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문제 정의
- 본 논문에서는 유비쿼터스 기술을 이용하여 금형 트라이아웃 보고서 작성 시 제조 현장의 각종 정보와 정보 시스템들 간의 효율적 연동을 실현할 수 있도록 새로운 업무 프로세스를 제시하고, 트라이아웃 작성소프트웨어 및 현장 작업자 편의성을 고려한 하드웨어를 개발하였다.
- 본 논문에서는 유비쿼터스 기술을 이용하여 금형 한국CAD/CAM학회 논문집 제 14 권 제 5 호 2009년 10월 트라이아웃 보고서 작성 시 제조 현장의 각종 정보와 정보 시스템들 간의 효율적 연동을 실현할 수 있도록 새로운 업무 프로세스를 제시하고, 트라이아웃 작성 소프트웨어 및 현장 작업자 편의성을 고려한 하드웨 어를 개발하였다. 기업과 산업의 경쟁력과 직결되는 인프라로 부각되고 있는 RF1D 기술을 이용한 트라이 아웃 보고서 관리 시스템을 통하여 전문가의 노하우에 의존하던 트라이아웃 공정에 대한 지식관리의 체계를 마련하였고, 트라이아웃 작업 시 보다 빠르고 효율적인 의사 결정을 내릴 수 있도록 하였다.
- 본 논문에서는 정보기술을 이용한 생산정보화의 한사례로서, 자동차 프레스 금형 설계 및 생산 기간 중상당 부분을 차지하는 트라이아웃 기간을 단죽하기 위하여 트라이아웃 관리시스템에 유비쿼터스 기술을 적용한 시스템과 적용 효과를 설명하고자 한다.
- 본 논문에서는 정보기술을 이용한 생산정보화의 한사례로서, 자동차 프레스 금형 설계 및 생산 기간 중상당 부분을 차지하는 트라이아웃 기간을 단죽하기 위하여 트라이아웃 관리시스템에 유비쿼터스 기술을 적용한 시스템과 적용 효과를 설명하고자 한다.
- 또한, Baudin, M은 자동차 조립공장에서 혼류 생산 시 에러방지 기능, 자동 자재 부족 신호 시스템, 복잡한 기계 조립 시 조립 순서의 에러방지 기능에 RFID 기술을 적용하였다凹. 이러한 연구들은 정보 시스템의 정보를 RFID 태그에 저장하고 이를 현장에서 자동 혹은 작업자에 의해 수동으로 확인하여 품질 측면에서 고 효율을 이뤄낼 수 있는 방법론을 제안하였다.
제안 방법
- 금형의 하단에 태그를 2개 부착하고, 주파수 출력을 32.0 dbm, 태그(금형)와 안테나 사이의 거리는 2.5 m, 인식 주기는 50 ms으로 테스트를 진행하였다.
- 7과 금형의 하단에 부착하였다. 금형의 하단에 태그를 2개 부착하고, 주파수 출력을 32.0 dbm, 태그（금형）와 안테나 사이의 거리는 2.5 m, 인식 주기는 50 ms으로 테스트를 진행하였다.
- 6은 트라이아웃 관리 시스템의 GUI(Graphic User Interface)를 보여 준다. 기존의 스프레드시트 기반 파일로 관리되는 보고서와의 연동을 고려하여, 동일한 모습의 GUI를 제공하며, 기존의 스프레드시트 기반으로 변환되는 기능을 구현하였다. 또한, 작업자가 트라이아웃 작성을 쉽게 하기 위하여 자동완성기능을 제공하며, 사례기 반추론(Case Based Reasoning) 기법을 통한 사례 검색 기능을 개발하였다.
- 기존의 스프레드시트 기반 파일로 관리되는 보고서와의 연동을 고려하여, 동일한 모습의 GUI를 제공하며, 기존의 스프레드시트 기반으로 변환되는 기능을 구현하였다. 또한, 작업자가 트라이아웃 작성을 쉽게 하기 위하여 자동완성기능을 제공하며, 사례기 반추론(Case Based Reasoning) 기법을 통한 사례 검색 기능을 개발하였다. 금형의 트라이아웃 시 의사결 정은 전문가의 경험에 의한 지식에 의존하고 있고, 이로 인하여 현장 작업자와 PM의 의견과 업무가 큰 비 중을 차지한다.
- 기존의 스프레드시트 기반 파일로 관리되는 보고서와의 연동을 고려하여, 동일한 모습의 GUI를 제공하며, 기존의 스프레드시트 기반으로 변환되는 기능을 구현하였다. 또한, 작업자가 트라이아웃 작성을 쉽게 하기 위하여 자동완성기능을 제공하며, 사례기 반추론(Case Based Reasoning) 기법을 통한 사례 검색 기능을 개발하였다. 금형의 트라이아웃 시 의사결 정은 전문가의 경험에 의한 지식에 의존하고 있고, 이로 인하여 현장 작업자와 PM의 의견과 업무가 큰 비 중을 차지한다.
- 본 논문에서 개발, 구축된 트라이아웃 관리 시스템은 Windows 기반 환경에서 Visual Basic.NET8.
- 본 논문에서 개선된 트라이아웃 관리 업무 절차의 수행을 위해 유비쿼터스 기술을 개발, 적용하였다. 개발된 시스템의 구성은 Fig.
- 본 논문에서는 Fig. 1과 같은 트라이아웃 관리 업무 프로세스를 개선하기 위하여 유비쿼터스 기술을 활용한 개선안을 Fig. 2와 같이 도출하였다. 개선안의 적용을 통하여 엔지니어가 불필요한 시간 낭비 없이 올바른 의사결정을 하고, 이 결과들이 신속하고 정확하게 관련된 작업자들에게 전달되는 것이 가능하게 된다.
- 본 논문에서는 국내의 한 자동차 프레스 금형 공장을 대상으로 트라이아웃과 관련된 일련의 업무들을 파악하고, 이를 IDEF(Integrated DEFinition) 방법을 이용하여 체계적으로 분석하였다. 구성된 현행 업무 절차(as-is business workflow)를 바탕으로 효율적인 개선 업무 절차(to-be business workflow)를 수립하며, 이 결과는 시스템 설계의 중요한 기본 자료가 된다.
- 본 논문에서는 국내의 한 자동차 프레스 금형 공장을 대상으로 트라이아웃과 관련된 일련의 업무들을 파악하고, 이를 IDEF(Integrated DEFinition) 방법을 이용하여 체계적으로 분석하였다. 구성된 현행 업무 절차(as-is business workflow)를 바탕으로 효율적인 개선 업무 절차(to-be business workflow)를 수립하며, 이 결과는 시스템 설계의 중요한 기본 자료가 된다.
- 본 논문에서는 이상의 결과를 바탕으로 개선된 업무 절차가 유비쿼터스 환경에서 수행, 트라이아웃 정보의 작성, 조회, 수정, 진행이 가능한 통합 시스템과 데이터베이스에 대한 설계를 진행하였으며, 이를 구현하여 현장에 적용하였다.
- 금형의 트라이아웃 시 의사결 정은 전문가의 경험에 의한 지식에 의존하고 있고, 이로 인하여 현장 작업자와 PM의 의견과 업무가 큰 비 중을 차지한다. 사례기반추론을 이용하여 지식을 손쉽게 데이터베이스화, 표준화하게 되었다冋. 사례기 반추론이란 인공지능의 기계학습 기법들 중 하나로서 시스템 기억장치에 과거에 이미 해결된 사례들을 저장하여 놓고, 현재에 발생한 새로운 사례를 해결할 때에 기억장치에 저장된 사례들 중 가장 유사한 사례를 찾아 그 사례를 현재 사례에 맞게끔 조정하여 추천하는 것이다风
- 유럽의 BMW는 다품종 대량생산의 실현을 위해 조립 라인에서 기존의 생산 프로세스를 유지하며 소비자의 각기 다른 요구사항을 수용할 수 있는 방안을 적용하는 대 안으로서 RFID 기술을 사용하였다. 여 러 부품들과 옵션들이 혼재해 있는 소비자의 요구사항을 작업 자가 직접 제어할 경우 높았던 불량률을 낮추기 위해서 각 차체마다 RFID 태그를 부착하여 고유코드를 부여하여 작업자의 실수 방지를 이루어내어 불량률을 0%에 가깝게 만들었다的. 또한, Baudin, M은 자동차 조립공장에서 혼류 생산 시 에러방지 기능, 자동 자재 부족 신호 시스템, 복잡한 기계 조립 시 조립 순서의 에러방지 기능에 RFID 기술을 적용하였다凹.
- 유럽의 BMW는 다품종 대량생산의 실현을 위해 조립 라인에서 기존의 생산 프로세스를 유지하며 소비자의 각기 다른 요구사항을 수용할 수 있는 방안을 적용하는 대 안으로서 RFID 기술을 사용하였다. 여 러 부품들과 옵션들이 혼재해 있는 소비자의 요구사항을 작업 자가 직접 제어할 경우 높았던 불량률을 낮추기 위해서 각 차체마다 RFID 태그를 부착하여 고유코드를 부여하여 작업자의 실수 방지를 이루어내어 불량률을 0%에 가깝게 만들었다的. 또한, Baudin, M은 자동차 조립공장에서 혼류 생산 시 에러방지 기능, 자동 자재 부족 신호 시스템, 복잡한 기계 조립 시 조립 순서의 에러방지 기능에 RFID 기술을 적용하였다凹.
- 유비쿼터스 기술을 이용한 트라이아웃 관리 시스템을 Fig. 8과 같이 프레스 금형 공장의 트라이아웃 기계에 적용하였다.
- 트라이아웃 공정에 사용되는 금형은 RFID를 통해 자동 인식되며, 현장에서 트라이아웃 보고서 시스템을 사용하기 위한 하드웨어도 작업자의 편의성을 고려하여 제작하였다. Fig.
- 트라이아웃 관리 시스템을 현장에 적용하기 전 RFID 인식률 테스트를 시행하였다. 프레스기 작동 중 금형의 하단이 상단 금형에 비하여 움직임, 충격, 태그의 파손 및 탈착 위험성이 상대적으로 적으므로, RFID 태그는 Fig.
- 트라이아웃 관리 시스템을 현장에서 사용하기 위하여 작업자 편의성을 고려한 하드웨어를 제작하였다. 현장에서는 트라이아웃을 위한 금형을 인식하기 위해 금형에 RFID 태그를 부착하고, RFID 리더기와 교신 하며 금형 정보를 전송한다.
이론/모형
- 미국의 Ford 자동차는 자동 조립 제조라인의 설비들이 생산하는 제품의 품질 향상을 위해 RFID를 적용하였다. JIT(Just-in-time) 제조 모델을 사용하여 생산 라인의각 공정 에서 23자리의 부품코드의 인식 및 각 작업시 트의 기록, 업데이트의 자동화를 통해서 작업자의 오류로 인한 위험과 품질저하를 방지할 수 있었다〔이. 유럽의 BMW는 다품종 대량생산의 실현을 위해 조립 라인에서 기존의 생산 프로세스를 유지하며 소비자의 각기 다른 요구사항을 수용할 수 있는 방안을 적용하는 대 안으로서 RFID 기술을 사용하였다.
- 또한, Baudin, Me 자동차조립공장에서 혼류 생산 시 에러방지 기능, 자동 자재 부족 신호 시스템, 복잡한 기계 조립 시 조립 순서의 에러 방지 기능에 RFID 기술을 적용하였다凹.
- 구성된 현행 업무 절차(as-is business workflow)를 바탕으로 효율적인 개선 업무 절차(to-be business workflow)를 수립하며, 이 결과는 시스템 설계의 중요한 기본 자료가 된다. 업무분석을 위해서는 IDEF 방법을 사용하였다.
성능/효과
- 30회를 반복하며 인식률을 테스트 한 결과 태그1, 태그2 모두 100%의 인식률을 보였으며, 인식 횟수는 Table 2와 같았다. 태그1과 태그2의 평균 횟수는 18.
- 미국의 Ford 자동차는 자동 조립 제조라인의 설비들이 생산하는 제품의 품질 향상을 위해 RFID를 적용하였다. JIT(Just-in-time) 제조 모델을 사용하여 생산 라인의각 공정 에서 23자리의 부품코드의 인식 및 각 작업시 트의 기록, 업데이트의 자동화를 통해서 작업자의 오류로 인한 위험과 품질저하를 방지할 수 있었다〔이. 유럽의 BMW는 다품종 대량생산의 실현을 위해 조립 라인에서 기존의 생산 프로세스를 유지하며 소비자의 각기 다른 요구사항을 수용할 수 있는 방안을 적용하는 대 안으로서 RFID 기술을 사용하였다.
- 본 논문에서는 유비쿼터스 기술을 이용하여 금형 한국CAD/CAM학회 논문집 제 14 권 제 5 호 2009년 10월 트라이아웃 보고서 작성 시 제조 현장의 각종 정보와 정보 시스템들 간의 효율적 연동을 실현할 수 있도록 새로운 업무 프로세스를 제시하고, 트라이아웃 작성 소프트웨어 및 현장 작업자 편의성을 고려한 하드웨 어를 개발하였다. 기업과 산업의 경쟁력과 직결되는 인프라로 부각되고 있는 RF1D 기술을 이용한 트라이 아웃 보고서 관리 시스템을 통하여 전문가의 노하우에 의존하던 트라이아웃 공정에 대한 지식관리의 체계를 마련하였고, 트라이아웃 작업 시 보다 빠르고 효율적인 의사 결정을 내릴 수 있도록 하였다. 또한, 분산된 다수의 작업자들이 보다 편리하고 정확하게 정보를 교환, 협업을 수행하고, 관련된 지식이 원활하게 축적, 활용되는 프레스 금형 공장의 지식관리 체계 구축이 가능할 것으로 생각된다.
- 본 논문에서는 유비쿼터스 기술을 이용하여 금형 한국CAD/CAM학회 논문집 제 14 권 제 5 호 2009년 10월 트라이아웃 보고서 작성 시 제조 현장의 각종 정보와 정보 시스템들 간의 효율적 연동을 실현할 수 있도록 새로운 업무 프로세스를 제시하고, 트라이아웃 작성 소프트웨어 및 현장 작업자 편의성을 고려한 하드웨 어를 개발하였다. 기업과 산업의 경쟁력과 직결되는 인프라로 부각되고 있는 RF1D 기술을 이용한 트라이 아웃 보고서 관리 시스템을 통하여 전문가의 노하우에 의존하던 트라이아웃 공정에 대한 지식관리의 체계를 마련하였고, 트라이아웃 작업 시 보다 빠르고 효율적인 의사 결정을 내릴 수 있도록 하였다. 또한, 분산된 다수의 작업자들이 보다 편리하고 정확하게 정보를 교환, 협업을 수행하고, 관련된 지식이 원활하게 축적, 활용되는 프레스 금형 공장의 지식관리 체계 구축이 가능할 것으로 생각된다.
- PM 입장에서는 현장의 작업자가 보고서를 직접 작성하고, 조회해야 하는 데이터(제품도, 성형해석보고서, 트라이아웃보고서, 공정계획서, LAYOUT, 판넬 성적서 등) 중 일부는 시스템을 통해서 자동으로 조회가 되므로, 기존에 보고서 작성이나 데이터 준비에 할애 하던 업무 로드가 50% 이상 감소하였다. 또한 각자의 PC에 임의적으로 저장되는 파일들을 데이터베이스를 통해 통합적으로 관리하게 되면서 현장과 사무실간 데이터의 불일치로 인한 여러 가지 오류들을 제거할 수있었다. 또한 설계단계에서부터 금형 판넬 초기 품질을 사전 검토하여 발생가능한 문제점들을 예측, 분석 함으로써 초기 판넬 품질을 증가시킬 수 있었다.
- 또한 각자의 PC에 임의적으로 저장되는 파일들을 데이터베이스를 통해 통합적으로 관리하게 되면서 현장과 사무실간 데이터의 불일치로 인한 여러 가지 오류들을 제거할 수있었다. 또한 설계단계에서부터 금형 판넬 초기 품질을 사전 검토하여 발생가능한 문제점들을 예측, 분석 함으로써 초기 판넬 품질을 증가시킬 수 있었다.
- 또한 각자의 PC에 임의적으로 저장되는 파일들을 데이터베이스를 통해 통합적으로 관리하게 되면서 현장과 사무실간 데이터의 불일치로 인한 여러 가지 오류들을 제거할 수있었다. 또한 설계단계에서부터 금형 판넬 초기 품질을 사전 검토하여 발생가능한 문제점들을 예측, 분석 함으로써 초기 판넬 품질을 증가시킬 수 있었다.
- 또한, 현장 작업자는 트라이아웃 공정에서 발생한 실패, 성공 사례에 대한 분석을 통해 추후의 유사 트라이아웃 작업에 서는 보다 빠르고 효율적인 의사 결정을 내릴 수 있었 으며, 금형 설계자도 유사 금형 설계 시 불량의 발생 이력과 원인을 숙지하고 설계함으로써 같은 불량이 발생하는 것을 사전에 막게 되어 트라이아웃 재작업에 소요되는 인력과 비용의 낭비를 막을 수 있었다. 또한, 트라이아웃 관리 시스템을 통하여, 현장과 사무실 데이터의 일치를 통한 데이터 신뢰도의 확보와 데이터 검색시간의 단축, 작업 효율성의 증가 등의 효과를 얻을 수 있었다.
- 보고서 작성에 대한 거부감을 느꼈던 현장 작업자들은 터치모니터와 자동 완성 기능 등을 활용한 사용자 편의성 때문에 시스템 초기 적용 이후 보고서 작성을 전적으로 담당하였다. 또한, 현장 작업자는 트라이아웃 공정에서 발생한 실패, 성공 사례에 대한 분석을 통해 추후의 유사 트라이아웃 작업에 서는 보다 빠르고 효율적인 의사 결정을 내릴 수 있었 으며, 금형 설계자도 유사 금형 설계 시 불량의 발생 이력과 원인을 숙지하고 설계함으로써 같은 불량이 발생하는 것을 사전에 막게 되어 트라이아웃 재작업에 소요되는 인력과 비용의 낭비를 막을 수 있었다. 또한, 트라이아웃 관리 시스템을 통하여, 현장과 사무실 데이터의 일치를 통한 데이터 신뢰도의 확보와 데이터 검색시간의 단축, 작업 효율성의 증가 등의 효과를 얻을 수 있었다.
- 본 논문에서 개발된 유비쿼터스 트라이아웃 관리시 스템을 통하여 기존에 스프레드시트로 존재했던 관련 정보들을 데이터베 이스화함으로써 , 전문가의 노하우에 의존하던 트라이아웃 공정에 대한 지식관리의 체계를 마련하였다. 보고서 작성에 대한 거부감을 느꼈던 현장 작업자들은 터치모니터와 자동 완성 기능 등을 활용한 사용자 편의성 때문에 시스템 초기 적용 이후 보고서 작성을 전적으로 담당하였다.
- 본 논문에서 개발된 유비쿼터스 트라이아웃 관리시 스템을 통하여 기존에 스프레드시트로 존재했던 관련 정보들을 데이터베 이스화함으로써 , 전문가의 노하우에 의존하던 트라이아웃 공정에 대한 지식관리의 체계를 마련하였다. 보고서 작성에 대한 거부감을 느꼈던 현장 작업자들은 터치모니터와 자동 완성 기능 등을 활용한 사용자 편의성 때문에 시스템 초기 적용 이후 보고서 작성을 전적으로 담당하였다.
- 본 논문에서 트라이아웃 관리를 위해 유비쿼터스 기술을 적용한 결과, 현장 작업자들이 수작업으로 해야 했던 작업들이 자동화 되었으며 , 이로 인하여 트라 이아웃 보고서 작성 등 일련의 절차들을 더 빠르고 더쉽게 처리하게 됨으로써 업무 효율의 증대를 볼 수 있었다. 실제로 트라이아웃 보고서 작성을 위해 사용해 왔던 공수가 30〜40% 정도 감소하는 효과를 얻을 수있었으며, 생산 현장에서의 직접적인 정보시스템 활용을 크게 확대할 수 있었다.
- 본 논문에서 트라이아웃 관리를 위해 유비쿼터스 기술을 적용한 결과, 현장 작업자들이 수작업으로 해야 했던 작업들이 자동화 되었으며 , 이로 인하여 트라 이아웃 보고서 작성 등 일련의 절차들을 더 빠르고 더쉽게 처리하게 됨으로써 업무 효율의 증대를 볼 수 있었다. 실제로 트라이아웃 보고서 작성을 위해 사용해 왔던 공수가 30〜40% 정도 감소하는 효과를 얻을 수있었으며, 생산 현장에서의 직접적인 정보시스템 활용을 크게 확대할 수 있었다.
- 본 논문에서 트라이아웃 관리를 위해 유비쿼터스 기술을 적용한 결과, 현장 작업자들이 수작업으로 해야 했던 작업들이 자동화 되었으며 , 이로 인하여 트라 이아웃 보고서 작성 등 일련의 절차들을 더 빠르고 더쉽게 처리하게 됨으로써 업무 효율의 증대를 볼 수 있었다. 실제로 트라이아웃 보고서 작성을 위해 사용해 왔던 공수가 30〜40% 정도 감소하는 효과를 얻을 수있었으며, 생산 현장에서의 직접적인 정보시스템 활용을 크게 확대할 수 있었다.
- 특히 공장, 제조 현장의 정보를 사무실과 제조 계획과 정보 시스템에 전달하는 Upstream에 적합한 방법을 찾는데 노력하였다〔项. 이상의 연구들에서는 RFID를 통해 얻은 현장의 실시간 정보를 기존 정보 시스템을 비롯한 다른 정보 객체들과 어떻게 교환 하고 사용할 수 있을지에 대해 각자의 관점에 따라 접근한 노력들을 확인할 수 있었다.
- 특히 공장, 제조 현장의 정보를 사무실과 제조 계획과 정보 시스템에 전달하는 Upstream에 적합한 방법을 찾는데 노력하였다〔项. 이상의 연구들에서는 RFID를 통해 얻은 현장의 실시간 정보를 기존 정보 시스템을 비롯한 다른 정보 객체들과 어떻게 교환 하고 사용할 수 있을지에 대해 각자의 관점에 따라 접근한 노력들을 확인할 수 있었다.
후속연구
- 기업과 산업의 경쟁력과 직결되는 인프라로 부각되고 있는 RF1D 기술을 이용한 트라이 아웃 보고서 관리 시스템을 통하여 전문가의 노하우에 의존하던 트라이아웃 공정에 대한 지식관리의 체계를 마련하였고, 트라이아웃 작업 시 보다 빠르고 효율적인 의사 결정을 내릴 수 있도록 하였다. 또한, 분산된 다수의 작업자들이 보다 편리하고 정확하게 정보를 교환, 협업을 수행하고, 관련된 지식이 원활하게 축적, 활용되는 프레스 금형 공장의 지식관리 체계 구축이 가능할 것으로 생각된다.
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