초록 ▼

○ 최종목표
1세부
□ 1단계에서 개발된 시뮬레이션을 위한 기본 모듈들의 호환성과 연계성을 고려한 통합으로 검증 결과에 대한 신뢰도를 높인다. 이후 산업의 특성과 현장의 요구사항을 반영하여 검증 결과데이터의 재해석 및 분석을 통해 공정운영 분석이 가능한 공정개선 의사결정 지원 프로그램을 개발하여 및 상용 소프트웨어로써 사업화를 목표로 한다.
2 세부
□ 본 과제의 최종 목표는 디지털 가상 공장을 근간으로 로딩 시뮬레이션과 자동물류 시뮬레이션을 통하여 신규 공장의 설립 단계, 생산 라인의 운영 및 개선 단계에 필

○ 최종목표
1세부
□ 1단계에서 개발된 시뮬레이션을 위한 기본 모듈들의 호환성과 연계성을 고려한 통합으로 검증 결과에 대한 신뢰도를 높인다. 이후 산업의 특성과 현장의 요구사항을 반영하여 검증 결과데이터의 재해석 및 분석을 통해 공정운영 분석이 가능한 공정개선 의사결정 지원 프로그램을 개발하여 및 상용 소프트웨어로써 사업화를 목표로 한다.
2 세부
□ 본 과제의 최종 목표는 디지털 가상 공장을 근간으로 로딩 시뮬레이션과 자동물류 시뮬레이션을 통하여 신규 공장의 설립 단계, 생산 라인의 운영 및 개선 단계에 필요한 설비 제어프로그램을 생성 및 검증, 호환 기술을 개발함으로서, 전략기획, 전술 계획, 실행상의 다양한 역할을 통하여 생산라인을 조기 안정화 하고, 물류 흐름을 최적화하는데 있다. 또한 본 과제는 개발된 기술을 다양한 제조 유형과 산업 유형에 적용 할 수 있도록 템플릿 및 라이브러리화하고 구축 방법론을 포함한 솔루션으로 개발 하여 제조 지식서비스 산업 분야의 비즈니스 모델을 창출 하고 국내 지식 서비스 벤처의 발전과 제조업 경쟁력 향상을 동시에 도모함을 목표로 함
3세부
□ 자동차 조립 공장 내의 각종 생산 자원(생산 설비 및 생산라인)과 생산 공법(설비 운용 Task와 공정 운용 Process)들에 대한 정의 및 생성을 위한 템플릿(template)들을 개발함으로써, 손쉽게 생산 장비 및 생산 라인/Cell 등을 모델링하고, 그들이 하여야 할 일(Task 및 Process) 들을 정의하여 생산 Simulation을 수행하여, 최적의 자원(Resource) 설계 및 배분, 최적의 Process/Task 설계 및 로봇 OLP를 수행 할 수 있는 Digital Manufacturing System 개발.
4세부
□ 현장 맞춤형 생산지원 플랫폼 고도화를 통한 생산유형별 확대 적용 및 가상제조시스템(Digital Manufacturing System)과 연계성 강화

○ 개발내용 및 결과
1세부
1. 공장통합형 DMS기술적용을 위한 CAD S/W호환기술
2. CAD모델의 온전한 변환을 위한 CADData의 변환율
3. DMS환경에서 정확한 시뮬레이션을 위한 3D 그래픽 Data압축 기술
4. DMS환경 실현을 위한 다양한 벤더별 제어코드 변환기술
5. 공정안정화와 양산체제 도달 시간 감소를 위한 자동화공정 제어코드 오류감소 기술
6. 가상모델과 실제간 Calibration기술 개발
7. 실시간 공정 모니터링 Framework개발
8. 조립 중 일정계획 수립을 위한 프로세스 설계
9. 일정 계획 및 모니터링 데이터 반영한 라인 시뮬레이터
10. 제어코드 검증 기술 기반의 정형 검증 기술개발 (PLC 설비 인터록 검증)
11. 패터닝을 통한 설비 신호취합 시스템 개발
12. 실시간으로 모니터링을 통한이상상황에 대한 원인분석 및 Reporting 시스템
13. 모니터링 기술의 호환성 증대를 위해 다수 PLC벤더와 통신이 가능한 모듈 개발
14. 공정별 라인별 Cycle Time 및 가동률 Idle Time등의 다양한 공정 효율 분석 모듈
15. 블록 조립 공장을 디지털 모델로 구현하고 관련 정보를 통합, 제공할 수 있는 시뮬레이션 모델 개발
2세부
1. 로딩시뮬레이션 및 생산 물류 통합시뮬레이터 고도화
2. 지능형 복합장비 최적화 설계, 운영, Set-Up Tool 기능
3. DSP (Digital Simulation Platform) 기능
4. 지능형 디지털 Job 분배 기능
5. 이상상황에 대한 탐지 및 분류 기능
6. 워크플로 기반 Shop floor 이벤트 처리 시스템 개발
3세부
1단계 개발 사업에서는 차체 조립 공정에 대한 DMS의 적용을 위한 요소 기술들을 연구하여
1. 자동차 조립 공정의 설비 및 Task 그리고 주요 공정 Process에 대한 조사와 분류 작업과 그를 기반으로
2. 설비 모델링 및 Kinematics 정의 템플릿들과
3. Task 및 Process 정의 및 시뮬레이션 기술들을 개발하였음.
2단계 개발 사업에서는 1단계 연구를 기반으로 차체 조립 공장에 대한 DMS 적용 확대를 위해
1. 생산 설비 모델링 및 Task 템플릿 추가 개발
2. Point Cloud 기반의 모델링 기술 개발
3. 다양한 Process들이 결합된 복합 Process에 대한 시뮬레이션 기술 등을 개발하였으며, 개발된 DMS에 대한 적용 평가와 공인 기관의 신뢰성 평가 수행을 통해 Good Software 인증을 획득하였음.
4세부
1. Data flow Diagram을 지원하는 저작도구 개발
2. Data flow Diagram 방법을 통한 데이터 가시화 시스템의 개발
3. Data 기반의 최적화 지원 시스템 및 최적화 알고리즘 개발
4. DMS 연계형 Decision Supporting System 개발
5. DMS 기반의 공정최적화를 위한 Experiment 모듈 개발

○ 기술개발 배경
1세부
□ 제조 산업의 고도화 및 글로벌화에 따른 Mid-tech 시장의 경쟁심화, high Tech 시장의 높은 벽, 신기술 융복합화 및 환경규제 강화, 자국 주력산업의 글로벌 리더십 확보 등과 같은 여러 급변하는 환경에 적응하기 위해 기업의 원천기술 및 시장 환경변화에 유연한 대처 가능한 생산기술 등의 확보를 통한 생산혁신 패러다임을 이룩해야한다. 본 과제는 1단계 지식기반 적응형 디지털 생산시스템 DMS(Digital Manufacturing System)을 통해 개발된 원천기술의 고도화 및 산업별 특성에 따른 DMS 기술 적용 전략을 통해 산업경쟁력 강화 및 사업화를 이끌어 내고자 한다.
2세부
□ 반도체/디스플레이/LED/이차전지/태양전지산업은 장비 의존도가 높은 산업으로, 제품의 품질과 생산성 및 원가가 장비의 품질과 생산성에 크게 영향을 받음.
□ 각종 장비의 운영을 사전에 검증하는 에뮬레이터 개발로 에너지 감소와 주요 고각의 재료비 절감, 환경유해물질 방출의 최소화
3세부
□ 자동차 제품 생산 주기가 빨라지고, 다 차종 생산 시스템의 확대에 따라 제품 생산을 위한 생산 설비 및 공정의 설계와 공정 운용을 위한 사전 준비 작업에 비용이 기하급수적으로 증가함. 이에 대한 대안으로 Digital Manufacturing System에 대한 요구가 늘어남.
□ DMS 시스템은 각종 생산 공정에서의 문제점들을 사전에 평가/예측하여, 효율적 생산 시나리오의 결정, 생산 장치 설계/수정/배치 및 작업량의 최적 분배와 최종적으로는 로봇 등의 작업 프로그램의 생성/평가/수정 등을 컴퓨터의 가상 환경 상에서 사전에 검증해 볼 수 있는 가장 좋은 대안으로 평가되고 있음.
4세부
□ 제조분야의 생산 환경은 공정의 자동화 및 복잡화로 데이터의 양이 급증하고 제품의 다양화 및 기술발전으로 인한 제품수명주기 단축으로 신속하고 정확한 제조전략의 수립이 필요함 하지만 현장의 데이터와 시뮬레이션을 통하여 제조현장을 모니터링하고, 이를 기반으로 공정을 최적화할 수 있는 도구 및 방법론의 지원이 부족하여 이에 대한 기술개발이 필요

○ 핵심개발 기술의 의의
□ 본 과제에서 개발 한 공장 통합형 DMS 원천 기술, 제조시스템 제어 프로그램 생성 및 검증 기술, 생산유형별 DMS 템플릿, DMS 연계형 생산지원 플랫폼 기술 개발 이와 같이 각 4개의 세부핵심 연구과제는 새로운 생산기술의 패러다임을 구축을 위한 실질적인 기술이며, 또한 국가 성장 동력의 한 축으로써, 국내 제조분야의 생산성을 높이고 제조시스템의 새로운 변화를 가져올 것으로 기대.
1세부
□ 자동화 산업의 생산라인을 가상의 공간에 구축하여 양산전에 가상시전을 통해 제어프로그램의 오류와 시퀀스를 검증하고 개선이 가능하여 실질적인 공기 단축의 효과와 오류로 인한 공정상의 물질적, 인적 사고를 예방할 수 있는 기술임. 또한 양산이후 공정 모니터링을 통해 물류 흐름의 최적화와 발생하는 문제의 원인에 대해 명확한 파악이 가능하기 때문에 라인정지에 따른 경제적 손실 최소화가 가능하며 가상의 3D 시뮬레이터를 이용한 작업 스케줄링을 통해 공정 레이아웃 배치 및 작업 순서의 최적화를 이룰 수 있는 기술이다.
2세부
□ 현존하는 상용 제품 기술들은 부분적인 시뮬레이션 정도가 가능하며, 고 숙련자에 의한 장시간의 작업이 필요로 하여 라인 전체의 생산과 물류를 통합적인 시뮬레이션은 불가능함. 제조시스템에서 사용 중인 MCP의 수정 개선과 검증을 위하여 디지털 가상 시뮬레이션 기술이 활용되고 있으며 특히 LCD/반도체와 같은 하이테크 산업에서 많이 이용되고 있는 Apply Material 사의 AutoMod 등과 같은 제품은 현장의 기능적 요구사항에 대하여 아직까지 다음과 같은 기술적 한계를 보이고 있음.
3세부
□ 차체 조립 공장을 구성하는 생산 설비 및 생산 공법에 대한 모델링 및 시뮬레이션을 위한 요소 기술들을 개발하여 차체 조립 공장에 대한 효율적 Digital Manufacturing System 적용이 가능해짐.
□ Digital Manufacturing System을 이용한 차체 생산 업무 절차 확립을 통한 생산 비용 절감 및 완성차 경쟁력 향상.
□ 외산 DMS S/W 대체를 통한 외화 유출 절감.
4세부
□ 상용시스템 대부분이 전문가가 투입되어 모델링을 하고, 정해진 KPI(Key Performance Index)만 모니터링 할 수 있도록 지원하는 단점이 존재하고, Simulation과 연계되어 병목공정을 찾고 해결방향을 제시할 수 있는 시스템은 부재한 실정임
따라서 본 기술은 현장데이터와 DMS를 함께 연계하여 공정최 적화를 지원할 수 있는 통합 시스템으로써의 의의가 있음

○ 적용 분야
1세부
대규모 자동화 산업의 대표적인 자동차, 반도체, LCD, 조선 등의 분야에서 공정 이상상황 및 시퀀스 오류 검증과 스케줄링 & 모니터링용 솔루션으로 적용가능
2세부
자동차 제조 산업, 반도체 산업, LCD 산업
3세부
자동차 조립 공장에 대한 공법 검토 및 시뮬레이션 업무 산업용 로봇이 활용되는 자동차, 조선, 반도체 산업 등
4세부
전체 제조기업의 생산관리 부서를 위한 지원시스템으로 적용

(출처 : 초록)

목차 Contents

• 표지 ... 1제출문 ... 2기술개발사업 최종보고서 초록 ... 3기술개발사업 주요 연구성과 ... 31목차 ... 51제 1 장 서론 ... 52 제 1 절 과제의 개요 ... 52제 2 장 과제 수행의 내용 및 결과 ... 58 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 58 제 2 절 단계 목표 및 평가 방법 ... 69 제 3 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 83 제 4 절 수행 결과의 보안등급 ... 175 제 5 절 유형적 발생품(연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리 현황 ... 175제 3 장 결과 및 사업화 계획 ... 176 제 1 절 연구개발 최종 결과 ... 176 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 216 제 3 절 시장 현황 및 사업화 전망 ... 224 제 4 절 고용 창출 효과 ... 229 제 5 절 자체 보안관리 진단표 ... 231끝페이지 ... 232