Gudel Case

산업 규모의 문제

타이어 공급 업체가 자동차 제조업체에 하루 12,000 개의 타이어를 조립 라인에서 정확한 순서대로 배송해야 한다고 상상해보십시오. 이는 잘 조직된 중간 저장 시설과 정교한 물류 시설이 필요한 기술 및 운영상의 문제일 것입니다.

세계 최고의 자동화, 선형 및 드라이브 기술 제공 업체 중 하나 인 Güdel 은 Visual Components를 사용하여 생산에서 선적, 타이어의 분류, 보관을 위한 자동화 솔루션을 계획하고 설계했습니다.

기술 솔루션

Güdel이 프로젝트를 위해 설계 한 솔루션은 기술과 규모 측면에서 인상적입니다. 여기에는 임의의 타이어를 분류, 저장 및 구성하고 배송을 위해 완성된 타이어 세트를 회수 할 수 있는 대규모 ASRS 시스템이 포함되어 있습니다. 생산 후 타이어는 컨베이어 기술을 통해 타이어의 바코드를 판독하여 데이터를 자재 process 컴퓨터로 전송하는 바코드 스캐너에 무작위 순서로 도착합니다. 이것은 타이어가 가야 할 버퍼를 결정합니다. 그 다음 버퍼를 담당하는 브리지는 타이어를 제거하고 선형축의 저장 영역을 가로 질러 이동하는 그리퍼를 동일한 유형의 기존 스택에 배치하거나 새 스택을 형성합니다. 안정성을 위해 스택 높이는 최대 1.6 미터로 제한됩니다. 최대 8개까지 수용 할 수 있는 버퍼 내에서 타이어 유형은 운송을 위해 전체 범위를 채우기에 충분한 타이어가 될 때까지 임시로 저장됩니다. 완전한 세트의 타이어가 완성되자마자 스택은 그리퍼에 의해 고정되어 팔렛타이징 유닛으로 운반됩니다. 하루에 12,000개의 타이어에 필요한 높은 처리량을 달성하기 위해 여러 개의 포털 브리지에 여러 개의 그리퍼가 사용됩니다. 이 그리퍼는 Y 축에서 최대 3.5m/s의 속도와 Z 축에서 최대 5m/s의 가속도로 이동합니다.

Güdel의 표준 구성 요소가 이러한 시스템에 사용되지만 홀의 크기, 팔렛타이징 할 상품의 크기와 무게, 처리량 요구 사항이 매번 다르기 때문에 항상 고객별로 작업을 진행합니다. 복잡성과 신뢰성 및 처리량에 대한 높은 요구도로 인해 공장 계획 및 시뮬레이션을 위한 강력한 솔루션을 사용해야 합니다. 그렇기 때문에 Visual Components 소프트웨어를 통해 Güdel은 생산 솔루션을 설계, 시뮬레이션 및 검증 할 수 있는 이상적인 시스템을 찾았습니다.

Visual Components를 사용하여 2D 도면을 3D 시뮬레이션로 전환

이러한 시스템을 계획 할 때 시작점은 일반적으로 고객과 조정된 2D 도면입니다. 2D 도면을 Visual Components로 가져와 레이아웃에 대한 기본 참조를 제공하고 3D 레이아웃은 구성 요소 라이브러리의 구성 요소를 사용하여 설계 및 구성됩니다. 이 시스템을 설계 할 때 Güdel은 Visual Components eCatalog에서 사용할 수 있는 대규모 Components 라이브러리를 활용했을 뿐만 아니라 자체 사용자 정의 라이브러리 (선형 축, 포털 및 로봇과 같은 Güdel 스마트 구성 요소)를 위해 만든 수 많은 Components도 사용했습니다. 이러한 프로젝트에서는 이동 경로가 매우 동적이므로 시뮬레이션이 Python으로 매핑됩니다. Güdel은 이러한 목적을 위해 정렬 및 팔렛타이징에 맞게 조정 된 자체 Python 라이브러리를 개발했습니다. 이 모든 라이브러리 덕분에

Güdel AG 소프트웨어 기술부서의 Jonathan Camenzind는 동료들과 함께 자재 process 컴퓨터 및 창고 관리 시스템의 프로그래밍을 포함한 전체 시스템 용 소프트웨어를 관리합니다. 이 프로젝트를 위해 Güdel의 책임 영역에 속하는 시스템 부분이 Visual Components로 완전히 매핑되었습니다. 이러한 방식으로 사양에 따라 가상으로 시스템을 설계하고 통계를 수집 할 수 있으며 시스템의 잠재적인 성능 문제를 조기에 발견하고 제거 할 수 있습니다.

Camenzind는 작업 시간의 상당 부분을 Visual Components로 3D 시뮬레이션을 만드는 데 바쳤으며, Visual Components의 도움으로 이 프로젝트에 대한 상세한 시뮬레이션을 만들 수 있었고 이를 통해 다양한 시나리오에서 주기 시간, 버퍼 활용 등을 정확하게 분석 할 수 있었다고 말했습니다.

시스템이 고객의 요구 사항을 충족하는지 확인

Camenzind는 Visual Components를 사용한 공장 시뮬레이션의 주요 이점 중 하나는 주기 시간 분석과 포털 브리지 활용 덕분에 시스템이 처리량 측면에서 고객의 요구 사항을 충족하는지 확인 할 수 있었으며, 또한 버퍼 공간의 수가 충분하다는 것을 보여주었다고 말했습니다.

Güdel이 Visual Components를 사용하여 실현 한 또 다른 중요한 이점은 시간 절약입니다. Visual Components 라이브러리와 Güdel의 추가 기능 덕분에 이러한 프로젝트의 개발 시간은 이전에 필요한 시간보다 현저하게 줄어들었습니다. 예를 들어 Visual Components 소프트웨어의 스마트 Components를 사용하여 베어링, 브리지, 인피 드 및 아웃피드를 시각적으로 쉽게 연결할 수 있었으며, 개발 시간을 단축시켰습니다.

MIDEA Case

이 사례 연구에서는 세계 최대의 주요 가전 제품 생산 업체 인 Midea가 Visual Components를 사용하여 고급 세탁기 조립 라인의 용량과 유연성을 높이고 비용을 15 % 절감 한 방법을 보여줍니다.

세계 최대의 주요 가전 제품 생산 업체

1968년에 설립되어 중국 남부에 본사를 두고 있는 Midea Group 은 세계 최대의 주요 가전 제품 생산 업체이자 공기 처리 제품, 공기 냉각기, 주전자 및 밥솥 브랜드 1위입니다. 세탁 기기 사업부는 로봇 공학, 물류 및 공장 레이아웃뿐만 아니라 제품, 금형 및 장비 설계를 확인하는 시뮬레이션 엔지니어 팀으로 구성된 디지털 센터를 포함합니다.

복잡한 요구를 가진 독특한 프로젝트

2018 년 Midea Group은 고급 세탁기를 생산하는 조립 라인을 시작하는 프로젝트를 시작했습니다. 새로운 조립 라인은 중국 우시에 있는 Midea의 세탁 기기 사업부 Wuxi 공장에 건설 될 예정이었습니다. Midea는 고급, 고품질 세탁기를 생산하는 것 외에도 맞춤형 세탁기를 제작 할 수 있는 라인을 원했습니다. 시뮬레이션 팀은 조립 라인의 설계 및 레이아웃을 확인하고 최적화 방법에 대한 피드백을 제공하는 일을 담당했습니다.

Media Group은 재료, 프로세스 및 완제품 측면에서 더 높은 기술 제어를 요구하였습니다. 복잡한 생산 및 스케줄링 요구 사항으로 인해 조립 라인은 스마트 제조 기능을 더 많이 사용하고 유연한 생산 능력을 제공해야 했습니다.

이 프로젝트는 조립 라인에 10개 이상의 서로 다른 제품 플랫폼과 100 개 이상의 SKU를 동시에 생산할 수 있는 능력이 필요하다는 것입니다. 모두 혼합되고 개별 처리 시간, 재료 요구 사항 및 품질 관리 절차가 적용됩니다. 여기에는 이전에 사용 된 대량 생산 패턴과는 완전히 다른 100 개 이상의 작업 프로세스를 재배치 해야 했습니다.

Visual Components로 전환

디지털 센터 팀의 시뮬레이션 엔지니어 인 Kong Fanshi 박사는 포괄적이고 전문적인 시뮬레이션 도구로서 Visual Components는 이 프로젝트에서 매우 중요한 역할을 한다고 했으며, 이전에는 3D 레이아웃을 구축하고 장비, 물류 및 생산 능력을 확인하기 위해 세 가지 Software를 사용했다고 했습니다.

Kong과 그의 팀이 CAD 모델과 3D 레이아웃을 만드는 데 사용한 제품은 특히 복잡한 기계와 장비를 모델링하는데 부담이 되었습니다. Visual Components의 e-Catalog에 포함 된 광범위한 Components 및 재사용 가능한 모델 라이브러리는 모델 구축을 단순화 할 수 있었습니다.

그들이 직면 한 또 다른 문제는 CAD 소프트웨어와 장비 소프트웨어 간의 호환성 부족이었습니다. 3D모델을 Import 하기가 쉽지 않았을 뿐 아니라, Import가 되어도 모델의 동작과 동작을 정의하는 것이 힘들고 복잡했습니다. 또한, 물류 시뮬레이션 Software에서도 복잡한 프로그래밍과 소모적인 작업 때문에 비슷한 문제점을 경험했습니다. 그에 반해 Visual Components는 장비 모델링 및 물류 프로세스가 훨씬 빠르고 쉬웠으며, 고품질 그래픽과 영상 출력도 만족스러운 결과를 낳았습니다.

짧은 시험 기간 후에 Kong의 팀은 Visual Components를 주요 시뮬레이션 도구로 사용했습니다.

“Visual Components가 이러한 다른 제품에 비해 더 많은 이점을 제공한다는 것이 분명해지자, 우리는 대부분의 프로젝트 사례를 시뮬레이션하기 위해 점차 Visual Components로 전환했습니다.”라고 Kong은 설명했습니다.

Kong과 그의 팀은 Visual Components를 사용하여 세탁기 프로젝트 레이아웃의 프로세스 및 생산 가능성을 설계, 최적화 및 확인하고 계획된 조립 라인과 물류 레이아웃을 Midea 경영진과 프로젝트 이해 관계자에게 시각적이고 동적으로 보고가 가능했습니다.

조립 라인의 설계 및 레이아웃 확인

고급 세탁기를 생산하려면 100개 이상의 부품을 조립해야 합니다. 전체 조립 라인 프로젝트는 세 가지 주요 조립 라인으로 구성되었습니다.

1.통 조립
터브 어셈블리는 내부 터브를 백 터브에 배치 한 다음 앞 터브로 밀봉하여 형성됩니다.

2. 상자 조립
수평 펀칭기를 사용하여 강판을 상자로 성형합니다. 유연한 파이프 및 와이어와 같은 액세서리가 상자에 설치되어 상자 어셈블리를 형성합니다.

3. 세탁기 조립
균형 블록, 제어 패널, 도어 및 상판과 함께 어셈블리가 조립되어 완제품을 형성합니다.

Kong과 그의 팀은 이 프로젝트에서 두 가지 주요 과제에 직면을 했고 두 가지 과제 모두 Visual Components를 통해 극복했습니다.

첫 번째는 설계 단계에서 문제를 감지하고 문제를 해결하는데 많은 시간과 비용이 든다는 점이었습니다. Visual Components는 이 문제를 극복하는 열쇠였으며, Kong은 설계에서 위험을 적극적으로 검색하고 그 영향을 최소화하거나 제거하기 위해 Visual Components를 사용했다고 했습니다.

두 번째 과제는 프로젝트의 광범위한 요구사항과 목표를 충족하는 최상의 솔루션을 찾는 방법이었습니다. Kong의 팀은 시뮬레이션을 광범위하게 사용하여 설계를 최적화했습니다. 예를 들어, 작업자에게 가장 적합한 작업을 찾기 위해 100 개 이상의 시뮬레이션 사례를 실행했습니다.

Kong은 이러한 문제를 극복하기 위해 사용한 방법은 이전에는 상상할 수 없었으며, 실제로 라인을 구축하고 테스트하지 않고서는 솔루션을 쉽게 찾을 수 없었다고 했습니다. 또한, Visual Components를 사용하면 가상 환경에서 모든 종류의 솔루션을 쉽게 설계, 시뮬레이션 및 확인할 수 있다고 했습니다.

프로젝트 목표 초과 달성

최적화 및 개선에 대한 끊임없는 초점으로 Kong의 팀은 공간을 보다 효율적으로 사용하는 것으로 시작하여 원래 설계에서 상당한 개선과 절감을 달성 할 수 있었습니다.

Kong은 조립 라인의 바닥 면적을 10 % 줄이면서 동시에 생산 능력을 10 % 늘렸으며, 이 라인은 연간 500,000 개를 생산할 수 있는 충분한 용량을 가지고 있다고 했습니다.

새로 설계 된 라인은 일반적인 5-10 SKU에 비해 100 개 이상의 SKU의 혼합 생산을 수용 할 수 있었으며, 더 복잡한 생산 공정에도 불구하고 라인 균형이 20% 향상되어 균형이 90% 이상에 도달했습니다.

또한, Kong은 생산량이나 제품 품질을 희생하지 않고도 원래 계획에서 인력 수를 45 % 줄일 수 있었으며, 불량률을 백만 개당 1,200개에서 120개로 줄임으로써 제품 품질을 개선 할 수 있었다고 했습니다.

마지막으로 Kong과 그의 팀은 전체 조립 라인의 건설 및 설치를 가속화 할 수 있었습니다.

Kong은 건설 기간을 15 주에서 12 주로 단축하여 일정을 20 % 절감했고, 프로젝트를 통해 실현된 총 비용 절감액은 약 879,000 달러였다고 했습니다. 또한, Visual Components를 사용하여 투자 및 인건비를 낮추고 효율성을 크게 향상시킬 수 있었으며, 그 결과 프로젝트의 총 비용이 약 15 % 감소했다고 했습니다.

라인이 건설 된 후 프로젝트 관리자는 조립 라인 옆에 대형 TV를 설치하여 Kong 팀이 프로젝트를 위해 만든 3D 레이아웃과 시뮬레이션 기록의 루프를 지속적으로 재생하여 Visual Components가 프로젝트에 미치는 영향을 보여주었습니다.

Visual Components로 미래를 예측하기

이 프로젝트의 성공으로 Midea는 프로덕션 시스템의 설계 및 시운전에 Visual Components를 추가로 사용할 수 있는 방법을 탐색 할 계획입니다.

Kong과 그의 팀은 응용 프로그램에 맞게 소프트웨어를 더 맞춤화하고 자체 플러그인 및 애드온을 개발하기로 했으며, Visual Components의 개방형 플랫폼과 인터페이스를 통해 시뮬레이션 도구의 적용 범위를 자유롭게 확장 할 수 있다고 했습니다.

Kong 팀과 Midea의 또 다른 우선 순위는 Industry 4.0입니다. 그들은 어떻게 생산을 디지털화하고 공장을 더욱 연결시킬 수 있는지를 모색하고 있습니다.

Kong은 생산의 디지털 트윈을 구축하고 싶다고 했으며, 공장 현장에서 기계, 물류 및 제조 데이터를 수집하고 이를 Visual Components 레이아웃으로 시각화 할 계획이라고 했습니다. 또한, Visual Components의 PLC 인터페이스를 사용하여 생산 라인에 명령을 전달하는 방법을 탐구하고 싶다고 했습니다.