원격 계측: 정밀 제조를 위한 데이터 수집 마스터하기

제조사들이 수익성을 유지하기 위해 더 적은 것으로 더 많은 것을 하려 함에 따라 원격 측정이 필수적입니다. 사실상 어디에서나 중요한 측정 지점을 수집하는 도구에 대해 알아야 할 사항을 소개합니다.

계측은 측정의 과학입니다. 깊이 있는 기술적 주제이지만, 자동차 제조사, 항공우주 시설, 의료 제조사, 그리고 개별 부품 생산에 관여하는 모든 사람에게 계측은 대부분 부품 특징의 깊이, 직경, 위치, 길이, 각도가 모두 치수 공차를 충족하는지 확인하는 것입니다.

하지만 계측에는 마이크로미터와 하이트 게이지 이상의 것이 있습니다. 치수 데이터 수집으로 시작하여 그 통계적 분석이 뒤따릅니다.

자동화되고 비용 효율적인

품질 관리에서 통계의 사용은 새로운 것이 아닙니다. 사실 거의 100년 역사를 가집니다. 물리학자이자 엔지니어인 월터 슈와트(Walter Shewhart)가 처음 제안했으며, 부품 변동을 줄이려는 그의 노력은 SQC(통계적 품질 관리)와 그 하위 집합인 SPC(통계적 공정 관리) 개발로 이어졌습니다. 오늘날 SPC와 SQC는 모든 품질 관리 시스템의 핵심 구성 요소입니다.

이 용어들은 종종 상호 교환적으로 사용되지만, 계측 순수주의자들은 상당한 차이가 있다고 주장할 것입니다. SPC가 결함 방지와 부품 품질 개선을 위해 제조 공정 중에 사용되는 반면, SQC는 사후에 수행됩니다. 그러나 둘 다 데이터 수집과 분석에 의존하며, 둘 다 제조 공정의 추세를 식별하는 데 도움이 됩니다.

그러면 질문은: 제조 데이터를 수집하고 기록하는 가장 좋은 방법은 무엇인가?

많은 작업장이 여전히 수동 측정에 의존한 다음 펜과 종이에 값을 적거나 스프레드시트에 입력합니다. 그리고 수동 측정 자체에는 문제가 없지만(첫 번째 부분), 치수 데이터를 통계적 공정 관리나 품질 관리 소프트웨어 시스템에서 사용하기 위해 수집하는 훨씬 더 자동화되고 비용 효율적인 방법들이 분명히 있습니다.

데이터 수집 하드웨어: 전파를 통한 계측

이 중 하나는 L.S. 스타렛 컴퍼니(The L.S. Starrett Company)에서 나옵니다. 연구 개발 디렉터 제프리 윌킨슨(Jeffrey Wilkinson)은 효율적인 산업 데이터 수집을 위한 여러 옵션을 설명합니다.

"우리는 다양한 측정 도구에서 데이터를 받아 컴퓨터로 전송할 수 있는 유선 멀티플렉서가 있습니다"라고 그는 말합니다. "그 이상으로, 우리는 본질적으로 멀티플렉서의 가상 또는 무선 버전인 DataSure 제품 라인을 가지고 있습니다."

DataSure를 사용하면 측정 장치(마이크로미터나 캘리퍼 등)에 무선 장치가 장착되어야 한다고 윌킨슨은 설명합니다. 작업자가 각 측정을 수행할 때 장치의 버튼을 누르면 데이터가 컴퓨터에 연결된 게이트웨이로 전송됩니다. 데이터는 로그 형태로 표로 정리되거나 COM 포트를 통해 SPC 프로그램이나 마이크로소프트 엑셀로 전송됩니다. 멀티플렉서는 같은 일을 하지만 무선 대신 케이블을 사용하여 데이터를 전송합니다.

원격 또는 현장 기반 응용 분야의 경우 데이터는 손도구에서 사용자 스마트폰의 모바일 앱으로 전송될 수 있습니다. 거기서 이메일로 보낼 수 있고, 사용자가 본사로 복귀할 때까지 저장하여 업로드하거나, 공장이나 본사와 정보를 공유하는 안전한 게이트웨이로 보낼 수 있습니다. 이 마지막 시나리오는 다른 주, 국가, 대륙에 위치한 다중 시설을 가진 조직에도 적용됩니다.

윌킨슨은 말합니다: "작업장 도구들과 대화하는 벤치탑 컴퓨터만 있고 모든 것이 그 시설에 국소적인 많은 애플리케이션이 있습니다. 다른 극단으로는, 아시아에 있는 한 고객이 실제로 데이터를 웹을 통해 유럽의 한 위치로 보내고, 거기서 처리되어 원래 사이트로 돌아와 사용자 인터페이스에 표시됩니다. 오늘날 품질 데이터를 수집, 소비, 저장하는 제조사들이 너무 많아서 매우 유연한 시스템을 개발해야 했습니다. 다양한 요구사항을 처리할 수 있는 시스템입니다."

데이터 수집 소프트웨어: 중요한 연결고리

미쓰도요 아메리카(Mitutoyo America Corp.)의 MeasurLink 및 데이터 관리 스페셜리스트 하니 압델-모탈렙(Hany Abdel-Motaleb)은 비슷한 요구사항을 봅니다. 스타렛과 다른 회사들처럼, 이 회사는 유선 데이터 수집을 위한 전통적인 멀티플렉서와 필요한 모든 하드웨어를 제공합니다. 케이블을 건너뛰고 싶은 시설을 위해 미쓰도요는 U-WAVE도 제공합니다. 측정 정보를 컴퓨터로 무선 전송할 수 있는 하드웨어 시스템입니다.

MeasurLink Q&A 세션에서 미쓰도요 아메리카의 드루 클라버(Drew Klaber)와 제레미 뱅크스(Jeremy Banks)가 데이터 수집 시스템 작업에 대해 논의합니다.

U-WAVE는 두 구성 요소로 이루어져 있다고 압델-모탈렙은 설명합니다. USB를 통해 컴퓨터에 연결된 수신기와 각 측정 도구용 개별 송신기(수신기에서 최대 60피트까지 위치 가능). 또한 서로 다른 장치 간 통신을 관리하는 소프트웨어 부분이 있습니다.

데이터가 어떻게 수집되든 어떤 시스템을 사용하든, 어떤 형태의 품질 데이터 관리 소프트웨어 없이는 제한적 가치만 가집니다. 미쓰도요의 경우 이 소프트웨어는 MeasurLink입니다. 통계 분석, 게이지 추적 및 교정, 공정 분석, SPC 등을 지원하는 모듈식 시스템입니다. "데이터가 MeasurLink 데이터베이스에 들어가면 클라우드를 통해 원격으로 또는 고객 네트워크의 SQL 데이터베이스에서 직접 접근할 수 있습니다"라고 압델-모탈렙은 말합니다.

지금 현장 데이터 수집 시작하기

유무선 데이터 수집 하드웨어, 품질 데이터 관리 소프트웨어 시스템 구현의 비용과 번거로움을 걱정하는 시설들을 위해, 그것은 생각만큼 큰 작업이 아닙니다. 압델-모탈렙은 코끼리를 한 입씩 먹으면 된다고 제안하며, 이미 필요한 하드웨어의 일부를 보유하고 있을 수 있다고 말합니다.

"많은 마이크로미터, 인디케이터, 캘리퍼가 이미 필요한 포트를 갖추고 있습니다"라고 그는 말합니다. "그렇다면 단일 케이블과 컴퓨터만 있으면 데이터 수집을 시작할 수 있습니다." 이는 정보를 잘못 입력할 가능성을 없애며, 작업자가 치수 데이터를 적거나 입력하는 동안 비싼 공작 기계가 의도치 않게 유휴 상태가 되는 가능성도 없앱니다. 그 이상으로, 완전한 구현의 노력은 두 가지로 귀결됩니다. 어디서 데이터를 수집할 것인가, 그리고 그것으로 무엇을 할 것인가?

"구현 규모와 개선 여지에 따라 이들 시스템의 투자 수익률(ROI)은 보통 꽤 빠릅니다"라고 그는 말합니다. "증거로, 최근 첫 해에 스크랩 비용을 18만 달러 절감한 고객과 작업했습니다. MeasurLink, U-WAVE, 새 수공구 투자는 그 비용의 일부분에 불과했습니다. 그렇지만 1년 이 내 완전한 ROI 달성은 꽤 흔한 일입니다."

귀 시설에서 데이터 수집을 시작하셨나요? 공유할 팁이 있나요?