실시간 모니터링에서 시작하는 강력한 피트니스 계획에 기계를 넣는 것

생산 현장에 있는 모든 기계의 성능과 신뢰성을 유지 관리하고 개선하기 위한 계획을 세우는 것은 제조 작업에 매우 중요합니다. 신뢰할 수 있는 기계를 통해 조기 생산 가동이 가능합니다. 제조업체가 유연할수록 더 많은 신규 고객을 유치할 수 있습니다.

더 높은 수준의 작업 현장 생산성을 얻기 위한 가장 효과적인 전략의 기초는 실시간 모니터링에서 시작됩니다. 작업 현장의 모든 기계에서 문맥적으로 풍부한 실시간 데이터 스트림을 갖는 것은 모든 생산 실행을 개선하고 설계에서 제조에 이르기까지 잠재력을 최대한 발휘할 수 있도록 하는 데 매우 중요합니다. 이 기사에서는 다음을 조사합니다.

• 기계의 기본 성능을 정의하는 데 있어 실시간 모니터링의 역할,
• 실시간 모니터링이 DTM(Design-to-Manufacturing) 전략의 성공을 돕는 방법
• 실시간 모니터링을 사용하여 기계 피트니스 계획을 미세 조정할 때의 이점
• 기계 피트니스 계획을 시작하는 방법 및
• 기민한 설계-제조 프로세스에 기계를 맞추기 위한 전략

기본 성능 정의

지속적인 변화를 제공하는 강력한 피트니스 계획은 성과의 진정한 기준선에서 시작되며, 작업 현장에서 기계에 대한 것과 마찬가지로 운동을 시작하는 사람에게도 마찬가지입니다. 결과를 이끌어내는 기계에 대한 피트니스 계획을 수립하기 위해 제조업체는 필요한 기준 데이터에 대한 실시간 모니터링에 의존합니다. 실시간 모니터링을 모든 프로덕션 실행의 필수적인 부분으로 만들어 영구적인 개선을 새로운 표준으로 만들고 있습니다.

Decision Analyst가 IQMS/Dassault Systèmes와 함께 최근에 실시한 2개의 설문조사는 제조업체가 개별화된 기계 적합성 계획 수립의 기초가 되는 기계 성능 기준 설정을 포함하여 작업 현장 생산성을 개선하기 위해 실시간 모니터링에 어떻게 의존하는지 보여줍니다.

특히 2019년 Decision Analyst가 150개 북미 제조업체를 대상으로 실시한 설문조사에 따르면 제조 응답자의 82%가 실시간 모니터링에서 통찰력을 얻기 위해 기존 기계를 업그레이드하거나 새 기계를 구매하는 데 최우선 순위를 두고 있는 것으로 나타났습니다. 이 회사들은 완전히 감가상각된 생산 기계를 자체 상태를 진단하고 문제를 보고할 수 있는 최첨단 스마트 커넥티드 기계로 교체하고 있습니다. 튜닝 피트니스 계획. 또한 실시간 모니터링을 최적화하기 위해 설문에 참여한 제조업체의 38%가 바로 아래의 그림 1에서 볼 수 있듯이 MES(제조 실행 시스템) 소프트웨어에 투자하고 있습니다.

한편, 2018년 말 Decision Analyst의 설문조사에서 모든 제조업체의 81%가 실시간 모니터링이 비즈니스를 개선하고 있다고 말했습니다. 그리고 공정 집약적 산업, 특히 플라스틱 제조에서 제조업체의 87%는 실시간 모니터링이 운영에 필수적이라고 보고했습니다. 전반적으로 제조업체의 63%는 바로 아래의 그림 2에 나와 있는 것처럼 생산 실행 유형, 스크랩 및 가동 중지 시간 보고 유형별 활용률을 검토하면서 실시간 모니터링을 통해 각 기계의 개별화된 적합성을 더 잘 추적할 수 있을 것으로 예상했습니다.

설계-제조 성공 지원

실시간 모니터링은 설계자, 엔지니어, 품질 관리 및 생산 팀이 함께 협력할 수 있는 단일 설계-제조 환경을 만드는 데 필요한 다양한 제조 시스템 및 프로세스 기반을 동기화하는 데 필수적입니다. 설계에서 제조까지 동일한 제품 데이터 모델에 엔지니어링, 품질 및 제조 팀을 통합하는 것을 전제로 합니다. 생산 기계의 실시간 모니터링은 생산되는 모든 신제품의 제조 가능성, 품질 및 규모와 관련하여 모든 팀에 중요한 피드백을 제공함으로써 이 데이터 모델에 기여합니다. 설계-제조 과정의 모든 사람에게 필수적인 피드백 루프이며 작업 현장에서 기계의 수명을 연장하는 데 직접적으로 기여합니다.

설계자, 엔지니어, 품질 관리 및 생산 팀은 제품 모델 변경이 MTBF(평균 고장 시간)를 포함하여 제품 기계의 효율성과 안정성에 어떤 영향을 미치는지에 대한 귀중한 통찰력을 얻습니다. 설계-제조 팀은 실시간 모니터링 데이터에서 얻은 통찰력을 바탕으로 신제품을 만들기 위해 보다 민첩하고 반복적인 접근 방식을 취합니다. 가장 중요한 것은 이러한 팀의 다양한 구성원이 공통 제품 모델에서 동기화할 수 있도록 하는 실시간 모니터링의 기여입니다. 설계에서 제조에 이르는 새로운 제품을 만드는 데 보다 협력적인 접근 방식을 취하면 생산 오류를 줄이면서 수율을 높여 제품 품질과 수익성을 모두 개선할 수 있습니다.

기계 피트니스 계획 미세 조정

실시간 모니터링을 기반으로 하는 피트니스 계획이 견고한 수익 성장의 토대를 마련하는 설계-제조 전략 수립을 시작하기에 좋은 세 가지 주요 이유가 있습니다.

프로토타입을 더 빠르게 생성 실시간 모니터링 피드백을 기반으로 품질 및 생산 규모를 평가하면서 초기 모델 설계를 기반으로 합니다. 예를 들어, 해양 제품을 전문으로 하는 플라스틱 제조업체는 초기 제품 모델을 정의하기 위해 설계에서 제조에 의존하고, 광조형 기반 이미징 장치와 결합된 고속 3D 프린터를 사용하여 몇 시간 만에 프로토타입을 생산합니다. 고객이 제품 모델 프로토타입을 승인하면 CAM(Computer-Aided Manufacturing) 소프트웨어를 사용하여 동일한 모델을 생산하여 초기 제품 금형을 만듭니다. 거기에서 생산 과정이 시작됩니다. 제품의 품질과 내구성을 디지털 방식으로 만들고 테스트하면 먼저 고객과 수산물 제조업체가 연간 수천 시간과 비용을 절약할 수 있습니다. 설계에서 제조까지의 접근 방식이 어떻게 문제를 조기에 포착하고 신제품을 더 빨리 출시하는지 보여줍니다.

신제품 수요 창출 지원 모든 기계의 실시간 데이터가 생산 계획자가 모든 신제품에 대한 최적의 워크플로를 정의하는 데 도움이 되는 생산에 대한 설계-제조 접근 방식을 취하여 출하하기 전에. 예를 들어, 자동차, 소비재 및 플라스틱 공정 제조 산업을 위한 탄소 섬유 기반 OEM 제품의 선두 공급업체는 먼저 고객의 프로토타입 모델을 생성하여 선적 날짜보다 훨씬 앞서 신제품의 렌더링된 이미지를 제공합니다. 고객은 렌더링된 이미지를 사용하여 마케팅 및 판매 캠페인을 계획하고, 판매 지원 자료를 수집하고, 포장을 정의합니다. 여기에서 설계에서 제조까지를 통해 OEM 고객에게 더 많은 가치를 제공하고 신제품 판매에 성공할 수 있습니다.

고객에게 더 많은 옵션 제공 개선된 CPQ(구성 가격 견적) 및 제품 구성 전략을 통해 기본 제품 모델을 사용합니다. 여기에서 실시간 모니터링은 구성 가능한 제품이 빌드하기에 가장 효율적이고 생산 가능하며 수익성이 있는지에 관해 제조 팀에 피드백을 설계에 제공합니다. 모델 기반 제조 접근 방식으로 지원되는 온라인 및 대리점에서 제품 구성기를 사용하여 맞춤형 Mini Coopers를 판매하는 BMW의 매우 성공적인 접근 방식이 그 예입니다. CPQ 및 제품 구성은 이러한 전략을 지원하는 모든 시스템이 동기화되고 공통 케이던스를 실행할 때 탁월합니다. 디자인에서 제조까지가 이를 가능하게 합니다. 이는 이전보다 고객을 위한 맞춤형 제품을 더 많이 생산하고 더 높은 마진을 제공함으로써 생산 센터의 가동률을 높일 수 있는 제조업체에게 희소식입니다.

기계 피트니스 계획 준비

성공적인 성장 전략을 수립하기 위해 제조업체는 이를 모든 공작 기계에 대한 적합성 계획에 다시 연결해야 합니다. 이렇게 하면 수명이 연장될 뿐만 아니라 기계 상태에 대한 추가 데이터도 생산 일정을 개선할 것입니다. 각 기계가 일관되게 높은 수준의 생산 적합성을 갖고 있을 때 특정 생산 실행을 위한 최상의 기계 조합에 가장 자격을 갖춘 기술자를 할당하는 것이 크게 단순화됩니다.

더 나은 몸매를 만들기 위해 체육관에 가입하는 사람처럼 오늘날 수백만 명의 제조업체는 기계에 대한 강력한 피트니스 계획을 시작합니다. 과제는 실행에 옮기고 결과를 얻는 것입니다. 다음 4단계를 시작하는 것이 좋습니다.

기준 데이터 캡처 여러 교대조에 걸쳐 모든 기계에 대해 눈에 띄고 쉽게 정의된 출력 변동을 확인합니다. 작업 현장에서 각 기계의 성능에 대한 데이터 세트를 생성하는 것은 모든 개별화된 기계 피트니스 계획의 시작점입니다.

초기 측정항목 선택 모든 시스템이 기준 비교를 완료하기 위해 오늘 보고할 수 있습니다. 모든 기계는 주기 시간, 설정 시간, 폐기/재작업 비율, 수율의 4가지 지표로 분석할 수 있습니다. 기계 간의 차이점이 즉시 표시됩니다. 각 기계가 이 네 가지 기준에 대해 얼마나 잘 작동하는지 알면 사용 수명을 연장할 수 있는 방법에 대한 귀중한 통찰력을 얻을 수 있습니다.

가장 형태가 좋지 않은 기계와 형태가 가장 낮은 기계 식별 기준 데이터를 분석하고 고객 반품 및 품질 문제에 대한 기계의 이전 활동을 인덱싱합니다. 고객 반품 및 품질 문제의 가장 높은 비율을 차지하는 기계는 종종 비정상적으로 높은 마모율을 나타내는 동일한 기계입니다. 평균 수리 시간(MTTR) 및 MTBF 추정치가 정확한지 확인하는 것은 기계 수명을 연장하고 제품 품질과 수율을 높이려면 전제 조건입니다.

실시간 모니터링을 기계 업그레이드와 결합 생산 순서가 시간이 지남에 따라 기계의 신뢰성과 성능에 어떤 영향을 미치는지 알아내십시오. 특정 기계가 실패하기 시작하는 이유를 아는 것은 초기에 명백할 수 있는 것보다 생산 워크플로우에서 상대적인 위치와 더 많은 관련이 있을 수 있습니다. 그렇기 때문에 스마트 커넥티드 기계에 대한 최신 업그레이드와 결합된 실시간 모니터링이 의미가 있습니다. 이러한 단계를 함께 수행하면 기계의 사용 수명을 연장하는 방법을 이해하는 데 있어 잠재적으로 큰 두 가지 변동 원인이 제거됩니다.

DTM과 기계 정렬

팀이 더 엄격하고 철저한 피트니스 계획에 따라 관리되는 기계의 더 높은 성능과 규모를 활용하면 더 야심찬 설계-제조 프로젝트를 수행할 수 있습니다. 신제품 생산과 관련된 모든 기계의 규모, 속도 및 신뢰성을 알면 설계-제조 프레임워크를 함께 만드는 동시 설계, 개발, 엔지니어링, 품질 및 생산 프로세스에 훨씬 더 민첩하게 대처할 수 있습니다.

제조업체가 엄격하고 지속적인 기계 적합성 계획을 시행함으로써 가장 큰 이점을 얻는 곳은 비용을 절감하면서 신제품 개발 일정을 가속화하는 것입니다. 모든 기계가 새로운 생산 요구 사항에 어떻게 반응하는지 아는 것은 초기 설계 개념에서 작업 지침에 이르기까지 모든 부분에서 오류를 줄이는 데 매우 중요합니다.

피트니스 계획과 설계-제조를 결합하는 또 다른 주요 이점은 협업 팀이 기계 수율이 얼마나 개선되었고 이것이 향후 생산 운영에 어떤 의미가 있는지 알 수 있다는 것입니다.

마지막으로 기계에 대한 적합성 계획은 제조업체가 CAM, CAD(Computer-Aided Design), 시뮬레이션/FEA(유한 요소 분석), 전기, 검사 및 제조 팀에 필요한 보증을 제공할 수 있는 가장 강력한 기반을 만듭니다. 그 어느 때보다 빠른 개발, 테스트 및 제품 출시 주기를 추구합니다. 제조 프로세스의 모든 시스템이 다른 케이던스 또는 클록 속도로 실행될 때 동시성을 달성하는 것은 필수이며 지속적인 기계 적합성 계획과 결합된 제조에서 설계가 필수적입니다. (편집자 주:이 기사는 제조 엔지니어링 2019년 9월호에 실린 관점 칼럼의 확장된 버전입니다. )

저자 정보

Louis Columbus는 제조 전사적 자원 관리 회사의 사장입니다. IQMS (현재 Dassault Systèmes 제품군의 일부인 DELMIAWORKS). Michael Buchli는 시니어입니다. SolidWorks Dassault Systèmes의 제품 및 포트폴리오 관리자입니다.