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자동차 도장 공정의 셋업 감소 방법 모델링 및 시뮬레이션 분석
Modeling and Simulation Analysis of the Setup Reduction Method in Automobile Painting Process 원문보기

한국시뮬레이션학회논문지 = Journal of the Korea Society for Simulation, v.18 no.3, 2009년, pp.147 - 154  

한용희 (삼성전자 Device Solution 부문)

초록
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본 연구에서는 자동차 도장 공장의 가장 큰 낭비 요소인 상도 공정의 세정 비용의 절감 및 환경 보호를 목적으로 상도 공정 이전의 각 컨베이어 연결점에서의 운영 알고리즘 변경시의 셋업 감소 효과를 시뮬레이션 모델링을 통해 분석하였다. 또한 본 연구의 동기가 된 도장 공정에서의 세정 비용 최소화 프로젝트 및 도장 공장 현황에 대해 설명하였다. 시뮬레이션 결과 컨베이어 연결점에서의 운영 알고리즘 개선시 현재 1.8대의 그룹화 효율을 2.5대 수준으로 향상시킬 수 있음을 알 수 있었다. 본 연구에서 적용한 접근법을 사용할 경우 그룹화 효율 향상에 별도 설비 투자가 필요 없고, CRS(Color Rescheduling Storage) 설치와 병행 적용하여 그룹화 효율을 더욱 향상시킬 수 있는 이점을 가지고 있다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study we investigate the problem of reducing color change cost at painting operations in an automobile assembly plant. Changing control logic at conveyor junction points prior to the top coat line has been proposed and analyzed using the discrete event simulation model we developed using Aut...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 일반적인 CRS는 4~6개 저장 레인 및 1개 회송 레인을 가지고 있음을 고려할 때, 셋업 비용을 줄이기 위한 차체간 순서 변화(resequencing)를 위한 CRS로서 해당 공정의 저장공간을 사용시 셋업 감소 효과가 전용 CRS 대비 상대적으로 작다. 따라서 본 연구에서는 추가적인 셋업 감소 효과(즉, resequencing 유연성 추가 획득)를 위해 도장 공정내 각 컨베이어 연결점에서의 운영 알고리즘 변화시의 예상 그룹화 효율 향상 효과를 검토하였다.
  • 본 사례연구 논문은 자동차 조립 공장의 도장 공정에서의 자동차 색상 변경 횟수 최소화를 통한 원가 절감 및 환경 보호를 목적으로 컴퓨터 시뮬레이션 모델 기법을 적용해 분석하였다. 또한 본 연구의 동기가 된 도장 공정에서의 색상 변경 최소화 프로젝트 및 도장 공장 현황에 대해 설명하였다.
  • 본 논문이 선행 논문들과 다른 점은 별도의 CRS 설치를 통해서가 아닌 기존에 생산 라인에 공통으로 존재하는 설비를 이용한 그룹화 효율 향상에 대해 다룬 점이다. 구체적으로, 컨베이어의 연결점(junction point)에서 어떤 차량을 먼저 인입 혹은 인출하는가에 따라 연결점 전과 연결점 후의 그룹화 효율이 바뀌는 사실을 이용하여, 상도 부스 이전의 여러 연결점에서의 적절한 컨트롤 로직의 변경을 통하여 CRS 설치와 관련한 추가 투자 없이 그룹화 효율이 향상될 수 있음을 보였다.
  • 본 사례연구 논문은 자동차 조립 공장의 도장 공정에서의 자동차 색상 변경 횟수 최소화를 통한 원가 절감 및 환경 보호를 목적으로 컴퓨터 시뮬레이션 모델 기법을 적용해 분석하였다. 또한 본 연구의 동기가 된 도장 공정에서의 색상 변경 최소화 프로젝트 및 도장 공장 현황에 대해 설명하였다.
  • 본 연구에서 다뤄진 도장 공정 상세 내용은 한 자동차 조립 공장과의 현장 개선 프로젝트를 통해 도출된 것이다. 프로젝트는 다음과 같이 진행되었다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
자동차 생산 공정 중 도장 공정은 어떻게 구분되는가? 본 연구의 대상인 도장 공정은 크게 전처리(pretreatment), 하도 / 전착(electro deposition), 중도(primer coat line), 상도(top coat line), 검사 / 수리(inspection and repair line) 공정으로 구분되는데, 하도 공정은 차체에 전착도료를 부착시키는 과정이며, 중도 공정은 자동 도장기나 에어 스프레이건을 사용하여 도료를 부착하는 공정이고, 마지막으로 상도 공정은 자동차 차체의 색깔을 결정하는 공정으로 다양한 종류의 도료가 사용된다. 이 과정에서 중도 공정까지는 차체의 색깔에 상관없이 같은 도료를 사용하여 진행되는 데 반해 상도 공정에서는 고객 / 대리점에서 주문한 색상에 따라 사용되는 도료가 결정된다.
일반적으로 자동차 생산 공장은 어떻게 구분되는가? 자동차 생산 프로세스는 여러 단계의 가공(Machining)과 조립공정 등을 포함하는 복잡한 과정이다. 자동차 생산 공장은 일반적으로 프레스 공장(stamping plant), 조립 공장(assembly plant), 엔진 및 구동장치(power train)를 가공하는 공장으로 구분될 수 있다. 그 중 가장 중요한 조립 공장은 회사 내 프레스 공장 혹은 외주업체에서 생산 되는 패널 등을 용접해서 차량의 골격을 만드는 차체 공정(body shop), 차체 공장에서 완성된 차체를 내부 / 외부 부식으로부터 보호하고 고객 / 대리점에서 주문한 색상으로 도장하는 도장 공정(paint shop), 그리고 엔진과 트랜스미션을 비롯한 구동 장치와 서스펜션, 브레이크, 시트, 타이어 등 각종 부품을 차체에 부착시키는 조립 공정(trim shop)으로 세분화된다.
색상의 차종이 연속해서 상도 부스로 투입되지 않을 경우 잔류 도료의 세정(셋업) 비용이 발생하게 되는 이유는 무엇인가? 이 과정에서 중도 공정까지는 차체의 색깔에 상관없이 같은 도료를 사용하여 진행되는 데 반해 상도 공정에서는 고객 / 대리점에서 주문한 색상에 따라 사용되는 도료가 결정된다. 상도 공정의 경우 차량 도색 직전에 도장한 차량과 도장 대상 차량의 색상이 다를 경우 자동 도장기 내부의 잔류 도료를 신너를 이용하여 세정한 후 새로운 도료를 투입하여 도장 작업이 이루어진다(문덕희 등(2003)). 따라서 동일한 색상의 차종이 연속해서 상도 부스로 투입되지 않을 경우 잔류 도료의 세정(셋업) 비용이 발생하게 된다.
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참고문헌 (19)

  1. 문덕희, 김하석, 송 성, 김경완 (2003), "자동차 도장공장의 Color Rescheduling Storage 설치를 위한 시뮬레이션 분석", IE Interfaces, Vol. 16, No. 2, pp. 211-221. 

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  18. Daganzo, C. F. (1986), "Static blocking at railyards: Sorting implications and track requirements," Transportation Science, Vol. 20, pp. 189-199. 

  19. Han, Y. (2004) Dynamic sequencing of jobs on conveyor systems for minimizing changeovers, Ph. D. Thesis, School of Industrial and Systems Engineering, Georgia Institute of Technology. 

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