Auto-makers can only remain competitive by producing high quality vehicles in an efficient way. In designing a production line, one of the most important objectives of digital manufacturing is to verify design errors as early as possible. In terms of the cost and time saving, it is very essential to start the construction of a production line with a proven design which is error-free. Likewise, this paper aims to implement PLC verification using an example. The verification in automobile manufacturing means verifying PLC program, which control automatic devices. In this paper, we built a virtual factory to implement PLC simulation and introduced verification procedure using PLC Studio. Finally, we can prove the availability for the PLC verification.
Digital manufacturing could be very effective in shipbuilding in order to estimate the process time, to improve the operation efficiency, and to prevent bottleneck processes in advance. The subassembly process having done research consists of piece arrangement, tack welding, robot welding, manual welding and so on. The robot welding of them was the focus of the simulation. The analysis and modeling were carried out by using UML (Unified Modeling Language) as well as $IDEF\phi$ (Integration DEFinition). The characteristics of the process resources were analyzed using the shipyard data, and the layout of the subassembly line was designed with the resources. Using the constructed resource and process model, the productivity and efficiency of changed robot welding stage were investigated. It was simulated how much the variations in the resource performance have influence on improvement of productivity. One of the important outputs in this simulation was the cycle time during a certain period's work. The cycle time prediction was also undertaken for the different torch and the different piece arrangement. The proposed model was established three-dimensionally in a digital environment so that interferences among objects and space allocations for the resources could be easily investigated.
스마트 팩토리(Smart Factory) 고도화의 핵심으로 평가되는 디지털 트윈(Digital Twin)은 현실 세계의 자산과 동일한 속성 및 기능을 가지는 디지털 복제본을 가상의 세계에 구현하는 기술이다. 디지털 트윈 기술이 적용된 스마트팩토리는 생산공정의 실시간 모니터링, 생산공정 시뮬레이션, 생산설비 예지보전 등의 서비스를 지원할 수 있어 생산비용 절감 및 생산성 향상에 기여할 것으로 기대된다. AAS(Asset Administration Shell)는 디지털 트윈을 구현하기 위한 필수 기술로, 현실의 물리적 자산을 디지털로 표현하는 방법을 제공한다. 본 논문에서는 스마트팩토리 내 생산설비를 자산으로 간주하여, 운용 중인 실시간 CNC(Computer Numerical Control) 모니터링 시스템에서 활용할 제조 데이터 수집을 위한 AAS를 설계하였다.
Very special and tentative considerations including emotional aspects are required to apply any new mechanism and methodologies for manufacturing fields due to several reasons. This study reviews the characteristics of manufacturing collaborations through specific cases applied digital engineering to enhance the collaboration performance in manufacturing domains. Two cases of collaboration related with automotive manufacturing process are analyzed to extract meaningful insights for better collaboration model suggestions. The first case deals the robot simulation to find out advance errors in jig and fixture design during the various welding process of body-in-whites. The effective communication protocol to share their idea and agreed schedules are essential for this collaboration. More severe requirement of collaboration between R&D and manufacturing departments are studied in the second case for e-coating process. The invisible barriers among different departments are lowered by the process application of Computer Aided Engineering which can make sure their own interesting effectively. Those technical and managerial suggestions can be used when the information system and standard process are sought to implement and update not only when innovation projects are executed.
Applying human engineering simulation to analyzing work capability and movements of operators during manufacturing is highly demanded. However, difficulty in modeling digital human required for simulation makes engineers to be reluctant to utilize human simulation for their tasks. This paper addresses such problem on human engineering simulation by developing the technology to automatize human modeling with multiple Kinects at different depths. The Kinects enable us to acquire the movements of digital human which are essential data for implementing human engineering simulation. In this paper, we present a system for modeling automation of digital human. Especially, the system provides a way of generating the digital model of workers' movement and position using multiple Kinects which cannot be generated by single Kinect. Lastly, we verify the effects of the developed system in terms of modeling time and accuracy by applying the system to four different scenarios. In conclusion, the proposed system makes it possible to generate the digital human model easily and reduce costs and time for human engineering simulation.
최근 모델링 및 시뮬레이션 분야에서는 HLA에서 정의하듯이, 여러 가지 시뮬레이션이 동일한 환경에 참여하여 동시에 상호작용 하는 분산 시뮬레이션을 추구하고 있다. 따라서, 이미 모델링 되어 있는 데이터를 재사용하고 확장할 수 있는 방법이 중요해지고 있다. 미국 국방부에서는 이러한 목적으로 합성 환경의 표현과 교환을 위해 SEDRIS와 같은 표준 개념들을 만들고 있으며, 산업계에서의 모델링 및 시뮬레이션 영역에서도 역시, 호환성과 원가절감의 측면에서 표준의 개념을 도입하기 위한 노력이 진행되고 있다. 본 연구에서는, 상업용 디지털 생산 시뮬레이션 솔루션인 DELMIA에서 사용하는 데이터와, 합성 환경의 표준인 SEDRIS 데이터간의 매핑 방법을 설계하고 구현하였다. 이를 통해, 환경 데이터의 표준 기술인 SEDRIS를 DELMIA와 같은 상업용 디지털 생산 시뮬레이션 데이터를 표현하고 교환하는 표준으로서 활용의 가능성을 검토하였다.
Nowadays, manufacturing industry has been making its effort not only for productivity elevation but also for cost reduction in order to survive in the global market which is more and more challenging. In this paper, the method for planning of digital manufacturing system is proposed and door trim assembly system is determined as the subject of our research. First of all, the process sequence is generated based on the product analysis. And, the static and dynamic relationships between system components are represented using IDEF0 and UML model. The working time is estimated through the regression analysis based on MODAPTS method. According to the system configuration strategy, initial concept system layout is implemented 3D virtual environment. The problems caused by bad working motions are detected and modified through the ergonomic analysis using RULA method. According to proposed procedure, digital door trim assembly system is implemented in DLEMIA.
Shipbuilding process takes a long time for producing final products, and needs many different resources. Because of these characteristics, it has been studied about shipyard simulation and virtual manufacturing that is able to implement the virtual manufacturing process. However, among the previous researches, it requires considerable time and effort to construct simulation model since the systematic methodology has not been used for simulation modeling. Also, reusability of constructed simulation model was low. Therefore, this research defines the method to construct shipyard simulation system using the process-centric simulation modeling methodology and shipyard simulation framework. This paper also validates the utility of this methodology through applying to construct simulation model for the shipyard master plan validation.
본 논문에서는 ICT(Information Communication Technology) 기술을 이용하여 스마트팩토리 기반 CPPS(Cyber Pysical Production System)를 활용한 Digital-Twin 플랫폼 개발과 관련된 연구를 제안한다. 본 연구를 통해 개발된 플랫폼은 선행 제조 공정 계획 단계부터 BOP(Bill of Process) 관리 기능을 포함하여 P3R(Product, Process, Plant, Resource)을 연계한 3D Model 시뮬레이션 기능을 수행한다. 또한 생산 공정, 설비, 레이아웃, 생산량 예측이 가능한 Digital Twin 플랫폼을 제안한다. 본 논문을 통해 제안된 플랫폼은 초기 계획 설계 단계에서부터 제조, 생산, 운영 및 유지보수 단계까지의 전체 스마트팩토리 제조 공정을 관리할 수 있는 특징을 제안하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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