[논문]주문형 설계 조선산업과 주문형 조립산업의 특성에 따른 PLM 기능과 구조 설계

김승현; 전정익; 이장현; 이원준

주문형 설계 조선산업과 주문형 조립산업의 특성에 따른 PLM 기능과 구조 설계
Implementation of PLM Functional and Architecture between ETO Shipbuilding and ATO Industries 원문보기

한국CAD/CAM학회논문집 = Transactions of the Society of CAD/CAM Engineers, v.15 no.6, 2010년, pp.425 - 439

김승현 (인하대학교 대학원) , 전정익 (인하대학교 대학원) , 이장현 (인하대학교 조선해양공학과) , 이원준 ((주)대우조선해양 정보기술 R&D 팀)

Abstract ▼ AI-Helper

The current challenge with which most shipyards are forced is to reduce the design time and the time-to-delivery because of explosive order of shipbuilding. Collaborative design and product data management have become important to reduce the lead time. Furthermore, enterprise information technologies such as ERP (Enterprise Resource Planning), SCM (Supply Chain management), and APS (Advanced Planning System) requires the collaborative environment. Also, manufacturing environment has been considered as a topic of strategic interest to get shorter product lifecycles in shipyards. Most shipyards have chosen an environment of ETO (Engineering To Order) strategy which designs and produces new products in response to various requirements of customer, rules and regulations. In the ATO (Assemble 10 Order) environment, most component parts have been designed to be procured or produced on the order requirement. The basic distinction between the ETO and ATO is the timing of the design. Thus in the ATO environment, it is more flexible in reducing the lead time to meet the specified requirements of customers. However, the ETO strategy requires new ship design process and ship product structures that are linked with the implementation of PLM. And, the function and architecture of current PLM solution has been designed based upon ATO environment properly. This paper presents the PLM architecture which effectively reflects the characteristics of shipbuilding. 4-layer architecture model is suggested to implement the PLM system. Also, implemented functions of ship PLM is explained in order to make a practical guidance for ship PLM implementation.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 위 layer 별로 조선 산업에 적절한 PLM 의 특징을 제시하고자 한다.
본 연구에서는 ATO 전략을 취하는 자동차 산업의 특성과 ETO 전략을 취히는 조선 산업의 특징을 반영하여 조선 산업에 적합한 PLM의 기능, 데이터 구조, 정보 시스템 통합 방안을 제시하고자 하였다. 이를 위하여 아래와 같이 4개의 PLM 계층으로 분류하여 ATO전략과 조선 산업의 특징을 비교 분석한 후에 조선 PLM의 특성을 제안하였다.
이러한 모델은 상이하게 보이지만, 공통적으로 시스템 통합, 기능 특성, 데이터 특성, 활용을 위한 절차 등을 아키텍처로 정의하고 있다. 본 연구에서는 아키텍처를 바탕으로 4 개의 계층(layer)으로 PLM의 특성을 분류하여 기술하고자 한다(Fig. 2). 각각의 계층은 다음과 같이 정의하였다.
본 연구에서는 조선 산업과 타 산업의 제조 전략의 특징과 설계 생산 시스템의 특징을 비교하고 조선 산업에 적절한 PLM 특징과 기능 요구사항을 제시하고자 한다. 또한 Business logic, Data object, PLM function modules, 그리고 Enterprise integration layer의 4개의 PLM 계층으로 분류하여 ATO 전략과 조선 산업의 특징을 비교 분석한 후에 ETO 산업에 적합한 조선 PLM의 특성을 제안하였다.
본 장에서는 선박과 자동차 business logic과 data object의 특성을 반영한 PLM의 기능 특성에 대하여 정의하고자 한다.
본 장에서는 선박과 자동차의 제품 구조와 BOM 정보의 특성을 비교함으로써 PLM의 BOM 설계의 기준을 제시 하고자 한다.

가설 설정

· 3D CAD의 정보 활용 필요: CAD에서 정의한 제품 Tree를 PLM에 자동 Upload한다.
· 3D CAD의 정보 활용: 3D CAD에서 정의한 제품 정보를 추출하고 BOM과 쌍방향 Interface가 필요하다.
· ATO의 BOM 생성: 주요 부품의 E-BOM을 정의한다→CAD 도면, 모델링 작업을 수행한다.→E-BOM을 확정한다.
· BOM 교환을 위한 포맷 필요: BOM에 도면과 모델 정보를 포함하여 협력 업체와 수정/생성 교환 작업을 실시한다.
· BOM의 구성 변경 : 수정, 변경을 설계/생산에 반영할 수 있는 변경 절차가 증요함.
· CAD 정보와 PLM의 객체 정보가 연결되어야 한다.
· CAD 파일은 BOM에 연계(Association)시켜야 한다.
· CAD 파일의 변경과 BOM 변경 관계를 정의해야 한다.
· CAD와 PLM의 데이터베이스 정보를 각각 사상 (Mapping) 하기 위한 기능이 필요하다.
· CAD의 BOM 생성 기능이 중요함: CAD에서 직접 BOM을 생성하여 PLM에 저장하는 기능이 필요하다.
· CAD의 정보는 파일 단위로 생성 저장된다.
· CRM 시스템 : ATO 산업은 소비 예측에 근거하여 불특정 다수의 고객을 대상으로 제품을 판매하기 때문에 CRM 시스템이 중요한 역할을 하고 있다. 그러나, 조선 해양의 수주는 기술 영업에 의하여 수행되므로, CRM 시스템이 PLM의 영업 설계 정보 관리 기능으로 구현되어야 한다.
· Modular BOM 중심의 BOM · 구성: E-BOM과 BOM의 정합성 체크가 중요하다.
· SCM 시스템: ATO 산업은 다수의 공급자로부터 대량의 부품을 수요 예측에 근거하여 공급 받는다. 따라서 MPS를 바탕으로 자재 수급을 위한 SCM이 필요하다.
· WBS 중심의 BOM 구조: Block 분할, 의장 시스템을 고려한 WBS 형태의 BOM 구조를 구현하여야 한다.
· 가상 생산 시스템: ATO 산업은 신규 제품을 개발한 후에 신규 공장설비를 구비하므로 설비 배치 및 공정 계획을 시뮬레이션 할 필요가 있다. 따라서 가상 생산 기능이 PLM의 일부분으로 필요하다^[35].
· 구성 관리: 사양, 제품 구조 편집이 가능해야 함.
· 다양한 CAD 및 PDM: 각 부품의 개발업체 마다 다양한 종류의 CAD system 및 PDM(product data management)을 사용하고 있다. 이 때문에 다양한 형식의 설계 데이터 및 PDM 데이터를 통합해줄 체계가 필요하다.
· 블록 분할과 의장 시스템 트리, zone을 동시에 반영하는 제품 구조를 정의하여야 한다.
· 선박의 BOM 생성: 주요 기자재 BOM을 생성한다.→탑재 공법을 확정한다.
· 설계 단계 별로 상이한 제품 구조를 반영하여야 한다.
· 이기종 CAD와 PLM의 인터페이스가 제공되어야 한다.
· 이기종 CAD의 데이터베이스 간의 동기화 또는 어댑터 기능이 필요하다.
· 중립 파일을 이용한 설계 정보와 PLM의 정보를 일치시키기 위한 기능이 필요하다.
· 지역 분산 설계/생산: 제품 개발 및 설계가 조선소 내에서 수행되기 때문에 지역적 분산 체계를 필요로 하지는 않는다. 또한 동일한 CAD 시스템을 사용하여 제품을 설계 하기 때문에 CAD 데이터의 표준화 및 중립화에 대한 요구가 상대적으로 중요하지는 않다.

제안 방법

기준 모델(자동차 모델)을 구성하고 각 부품 별로 Option(변속기, 엔진 배기량, 좌우 헨들 등)을 조합하여 Vriant를 구성한다. 따라서 modular BOM, generic BOM을 주로 사용하여 각 모델 별로 사양의 변화를 관리한다^[20].
본 연구에서는 조선 산업과 타 산업의 제조 전략의 특징과 설계 생산 시스템의 특징을 비교하고 조선 산업에 적절한 PLM 특징과 기능 요구사항을 제시하고자 한다. 또한 Business logic, Data object, PLM function modules, 그리고 Enterprise integration layer의 4개의 PLM 계층으로 분류하여 ATO 전략과 조선 산업의 특징을 비교 분석한 후에 ETO 산업에 적합한 조선 PLM의 특성을 제안하였다.
본 연구에서는 ATO 전략을 취하는 자동차 산업의 특성과 ETO 전략을 취히는 조선 산업의 특징을 반영하여 조선 산업에 적합한 PLM의 기능, 데이터 구조, 정보 시스템 통합 방안을 제시하고자 하였다. 이를 위하여 아래와 같이 4개의 PLM 계층으로 분류하여 ATO전략과 조선 산업의 특징을 비교 분석한 후에 조선 PLM의 특성을 제안하였다.

대상 데이터

제품 정보는 도면, BOM, 제품 구조, 모델, 설계 변경 정보 등 많은 데이터를 포함하고 있다. 특히, 제품 구조와 BOM은 가장 중요한 데이터라고 할 수 있다.

성능/효과

그러나 설계 변경에 의한 BOM 수정, 자재 수급의 변화, 선체 및 의장 사이의 설계 영향도 반영 등의 작업이 연결되어 있지 않다. 따라서 설계 변경 요청 및 승인 등과 같은 절차에 중심을 두기 보다는 Fig. 20, Fig. 21에 보인 것과 같이 변경 네트워크와 변경 파급 효과에 대한 모델이 선박 PLM에서 설계 변경 관리의 주요기능으로 구현되는 것이 효과적이라고 판단된다.

후속연구

그러나, 조선 산업은 고정된 설비 자원을 활용해야 하므로 가상생산 기술을 PLM의 일부 기능으로 구현하는 것은 비효율적이다. 가상 생산 시스템이 가지는 생산 일정 계획 평가, 물류 개선안 도출, 제약 조건 탐색, 신규 설비의 효과 분석, 디지털 휴먼 등의 기술은 활용할 필요가 있을 것이다.
본 연구의 결과가 선박 PLM의 적절한 기능 모델, 활용 모델을 개발 하는데 필요한 기본 방향을 제시 할 수 있기를 기대한다.

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표제어: PCR

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용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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