더 스마트한 조명: 상태를 쉽게 표시하기 위해 다색 작업등을 사용하는 5가지 방법
이미지 출처: 마우저 일렉트로닉스
작성자: 에마뉘엘 켈리에(Emmanuel Quellier, Banner Engineering EMEA 디지털 유통 및 마케팅 디렉터), 마우저 일렉트로닉스 제공
조명은 공장에서 기계 상태를 표시하는 것부터 작업자가 검사 중 세부 사항을 볼 수 있도록 돕는 것에 이르기까지 여러 핵심적인 역할을 한다. 전통적으로 산업용 조명은 조명(illumination)과 표시(indication)라는 두 가지 범주로 나뉘었다.
조명(Illumination) 기구는 공간을 밝혀 생산성을 높이고 작업자의 인체공학적 환경과 안전을 개선한다. 로우 베이(Low bay) 작업등은 하이 베이(high bay)나 천장 조명만으로는 부족하거나 구조물에 가려질 때 필요한 곳에 추가적인 빛을 제공한다. 작업등은 조립이나 검사와 같은 워크스테이션에서의 정밀한 작업을 위해 밝고 집중된 빛을 제공하며, 견고한 기계 조명은 작업자가 기계 인클로저 내부를 들여다보고 기계 프로세스를 시각적으로 모니터링할 수 있게 해준다.
표시(Indication) 기구는 빛을 사용하여 시각적인 상태 업데이트를 제공한다. 특정 스테이션에 관리자가 필요할 때 알림을 보내는 것부터, 기계에 이물질이 걸렸거나 자재를 보충해야 할 때 기계 작업자에게 경고하는 것까지 다양하다. 일반적인 표시 기구로는 켜졌을 때 각 세그먼트가 다른 상태를 나타내는 타워 라이트(tower light)나 스택 라이트(stack light), 그리고 상태 변화가 발생할 때 색상이 바뀌거나 깜빡이는 돔형(domed) 표시등이 있다.
최근까지 이 두 범주는 뚜렷하게 구분되었다. 하지만 이제 제조업체들은 조명과 표시 기능을 하나의 유연한 기기로 결합할 때 얻을 수 있는 이점을 깨닫기 시작했다. 스트립 라이트(strip light)와 같은 대부분의 조명 제품에는 흰색 LED만 포함되어 있지만, 조명과 표시 기능을 결합한 기기에는 다양한 상태를 나타내도록 프로그래밍할 수 있는 다색 LED도 포함되어 있다. 일반적인 색상 옵션에는 흰색, 빨간색, 녹색, 호박색 또는 노란색, 파란색이 있다. 따라서 이 기기는 주변 조명이나 작업등(흰색 빛)과 상태 표시(유색 빛) 양쪽 모두에 사용될 수 있다.
왜 조명 + 표시인가?
장비 제작업체는 기계의 시각적 매력과 기능을 향상시킬 방법을 항상 찾고 있다. 조명과 표시 기능을 모두 수행하는 세련되고 다채로운 조명은 장비 제작업체에게 자사 장비에 대한 차별화된 "와우 팩터(wow factor)"를 제공하며, 고객에게는 다음과 같은 실질적인 이점을 제공할 수 있다.
- 상태 변화에 대한 더 빠른 대응 촉진
- 인체공학적 환경 개선 및 불필요한 움직임 제한
- 중요한 상태 업데이트가 적시에 처리되도록 보장
- 비용이 많이 드는 실수와 사고의 위험 감소
OEM과 고객 모두에게 조명 및 표시 기구는 기계 프레임에 쉽게 맞고 손상으로부터 보호되면서도 효과를 유지하기 때문에 매우 편리하다. 조명과 표시가 결합된 기구는 단일 기기와 몇 가닥의 전선만으로 두 가지 기능을 모두 구현할 수 있어 설치가 간단하다.
조명 + 표시 기구의 사용 사례
다음 5가지 적용 사례에서는 조명 및 표시가 결합된 기구가 공장의 생산성과 안전성을 향상시키는 데 어떻게 도움이 되는지 살펴본다.
기계 조명
밝고 균일한 기계 조명은 작업자가 기계 프로세스를 효과적으로 모니터링하고, 문제 해결, 자재 보충 또는 기타 수동 작업을 수행할 때 명확한 시야를 확보하게 해주므로 매우 중요하다. 다색 스트립 라이트를 사용하면 이 작업등을 통해 주의가 필요할 때 작업자에게 즉각적으로 알릴 수 있다.
대형 기계의 경우, 다색 조명은 주의가 필요한 기계의 특정 위치로 작업자를 안내하는 데 도움을 줄 수 있다. 기계의 특정 구역에 있는 LED가 빨간색 또는 노란색으로 켜지도록 구성하여, 작업자나 관리자에게 주의가 필요함을 경고할 수 있다. 색상은 작업자에게 기계 상태를 알리고 주의가 필요한 정확한 위치로 안내한다. 작업자가 문제를 평가하기 위해 가드 도어(guard door)를 열면 기계 내부의 조명이 흰색 작업등 (그림 1)으로 전환되도록 구성하여 작업자에게 명확한 가시성을 제공할 수 있다. 이 모든 것이 단 하나의 기기로 가능하다.
그림 1: 산업용 기계는 빨간색 표시등을 사용하여 관리자에게 작동 또는 결함 상태를 알릴 수 있으며, 통합된 작업등은 정밀한 검사 및 유지보수 작업을 위한 가시성을 향상시킨다. (출처: Banner Engineering)
또 다른 예로, 최종 사용자는 다색 스트립 라이트를 기계 바로 위에 설치하여 문제가 발생할 경우 기계 전체를 다른 색상으로 비출 수 있다. 무엇이 켜졌는지 빠르게 구분하기 어려울 정도로 타워 라이트가 많은 구역에서는, 기계 전체에 조명을 비춤으로써 가시성을 높이고 문제 발생 시 대응 시간을 단축할 수 있다.
워크스테이션
워크스테이션은 다색 작업등이 중요한 이점을 제공하는 공장의 또 다른 구역이다. 타워 라이트는 작업자나 관리자가 표시등 방향을 올려다보고 있을 때 가장 효과적이다. 타워 라이트의 청각적 신호는 작업자가 다른 곳을 보고 있을 때 주의를 끄는 데 도움이 될 수 있지만, 공장의 주변 소음 속에서는 이를 무시하고 지나치기 쉽다. 또한, 작업자가 다른 작업에 집중하며 시선을 아래로 향하고 있다면 경고를 즉시 보거나 듣지 못해 대응 시간이 느려질 수 있다.
다색 작업등을 사용하면 정상 작동 중에는 일반적인 작업등의 역할을 한다. 그러나 즉각적인 주의가 필요한 경고가 발생하면 작업등이 빨간색이나 노란색으로 바뀌어 작업 공간 전체를 색상으로 채우도록 구성할 수 있다. 이는 작업자가 아래를 보거나 주의가 분산되어 있을 때도 결코 놓칠 수 없는 변화다. 이러한 추가적인 표시 계층은 중요한 문제가 가능한 한 빨리 해결되도록 돕는다. 대안으로, 특정 스테이션에 주의가 필요할 때 관리자에게 알리는 용도로 다색 작업등을 사용할 수도 있다.
보행자와 모바일 장비가 공유하는 교차로
사람, 지게차 및 기타 모바일 장비가 같은 공간을 이동할 때 사고 위험이 증가한다. 랙(racking)이나 기타 구조물 주변을 이동할 때처럼 시야가 확보되지 않는 교차로는 위험해질 수 있다. 도보로 이동하는 사람이나 모바일 장비 작업자가 서로 다가오는 것을 보지 못해 충돌 위험이 커질 수 있다.
교차로 위에 다색 스트립 라이트를 설치하면 차이를 만들 수 있다. 예를 들어, 지속적으로 켜져 일반적인 조명을 제공하다가 지게차가 접근할 때 빨간색으로 바뀌도록 구성할 수 있다. 이는 보행자와 다른 모바일 장비 작업자에게 교차로가 사용 중임을 알려 충돌을 방지하는 데 도움을 준다. 모바일 장비에 안전 및 내비게이션 장치를 추가하는 것도 중요하지만, 시각적으로 통제되는 교차로를 만드는 것은 교통 흐름을 개선하고 공유 공간 내에서 사람과 모바일 장비의 움직임을 간소화하는 간단하고 효과적인 방법이 될 수 있다 (그림 2).
그림 2: 모바일 공장 장비는 다색 표시등을 통합하여 이동 및 작동 상태를 명확히 알림으로써 주변 작업자에게 존재를 경고하고 전반적인 작업장 안전을 향상시킨다. (출처: Banner Engineering)
오버헤드 도어 및 자동 게이트
또 다른 적용 사례는 오버헤드 도어를 통한 출입이다. 오버헤드 도어가 완전히 열려 지게차가 부딪히지 않고 들어갈 수 있는지 판단하기가 종종 까다로울 수 있다. 지게차가 문에 부딪히면 문이 손상되어 교체해야 할 수도 있다. 이를 방지하기 위해 문 양쪽에 다색 스트립 라이트를 설치하여 문이 닫혀 있을 때 일반적인 조명(흰색)을 제공할 수 있다.
오버헤드 도어가 열리기 시작하면 스트립 라이트가 빨간색으로 바뀌어 문이 움직이고 있으며 아직 완전히 열리지 않았음을 표시하도록 구성할 수 있다. 이후 문이 완전히 열려 진입해도 안전해지면 조명이 꺼지거나 흰색으로 돌아가도록 구성한다. 이는 문과 지게차 모두를 손상으로부터 보호하고, 지게차 작업자가 사고나 문 상태를 확인하느라 허비하는 시간 없이 공장을 더 안전하게 이동할 수 있게 해준다. 동일한 원리를 자동 게이트에 적용하여 진입해도 안전한 시점을 명확하게 표시할 수 있다.
협동 로봇
다색 조명은 성장하고 있는 협동 로봇(Collaborative Robots) 분야에서도 밝은 전망을 가지고 있다. 밝고 균일하며 효율적인 LED 작업등의 모든 이점과 더불어, 조명 기구에 프로그래밍 가능한 색상을 추가하면 주변의 모든 작업자가 쉽게 이해할 수 있는 방식으로 협동 로봇에게 "목소리"를 부여할 수 있다 (그림 3).
그림 3: 자동화된 조립 라인의 협동 로봇은 표시등을 사용하여 작동 상태와 안전 구역을 명확하게 알림으로써 인간-기계 간의 안전한 상호 작용과 효율적인 워크플로우를 가능하게 한다. (출처: Banner Engineering)
이러한 "표현력이 풍부한 조명"은 협동 로봇 및 모바일 로봇이 사람과 더 효과적으로 소통하도록 도울 수 있다. 2015년 연구[1]에서 Baraka, Paiva, Veloso는 모바일 서비스 로봇에 프로그래밍 가능한 스트립 라이트를 사용하여 "사람의 입력 대기 중", "장애물에 막힘", "작업 진행 상황 표시"와 같은 상태를 나타낼 것을 제안했다. 이 연구는 주로 서비스 로봇에 중점을 두었지만, 산업 환경의 협동 로봇에도 동일한 아이디어를 적용할 수 있다.
조명 + 표시 기구가 타워 라이트를 대체해야 하는가?
그렇지 않다. 조명과 표시를 결합한 기구는 전통적인 표시등을 대체하기보다는 보완하도록 설계되었다. 타워 라이트와 표시등은 시각적 공장(visual factory)을 위해 여전히 필수적인 요소로 남을 것이다. 장비 제작업체와 제조업체는 이미 사용 중인 표시등의 기능을 전략적으로 강화하기 위해 조명 및 표시 결합 기구의 도입을 고려해야 한다. 공장 관리자는 다음 질문들을 바탕으로 이러한 기구를 어디에 활용하는 것이 최선인지 결정할 수 있다.
- 문제의 원인을 신속하게 파악하기 어렵게 만드는 타워 라이트나 대형 기계가 많은 구역이 있는가? 타워 라이트와 결합 시, 빛이 넓게 분산되는 긴 스트립 라이트를 통해 멀리서도 문제 구역을 신속하게 식별하고 적시에 해결하도록 도울 수 있다.
- 작업자가 다른 표시등을 무시하고 있거나, 지속적으로 시선을 아래로 향한 채 주변 시야에만 의존하여 기존 표시등을 확인하는 구역이 있는가? 워크스테이션 바로 위에 유색 스트립 라이트를 설치하여 작업자에게 필요한 추가 조명을 제공하는 동시에, 주의가 필요할 때 작업 공간 전체의 색상을 바꾸는 방법을 고려하라.
- 보행자와 모바일 장비가 공유하는 일반적인 교차로, 오버헤드 도어 또는 게이트가 있는가? 특히 통행량이 많은 구역의 경우, 진행이 안전한지 또는 불안전한지를 색상으로 나타내는 긴 스트립 라이트를 통해 통제된 교차로나 출입구를 조성하는 것을 고려하라. 다른 표시등과 비교하여 빛이 넓게 퍼지기 때문에 주의가 필요한 상태를 놓치기 어렵다.
맺음말
결합된 조명 및 표시는 OEM 및 최종 사용자에게 새롭고 흥미로운 가능성을 제공한다. 단순한 트렌드를 넘어, 조명 및 표시 결합 기구는 OEM이 자사 장비를 돋보이게 만들 뿐만 아니라 고객에게 다른 시각적 표시기의 기능을 크게 확장하는 이점을 제공한다.
출처
[1]https://www.cs.cmu.edu/~mmv/papers/15robot-BarPaiVel.pdf
저자 소개
에마뉘엘 켈리에(Emmanuel Quellier)는 Banner Engineering EMEA의 디지털 유통 및 마케팅 디렉터다. 그는 현장 영업 엔지니어로 시작해 제품 관리자, 수직 시장(vertical market) 비즈니스 개발 및 영업 구역 관리자로 역할을 옮기며 산업 자동화 분야에서 25년의 경험을 쌓았다.
기업 소개
Banner Engineering은 센서, 스마트 IIoT 및 산업용 무선 기술, LED 조명 및 표시등, 측정 장비, 기계 안전 장비, 바코드 스캐너, 머신 비전 등 산업 자동화 제품을 설계 및 제조한다. 이 솔루션들은 식품과 의약품에서부터 자동차와 전자제품에 이르기까지 사람들이 일상에서 사용하는 수많은 제품을 생산하는 데 기여하고 있다. 전 세계 어디선가 2초마다 한 번씩 Banner의 고품질 신뢰성 높은 제품이 설치되고 있다. 1966년 미니애폴리스에 설립된 Banner는 10,000개 이상의 제품군을 보유하고 5개 대륙에서 사업을 운영하며, 5,500명 이상의 직원 및 파트너로 구성된 글로벌 네트워크를 갖춘 업계 선도 기업이다. 혁신을 향한 헌신과 고객 중심의 서비스를 통해 Banner는 전 세계 고객에게 스마트 자동화 기술을 제공하는 신뢰받는 기업으로 자리매김했다.