을 제공할 수 있습니다:
- 더 높은 반복성
- 더 높은 처리량
- 더 나은 (그리고 더 안전한) 인력 활용
- 더 안전한 시험 데이터
이러한 이점의 정도는 제조업체마다 다를 수 있지만, 대부분의 실험실은 자동화 조치를 통해 상당한 투자 수익(ROI)을 기대할 수 있습니다.
매일 수백 개의 유사한 시편을 시험하는 플라스틱 실험실의 경우, 반복성은 일반적으로 큰 관심사이자 과제입니다. ASTM D638 또는 ISO 527과 같은 엄격한 시험 표준을 준수하려면 인적 오류의 가능성이 만연할 때 달성하기 어려운 일관된 결과가 필요합니다.
Instron 애플리케이션 엔지니어 Sammi Sadler는 많은 플라스틱 표준이 상당히 복잡하며 모듈러스와 같이 “매우, 매우 정밀한” 측정을 요구한다고 말했습니다.
한 작업자에서 다음 작업자로의 기술 변화, 또는 단일 작업자에 의한 변화조차도 일관성이 떨어지고 신뢰할 수 없는 시험 데이터를 초래할 수 있습니다. 예를 들어, 사람이 시편을 항상 완벽하게 수직으로 로드하지 못할 수 있으며, 각도의 그러한 차이는 결과에 영향을 미칠 수 있습니다.
Sadler는 플라스틱 시험에서 가장 큰 변수는 정렬, 측정 및 그립 압력에서 비롯된다고 말했습니다.
“플라스틱 시험을 위한 스크류 측면 작동 그립을 고려할 때, 시편을 고정할 때 가하는 압력은 시편마다, 또는 사용자마다 다를 수 있습니다.”라고 그녀는 말했습니다.
자동화된 설정은 모든 시편의 측정, 삽입 및 정렬이 동일한 방식으로 이루어지도록 보장함으로써 이 문제를 해결합니다. 이는 불량 시편 폐기로 인한 시간과 비용을 절약할 수 있는 큰 잠재력을 제공합니다.
인적 오류나 변화에 영향을 받지 않는 더 일관된 데이터를 갖추면 실험실 작업자는 결과를 더 쉽게 분석할 수 있다고 Instron 로봇 시스템의 업스트림 마케팅 매니저 Kelvin Fernandez가 말했습니다.
“'이 변수를 제거했는데도 결과가 여전히 좋지 않다'고 말할 수 있습니다. 따라서 이는 제품 관련 문제이거나 시험 설정 관련 문제일 수 있습니다.”라고 Fernandez가 말했습니다.
Instron 자동화 전문가 Richard Spiegel은 매우 유사한 시편을 상당량 시험하는 상황에서 플라스틱 실험실은 공정의 일부라도 자동화함으로써 효율성과 처리량을 크게 향상시킬 수 있다고 말했습니다.
“계속해서 똑같습니다.”라고 그는 말했습니다. “자동화는 그만큼 더 쉬워지고, 쉬워지면 그만큼 더 저렴해집니다.”
시스템이 밤새 무인 시험을 실행할 수 있을 만큼 충분한 시편을 로드할 수 있다면, 실험실은 추가 교대 근무 인력 없이 처리량을 확장할 수 있으며, 자동화 구현의 초기 비용을 상쇄하는 데 도움이 되는 비용 절감을 기대할 수 있습니다.
자동화 수준이 높을수록 작업자는 시험 프레임을 면밀히 모니터링할 필요가 없어 더 많은 작업을 관리할 수 있습니다. 자동화된 시퀀스가 실행되는 동안 작업자는 데이터를 분석하거나 다음 시편을 준비할 수 있으며, 여전히 수동 공정이 필요한 다른 시험 유형이 있다면 다른 시스템에서 해당 시험을 수행할 수 있습니다.
Spiegel은 일부 기업은 개방된 실험실 직책을 채울 자격을 갖춘 지원자를 찾을 수 없기 때문에 거의 필요에 의해 자동화를 모색한다고 말했습니다.
“더 이상 시험 프레임을 로드할 사람이 없습니다.”라고 그는 말했습니다. “그들은 그런 직책을 채우려고 노력하고 있지만 어려움을 겪고 있으므로, 현재 보유하고 있는 인력을 훨씬 더 잘 활용해야 합니다.”
Sadler는 시험 실험실의 직원 이직률이 자동화 결정에 영향을 미칠 수 있다는 점에 동의했습니다.
“이러한 표준을 충족하기 위해 시험하는 방법을 사람들에게 빠르게 가르치는 것은 정말 답답한 일입니다.”라고 그녀는 말했습니다. “따라서 이직에 대해 걱정할 필요가 없다는 점도 자동화의 이점에 추가됩니다.”
플라스틱 실험실에서 일하는 작업자의 경우, AT3 또는 AT6와 같은 자동화된 시험 시스템은 시편을 반복적으로 로드하고 언로드하거나, 손가락이 끼이거나, 시험 프레임이 인체공학적으로 적합한 위치에 있지 않을 때 올바른 각도로 기울이기 위해 애쓰는 것을 덜어줍니다.
Spiegel은 작업자가 하루 종일 잠재적으로 수백 번의 반복적인 동작을 수행하는 대신, 훨씬 적은 육체 노동으로 동일한 양을 시험할 수 있다고 말했습니다. 시편의 정렬, 측정 및 폐기는 자동으로 처리됩니다.
“이제 그들은 랙을 자동화 시스템에 로드하고 시작 버튼을 한 번 누릅니다.”라고 그는 말했습니다. “그러면 동일한 양의 작업을 수행합니다.”
시험 데이터 보호는 시험 공정 자체만큼 중요합니다. Bluehill Universal 시험 결과는 조직의 생산 시스템으로 자동 내보내집니다.
그리고 소프트웨어에 적절한 보안 기능이 활성화되어 있으면, 필요한 교육과 경험이 없는 사용자에게는 더 낮은 수준의 권한을 할당할 수 있어 귀중한 데이터가 실수로 변경되거나 삭제되는 것을 방지하는 데 도움이 됩니다. 이는 반복성을 보장하는 데 도움이 되며, 이는 다시 플라스틱 시험의 주요 과제입니다.
Bluehill의 추적성 모듈은 또한 전체 개정 이력을 제공하여 모든 추가, 삭제 또는 수정이 타임스탬프와 변경을 수행한 사용자 이름과 함께 기록됩니다. 적절한 접근 권한을 가진 사람은 무엇이, 언제, 누구에 의해 변경되었는지 알 수 있습니다.
“모든 변경 사항에 대한 매우 감사 가능한 기록을 갖게 됩니다.”라고 Spiegel이 말했습니다.
그리고 Bluehill은 일반적인 플라스틱 시험 표준(예: ASTM D638, ASTM D790, ISO 527 및 ISO 178)을 위해 특별히 설계된 사전 구축된 시험 방법을 제공하므로, 소프트웨어가 실험실의 많은 작업을 수행합니다.
“그래서 그들은 그것에 대해 생각할 필요가 없습니다.”라고 Sadler가 말했습니다. “그것은 또한 고객에게 편안함을 주는 요소입니다.”
플라스틱을 다루는 모든 제조업체가 완전히 자동화된 시험 설정을 채택할 준비가 되어 있는 것은 아니지만, 점진적인 단계조차도 효율성을 향상시키는 데 상당한 진전을 이룰 수 있습니다. 예를 들어, 자동 신장계로 업그레이드하거나 오래된 수동 그립을 교체하는 것은 사람 중심 환경에서 벗어나고 싶지 않은 조직에게 더 일관된 시험으로 이어질 수 있습니다.
“고급 스크류 측면 작동 그립에서 공압 그립으로 전환하는 것은 더 반복 가능한 결과를 향한 큰 진전입니다.”라고 Sadler가 말했습니다. “그리고 점점 더 많은 자동화 솔루션을 추가하는 것이 가장 이상적입니다.”
궁극적으로 채택하는 자동화 수준에 따라 실험실은 추가 교대 근무 없이 처리량을 높이고 작업자가 시간을 더 생산적으로 활용할 수 있도록 하면서 운영을 극적으로 변화시킬 수 있습니다.
“하루 8시간 동안 프레임 앞에 앉아 로드하고, 완료되기를 기다리고, 조각들을 제거한 다음 다시 로드하는 자신을 상상해 보십시오.”라고 Fernandez가 말했습니다. “고객에게 있어 주요 문제 또는 주요 고충은 바로 그 기다림입니다.”
