최근의 제조 산업에서 제품개발 정보는 제품 수명주기 관리(PLM: Product Lifecycle Management) 시스템을 통하여 관리하고, 조달과 생산 계획에 관련된 통제는 전사적 자원관리(ERP: Enterprise Resource Planning), 생산 관리 시스템이 담당하고 있다. 특히, 효율적인 제품 개발과 시스템 구축 여부는 설계 및 생산, 원가 관리 전체에 걸쳐 영향을 미친다. 따라서 도면, 모델, 자재 정보 등 제품정보관리를 위한 PLM시스템의 역할이 매우 중요하게 여겨지고 있다. 이러한 PLM체계는 요구 사항 분석, 시스템 설계 그리고 기존 Data Migration 등 정보 시스템 개발 절차를 따라서 수행된다. PLM시스템은 전사적인 시스템 개발 과정에서 Prototype개발을 진행하여 구축 절차와 체계 설계를 검증하는 것이 효과적이다. 이 과정에서 PLM 아키텍처 및 제품 구조(Product Structure) 구성, PLM의 기능 개발을 수행한 후에 전체 시스템 설계 개발을 재 수행하는 것이 효과적이다. 본 연구에서는 조선 PLM구축에 필요한 절차와 체계 설계 방법을 제시하고, 이를 초기 기본 설계 단계에 적용하여 PLM구축 방법론을 제시하고자 한다. 초기 설계를 대상으로 요구사항을 도출하고, PLM의 아키텍처를 설계하였으며, 설계한 시스템을 Prototype형태로 제시하였다.
최근의 제조 산업에서 제품개발 정보는 제품 수명주기 관리(PLM: Product Lifecycle Management) 시스템을 통하여 관리하고, 조달과 생산 계획에 관련된 통제는 전사적 자원관리(ERP: Enterprise Resource Planning), 생산 관리 시스템이 담당하고 있다. 특히, 효율적인 제품 개발과 시스템 구축 여부는 설계 및 생산, 원가 관리 전체에 걸쳐 영향을 미친다. 따라서 도면, 모델, 자재 정보 등 제품정보관리를 위한 PLM시스템의 역할이 매우 중요하게 여겨지고 있다. 이러한 PLM체계는 요구 사항 분석, 시스템 설계 그리고 기존 Data Migration 등 정보 시스템 개발 절차를 따라서 수행된다. PLM시스템은 전사적인 시스템 개발 과정에서 Prototype개발을 진행하여 구축 절차와 체계 설계를 검증하는 것이 효과적이다. 이 과정에서 PLM 아키텍처 및 제품 구조(Product Structure) 구성, PLM의 기능 개발을 수행한 후에 전체 시스템 설계 개발을 재 수행하는 것이 효과적이다. 본 연구에서는 조선 PLM구축에 필요한 절차와 체계 설계 방법을 제시하고, 이를 초기 기본 설계 단계에 적용하여 PLM구축 방법론을 제시하고자 한다. 초기 설계를 대상으로 요구사항을 도출하고, PLM의 아키텍처를 설계하였으며, 설계한 시스템을 Prototype형태로 제시하였다.
Shipbuilding is a kind of ETO(Engineering To Order) industry which designs and produces a product in accordance to various requirement of customers, rules and regulations. Recently, the number of ordered ships has been increased by up to two or three times in each domestic shipyards. Most shipyards ...
Shipbuilding is a kind of ETO(Engineering To Order) industry which designs and produces a product in accordance to various requirement of customers, rules and regulations. Recently, the number of ordered ships has been increased by up to two or three times in each domestic shipyards. Most shipyards have been adopted 3D ship CAD, ERP(Enterprise Resource Planning) and APS(Advanced Planning System) to get an efficient product development and manufacturing system. However, not only the effective operation of 3D ship CAD, ERP and APS but also the production efficiency can be achieved only if product information management which can manages the product data is implemented in an integrated environment. Present study has suggested a systematic approach to implement a PLM system to manage the product data in early design shipbuilding. Also, a prototype of PLM is implemented to manage the product data in a basic ship-design. In the prototype system, a product structure and architecture of PLM is considered.
Shipbuilding is a kind of ETO(Engineering To Order) industry which designs and produces a product in accordance to various requirement of customers, rules and regulations. Recently, the number of ordered ships has been increased by up to two or three times in each domestic shipyards. Most shipyards have been adopted 3D ship CAD, ERP(Enterprise Resource Planning) and APS(Advanced Planning System) to get an efficient product development and manufacturing system. However, not only the effective operation of 3D ship CAD, ERP and APS but also the production efficiency can be achieved only if product information management which can manages the product data is implemented in an integrated environment. Present study has suggested a systematic approach to implement a PLM system to manage the product data in early design shipbuilding. Also, a prototype of PLM is implemented to manage the product data in a basic ship-design. In the prototype system, a product structure and architecture of PLM is considered.
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문제 정의
(Ma 등, 2008 ; Schuh 등, 2008Rangan 등, 2005). 본 연구에서는 선박 PLM의 구축 방법론을 탐색하기 위한 기초 연구로서 , 초기 설계 단계의 정보관리를 위한 PLM시스템 원형을 제시하였다. 제품정보관리 시스템의 구조(Architecture) 를 정의하고 PLM 개발환경을 활용하여 초기 설계 정보관리 시스템의 Prototype을 제시하고자 한다.
본 연구에서는 선박 PLM의 구축 방법론을 탐색하기 위한 기초 연구로서 , 초기 설계 단계의 정보관리를 위한 PLM시스템 원형을 제시하였다. 제품정보관리 시스템의 구조(Architecture) 를 정의하고 PLM 개발환경을 활용하여 초기 설계 정보관리 시스템의 Prototype을 제시하고자 한다.
본 절에서는 PLM Prototype을 이용하여 가상의 선박을 설계하는 과정의 일부와 제품 정보를 예시로 설명하고자 한다.
본 연구는 PLM 구축을 위한 절차적 방법론과 그 예시를 제시함으로써 선박 PLM의 개발 가능성과 구축 가능성을 보이고자 하였다. 선박 초기 설계 단계인 영업설계를 대상으로 이슈를 도출하고 이슈를 해결하기 위한 절차적 방안과 함께 영업 설계 단계의 PLM prototype을 제시하였다.
제안 방법
이에 따라서 초기 설계 단계의 정보를 효과적으로 구축하고자 하는 요구 사항이 증가하고 있다. PLMe 설계에서 생성되는 많은 양의 제품정보를 효율적으로 관리하고, 제품 설계를 지원하기 위한 설계 및 제품정보관리 방법으로 개발되었다. PLMe 제품정보를 체계적으로 관리하여, 필요한 업무에 정확한 정보를 필요한 사람에게 제공하여, 설계 및 제조 생산성을 향상시키고, 설계와 생산의 오류를 방지할 수 있는 것으로 보고되고 있다(Crnkovic 등, 2003: John Stark, 2005).
개발과 유사한 단계를 걸쳐서 개발된다. 본 연구에서는 설계 프로세스 분석, 기능 요구사항 분석, 시스템 분석, 아키텍처 설계, 상세 설계, 구현/테스트 등 6개의 단계에 따라 진행하였다. 그림 1은 이장현 등(2005)이 제안한 PLM 구축 절차를 참고하여, 본 연구에서 PLM Prototype 개발한 절차를 도시한 것이다.
요구사항과 그에 따른 Use-case 및 비즈니스 객체의 서술은 컴포넌트 기반의 설계기법(전병선, 2005)을 적용하였다. 분석한 Data들을 토대로, 초기 설계의 제품 구조(Product Structure)를 구성하였다. 업무절차에 따른 영업설계 이슈를 정리한 후 PLM을통한 개선방안을 정리하였다.
분석한 Data들을 토대로, 초기 설계의 제품 구조(Product Structure)를 구성하였다. 업무절차에 따른 영업설계 이슈를 정리한 후 PLM을통한 개선방안을 정리하였다. 그리고 일부 설계 업무에 대하여, PLM을 적용한 업무절차를 제시한 후 Prototype을 구현하였다.
업무절차에 따른 영업설계 이슈를 정리한 후 PLM을통한 개선방안을 정리하였다. 그리고 일부 설계 업무에 대하여, PLM을 적용한 업무절차를 제시한 후 Prototype을 구현하였다.
조선소의 영업설계 업무 프로세스는 견적을 위한 엔지니어링 계산결과 Data의 양이 많았으며, Data 간의 relationship 역시 복잡하였다. 업무 프로세스는 하위 A6단계까지 분석하였다.
영업설계 AS-IS 업무 프로세스 분석 단계를 거치면서, 현재 선박 초기 설계단계 업무의 문제점들을 분석하였다. 표 1 는 영업설계 AS-IS 이슈의 일부를 정리한 것이다.
이슈는 설계 부서의 담당자 면담과 각종 현황 보고서를 이용하여 도출하였다. 각 이슈는 기능요구사항(CFR: Critical Functional Requirement) 으로 분류하였으며 , CFR 항목의 일부를 표 2에 정리하였다.
도출하였다. 각 이슈는 기능요구사항(CFR: Critical Functional Requirement) 으로 분류하였으며 , CFR 항목의 일부를 표 2에 정리하였다. CFR에 언급된 개선방안을 29개의 Use-case로 분류하였으며, 그 결과의 일부를 표 3에 정리하였다.
각 이슈는 기능요구사항(CFR: Critical Functional Requirement) 으로 분류하였으며 , CFR 항목의 일부를 표 2에 정리하였다. CFR에 언급된 개선방안을 29개의 Use-case로 분류하였으며, 그 결과의 일부를 표 3에 정리하였다. 이 과정에서 각 Issue와 CFR, Use-case는 번호를 부여하여 이슈가 해결되는 과정을 추적할 수 있도록 하였다.
따라서 본 연구과정에서는 각 Use-case를 PLM 기본 기능과 mapping하였다. 이를 통하여 개발이 필요한 Use-case와 기존의 PLM 기능을 사용할 수 있는 Use-case로 분류하였다.
mapping하였다. 이를 통하여 개발이 필요한 Use-case와 기존의 PLM 기능을 사용할 수 있는 Use-case로 분류하였다. 그림 5는 도줄된 Use-case 중 '산출물 관리, engineering 계산 Data 관리'를 예로 보인 것이다.
Armamentt 함정의 무장 체계이므로 상선에서는 제외하였다. Product Structure를 정의함으로써 초기 설계의 제품정보관리를 위한 Data Model을 구성하였다.
도시한 것이다. 영업설계의 Product Structured 정의를 통하여, 영업설계 PLM 구축 시, 요구사항 분석에서 도출된 영업설계의 업무지원/이슈해결을 위한 요구사항을 만족시킬 수 있고, 산출물 분석에서 도출된 영업설계의 제품정보관리를 위한 Data Model을 구성하였다.
구조해석 결과는 호선 프로젝트의 선체 기본 도면과 연결되어 SBWS의선체 system 내에 저장하도록 하였다(그림 25). 특히 각 해석 문서와 설계 revision 사이의 관계를 동기화시킴으로써 설계 변경 결과가 도면에 반영되었는지 여부를 판단할 수 있도록 하였다.
완성된 건조 사양서(Building Spec.)은 신규 호선의 선주와의 계약 문서로 분류하여, PLM 시스템에 등록할 수 있도록 하였다. 그림 31과 그림 32는 등록된 건조 사양서와 문서의 속성 정보이다.
견적을 위한 부품 및 장비 등의 물량 추정을 위한 근거가 되는 Data들이 대부분이다. 그러므로 SWBS를 기준으로 Data들을 구분하였다. 그림 33은 * SWBS 기반으로 한 '200.
하였다. 선박 초기 설계 단계인 영업설계를 대상으로 이슈를 도출하고 이슈를 해결하기 위한 절차적 방안과 함께 영업 설계 단계의 PLM prototype을 제시하였다.
영업설계의 전체 과정을 업무흐름과 데이터의 흐름을 input, control, output, mechanism을 중심으로 IDEF0 방법론을 통하여 정적인 업무 절차로 구분하여 각 업무수행에 필요한 Data 개체 및 설계 도구를 도출하였다. 그림 2와 그림 3은 각각, 영업설계 프로세스의 최상위 레벨의 업무절차와 '주요사양 결정' 업무의 하위 업무를 IDEF0방법론으로분석한 결과이다.
이 VTOS는 제품 구조와 상호 연관 관계를 가지도록 정의하였다. 설계 계획은 사업 관리 (Project Management) 기능을 이용하여 개발하였다.
대상 데이터
선형 설계 등 Key plan 도면, 주요 기자재 목록, 그리고 건조 사양서 등을 작성한다. 각 설계 단계의 기존 엔지니어링 계산 데이터와 실적선 도면 등의 자료를 이용하여 설계 업무를 수행한다. 작성된 견적 정보를 영업부서와 생산관리 부서에 전달한다.
이론/모형
그림 1은 이장현 등(2005)이 제안한 PLM 구축 절차를 참고하여, 본 연구에서 PLM Prototype 개발한 절차를 도시한 것이다. 프로세스 분석단계에서 AS-IS 프로세스의 정적인 표현 방법인 IDEF0방법론을 사용하여, 선박의 초기 설계 단계를 분석하였다. 요구사항과 그에 따른 Use-case 및 비즈니스 객체의 서술은 컴포넌트 기반의 설계기법(전병선, 2005)을 적용하였다.
프로세스 분석단계에서 AS-IS 프로세스의 정적인 표현 방법인 IDEF0방법론을 사용하여, 선박의 초기 설계 단계를 분석하였다. 요구사항과 그에 따른 Use-case 및 비즈니스 객체의 서술은 컴포넌트 기반의 설계기법(전병선, 2005)을 적용하였다. 분석한 Data들을 토대로, 초기 설계의 제품 구조(Product Structure)를 구성하였다.
위한 논리적 시스템 아키텍처가 필요하다. 이를 위하여CBD 방법에 따라 비즈니스 객체 (Business Object)를 정의하였다. 표 4는 Business Object를 정리한 것이다.
Jonathan(2004)은 견적 시스템에서 SWBS(Ship Work Breakdown Structure)를 적용 선박의 제품구조를 정의하였고, Brown 등(1996)은 선박의 초기 설계 시 旧S를활용해서 선박의 Product Structure 구성하였다. 본 연구에서 영업설계의 Product Structure는 SWBS(Departmentof Defense, 1998)를 참고하여, WIP(Work In Process) Data와 Released Data를 포함하는 모델을 생성하였다(그림 7). 단, 700.
구죽된 Prototypee DynaPDM(INOPS, 2007) 개발환경을 사용하여 구현하였다.
성능/효과
실적 선의 도면을 활용하여 진행할 호선의 기본 도면 (Working G/A, M/S, Lines)을 설계 절차에 따라 작성 배포한다. 모든 Data의 저장/재사용은 PLM을 통하여 수행하며, 호선 검색을 통해 데이터의 접근/재사용이 가능하게 하였다.
참고문헌 (12)
야마다 타로우 (2006) PLM전략, 한국표준협회컨설팅
이장현, 김용균, 오대균, 신종계 (2005) 조선 PDM 구축을 위한 기능 연구 및 시험 구현 사례, 대한조선학회논문집, 42(6), pp.686-697
Brown, A. J., Barentine, J. (1996) The Impact of Producibility on Cost and Performance in Naval Combatant Design. NE Sections. SNAME
Crnkovic, I., Asklund, D., Dahlqvist., A. P. (2003) Implementing and Integrating Product Data Management and Software Configuration Management. Artech House. Inc ., pp.21-45
Department of Defense (1998) Handbook Work Breakdown Structure. Department of Defense USA
John Stark (2005) Product Lifscycle Management: 21st century Paradigm for Product Realization. Springer
Jonathan, M. R (2004) A Practical Approach for Ship Construction Cost Estimating. Proteus Engineering
Ma, Y., Fuh, J. Y. H. (2008) Product lifecycle modelling. analysis and management. Computers in Industry. 59(2-3), pp.107-109
Rangan, R. M., Rohde, S. M., Peak, R, Chadha, B., Bliznakov, P. (2005) Streamlining Product Lifecycle Processes: A Survey of Product Lifecycle Management Implementations. Directions. and Challenges. Journal of Computing sud Information Science in Engineering, 5(3) pp.227-237
Schuh, G., Rozenfeld, H., Assmus, D., Zancul, E. (2008) Process oriented framework to support PLM implementation. Computers in Industry. 59. pp.210-218
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