CNC 수익 극대화: 고혼합 소량생산 및 배치 생산을 위한 검증된 전략

CNC 공작기계로 더 많은 수익을 창출하고 싶으신가요? 오늘날의 주문형 제조 니즈인 고혼합 소량생산(HMLV)과 배치 오더 생산에 어떻게 활용할 수 있는지 고려해 보세요.

대량생산 산업 제조 시대부터 현재까지, CNC 공작기계 제조사들은 제조 트렌드 변화에 발맞추기 위해 끊임없이 적응하고 혁신해야 했습니다.

업계는 생산 부품 수요에 있어 극적인 변화를 겪었습니다. 단일 원오프 부품, 정해진 특정 수량의 부품, 대량 생산, 그리고 다시 배치 생산으로 이어졌습니다.

요즘 생산 수요는 "주문제작"과 "주문형" 제조인 고혼합 소량생산(HMLV) 및 배치 오더 제조로 이동했습니다.

HMLV 제조에서는 낮은 재고 수준(1개부터 최대 50개)이 요구되는 반면, 배치 오더는 1개 또는 10개부터 500~1,000개까지의 반복 생산 주문을 포함합니다.

고혼합 소량생산(HMLV): CNC 가공에서 고려해야 할 사항

주문제작 제조라고도 하는 고혼합 소량생산(HMLV)은 다양한 제품을 소량 배치로 만드는 공정입니다. 주로 특정 품질 요구사항을 가진 독특하고 복잡한 품목이 필요한 산업에서 사용됩니다.

HMLV 생산 수요를 이끄는 요인들

반도체 제품 제조사 및 기타 빠르게 변화하는 분야에서 점점 인기를 얻고 있는 고혼합 소량생산은 제조사가 변동하는 수요에 대응하면서 재고를 줄이거나 제로 재고를 유지하도록 돕습니다.

이는 자원 관리를 개선합니다—재고는 결국 묶여 있는 돈이니까요. 하지만 현재 팬데믹이 보여주듯, 재고가 전혀 없는 것도 재앙이 될 수 있습니다. 물류 공급망이 무너지면 적시생산(JIT) 방식은 실행 불가능할 수 있습니다. 소량 주문형 생산인 HMLV 제조는 그런 상황에 적합합니다.

HMLV 생산은 요즘 제품 수명 주기 단축에도 유용합니다.

전자 시장을 예로 들어보죠. 과거에는 부품을 10년 이상 보관하기도 했습니다. 요즘 전자 부품의 최대 수명은 기껏해야 3~5년입니다. 이 기간 동안 제품 디자인과 사용 기술은 급격히 변합니다—12개월 된 휴대폰도 요즘은 "구형"으로 여겨집니다!

이 두 가지(낮은/제로 재고, 빠른 제품 주기)는 제조업을 근본적으로 변화시켰으며, 부품 공급업체가 HMLV 생산 기법을 도입하는 것을 실행 가능하고 실용적으로 만들었습니다.

중소 부품 제조사를 위한 HMLV

오늘날 중소 제조업체가 소량 배치 주문을 받는 것은 흔한 일입니다. 이 주문들은 시간이 지나면서 반복될 수도 있고, 형상, 사양, 자재가 각기 다른 부품 주문을 많이 받을 수도 있습니다.

중소 부품 제조사에게는 HMLV 생산 같은 유연한 생산 설정이 선호됩니다. 기계와 자동화 시스템을 결합한 이런 설정은 동시에 매우 다양한 부품 시리즈를 처리하도록 설계되었습니다.

이 부품 주문들은 한 자릿수부터 수십 개, 심지어 주문당 500개까지일 수 있습니다. 동일하거나 다른 수량으로 시간에 따라 반복되도록 프로그래밍되어야 합니다.

HMLV 생산 사례 연구: 항공우주 및 반도체 부품 제조사

CEO/전무이사
항공우주 및 반도체 부품 제조, 싱가포르

고객 과제: 공간 및 인력 부족

고객 A는 주로 독립형 CNC 머시닝 센터와 소수의 CNC 터닝 센터로 매우 성공적인 부품 제조 회사를 운영합니다. 생산은 하루 10시간, 2교대로 운영됩니다.

그러나 시간이 지나면서 공간과 숙련 노동력 모두에서 큰 제약에 직면했습니다. 싱가포르에서는 훈련된 CNC 기계 운영자를 채용하고 유지하기가 어렵습니다. 반도체 가공 부품 수요가 급증하는 상황에서 CEO/전무이사에게는 특히 답답한 상황이었습니다.

해결책: Hwacheon D2-5AX with Automatic Workpiece Changer AWC 20

과제 해결을 위해 고객 A는 Hwacheon 5축 머시닝 센터 D2-5AX에 자동 공작물 교환장치 AWC 20을 투자하기로 했습니다. 이런 설정은 고혼합 소량생산(HMLV) 및 기타 유연한 제조 니즈에 이상적입니다.

이 새로운 설정으로 고객 A는 동일한 설계의 20개 부품이나 완전히 다른 20개 부품을 한 번 설정으로 가공할 수 있습니다. 또한 CNC 공작기계를 사실상 24/7 가동할 수 있어 생산성과 수익성이 크게 향상되었습니다.

그뿐만이 아닙니다. 기계 운영자는 Hwacheon D2-5AX가 자동으로 필요 부품을 가공하는 동안 다른 기계에서 동시 작업할 수 있습니다. 하루 남은 4시간을 메워줄 뿐만 아니라 운영자 부족으로 인한 다른 다운타임도 없앴습니다.

이 새로운 설정 덕분에 회사 생산성과 이익이 모두 증가했습니다. 이제 고객이 긴급 부품을 필요로 할 때마다, 고객 A는 이 부품을 우선순위로 자동화 시스템에 투입해 긴급 주문 대응 시간을 획기적으로 단축할 수 있습니다. 5축 포지셔닝 기능 덕분에 과거에는 거절했을 작업도 수주할 수 있게 되었습니다.

결과에 만족한 고객 A는 이제 다음 더 큰 5축 머시닝 센터인 D3-5AX(자동 팔레트 시스템 APC 7/14 또는 21 스테이션, Hwacheon 제조)를 찾고 있습니다.

배치 오더 생산: CNC 가공에서 고려할 사항

배치 오더는 특정 수량의 부품에 대한 반복 생산 주문입니다. 이는 1~10개부터 단일 주문으로 1,000개까지 범위가 있을 수 있습니다.

배치 생산은 종종 동일한 부품을 동시에 신속하게 생산하며, 각 부품은 제조 공정의 별도 단계를 거칩니다. 이런 시나리오에서 이전 배치 부품이 여전히 해당 사이클 내에 있다면, 새로운 배치는 다음 단계로 넘어갈 수 없습니다.

과거에는 부품 제조사가 하나 또는 여러 공작기계(CNC 선반 또는 밀링 머신)를 여러 다른 설정에 맞춰 특수 설계된 지그로 세팅해야 했습니다. 각각은 한 운영자가 한 기계에서 처리했습니다.

오늘날 이런 배치 오더는 단일 설정으로 수행할 수 있습니다—예를 들어 4+1축 머시닝 센터(D2-5AX/D3-5AX)로.

자동 공작물 교환장치(AWC)의 도움으로 운영자는 기계와 시스템을 세팅하고 독립적으로 가동하게 할 수 있습니다. 운영자는 공정을 가끔 모니터링하고, 필요시 신선한 툴로 교체하고, 완제품을 꺼내거나, 자동화 시스템에 새로운 원자재를 로드하기만 하면 됩니다.

그동안 운영자는 두 번째, 심지어 세 번째 기계/시스템을 다룰 수 있습니다.

동일한 여러 부품을 가공하거나 매우 다른 여러 부품을 가공하려면, CNC 가공 시스템이 생산 공정 중 올바른 절삭 공구로 전환할 수 있는지 고려해야 합니다. 여기서 자동 공구 교환장치(ATC)가 중요한 역할을 하며, 더 복잡한 부품 제작을 가능하게 합니다.

자동 공구 교환장치(ATC)에 몇 개 스테이션이 필요할까?

대부분 고객의 요구와 애플리케이션은 60 스테이션 툴 매거진으로 처리할 수 있습니다. 그런 시스템에는 단일 5축 머시닝 센터 D2-5AX/D3-5AX에 ATC 60 또는 AWC 8/20이 포함될 수 있습니다.

가공할 부품에 더 높은 복잡성이 필요하면 90, 120, 심지어 320 스테이션의 더 큰 ATC가 필요할 수 있습니다. 하지만 최종 사용자는 예산이 한정되어 있어, 그런 더 크고 유연한 ATC는 크기나 수에서 축소되는 경우가 많습니다. 또한 먼지와 이물질이 테이퍼에 쌓여 런아웃 품질에 영향을 주므로 그런 툴 홀더를 장기간 보관하는 것은 말이 되지 않습니다. 120개의 툴 홀더와 절삭 공구로 툴 매거진을 채우려면 매우 높은 투자가 필요합니다.

단순히 ATC를 키우는 대신, 고객과 가장 흔하게 제작할 부품이 무엇인지, 새로운 부품 주문이 언제 들어올지 확인하는 것이 중요합니다. 그런 부품들 간에 표준 공구를 공유할 수 있는지, 몇 개의 공구가 필요한지(공통이든 비표준이든) 파악할 수 있습니다.

여기 희소식이 있습니다. 5축 머시닝 센터(4+1 또는 5축)는 가공 설정에서 표준 공구를 완전히 활용할 수 있게 합니다. 기계가 부품을 올바른 절삭 위치로 쉽게 포지셔닝할 수 있기 때문입니다.

이런 유연성은 수직 머시닝 센터(VMC)나 수평 머시닝 센터(HMC)에서는 찾을 수 없습니다. 둘 다 맞춤형 공구나 특수 설계된 지그가 필요합니다.

참고: CNC 기계가 구매되어 최종 사용자에게 인도된 후, 부착된 ATC를 더 큰 크기로 변경하는 것은 기술적으로 가능합니다. 하지만 더 높은 비용과 기술적으로 복잡한 과정을 감수해야 합니다. 따라서 ATC 같은 애드온은 주문 전에 선택할 것을 권장합니다.

배치 생산 사례 연구: 반도체 부품 제조사

수석 생산 관리자
반도체 부품 제조, 싱가포르

고객 과제: 표준 제조 공정으로 감당 불가

고객 B는 반도체 및 전자 산업으로부터 여러 제조 주문을 수행하는 반도체 부품 제조사의 수석 생산 관리자입니다.

표준 수직 머시닝 센터(VMC)로 단순 설계 부품과 몇 개의 맞춤형 지그만 필요한 작업은 감당할 수 있었습니다. 그런 작업의 경우 각 작업당 공구 수는 최대 30 스테이션의 표준 ATC 크기로 달성 가능했습니다.

그러나 주문 수 증가와 부품 복잡도 증가로, 고객 B는 현재 운영 방식이 지속 불가능하다는 것을 깨달았습니다. 표준 제조 방식은 고객 수요를 감당할 수 없었고, 너무 많은 기계와 운영자가 필요했습니다.

해결책: Hwacheon D2-5AX with ATC 60 and AWC 8

고객 B의 과제 해결을 위해 배치 오더 생산용으로 설계된 설정—Hwacheon 5축 머시닝 센터 D2-5AX with ATC 60 and AWC 8—을 제안했습니다.

이 설정으로 고객 B는 생산의 유연성, 생산성, 비용 효율성을 개선해 추가 기계나 인력 비용 없이 수익성을 높일 수 있었습니다.

Hwacheon 5축 머시닝 센터와 시스템으로 달성한 돌파구에 고무된 고객 B는 다음 기계 구매도 유사한 설정으로 할 것이라고 말했습니다.

결론

오늘날의 불안하고 불확실한 제조 환경에서 유연성과 적응력은 CNC 가공의 핵심입니다.

다축 기계, 자동 공작물 교환장치(AWC), 자동 공구 교환장치(ATC)를 포함한 적절한 설정으로 부품 제조사는 더 복잡한 부품을 빠른 납기로 제작해야 하는 고객층으로 시장을 확대할 수 있습니다. 이런 설정은 고혼합 소량생산(HMLV)과 배치 오더 생산 모두에 이상적입니다.

D2-5AX 같은 다양한 다축 머시닝 센터를 제공하는 Hwacheon Machine Tools는 부품 제조사를 위한 실용적이고 비용 효율적인 솔루션을 제공할 수 있습니다. 문의 양식을 작성해 우리 솔루션을 어떻게 활용할 수 있는지 알아보세요!