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공정능력을 고려한 체결구 부품의 위치공차 최적화 방법 연구
A Study on the Optimization of Position Tolerance of Fasteners Considering Process Capability 원문보기

대한안전경영과학회 2008년도 춘계학술대회, 2008 Apr. 19, 2008년, pp.417 - 428  

이상현 (금오공과대학교 산업시스템공학과) ,  이태근 (금오공과대학교 산업시스템공학과) ,  장성호 (금오공과대학교 산업시스템공학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Designers have to consider voice of customer, process capability, manufacturing standards & condition, manufacturing method, characteristics of products to decide tolerances. Especially, in case of position of hole and pin, designers have to consider process capability to decide tolerances. The trad...

AI 본문요약
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문제 정의

  • 이를 통하여 공차로 인해 발생되는 제품의 불량률을 감소시키고, 제조비용의 절감과 제품의 품질을 개선시키데 본 연구의 목적이 있다. 다양한 조립방식 중 체결구부품의 Hole과 Pin이 조립될 때, 최적 위치공차를 도출하기 위한 방법 제안에 초점을 맞추었다. 제조기업의 생산조건을 고려하여 부품이 요구 성능을 갖추기 위한 최적의 공차를 할당함으로써, 제조기업의 비용을 최적화하였다.
  • 본 연구에서는 설계자가 공정능력을 감안하여 공차를 설정하는데 도움을 주기위한 것으로 공차해석방법 중 하나인 몬테카를로 시뮬레이션을 이용하여 설계되어진 공차보다 더 큰 공차를 할당하여 수율을 향상시킬 수 있는 최적의 공차를 찾아내는 방법을 제시하고자 한다. 이를 통하여 공차로 인해 발생되는 제품의 불량률을 감소시키고, 제조비용의 절감과 제품의 품질을 개선시키데 본 연구의 목적이 있다.
  • 본 연구에서는 설계자가 공정능력을 감안하여 공차를 설정하는데 도움을 주기위한 것으로 공차해석방법 중 하나인 몬테카를로 시뮬레이션을 이용하여 설계되어진 공차보다 더 큰 공차를 할당하여 수율을 향상시킬 수 있는 최적의 공차를 찾아내는 방법을 제시하고자 한다. 이를 통하여 공차로 인해 발생되는 제품의 불량률을 감소시키고, 제조비용의 절감과 제품의 품질을 개선시키데 본 연구의 목적이 있다. 다양한 조립방식 중 체결구부품의 Hole과 Pin이 조립될 때, 최적 위치공차를 도출하기 위한 방법 제안에 초점을 맞추었다.
  • 다양한 조립방식 중 체결구부품의 Hole과 Pin이 조립될 때, 최적 위치공차를 도출하기 위한 방법 제안에 초점을 맞추었다. 제조기업의 생산조건을 고려하여 부품이 요구 성능을 갖추기 위한 최적의 공차를 할당함으로써, 제조기업의 비용을 최적화하였다.

가설 설정

  • Hole과 Pin의 공정능력는 동일한 것으로 가정하고, 사이즈는 정규분포를 따른다고 가정하고 입력값들을 계산하였다.
  • Hole과 Pin의 공정능력이 동일하다고 가정 후 공정능력의 변화에 따라 변하는 표준편차를 계산하여 시뮬레이션 입력값을 준비한다. 사전에 준비된 시뮬레이션 입력값을 분포로서 입력한 후 몬테카를로 시뮬레이션을 실시한다.
  • 부동 체결구와 고정체결구의 공차선도는 할당방법으로 인해 차이가 생기지만 시뮬레이션 방법은 동일하다. Pin과 Hole의 치수들은 정규분포를 따른다고 가정한 후 실험을 실시하였다.
  • 많은 공차 문제들에서, 개개의 치수들은 정규분포를 가지는 것으로 가정한다. 이 가정은 공차들로 하여금 만족도에 부합하는 방법을 제공한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
공차는 무엇인가? 공차(tolerance)는 부품의 치수(dimension)에 허용하는 변동의 크기를 나타낸다. 미국 ASME Y14.
이상적인 공차는 0에 가까울수록 좋지만 실제 상황에서의 공차는 어떠한가? 설계변수로써 이상적인 공차는 "0”에 가까울수록 좋다. 그러나 실제적인 상황에서는 공차가 줄어들면 제조의 어려움으로 인해 가격이 증가하게 되고, 반대로 공차가 늘면 제조가 쉬워져 수율이 상승하고 가격은 줄어들게 된다. 따라서 이러한 공차와 가격 사이의 관계를 고려한다면, 제품 설계에 있어서 시스템의 성능과 생산경제성을 최고로 만족시킬 최적의 공차를 얼마로 정할 것인가는 중요한 과제로 제기된다.
미국 ASME Y14.5M-1994에서 정의하는 치수는 무엇인가? 미국 ASME Y14.5M-1994에서 치수(dimension)는 “측정의 적절한 단위로 표현되고, 크기 (size), 위치(location), 회전(orientation), 형태(form) 또는 부품의 다른 기하학적 특성을 정의하는데 사용되는 수치적 값이다”라고 정의한다. 공차(tolerance)는 “지정된 치수로부터 변동하도록 허용된 부품 형체(feature)의 총 양이다.
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