공구 관점에서 본 숍 플로어 디지털화

한 위탁 제조사가 자사 생산 IT와 공구 라이프사이클 매니지먼트를 네트워크에 연결하였다. 반복 주문을 위한 푸시 버튼 솔루션이 마련되었고, 결과적으로 공구 가용성이 100% 정도 향상되었다.

 

Dr. 베른하르트 발니온(Bernhard Valnion): 전문 저널리스트

 

제조업체의 성장 징후는 다양하다. 공구의 수주가 늘고, 더 많은 공구를 구입하면서 이러한 작업을 관리하는데 복잡성이 커지고 있다. 독일 슈바르츠발트의 슈타이나하에는 공구를 위탁 제조하는 Armbruster GmbH라는 회사가 있다. 이 회사는 외과용 기기와 정형외과 임플란트, 기계 및 시스템 엔지니어링을 위한 부품과 구성요소를 주로 제작한다.

이 업체의 숍 플로어에는 작업자들의 눈이 휘둥그럴 만한 모든 것이 갖춰져 있다. 로봇 시스템이 장착된 3축과 5축 머시닝 센터와 메인 스핀들 그리고 카운터 스핀들을 장착한 터닝/밀링 센터, Sinker EDM을 포함하는 총 25대의 기계가 배치되어 있으며, 품질 보장을 위한 광범위한 측정 기술이 세심하고 신뢰할 만하게 자신의 업무를 수행한다. 의료 기술 분야에서 요구하는 인증서는 기계 및 시스템 엔지니어링 분야의 고객들에게도 혜택이 된다. 따라서 Armbruster은 시장에서 뛰어난 정밀성, 노하우, 엄청난 인력 배치 면에서 높이 평가받고 있다.

 

공구 관리 소프트웨어로 많은 공구를 한 눈에 파악할 수 있다.

초점은 복잡한 고객 맞춤 제품에 있다

이 업체는 현재 2세인 토비아스 암브루스터와 플로리안 암브루스터가 이끌고 있다. 경영 대표인 토비아스 암브루스터가 다음과 같이 설명하였다. „우리는 공정 깊이가 깊고 공정 시퀀스는 고객 별로 제작하는 복잡한 제품에 초점을 맞추고 있습니다.“ 여기에서 „복잡하다“는 기준은 고객과의 협의의 과정에서 나온 단어이다. 목표로 하는 수준의 최적화를 위해 충분한 대화가 선행된다. 적합한 생산 공정을 선택하거나 제조해야 할 부품의 지오메트리 정밀 연삭 등도 고객과 대화를 통해 이루어진다.

             암브루스터는 공구 관리 소프트웨어로 Coscom Computer GmbH의 Tooldirector VM(Virtual Machining)을 선택하였다. 암브루스터의 관점에서 이런 선택을 한 동기는 무엇일까? „목표는 점점 늘어가는 공구 현황을 더욱 체계적으로 조직하기 위함이다. 이러한 목표에 숨겨져 있는 잠재력이 어떤 것인지는 명확합니다. 공구에서 기계 그리고 다시 공구 캐비닛까지 복잡한 프로세스 체인을 효율적으로 모사할 수 있어야 합니다.“ 토비아스 암부르스터가 설명하였다. 그리고 그는 이렇게 덧붙였다. „전체적으로 Coscom은 우리에게 이 문제를 어떻게 이해하고, 핵심 사업에 속하는지를 증명하였습니다.“

암브루스터는 인더스트리 4.0과 디지털화에 큰 기회가 있다고 했으며, 두 번째 단계를 첫 번째 보다 먼저 실행하면 안 된다고 하였다. 공구의 견지에서 인더스트리 4.0과 디지털화 방향으로 가는 그 다음 단계는 수직적 통합과 수평적 통합의 의미에서 전용 공구 관리이다. Coscom의 Tooldirector VM에 내잔된 기존 생산 및 IT 인프라는 UB Software의 ERP 시스템 Majesty, NC 프로그램을 Mazak 기계에 적용하기 위한 XEN Software의 X-MSK, CNC 프로그램을 작성하는 CAD/CAM 시스템, Mastercam, Gühring의 공구 출력 시스템 GTMS 그리고 Zoller의 공구 사전 조정 장치를 포함한다. „Coscom은 프로세스 연결을 제시하였고, 우리는 이러한 주문을 완전하게 이행하였습니다.“(토비아스 암브루스터)

 

위탁 제조사 Armbruster는 인더스트리 4.0에 큰 기회가 있다고 한다. 그 첫 걸음은 공구 관리를 디지털화하는 것이다.

목표는 100% 공구 가용성을 보장하는 것이다

Armbruster의 절삭 기술 매니저인 후베르트 그리스바움은 Tooldirector VM을 설명하기 위해 가용성을 강조했다. „우리의 비전은 공구의 100% 가용성입니다. 맞는 공구가 없으면 주문을 실행할 수 없기 때문입니다.“ Tooldirector VM은 공구 제조사의 CAD 데이터를 일반적으로 사용할 수 있는 관리 포맷, 이른바 Coscom 데이터 컨테이너로 변환한다. 이 Coscom 솔루션은 TCI(Tool Cooperation Interface) 기술을 이용하는, 프로세서 가능한 공구 데이터를 위한 범용 툴 관리 데이터 베이스 플랫폼으로, 빈틈 없는 CAD/CAM 프로세스, 사전 조정 및 측정 프로세스가 가능하다.

             Armbruster는 NC 프로그래밍에는 Mastercam을, 공구 측정에는 Zoller 측정기를 사용한다. TCI를 통해 다양한 버전과 전체 공구의 구성요소가 생성되고, 쉘 지오메트리 및 커팅 영역 등 해당 정보가 전송된다. „따라서 실제 절삭에 사용할 수 있도록 우수한 시뮬레이션 결과를 보장합니다.“(후베르트 그리스바움)

또한 Tooldirector VM은 데이터센터에서 공구와 작업 재고를 중앙 집중적으로 조직적으로 관리한다. Armbruster에서 사용하는 Gühring의 공구 캐비닛과 같은 다양한 보관 시스템은 전체적인 Coscom 공구 관리 인프라 솔루션에서 관리되고, 공구 이동(등록 및 추출)은 표준화되어 재현 가능하다.

             Armbruster는 특히 의료기술 분야 고객을 위해 고급 공구를 사용한다. 따라서 기본적으로 정확한 계획과 관리가 중요하다. 이 공구들은 표준 공구에 비해 대부분 고가이기 때문이다. 짧은 처리 시간이라는 목표를 달성해야 한다. 가격이 비싸서 충분히 여유 있게 재고를 운영할 수는 없지만, 신속하게 주문을 처리할 수 있도록 최고의 가용성을 보장하기 위해 초경 합금 디자인을 포함하여 넓은 범위의 공구를 갖추고 있다.

„납품업체들로부터 하루에 3건 ~ 8건의 공구 납품이 이루어집니다. 우리는 추가 주문에 신속하고 유연하게 대응할 수 있도록 프로세스 체인을 설계하였습니다. 이전에는 이 과정이 엑셀과 이메일을 통해 수작업으로 했었습니다.“(후베르트 그리스바움)

부품 작업을 위해서는 CNC 기계에서 셋업 목록에 기록된 다수의 컴플리트 공구가 필요하다. 각 컴플리트 공구와 공구 목록에는 특정 ID 번호가 할당된다. Tooldirector VM은 모든 개별 컴포넌트와 컴플리트 공구, 밀링 주문, 셋업 목록과 탈거 목록(한 기계에서 두 가지 작업 절차 간에 두 개의 셋업 목록을 구분하는 역할)의 마스터 데이터를 관리하고 한 기계에서 다수의 주문을 처리할 수 있다. 셋업 목록을 통해 어떤 공구를 얼마나 사용하는지 또는 빠르게 마모되는 일상적이지 않은 공구를 사용하는지 확인할 수 있다. 이런 경우 수명을 늘리기 위해 고품질 공구를 사용하는 것이 합리적이다. „버튼만 누르면 모든 최신 정보가 다 뜨기 때문에, 빠른 결정을 내릴 수 있습니다. Coscom 솔루션 없다면 일하기 어려웠을 겁니다.“(후베르트 그리스바움)

 

Tooldirector 소프트웨어의 컴플리트 공구 창은 식별 번호에서 보관 위치까지 공구에 대한 중요한 데이터를 다 보여준다.

프로세스 체인의 투명성이 현저하게 높아진다

Coscom 컨설턴트인 헤닝 펠버는 다음과 같은 기억을 떠올렸다. „Ambruster의 작업 방식이 완전히 변했습니다. 이전에도 정보는 있었지만 여러 곳에 분산되어 있었습니다. 그렇게 분산된 정보들은 공구의 실제 가용성 측면에서 제대로 된 키를 찾아 내는 것은 불가능했습니다. 몇몇 정보들은 바쁜 일상 속에 묻혀 버리기도 했습니다.“ 예를 들어 관련 공구 홀더를 공구 클램핑 길이와 함께 NC 프로그램에 저장하면, 공구가 바뀌는 경우 클램핑을 어떻게 해야 하는지 바로 알아볼 수 없었다. 컴플리트 공구 시스템을 통해 조립되는 공구의 변종이 현저히 줄어들었고, 올바른 공구를 사용하게 되어 셋업 시간도 줄어들었다. 컴플리트 공구는 수명이 표시되어 한 눈에 재사용 여부를 확인할 수도 있다.

„이제는 재사용 여부를 알기 위해 여러 직원이 한 공구를 관찰하는 일이 없어 졌습니다.“(후베르트 그리스바움) Tooldirector VM은 어떤 공구가 존재하는지 또 어떤 공구를 재연마 했는지를 명확하게 기록한다. 이런 측면에서 „공구 관리“ 프로세스의 투명성이 현저히 증가하고, 공구 수명을 최대한 활용하게 되었다.

 

뛰어난 인터페이스를 통해 모든 것이 물 흐르듯 이루어진다.

ERP 시스템 Majesty, CAD/CAM 시스템 Mastercam, Zoller의 공구 사전 조정 장치(좌측) 그리고 Gühring의 공구 캐비닛(우측) 간에 디지털 통신 솔루션이 마련되었다.

Mazak 기계를 네트워킹하기 위한 XMSK 인터페이스가 구현되었으며 현재 도입 단계에 있다. Mastercam과 ERP 시스템에 대한 인터페이스는 주문 처리 워크플로우가 보여주듯이 탁월하게 기능을 수행한다. 즉 상품 마스터 데이터는 ERP 시스템과 주문에 대한 작업 스케줄에서 생성된다. 주문은 컨트롤 센터에서 승인되고 로그인 된다.  

NC 프로그램은 CAM 시스템으로 작성된다. 이를 위해 Tooldirector VM에서 해당 공구가 선택되고 이후 NC 프로그램을 컴파일하여 실제 공구 목록이 생성된다. 작업 진행과 관련된 셋업 목록이 작성되고 기계에 할당된다. 공작기계의 PC에는 공구에서 무엇을 탈거하고 무엇을 추가해야 하는지 목록이 나타난다. „모든 작업자가 통합된 주문 관리를 이용하여 독립적으로 작업합니다. 이런 점이 작업자들의 작업 부담을 덜어주고 이 시스템은 빠르게 수용되었습니다.“(후베르트 그리스바움)

             처음에는 공구 마스터 데이터를 가져오고 주문 정보를 저장하는 절차가 관건이었다. 오래된 데이터를 정리하는 데에 상당한 노력이 필요했다. 두 번째 단계는 컴플리트 공구를 작성하는 것이었다. 이후 Mastercam 인터페이스가 실현되고 마지막으로 Zoller 측정기와 Gühring 공구 캐비닛이 통합되었다.

 

 

2년 전에 기계 별로 롤아웃(roll-out)이 시작되었다

반복 부품은 버튼을 눌러서 해당 부품을 제작할 수 있다.

최근에 약 4,600개의 컴플리트 공구가 모든 기술 데이터와 함께 디지털 방식으로 작성되었다. 각각의 컴플리트 공구는 사용하는 3가지 타입의 스핀들에 대해 작성되었다. 이는 기계를 신속하게 교체하는 것을 수월하게 한다. 롤아웃은 2년 전에 시작되었고 기계 별로 이루어졌다. 아직 완전히 완료된 것은 아니지만 후베르트 그리스바움은 다음과 같이 설명한다. „Tooldirector VM을 도입한 18개월의 시간은 실제 시간입니다.“ 그는 펠버와의 목표 지향적이고 보완적인 협력 작업을 칭찬하였다.

             소프트웨어 전문가인 펠버는 특수 기능에 대한 모든 요청과 관련하여 표준 소프트웨어의 정비와 유지보수 친화성을 항상 염두에 두었다. „공구 라이프사이클 측면에서 개별 프로세스를 세분화하는 것은 우리에게 이익이 됩니다.“(후베르트 그리스바움) 여기에 펠버가 다음과 같이 덧붙였다. „광범위한 구성 옵션을 바탕으로 Coscom 포트폴리오는 고객의 다양한 작업 방식에 다양하게 적응할 수 있습니다.“ 그렇다면 Armbruster는 어떻게 Coscom의 TCI 기술의 편에 섰을까? 이 기술은 추가의 시스템을 한 단계씩 프로세스 체인에 연결할 수 있는 기술이라고 한다. 펠버에 따르면 사용자는 일상적인 작업에서 이를 느끼지 못하는데, 그 만큼 TCI는 완벽하게 기능하기 때문이다. Armbruster에서도 마찬가지이다. 전체적으로 Tooldirector VM은 Armbruster에서 15개 워크 스테이션에 설치되어 있다. 또한 영업 부서에도 Tooldirector VM에 저장되어 있는 할인가격이 공구 납품에 대한 계산서와 일치하는지 검토하는 워크 스테이션이 하나 더 있다.

             ERP 시스템의 마스터 데이터가 CSV 연결을 통해 Tooldirector VM으로 전송된다. 정확히 말하면 하루에 한 번 전송된다. 모두 합쳐서 Armbruster의 ERP 시스템에 „완성“ 그룹에 속하는 22,500개 항목의 풀에서 나오는 데이터가 조정된다. 부분적으로는 다수의 작업 절차를 포함하는, 1,350개 이상의 NC 프로그램이 새로운 Coscom 툴 매니지먼트 프로세스 솔루션의 도입 이래로 프로그래밍된다.

 

반복적인 부품을 위한 버튼 터치 해결법이 인상적이다

이 NC 프로그램은 가공센터의 셋업과 탈거에 사용된 공구 셋업 목록을 갖고 있다. Armbruster의 주문은 60 ~ 70%가 반복 주문이다. 이러한 반복적인 매출원을 위해 Coscom 인프라 시스템은 실질적인 버튼 터치가 해결방법이다. 올해 Armbruster는 두 자릿수의 매출 성장을 계획했다. 이는 유토피아가 아니라 도달 가능한 범위 내에 있는 것이다.

 

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