고정위치 생산 방식과 이를 개선한 흐름 생산 방식의 생산성을 비교하기 위해 데크하우스 선행의장 공정의 사례를 이용하여 이를 비교 분석하였다. 현재의 선행의장 공정 시스템은 고정위치 생산을 하고 있으며, 여기서는 블록이 한 구역을 점유하고, 작업이 완료 될 때까지 이동하지 않는다. 반면 개선된 흐름생산시스템에서는 블록이 이동하며 작업자와 장비는 움직이지 않는다. 시뮬레이션 결과 제안된 생산시스템에서 블록의 이동시간과 대기시간을 고려하지 않았을 때는 블록의 생산량이 거의 증가하지 않았다. 그러나 흐름생산에서는 작업을 위한 장비와 작업자의 이동과 대기시간이 거의 없어, 작업장의 작업시간의 변동성을 줄일 수 있다면 흐름생산이 고정위치 생산 시스템을 대체하는 보다 더 우수한 대안이 될 수 있음을 보였다.
로봇의 어원은“로보타(Robota)"로 체코의 유명극작가 카렐차펙이 1920년에 쓴 희곡에서 처음 소개되었으며, 이는 체코어로 "강제적 노동 또는 노예"를 뜻한다. 로봇의 생산은 1980년대부터 본격적으로 시작되었으며, 2000년까지는 주로 산업현장에서 용접, 도장, 조립과 같은 작업을 수행하는 산업용 로봇이 생산되었다. 이들 로봇은 사람이라면 쉽게 지치거나 부주의해지기 쉬운 단순 반복작업을 고정된 위치에서 지정된 작업을 반복적으로 수행하도록 설계되어 사람보다 더 빠르고 정밀하게 일을 수행함으로써 생산성 향상에 중요한 역할을 담당하였다.
고정 지립, 즉 지석으로 경면 가공한 새로운 연삭 가공법이 확립되면서 또한 초정밀한 운동 정밀도를 가진 기계 요소와의 결합에 따라 광학 부품이 나 전자 부품에 이용되는 기능성 재료를 고품위·고능률로 경면 가공하는 초정밀 연삭 기술로 계속 발전하고 있다. 유리 지립을 이용하는 연마 가공이 고정 지립화의 필요성이 요구되는 현실을 받아들이고, 새로운 연삭 기술은 가공 품위, 형상, 거칠기, 정밀도, 능률 등의 성능을 종합적으로 최적화하는 초정밀 연삭 기술로서 그 위치를 다지기 시작한 것으로 인식되고 있다. 이러한 기술의 하나로[ELID 연삭법]이 있는데, 본 기술은 최근 다양한 공업 생산에 실용화되기 시작하면서 많은 연구 개발 분야에서도 확립되기 시작했다. 본 고에서는 ELID 연삭법의 원리, 효과, 적용 그리고 장치와 응용에 대해 설명한다.
컴퓨터 모니터용 Color Display Tube (CDT)와 TV수상기용 Color Picture에 모두 사용되는 부품인 shadow mask는 전자총에서 발생된 전자빔이 Screen에 이르기 바로 전에 위치함으로써 화질에 지대한 영향을 미친다. 이러한 shadow mask의 제작 기술은 발전을 거듭하여 현재는 한 쌍의 working pattern을 사용하여 생산하는 방식이 사용되고 있다. 본 논문에서는 를 고정밀 하고 고정시키는 자동 장비의 개발 사례를 소개 한다.
생산현장 업무에서는 측정검사업무의 비중이 크다. 측정검사의 업무는 품질향상을 위한 활동이며 또한 고부가가치의 제품을 위해서도 중요하다. 고품질 고정밀도는 철저한 측정검사를 통하여 이루어진다. 제품의 치수를 정확히 측정하여 정밀도 있는 부품을 제작하고 불량부품이나 파손된 부품을 검사하여 제거함으로써 제품의 성은과 품질이 우수하게 인정된다. 이러한 측정검사작업의 정밀도향상, 생산성 향상을 위해서는 자동화가 필요하다. 측정검사의 자동화 (CAT : Computer Aided Testing)에는 영상처리를 이용하는 시각검사의 자동화가 중요한 분야이다. 영상처리를 이용한 시각검사의 대상은 결함검사, 두께검사, 형상칫수 검사, 물체의 위치, 방향, 종류의 파악 등이 있다.
최근 Hard Disk Drive(HDD)는 컴퓨터 산업의 발달과 함께 멀티미디어 어플리케이션의 요구에 따라 대용량화 추세에 있다. 이러한 대용량 HDD 는 고밀도, 고정밀의 track 정보가 필요하게 되고, 이는 HDD 생산에 고속, 고정밀의 Servo Track Writer(STW)를 필요로 하게 되었다. 그러나, 기존의 STW 는 PID 제어기에 공진 모드 제거를 위한 notch filter 를 사용하기 때문에 고속화에는 한계가 있어 track 정보를 기록하는 생산시간의 단축이 어렵다. 본 논문에서는 이를 위하여 기존의 STW 에 공진 모드의 여기를 최소화하기 위해 제어 입력의 profile 을 설계하는데 convex optimization 을 이용한 최적화 기법을 사용하였다. 이렇게 설계된 제어 입력은 플랜트의 공진 모드가 존재하는 주파수 대역에 에너지를 최소화시켜 공진 모드의 영향을 적게 받는다. 그 결과로 빠른 settling time 과 위치 정밀도가 향상된다. 그 효과는 모의 실험을 통해 검증하였다.
기계산업의 발달과 함께 꾸준히 공작기계의 발달에 발맞추어 절삭가공 공구도 꾸준한 발전을 요구받아왔다. 점차로 기계가공이 고정밀도를 요구하고 원가절감을 위한 생산성의 극대화를 오래전부터 추구한 결과 공작기계의 위치정밀도의 향상과 고강성구조 및 computer와 robot의 발달에 따른 CIM(Computer Integrated Manufacturing)이 가능하게 되었다. 그에 따른 절삭가공의 최첨병인 절삭공구의 성능도 꾸준히 발전되어 왔다. 아무리 공작기계의 정도 및 강성이 뛰어난다 할지라도 공구의 성능이 따라가지 못할 때에는 그앞의 모든 노력이 결실을 거두기는 어렵다. 절삭공구에 요구되는 성능을 요약하면 첫째로 고정밀 가공용공구, 둘째로는 생산성을 높일 수 있는 공구(즉 고속, 고이송에서 수명이 긴 공구), 그리고 세째로는 산업의 다양화에 따른 피삭재의 변화에 민감한 공구, 즉 난삭재 가공이 가능한 공구로 분류할 수 있다.
정지궤도에 위치한 위성에 있어서 지구에 의한 식은 일년에 두 기간에 걸쳐서 정기적으로 발생한다. 반면에 달에 의한 식은 궤도의 위치에 따라 불규칙적으로 발생하다. 식이 일어날 때 위성은 태양을 이용한 전력생산을 할 수 없게 되기 때문에 식시간에 대한 예측은 정지궤도상의 통신위성 또는 방송위성을 운용하는데 있어서 매우 중요하다. 본 연구에서는 정지위성을 공칭위치에 고정시켜 놓고, 적도 좌표계에서 태양과 달의 시간에 따른 위치를 계산함으로써 지구와 달에 의한 식을 예측하였다. 또한 정지위성의 위치유지 각 한계점에서의 식을 예측해서 궤도위치에 따른 식시간과 식깊이를 비교해 보았다. 정지궤도상의 위성은 1995년에 발사될 동경 $116^{\circ}$의 무궁화 위성으로 하였다.
고정밀도와 높은 생산성을 갖는 가공방법은 좋은 제품을 값싸게 제작하여야 하는 당면과제를 해결하기 위하여 필수적인 조건이 되었다. 이를 위하여 우선적으로는 공작기계가 고강성과 고속용 스핀들을 지녀야하며 정밀한 신속한 위치제어가 가능해야한다. 이와 더불어 절삭가공의 최첨병인 절삭공구가 고속가공에서 고정밀도와 오랜수명을 보장하는 우수한 성능 또한 가장 중요한 요소중의 하나이다. 이를 위하여 고속도강으로부터 시작하여 초경합금, ceramic, CBN & PCD 공구로 이르는 고속용 재종개발이 계속되었고 또한 절삭저항의 감소와 원활한 칩배출을 위한 형상개발이 꾸준히 이루어져왔다. 이와 함께 주어진 공작기계와 공구를 사용하여 최고의 효율과 정밀도를 유지할 수 있는 최적의 절삭조건의 선정과 적용 또한 중요하다.
일정한 시간이 지나면 제품으로서의 가치가 사라지게 되는 단일기간 재고품목들은 생산된 직후 전량 각 고객들에게 주어진 납기에 맞추어 효율적인 분배가 요구된다. 본 연구에서는 고객들은 다수 종류의 제품을 주문할 수 있으며 제품종류별 분리배송을 허용하는 상황에서 생산비, 수송비, 납기위반비, 차량고정비를 최소화하기 위한 생산순서 및 차량경로를 수립함을 목적으로 한다. 이에 대한 해법으로써 진화개미해법을 개발하였다. 개발된 해법의 성능평가를 위해 각 고객의 위치, 주문 제품 종류, 주문량들을 다르게 하여 구축한 실험문제에 대하여 유전알고리듬해법과 비교실험을 수행하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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