프로세스 체인 디지털화로 생산 단가를 낮출 수있다

대부분의 기업들은 통신 분야에서 비용을 절감할 수 있는 잠재력을 가지고 있다. 선삭 부품의 제조 프로세스를 다루는 한 연구 프로젝트에서 디지털화된 프로세스 체인이 비용을 크게 낮추는 것을 확인하였다.

플로리안 슘프(Florian Schumpp) M. Sc.: 프라운호퍼 IPA 프로세스 부문 책임자,

펠릭스 푸르트마이르(Felix Furtmayr) M. Sc.: Rapidfacture GmbH 대표 이사

핵심 내용

  • 온라인 가격 정보로 인해 구매자들의 수고가 크게 줄어들었다.
  • 자동으로 견적서가 생성되어 제조업체의 수고도 최소화되었다.
  • 디지털 도면과 NC 코드 생성을 바탕으로 제조 전략을 직접 도출하고, 생산 계획도 간소화할 수 있다.

현재 독일의 중형 위탁 제조업체들은 엄청난 비용 압박에 노출되어 있으며 늘어나는 고객 요건(신속한 가격 피드백과 조달 절차의 간결한 처리 그리고 짧은 납기)을 맞추기 위해 고군분투하고 있다. 이 기업들은 양질의 부품을 공급하고 있지만, 디지털화 부문이나 마케팅 부분에서 역량이 부족하거나 전혀 없는 경우가 많다. 인터넷으로 쇼핑으로 인해 가격 비교가 가능하고 주문도 단시간에 처리되어 부분적으로 익일 배송이 현실화되었다. 그에 비해 선삭 부품이나 밀링 부품은 조회에서 주문까지 시간도 많이 걸리고 요건도 많으며 비용 또한 많이 든다. 이에 독일 연방 교육연구부(BMBF)의 ‘인더스트리 4.0 테스트 환경’ 조치에 따른 자금을 지원받아, 프라운호퍼 생산기술 및 자동화 연구소(IPA)와 Rapidfacture GmbH가 협력하여 공동 프로젝트인 ‘Tp1Click’을 통해, 주문을 완전히 디지털화하고 효율적으로 제조할 수 있도록 연구를 진행하고 있다.

디지털 프로세스 체인으로 선삭 가공 부품의 조달과 제조 프로세스의 번거로움을 줄일 수 있다.

조달 프로세스의 과제

제조업체에 들어오는 제품 의뢰서는 주로 이메일이나 팩스를 이용한다. 이 의뢰서를 받아보면 대부분 가공물의 치수나 공차 등의 정보가 없거나, 기술적으로 구현 불가능한 경우가 많다. 여기에 누락된 정보는 확인 과정을 재차 거쳐야 하고, 이를 처리하는 데에는 많은 시간과 비용이 들어간다. 제조업체는 개별 부품에 대한 비용을 자세하게 계산할 시간이 없기 때문에 대부분 직관적으로 계산한다. 또한 주문에 이르기까지 여러 견적서가 만들어지고, 고객은 경우에 따라 동일한 공작물에 대해 여러 제조사로부터 최대 20배까지 차이가 나는 견적서를 받을 수 있다.

주문을 받으면 개별 부품을 제조하는 데에 많은 시간과 노력이 들어간다. 주문을 생산 계획에 포함해야 하고, 제공된 공작물 데이터로 NC 제조 프로그램을 작성하여 기계를 세팅하고, 생산 과정에서 문제가 발생하면 이에 대처해야 하며 이를 고객에게 고지해야 한다. 여기에서 알 수 있듯이, 이런 ‘커뮤니케이션 과정’에는 많은 시간과 개선의 잠재력이 내포되어 있다. 소량 생산이든 대량생산이든 이 모든 과정을 수익성 있게 만들기 위해서는 의사소통을 최소화해야 한다.

현재 생산 데이터뿐만 아니라 이용 가능한 공구도 확인할 수 있어야 한다.

프로세스 절차 자동 병합

프로젝트 ‘Tp1Click’은 최신 소프트웨어를 통해 이 문제를 개선하고, 주문 관리와 생산 계획 절차를 자동으로 병합하기 위함이다. 개방형 통합 온라인 제조 환경의 목표는 가공 부품을 위해 제조 전략을 실시간으로 수립하고, 이를 기반으로 가격을 책정하여 제조하고, 주문 처리 후속 단계인 견적, 지불, 배송을 동기화하는 것이다. 이를 위해 기존의 Rapidfacture 소프트웨어 모듈을 통일된 소프트웨어 플랫폼으로 확장하고, 이 소프트웨어 플랫폼을 향후 다른 제조 프로세스로 보완할 예정이다. 이 모듈은 프로젝트 내에서 실제 테스트 시나리오를 통해 금속 가공 중 고도로 자동화된 터닝 가공 부품 생산 체인과 결합하여 프라운호퍼 IPA 테스트 환경에서 개발하고 테스트하였다.

Rapidfacture는 이를 위해 다양한 소프트웨어 시스템인 ERP와 도면 및 프로그램 관리, CAD, CAM, 생산 계획, 웹 숍 연결, 배송 소프트웨어 등을 병합하는 솔루션을 연구하였다. 모든 프로그램 파트와 개발 도구를 직접 개발하여 거의 ‘단일 소스’에서 나왔다. 이는 개발자에게 복잡한 조달과 생산 요건을 다룰 수 있는 생태계를 빠르고 효율적으로 개발하기 위한 기반이 되었고, 다양한 소프트웨어 제품을 결합하여 전체 비용의 50% 이상을 차지하는 높은 비용을 근소한 수준으로 줄일 수 있었다.

이 프로젝트에서 프라운호퍼 IPA와 협력을 통해 ‘소프트웨어 전체 시스템’ 방향으로 발전하였다.

• 다양한 기계 타입의 자동 계산 확장

• 가공 전략 생성 및 시간 계산

• 다양한 방법에 대한 계산 도식 체계화 확장

• CAM 모듈에 연결하여 선삭 가공 부품을 위한 자동 NC 프로그램 생성 개발

• 생산 개요 구현

• 현재 생산 데이터 실시간 표시

• ERP 시스템 실제 테스트 및 다양한 파트너사에서 프로세스 최적화

• 전체 디지털 조달 및 생산 체인 테스트

• 실제 생산 시나리오의 테스트 환경 구축

개별 부서 간의 의사 소통 문제를 최소화하기 위해 한회사 내의 모든 소프트웨어 시스템은 통합되어야 한다.

생산 단계 및 고객에서 나타나는 직접적인 효과

소프트웨어 솔루션은 구체적인 작업 프로세스 외에 관계자들의 커뮤니케이션을 최적화하여 고객과 공급업체 간의 협력을 크게 개선하고 비용 절감과 시간을 단축할 수 있다(조달 절차, 생산 계획, 배송 시간 등). 이 소프트웨어 시스템이 조달 프로세스에서 갖는 결정적 이점은 온라인 가격 정보로 구매자들의 수고가 크게 줄어든다는 점이다. 또한 견적서가 자동으로 생성되어 제조업체의 수고를 최소화하고, 디지털 부품 도면과 NC 코드 생성을 바탕으로 제조 전략을 직접 도출하여 생산 계획도 간소화할 수 있다. 또한 공급자와 고객 간의 온라인 협력으로 양측 모두 가치 창출에 초점을 맞추고, 중소 생산 업체들은 생산량과 관계없이 수익성과 신속한 가공이 가능하다.

디지털 프로세스 체인이 공정 비용과 생산 비용을 낮춘다

프라운호퍼 생산기술 및 자동화 연구소(IPA)와 Rapidfacture GmbH의 공동 프로젝트 “Tp1Click”는 독일 연방 교육연구부(BMBF)의 “인더스트리 4.0 테스트 환경” 조치의 일환으로 자금을 지원받아 배치 크기 1부터 선삭 및 밀링 가공 부품의 조달 및 제조 프로세스를 연구하고 있다.

디지털화된 프로세스 체인은 기존 사업 프로세스에 비해 복잡한 선삭 가공 부품의 조달 및 제조 비용을 50% 낮출 수 있으며, 소프트웨어를 통해 주문 관리 및 생산 계획 프로세스를 자동으로 병합한다.

고객을 위한 장점:

• 도면 파일 업로드 또는 부품 온라인 구성

• 실시간 가격 피드백

• 배치 크기 1부터 복잡한 선삭 가공 부품을 “클릭 한 번으로” 구성 및 바로 주문

제조업체를 위한 장점:

• 주문을 미리 계산하고 바로 적용할 수 있다. 견적 계산이 필요하지 않음

• 디지털 구성품 도면과 NC 코드 생성으로 생산 전략 바로 도출