디지털 도구 관리:여러 개념이 통합되기 시작했습니다.

설계 및 가공의 디지털화에 중점을 두면서 보다 정교한 디지털 공구 관리(DTM) 시스템의 중요성과 이점이 강조되었습니다. 이로 인해 일반적으로 수용되는 시스템 정의와 관련하여 상당한 수준의 차별화와 혼란이 발생했지만, 그 결과 보다 포괄적이고 보다 고객 중심적인 목표와 기능의 발전이 이루어졌습니다.

하드웨어와 소프트웨어를 모두 포함하는 제조 분야의 많은 초기 개발은 프로세스를 방해하는 빌더와 개발자 간의 기업 경쟁으로 표시되었지만 도구 관리 시스템의 발전은 훨씬 더 협력적이어서 더 빠르고 더 효과적이었습니다.

DTM 개발에 영향을 미치는 동인은 다음과 같습니다. 자동화 시스템의 도구 관리 필요성과 작업장 수준에서 중소 규모의 복잡한 부품 생산이 증가하고 있습니다. ISO 13399와 같은 표준의 수립; MTConnect와 같은 협력 프로그램 및 Industry 4.0의 우산 아래 여러 하위 프로그램; 효율성, 유연성 및 필요한 경우 여러 공급업체 관계를 제공하는 시스템에 대한 고객의 요구

현재 시스템 제품은 제한된 기능을 수행하는 개별 모듈에서 CAM 스테이션에서 작업 현장까지 확장되는 전체 패키지에 이르기까지 다양합니다. Siemens PLM Software(Plano, TX)의 제조 데이터 관리 스타트업 리더인 Corsin Buerer는 다음과 같이 말했습니다. 자동화의 요구에 부응하고 툴링을 CAM 기능에 통합하는 기능. 물론 우리가 서비스하는 고객의 범위 때문에 개별 제조업체의 요구 사항에 맞는 다양한 구성을 제공할 수 있어야 합니다.”

Zoller Inc.(미시건주 앤아버)의 사장인 Alexander Zoller는 DTM 시스템을 모든 관련 제조 프로세스에 대한 "디지털 트윈"으로 시각화합니다. “저희 시스템에는 디지털 트윈 툴링 라이브러리와 기계, 툴 홀더, 툴 사양, 형상 및 프로세스 전반에 걸쳐 필요한 기타 데이터를 포함하는 완전한 가공/툴링 기능 정보가 포함되어 있습니다. 정보는 CAM 프로그래머에서 생산 관리에 이르기까지 모든 사람이 사용할 수 있어야 합니다."

Sandvik Coromant(Fair Lawn, NJ)의 미주 디지털 가공 영업 이사인 Jeff Rizzie는 새로운 DTM 시스템에 중요한 기능을 평가할 때 광범위한 관점을 취합니다. “많은 제조업체가 일반적으로 도구를 보충하기 위해 기본 최소/최대 시스템으로 시작하지만, 우리는 완전한 기능 시스템의 개발이 미래에 필수적이라고 생각합니다. 이러한 시스템을 구축할 때 우리의 주요 목표는 고객이 해당 정보를 소비하는 방식에 따라 데이터를 제공하는 더 나은 방법을 제공하는 것입니다.”

고객 민감도는 프로세스에 매우 중요합니다. TDM Systems(Schaumburg, IL)의 북미 담당 이사인 Gregg Bigleman은 "저희 제품에는 제조 공정과 관련된 모든 정보 및 프로세스의 완전한 통합이 포함됩니다."라고 말했습니다. “이를 통해 기업은 지능형 디지털 연결 생산으로 더 쉽게 전환할 수 있습니다. 중요한 요소는 모든 것이 단일 소스 데이터베이스에서 나온다는 것입니다.”

Seco Tools LLC(미시건주 트로이)의 STEP 기술자 Tyler Martin도 도구 데이터의 가용성을 필수 요소로 보고 있습니다. “데이터의 용이한 가용성이 중요합니다. 우리는 클라우드에서 다운로드할 수 있는 모듈을 통해 도구 정보를 제공합니다. ISO 13399를 준수함으로써 고객이 필요할 때 정확한 정보가 제공되고 이해하기 쉬울 것이라고 확신합니다.”

Walter AG(독일, Tübingen)는 초기에 도구 관리 시스템을 옹호했으며 오늘날에는 대규모 고객에게 전체 서비스 기능을 제공합니다. 디지털 제조 관리자인 Florian Böpple은 다음과 같이 말했습니다. 오늘날 당사의 물류 시스템은 도구 관리 기능을 오프로드할 수 있도록 하는 전체 패키지를 통합함으로써 회사와 파트너 관계를 맺을 수 있도록 합니다. 가장 높은 확장 상태에서 우리는 직원을 고객에게 상시 배치하고 모든 도구를 구매합니다. 일부는 경쟁업체로부터도 포함됩니다. 우리는 기계의 사전 설정, 기술 작동 및 최적화를 처리합니다. 이를 통해 제조업체는 핵심 비즈니스에 집중하고 도구 관리는 전문가에게 맡길 수 있습니다.”

대응 수단으로서 DTM은 제조의 발전과 관련 툴링 회사의 비전을 결합하는 방식으로 진화할 것입니다. Alexander Zoller가 간결하게 표현한 것처럼 "기능적으로 매년 새로운 시스템이 있을 것입니다."

TDM System의 Bigleman은 지속적인 효율성을 제공할 "전 세계 어디에서나 여러 시설을 연결"해야 할 필요성을 강조했습니다. Siemens의 수석 제품 마케팅 관리자인 Buerer는 DTM의 시작부터 논리적인 발전을 강조했습니다. 여기에는 제조 프로세스 내의 모든 도구의 위치와 인벤토리의 도구가 모두 포함됩니다. 이는 진행 중인 생산 환경에서 지속적인 문제를 제기하기 때문입니다.”

샌드빅 코로만트의 Rizzie도 시스템 개발 경로를 언급했습니다. “역사적으로 도구 관리 시스템은 도구 인벤토리 및 해당 업데이트의 정적 계산을 기반으로 했습니다. 현대 환경에서 이것은 더 이상 사용되지 않으며 우리는 기계 상태를 포함한 실시간 데이터에서 동적 추세로 이동해야 합니다. 사실상 우리는 개별 시스템에서 대화형 시스템으로 이동하고 있습니다.”

Walter는 도구 관리 "콕핏"을 사용하여 다중 채널 개념을 위해 노력하고 있습니다. Böpple은 다음과 같이 설명했습니다. “조종석은 성과 기준을 설정하여 전체 프로세스에서 확실한 절감을 정의하기 위해 시간 경과에 따른 경제 관리 보고서를 개발할 것입니다. 분명히, 물류 도구 데이터를 아는 것은 고객에게 달려 있지 않습니다. 당사의 전문 지식을 통합함으로써 특히 가공 공정과 관련하여 보다 의미 있고 효과적인 정보를 제공할 수 있습니다. 추가 조종석은 Walter에서 공구 성능을 개선할 수 있는 성능 데이터를 제공할 것입니다.”

고객 입력 및 요구사항

디지털 도구 관리 시스템의 개선에 있어 중요한 요소는 고객의 입력과 요구입니다. 고객의 요구와 도구 제조업체의 경험에서 비롯된 합성은 DTM 시스템의 보다 표준적인 기능을 확장하는 데 가장 중요한 기여자로 떠오르고 있습니다.

Seco Tools의 Martin은 CAM 시스템에 적용할 수 있는 개선된 도구 데이터 라이브러리에 대한 요청을 인용했습니다. "CAM 기능은 도구 관리 시스템이 잠재력을 최대한 발휘하는 데 절대적으로 필요합니다."
Zoller는 다음과 같이 말했습니다. 예를 들어, 일반적으로 특정 도구를 검색하는 데 시간 낭비가 감지됩니다. 적절한 통제를 도입함으로써 우리는 그 문제를 해결할 수 있습니다. 우리는 또한 3D 애플리케이션과 휴대폰과 태블릿을 통해 통신할 수 있는 모바일 기능에 대한 다른 요청도 보고 있습니다.”

DTM 설치를 고려하는 신규 고객은 여러 가지 요구 사항을 제시하며 다양한 방식으로 응답할 수 있습니다. TDM Systems의 Bigleman은 다음과 같이 말했습니다. “오늘날의 고객은 항상 더 많은 제조 프로세스를 DTM 시스템으로 확장하고 포함하기를 원합니다. 따라서 잠재적인 신규 고객은 간단한 "볼트온" 기능 향상을 통해 프로세스의 어느 곳에서나 디지털 제조 환경에 들어갈 수 있습니다. 초기 단계가 완료되면 데이터나 효율성을 잃지 않고 업스트림 또는 다운스트림으로 확장할 수 있습니다."

Rizzie는 동의했습니다. “샌드빅 코로만트에서는 추가 애플리케이션을 연결할 수 있는 스타터 플랫폼을 찾고 있습니다. 그러나 이러한 맥락에서 벤더는 각각의 새로운 애플리케이션이 가치 흐름에 추가되는 방식을 입증해야 합니다.”

DTM의 초기 개발 단계는 주로 주요 OEM 및 이에 상응하는 대형 툴링 제조업체의 영역이었지만, 업계도 마찬가지로 다수의 소규모 툴링 회사로 채워져 있으며 이들 중 다수는 최종 사용자, 특히 작업장과 판매 및 자문 관계를 모두 유지합니다. 그리고 더 작은 제조업체. 디지털화를 향한 움직임은 필연적으로 해당 리소스에 어떤 일이 일어날지에 대한 질문을 제기합니다.

Walter의 Böpple은 DTM만큼 표준화로 인해 "흔들림"이 올 것으로 보고 있습니다. “저급 공급업체와 프리미엄 공급업체 사이에 지속적인 투쟁이 있었습니다. 하단에 있는 사람들은 어떤 역량으로든 시스템으로 이동할 동기가 없습니다. 그들의 가장 큰 위협은 도구, 특히 상품 수준의 도구가 점점 더 유사해지고 있다는 사실에서 비롯됩니다.”

Zoller는 주요 요구 사항을 충족하는 소규모 회사를 위한 자리를 구상합니다. “소규모 회사는 더 효율적이어야 합니다. 우리는 우리와 같은 회사와 협력하여 소규모 고객 기반을 커버할 수 있는 기회를 봅니다. 실제로 그들은 카탈로그와 데이터베이스를 작성합니다.”

대형 DTM 제공업체와 소형 공구 제조업체 간의 격차를 메우는 서비스 회사도 늘어날 것으로 보입니다. Buerer에 따르면, “자신의 위치를 ​​유지하고 심지어 성장하는 데 진지한 기업은 데이터를 보강할 수 있는 공급업체에 액세스할 수 있습니다. 또한 나사 밀링과 같은 특정 툴링 분야를 전문으로 하는 소규모 제조업체도 틈새 시장을 찾고 DTM을 제공하는 대기업과 파트너 관계를 맺는 추가적인 이점을 얻게 될 것입니다.”

Martin은 소규모 제조업체의 생존과 성장에 중요한 요소를 언급했습니다. "이러한 회사는 파트너십의 형태로 기존 시스템에 접목할 수 있을 뿐만 아니라 클라우드 덕분에 서비스 기능이 더욱 확장되고 효율적이 될 것입니다."

소규모 도구 공급업체에 대한 추가 지원은 여러 주요 업체가 통합한 개방형 플랫폼 전략의 형태로 제공됩니다. "우리는 '브랜드 불가지론자'입니다."라고 Rizzie는 말했습니다. “어떤 도구라도 우리 시스템 내에서 연결할 수 있습니다. ISO 13399 및 MTConnect와 같은 전반적인 프로그램 덕분에 모든 전공이 결국에는 이것이 사실임을 알게 될 것이라고 생각합니다.”

주요 도구 제조업체와 고객이 보여주는 DTM의 리더십과 서로 다른 운영 철학 및 기능은 확장성에 대한 문제를 제기합니다. 보다 포괄적인 시스템을 보다 컴팩트한 구성으로 편집하거나 모듈화할 수 있는 정도는 주로 고유한 목표와 원래 개발에 따라 달라집니다.

Böpple은 높은 수준의 차별화에 주목했습니다. “가장 효과적인 DTM 시스템은 정의상 포괄적이며 소규모 회사에서는 사용할 수 없습니다. 주요 기업이 즉각적인 구현이 가능하고 광범위한 청사진뿐만 아니라 주요 수정 사항이 필요한 시스템을 원하기 때문에 이러한 상황은 계속될 것입니다. 소규모 회사는 단편적인 방식으로 모듈을 구현할 수 있지만 솔직히 말해서 이는 전체적 시스템이 아닙니다.”

Martin은 "더 많은 프로토콜이 표준이 됨에 따라 DTM의 더 많은 측면을 소규모 작업에서 사용할 수 있게 될 것"이라고 예측합니다. Seco Tools의 시스템이 광범위하고 다양한 도구 라이브러리에서 파생된 여러 구성 요소의 조합으로 시작되었다는 사실은 Buerer의 말에 따르면 시스템을 "매우 확장 가능"하게 만듭니다.

장기 계획의 필요성

Bigleman은 시스템 개발에 있어 장기 계획의 중요성을 언급했습니다. “우리의 각 제안은 개별 고객의 필요에 따라 특별히 개발되었습니다. 간단하게 시작하여 단계적 구현 계획을 세우거나 처음부터 전반적인 접근 방식을 통합할 수 있습니다.”

Rizzie는 다른 접근 방식을 취하고 표준화된 구성 요소를 통합하는 중소 규모의 DTM 패키지를 소규모 작업의 요구 사항을 충족할 수 있도록 하는 유연한 다계층 경로를 구상하고 있습니다.

시스템, 모듈 및 접근 방식이 다양해짐에 따라 구현 문제도 제기되며 이는 고객의 구매 결정에 있어 결정적인 요소가 될 수 있습니다. Böpple은 DTM 성공을 위한 포괄적인 계획의 중요성을 언급합니다. “우리는 고객이 원하는 위치를 상상하도록 조언합니다. 이는 도구 관리를 훨씬 뛰어넘습니다. 전체 계획에서 전략을 도출한 다음 최고의 파트너를 선택하여 통합하고 솔루션을 구현합니다. 우리는 고객에게 변경 사항이나 과도한 데이터에 압도되는 것을 두려워하지 않도록 주의합니다. 결과는 혼란보다 훨씬 낫습니다.”

Martin은 전체 시스템을 한 번에 통합할 것을 권장합니다. 일회성 비용을 선택함으로써 고객은 예상치 못한 추가 기능을 피할 수 있습니다.”

Zoller는 "고객 측의 과도한 내부 개입에 대한 신중한 접근이 필수적입니다."라고 말했습니다. “팀을 꾸리는 것이 가장 중요합니다. 이는 시간을 절약할 뿐만 아니라 프로세스에 가장 익숙한 사람들이 내부적으로 볼 수 있도록 합니다. 그런 다음 핵심 영역의 우선 순위를 지정하고 단계적으로 구현합니다.”

Buerer는 대기업에 대한 패러다임 전환과 소규모 기업에 대한 "시작 후 확장" 전략을 옹호합니다. “대형 시스템의 성공은 준비와 훈련에 크게 의존하며 사람들은 전체 개념을 한 번에 파악하는 것이 훨씬 더 논리적이라고 생각합니다. 이것이 재정적으로나 운영상 가능하지 않은 경우 특정 부서 또는 기계 세트에서 시작하여 시스템에 대해 배우고 원하는 최종 결과를 정의한 다음 거기에서 확장하는 것이 좋습니다."

인더스트리 4.0의 영향

인더스트리 4.0 이니셔티브가 DTM 채택의 주요 원동력이라는 것은 분명합니다. 구현되는 속도와 범위는 프로토콜을 준수해야 하는 사용자의 긴급성에 따라 다릅니다.

확장과 관련하여 Buerer는 단순한 도구를 넘어선 시스템이 필요하다고 생각합니다. “기업이 자동화 기능을 높이려면 DTM의 필요성에 동의해야 합니다. 또한 디지털 시스템은 도구에 그치지 않고 고정 장치 및 게이지 관리도 포함해야 합니다.”

Zoller는 DTM을 “4.0 이니셔티브에 정확히 들어맞습니다. 모든 자원을 활용하는 유일한 효과적인 방법은 공유 시스템을 통하는 것입니다. 이는 대차대조표에 긍정적인 영향을 미치는 효율성을 촉진합니다. 오늘날의 도구실은 비용이 주도하고 있으며 우리는 완전 자동화된 로봇 도구실로 이동하고 있습니다."
Martin에 따르면, "완전히 디지털화된 제조 시스템은 반드시 필요합니다. 본질적으로 총체적. DTM은 믹스의 중요한 부분입니다. 구독자들은 인더스트리 4.0에 대해 진지합니다.”

Rizzie는 “인더스트리 4.0의 핵심은 연결성 개념입니다. 최적화된 사이클에서 공구 수명에 이르기까지 모든 것에 영향을 미치고 이를 기록하는 동적 데이터를 제공하려면 공구 관리를 상호 연결해야 합니다."

DTM의 필요성에 대한 일반적인 동의가 있지만 그러한 시스템이 어떻게 구성되고 구현되어야 하고 무엇을 포함해야 하는지에 대한 다양한 해석은 자연스럽게 이러한 프로토콜이 중장기적인 미래에 어디에 있을 것인지에 대한 시각화로 이어집니다. 추가 요소는 시스템이 새롭고 비전통적인 방법, 재료 및 기술을 포괄하거나 조정하는 방식과 관련이 있습니다.

Bigleman은 커뮤니케이션의 혁명을 예상합니다. “단기적으로 더 이상 '사일로'는 없습니다. 커뮤니케이션은 명확해야 하며 업계는 모든 프로세스, 시스템 및 부서에서 투명한 커뮤니케이션 아이디어를 수용해야 합니다. 새로운 기술이 등장함에 따라 공급자는 이 모든 것을 연결하는 소프트웨어와 하드웨어를 개발할 것입니다.”

Zoller는 "특히 고객이 자신의 도구를 제조할 수 있는 능력과 관련하여 자연스럽게 새로운 재료와 기술을 수용할 DTM 시스템의 지속적인 개발"을 예상합니다.

Böpple은 금속 절삭 산업에서 인더스트리 4.0의 단기적 리더십이 더 큰 OEM 및 툴링 회사에 의해 제공될 것이며 주요 목표로 툴 최적화를 목표로 할 것이라고 믿습니다. “도구 제조업체는 CAM, 계획, 조달 및 적용에 이르는 프로세스 흐름을 지원해야 합니다. 이렇게 하면 GPS를 사용하여 제공하므로 글로벌 제품 검색이 수반되는 경우에도 최고의 도구를 보다 효율적으로 쉽게 찾을 수 있습니다.”

새로운 기술과 관련하여 그는 특히 자동차 및 항공우주 산업에서 더 가벼운 무게와 개선된 금속 구조에 중점을 두고 더 많은 공작물을 인쇄할 것으로 예상합니다. 그러나 기존 도구는 계속 필요합니다.

Böpple은 "일부 고객은 반제품 가공물을 자체적으로 생성할 수 있는 능력을 개발하면서 동시에 마감 공정에 사용할 방법과 도구를 결정해야 합니다."라고 말했습니다. “대부분의 고객은 황삭 공정에도 여전히 적용됩니다. 특히 새로운 재료와 합금으로 인해 기계 가공의 복잡성이 계속 증가하기 때문입니다. 이러한 작업에는 광범위한
경험과 지식이 필요하며 많은 전문가가 퇴직 연령에 도달하므로 새로운 사람을 교육하는 것이 중요합니다.”

Buerer에 따르면 "가까운 시일 내에 DTM 시스템은 시뮬레이션 기능과 함께 더 많은 3D 데이터를 제공해야 합니다. 3D 데이터의 대부분은 피드와 속도를 최적화하고 재고를 최소화하며 도구 및 가공 프로세스에서 더 많은 피드백을 받을 수 있도록 고객과 협력하는 도구 제조업체에서 가져와야 합니다.”

Martin에 따르면 빠른 데이터 생성 및/또는 검색에 대한 강조가 핵심입니다. 새로운 기술과 관련하여 그는 “진입 비용이 매우 높기 때문에 첨단 적층 제조를 통합하는 것은 대부분의 고객에게 경제적으로 실현 가능하지 않을 것입니다. 하드웨어, 소프트웨어 및 인력 측면에서 필요한 입력을 감안할 때 고도로 전문화된 도구 개발은 도구 제조업체와 협력하여 수행하는 것이 가장 좋습니다.”

Rizzie는 모든 수준에서 연결성이 단기에서 중기적으로 DTM의 주요 추진력이 될 것이라고 관찰했습니다. “가속 연결은 많은 경우에 인쇄가 필요한 특수 도구의 필요성을 정의합니다. 여기서 중요한 요소는 최상의 결과를 제공할 수 있는 재료의 개발과 관련이 있습니다.”

DTM의 다양한 방향은 엄격한 프로토콜이 부적절함을 나타냅니다. 혁신적인 디자인, 새롭고 어떤 경우에는 맞춤형 재료, 얼마 전까지만 해도 들어보지 못한 방법과 기계가 특징인 역동적인 제조 환경에서 "도구"에 대한 전통적인 정의가 넓어졌습니다. 마찬가지로 제조에서 모든 입력과 자산을 최적화하려면 대화형 기능과 신중한 기능을 모두 수용할 수 있는 시스템이 필요합니다. Rizzie가 말했듯이 "디지털을 통해 우리는 부족 지식에서 시스템 지식으로 이동하고 있습니다."

제조 커뮤니티의 점점 더 많은 부분이 DTM 시스템의 필요성과 불가피성을 인정하고 있지만 이러한 프로토콜이 어떻게 정의되고, 구현되고, 궁극적으로 사용되는지에 대한 이해는 매우 다양합니다. ISO 13399, Industry 4.0 및 MTConnect를 포함한 표준이 어느 정도 구조에 기여했지만 시스템에 포함되어야 하는 항목(도구 또는 도구, 고정 장치 및 보조 장비만 포함)에 대한 많은 논쟁이 계속되고 있습니다. 시스템(시설 직원 대 툴링 제조업체/공급업체), DTM이 기능적으로 얼마나 확장되어야 하고 어떤 부서가 포함되어야 하는지(제조 운영, 재무, 관리), 그리고 시스템이 구현에서 미래로 진화해야 하는 방법.

더 정교한 버전의 도구실이라고 상상할 수 있었던 것은 제조 기술 개발의 급속한 가속과 적층 제조 및 나노 기술을 포함한 완전히 새로운 대안이 제시하는 도전으로 인해 더욱 복잡해졌습니다. 도구를 구성합니다.

이 파괴적인 기술의 많은 부분 중에서 DTM 시스템은 부품 및 재료의 특성, 자동화 범위 및 원하는 결과를 포함한 요소를 기반으로 고도로 맞춤화되고 지속적으로 진화할 필요가 있는 것처럼 보입니다. 분명히 모듈화가 계속해서 중요한 역할을 할 것입니다.