대한산업공학회/한국경영과학회 1993년도 춘계공동학술대회 발표논문 및 초록집; 계명대학교, 대구; 30 Apr.-1 May 1993
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pp.520-529
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1993
생산시스템의 효율적 설계/구축/운용에 상용 시뮬레이션 소프트웨어가 최근 급속히 이용되고 있다. 특히 복잡한 논리에 의해 제어되는 FMS(Flexible Manufacturing System)의 시뮬레이션에서는 동적인 상태변화의 파악이 중요하며, 거의 유사한 하드웨어와 소프트웨어의 조합에 의해 시스템이 구축될 수 있다는 특징을 가지고 있다. 본 연구에서는 FMS모델 구축에 필요한 구성요소를 갖추고 있는 상용시뮬레이션 소프트웨어를 생산시스템 구축 및 운용모델 설계에 이용한 사례를 소개하고자 한다.
병행 엔지니어링 설계 생산 시스템의 특성에 관해서 논의되었다. 시스템의 구조는 설계자와 설계 Agent (혹은 모듈)들 간에 제품설계에서 제작 . 생산에 이르는 일련의 과정을 손쉽게 처리할 수 있도록 구축되었다. 특이한 것은 중앙에 지식 베이스를 둠으로써 각 Agent들 간의 정보교환을 용이하게 하고, 또한 필요한 정보를 서로 공유함으로써 정보 간의 연관성 유지 및 상호 보완 관 계를 극대화하였다. 이 글에서는 병행 엔지니어링 시스템의 구체적인 설명을 위해 간단한 기계 조립품의 설계 제작 과정상에서 각 Agent들이 어떻게 서로 정보 교환을 하는지 보이고자 한다.
설계분야의 중요성은 신차 개발에 소요되는 부문별 비용들과 그들이 성능 및 생산성에 미치는 영향을 보여주는 그림 1을 통하여 명확히 설명될 수 있다. 이는 설계부문에 소요되는 비용이 다른 부문에 비해 적지만 성능 및 생산성에 미치는 영향은 지대함을 보여주며, 국내 산업체도 그 중요성을 인식하고 연구개발 투자의 비중을 높여가고 있다. 그런데, 국내 산업체의 현황을 살펴보면, 설계는 부품별 혹은 해석 분야별로 나뉘어 여러 설계부서들에서 이루어지며, 결과를 종합하는 단계에서 서로 상충되는 결과가 나타나면 관리자의 판단이나 부서간 협의에 의하여 재 설계하는 과정을 반복한다. (중략)
품질이 우수한 에어콘 제어기 콘트롤라를 생산하기 위해서는 기본적인 설계에서 한층 진보된 설계기법과 광도에 맞는 PCB(Printed Circuit Board)를 선택하여야만 생산성 향상과 안정성을 확보할 수 있다. 이는 설계의 다양한 기법과 전문성을 요구함으로써 해결될 수 있다. 정보화 사회의 구현에 맞추어 전기 및 전자산업의 빠른 속도로 변화함으로써 개발자도 여러 가지 기법과 낑산성, 신뢰성을 고려하여 설계할 수가 있어야 하겠다.
일반적으로 시설을 설계함에 있어서 고정하중(자중)은 부재단면이 결정되기 전이므로 추정에 의한 값을 사용한다. 그러나 생물생산시설에 관한 기준이 마련되어 있지 않기 때문에 국내 실정에 맞는 자료가 요청된다. 또한 구조설계 과정은 복잡하고 전문적 지식을 요하므로 전문가에 의해서 수행된다. 그러나 생물생산시설의 규모나 형태는 비슷한 경우가 많으므로 대표적인 몇가지 시설에 대하여 구조해석을 실시하고, 이것을 일반화함으로써 비전문가인 농민이나 생물생산분야 종사자가 간편하게 시설의 구조적 안전성을 진단할 수 있을 것으로 생각한다.(중략)
사용자 고유의 공정설계 노하우는 설계 도면정보에서 가공정보로의 변환의 일관성 유지를 어렵게 하고 또한 그 기술획득에 많은 시간을 필요로 한다. 가공방법과 가공기계가 결정된 후, 세부 작업내용, 작업순서, 절삭공구, 절삭조건, 공수 등을 결정하는 밀링 작업계획 모듈을 공작기계 부품을 대상으로 개발하였다. 설계 도면정보를 특징형상에 따라 입력하여 최적절삭조건 모듈 및 I/MILL 상용 프로그램의 도움을 받아 작업지시서와 NC 프로그램을 출력한다. 특징형상을 중심으로 작업계획 생산정보의 입/출력 내용과 작업계획 항목을 결정하는 본 시스템 개발을 통해 생산정보 통합 기술에 대한 이해를 기대한다.
공정계획(process planning)은 제품설계를 완료한 다음에 계획된 제품을 생산하기 위한 소재의 변환과정에 대한 계획으로 전체적인 생산공정에 관한 거시적 의사결정 단계인 공정설계(process design) 단계와 각공정의 포함된 구체적인 작업에 관한 미시적 의사결정단계인 작업설계(operation design) 단계를 포함한다.(중략)
제품의 설계, 생산, 운영/제어과정에서의 신속화, 고효율화, 저비용 등을 실현하기 위한 방법으로서 가상생산이 일반화되고 있다. 즉, 생산활동의 전 분야에 걸쳐서 인간의 의사결정을 신속하고 정확하게 할 수 있도록 지원하는 환경인 것이다. FMS 분야에서도 FMS 설계, 제어 및 운영단계에서 이와 같은 가상생산 개념이 적용될 수 있다. 컴퓨터 시뮬레이션을 이용한 FMS 설계분석은 이러한 대표적인 예이다. 본 연구에서는 FMS 운영단계에서 FMS 운영자에 의하여 사용되는 FMS 시스템 컨트롤러에 대하여 가상생산 개념을 적용하여 실제의 FMS 없이 FMS 운전과 스케줄링을 모의로 실행할 수 있는 FMS 가상 시스템 컨트롤러를 개발한 내용과 이의 활용에 대하여 간략하게 소개하고자 한다.
금속성형공정은 칩의 발생 없이 금속의 모양을 큰 소성변형으로 유용한 임의의 형태로 변화시키는 금속가공의 한 분야로써 제품을 생산함에 있어서 생산에 소요되는 시간을 최소로 줄이면서 기계적 성질이 우수한 제품을 생산하는 방법이다. 소성가공 공정에서 성형하중은 금형의 파손 및 마모에 영향을 미치고, 금형이 과도한 탄성변형으로 인한 제품의 치수 정밀도 저하시키기 때문에 성형하중 저감 설계는 소성가공 공정 설계에서 중요한 인자로 작용하고 있다. 원통형 제품을 성형하는데 주로 이용되고 있는 압출공정은 펀치 진행 방향과 동일한 방향으로 제품이 성형되는 전방압출 공정과 펀지 진행 방향과 반대로 제품의 성형되는 후방압출 공정으로 구분된다. 후방압출공정은 튜브 형성의 제품, 포장용 캔 및 변속장치 부품등을 생산하는데 주로 사용되는 공정으로서, 우수한 표면상태, 치수정밀도 및 향상된 기계적 성질을 얻을 수 있으며 높은 생산성과 낮은 제조원가를 얻을 수 있는 장점이 있다.
컴퓨터통합생산시스템을 설계하고 성공적으로 구현하기 위해서는 기업내/외부의 모든 관련 활동 등의 기능(function)과 다른 활동과의 연관 관계, 정보흐름 등이 명확히 분석되어야 한다. 본 연구에서는 기능분석 도구인 자료흐름도(Data Flow Diagram)를 사용하여 현재 추진 중인 G7첨단 생산시스템 프로젝트 내의 활동을 분석하고 이들을 통합, 연계 방안에 대하여 고찰하고자 한다. 또한 제안된 CIM 준거모형과의 비교를 통하여 과제들의 연관성을 파악해 보았다. 이러한 분석은 관련 활동들의 연관성 파악뿐 아니라 개방형통합생산시스템의 구조설계의 기초 자료로 활용될 수 있을 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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