PLM 적용과유비쿼터스기술활용 · -1-PLM 적용과유비쿼터스기술활용 2008. 7. 10 노상도 성균관대학교공과대학시스템경영공학과 2008 한국CAD/CAM학회Workshop

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PLM 적용과 유비쿼터스 기술 활용

2008. 7. 10

노 상 도

성균관대학교공과대학시스템경영공학과

2008 한국CAD/CAM학회 Workshop

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• PLM의개념, 의미와특성• PLM을이용한확장기업간의협업지원• PPR 모델관리와이기종시스템간의교환• PLM 기반의엔지니어링자동화• PLM과유비쿼터스기술적용

• 결언

발표순서

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과제를 수행하는 두 가지 방식 비교

불편하고많은시간소요 편하고빨리진행작성

수정/개선

창안시간, 여유부족으로새로운아이디어도출가능성낮음

다양한사고와시도가능, 새로운아이디어창출가능성높음

불편하고많은시간소요 (작성시와거의동일)

편하고빨리진행 (작성시보다더욱신속)

관리물리적공간, 수단필요. 보관/검색/확보난이 컴퓨터로보관/검색/확보용이

유통/활용물리적수단, 추가비용과시간소요. 간접적활용 (참고)

컴퓨터로직접유통. 직접활용 (재사용)

평가 ??? (이상적최대치: 원본점수) ??? (점점더좋은점수가가능)

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과제 수행의 두 가지 측면

무엇으로 일을 하느냐?

어떻게 일을 하느냐?

도구, 공식, 규칙, 지식 …

방식, 절차, 환경, 시스템 …

CAD/CAM, 시뮬레이션 …

BPR, Workflow, PDM …

M&S, 디지털 가상생산

PLM

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제품의 라이프사이클(제품개발 및 제조)

상품기획

개념설계

디자인시작개발

상세설계

생산설계

입력자료• 판매량• 상품정보• 원가정보• 생산능력• 개발(설계)능력• Claim및고객요구

업무내역• 중·장기계획수립

• 제품사양결정• 상품성검토• 시장분석• 고객요구분석• 투자분석결과문서• 개발일정표• 개발요구서• 목표상품성구현방법• 표준개발양식• 표준조사양식• 질문서• 표준검토양식

입력자료•기존제품개발자료•제품제원•공용부품•적용법규업무내역•공용화검토•법규적합성•결과문서• 상품성목표결과• 제품제원에따른Layout Data.• Benchmark 보고• 3D CAD/IGES• 2D CAD, •신기술적용•용역시험결과•조립·공용성결과•목표Cost 및중량• Master Section구현방법•제품개발Program• DMU Tool•법규검토양식•중량,Cost분석양식• 3D CAD

입력자료• 제품Layout• 생산요소• 제품모델측정 Data• 일정표업무내역• 제품외관생성• 제품외관품질

Check• 생산조건반영• Master Model 제작• 재질두께반영설계결과문서• 제품외관 Data• 부품별외관 Data• Master Model• (Sag 검토결과)구현방법• 3D CAD• NC• 제품설계방법론

입력자료• 기존제품설계자료• Bench Mark 자료• Master section• 제품배치결과 Data• 목표중량및 Cost• 공용부품내역업무내역• 설계• Master Section

Update• 생산조건반영설계• 조립,간섭검토• 내구성시험반영설계• 설계구상서작성• 외주품도면인증결과문서• 생산검토용 Data• 제품완성 Data• Master Section, 2D 도면

• 조립수순도면• 시험및합격기준서구현방법• 3D CAD, DMU Tool• 수작업• 해석 Software

입력자료• 기존제품• 설계 Data업무내역• 조립공정수립• 조립성검증• 품질검증• 조립공구검증• 내구성시험결과문서 s • 문제점보고서• 시제품• 제품조립공정• 시험성적서• 외관품질검사서구현방법• 조립• 측정• 도면, 설계비교

입력자료• 입고품• 완성품• 시험성적표• BOM• 공정표업무내역• 단품측정• 조립품측정• 품질경향분석• 품질기준설정• 품질육성방안수립• 내구성시험• 외주품품질검증• Lot별품질검사• 검사기준설정결과문서• 검사성적서• 문제점보고서• 검사 Jig & Fixture• 품질육성보고서구현방법• CMM측정• 검사성적서비교• Lot별관리• 품질경향관리

제조 사후관리

입력자료• 설계 Data• 표준부품• 기존제품Data• 생산설계표준• BOM• 시험성적서• 공정표• Line Layout업무내역• 공정수립• 품질검증• CAT,CAM• 치공구개발• 공정 Simulation• 소재,Mold,금형,조립

결과문서• MBOM• 문제점보고서• 금형,치공구• 조립공정표• 제품• 품질보고서구현방법• CAD, CAM, CAT• 표준부품 DB• NC• Simulation• DMU Check

입력자료• BOM• 도면• 조립수순도• 부품표• 3D Data• 기존제품업무내역• 부품 Catalog 제작• Service Manual 제작

• Service Part List제작

• Brochure 제작• 광고제작결과문서• Catalog• Service Manual• Service Part List• Brochure구현방법• 기존제품편집• Book Editor• 편집외주처리

PLM(Product Lifecycle Management)

초기Concept 결정 상세설계 Catalog, Manual작성

Layout 결정 시제품개발

면품질검증 Pilot개발

PDM 3D CAD

전용 Program 전용 Program

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PLM (Product Lifecycle Management)

(IBM, 2004)

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• 고객의요구에대한보다적극적인대응을통해세분화, 전문화되어가는시장환경에적응해야하고, 제품개발및제조의모든부문에대한협업 달성과 이노베이션 실현

이필요

• 제품설계, 엔지니어링, 생산, 구매, 영업, 마케팅, 애프터서비스, 고객지원등전 제품 라이프싸이클을 하나의 포괄

적인 지식 네트워크로 통합하는소프트웨어와서비스

• PLM을통한제품혁신과 ERP, SCM을통한운영의효율성, CRM을통한고객과의협력을통한경쟁력강화, 이들이모두 e-Commerce와통합

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PLM의 정의

• IBM PLM– 가치사슬의주요부문인엔터프라이즈비즈니스프로세스(ERP,

CRM, SCM 등)를통합하고 e-business 기술을이용하여제품컨텐츠의이용을극대화하는것

• SAP PLM– B2B Collaborative engineering을지원하기위한 PDM의확장되고발전된개념으로서제품수명주기동안일관된비즈니스프로

세스를지원

• PTC의 CPC– 제품설계, 엔지니어링, 생산, 구매, 영업, 마케팅, 애프터서비스, 고객지원등을포괄적인지식네트워크로통합하기위해인터넷

을사용하는새로운소프트웨어및서비스영역

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PLM 시스템의 특징

• 제품라이프싸이클전체와고유한업무프로세스를통합적으로지원

• 기업내, 기업간의협업과비즈니스수행을지원하는통합엔지니어링환경제공

• 유연하고, 확장가능하며, 신뢰성높은고성능의시스템

• 다양한응용프로그램들, 상용소프트웨어, in-house 프로그램들과의상호연동을지원하는공통플랫폼, 허브역할수행

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설계변경과 비용 관점에서의PLM 적용 효과

(출처, H. Crabb, 2001)

20-24 14-17 1-3 +3

Num

ber

of

Engin

eeri

ng C

hanges

Engineering Change Cost Magnitude

1X 100X 1000X

ProductIntroduction

- 11 -(source J. Schwab , “From Production Simulation to Digital Factory”, Delmia European User Meeting, 2001)

공수와 제품개발 단계 관점에서의PLM 적용 효과

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• 결언

발표순서

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제품 개발 및 제조 프로세스 (조선)

설계 생산운영 현업운영 현업생산

무엇을 가지고, 어떻게

다양한 정보의 통합, 공유와

각종 업무들의 동시적인 협업을

달성할 것인가?

(source SKKU/SHI, 2004)

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“정보통합, 공유”와 “동시협업”의 달성

모델링 & 시뮬레이션 웹, DB, VR 등 다양한 IT

디지털 가상생산


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Supply Chain in Product Development(Automotive Industry)

Forecast Collaboration

Customers

DistributorsLogistics Providers

Large OEMs

Suppliers

Demand Collaboration

Logistics Collaboration

Forecast &ManufacturingCollaboration

Body designCollaboration

internal

Web Based Order Entry

Manufacturing (MES level)

Part Design Collaboration

Catalogs for MRO

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건설/토목분야 PLM, 대상 업무 분석

기획 설계 시공 유지관리

발주자

설계자

시공자

감리자

유지관리

자

사업발굴

타당성조사및검토

사업계획수립

설계용역발주계약

기본설계

설계심의

실시설계

시공/감리용역발주계약

시공계획및관리

시공준비 시

공준공

시설운영발주/계약

시설운영

유지보수

개보수

시설물해체

(source 설계도서의전산운용체계구축연구)

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건설/토목분야 PLM, 회사간 협업 시나리오

설 계 자

단 계

시스템 운영자

(BOM 등록 담당자)

제 작 자

시 공 자

설 계 단 계 제 작 단 계 시 공 단 계

부품정보

리스트(P/L)

제작에 필요한 부품정보 리스트이관

P/L 접수 기존/신규부품확인

신규 부품코드 채번

BOM 등록

제품구성에

필요한 부품코드정보 작성(P/L)

부품정보 조회를통해 기존 부품코

드 검색

신규

기존

Manufacturing‐BOM

제 작



BOM 등록

신규

Comstruction‐BOM

시 공

기존

(source “가상건설기술개발”, SKKU, 2008)

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건설/토목분야 PLM, 회사간 협업 시나리오

설 계 자

단 계

시스템 운영자

(BOM 등록 담당자)

제 작 자

시 공 자

설 계 단 계 제 작 단 계 시 공 단 계

부품정보

리스트(P/L)

제작에 필요한 부품정보 리스트이관



BOM 등록

제품구성에

필요한 부품코드정보 작성(P/L)

부품정보 조회를통해 기존 부품코

드 검색

신규

기존

Manufacturing‐BOM

제 작



BOM 등록

신규

Comstruction‐BOM

시 공

기존

(source “가상건설기술개발”, SKKU, 2008)

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• 결언

발표순서

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PLM을 위한 PPR 정보 모델

Product

+ Part A

- Assy B

Part I

Part II

Feature

Weld 1

Weld 2

Product

Process

+ Process A

- Process B

Op. 1

Op. 2

Process

Layout

+ Line A

- Line B

Station I

Station II

Drawing

Drawing

Plant

In-Class

+ Lib A

Tool A

Tool B

Unit I

Unit II

Resource

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PPR 모델과 PLM 적용 결과

(source Nikkei Digital Engineering, 2002)

- 22 -

PLM 기반의 PPR 모델관리

(IBM, 2004)

AS-IS TO-BE

(source SKKU/GMDAT Tooling Center, 2005)

PLM

- 23 -

PLM 기반의 PPR 모델관리

(IBM, 2004)

AS-IS TO-BE


PLM

P3R Information

- 24 -

이기종 시스템 간의 PPR 정보 교환

(IBM, 2004)(source SKKU/IGI, 2008;SKKU/XINOS, 2007)

PLM Integratorfor PPR Information

exchange`

PLM Integratorfor PPR Information

exchange`

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ProductProduct

Sub AssemblySub Assembly

PartPart


PartPart

PartPart

PartPart

ProcessProcess

OperationOperation

Unit WorkUnit Work

OperationOperation

Unit WorkUnit Work

Unit WorkUnit Work

ResourceResource


PartPart


PartPart

PartPart

PartPart

PlantPlant

WorkgroupWorkgroup

WorkcellWorkcell

WorkgroupWorkgroup

WorkcellWorkcell

WorkcellWorkcell

P3R Relation

ID

Process

ID

Product

ID

Location

Plant

ID

Location

Resource

ID

Location

- 26 -



- 27 -


• 결언

발표순서

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• PPR 정보기반의생산, 물류및공간분석시뮬레이션자동수행 (라인설계, 물류방안, 운영계획검증및대안검토)

PLM 기반의 엔지니어링 자동화,생산시스템 설계 및 공정/물류방안 분석

BS03-M-01-02

SG-RX_GREEN_INPUT

Dunnage

(source SKKU/GMDAT ME, 2005)

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PLM 기반의 엔지니어링 자동화,

NC 가공 작업

(IBM, 2004)(source SKKU/GMDAT Tooling Center, 2005)

P3R Information

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User Interface

Human ModelXMLSupporter

DatabaseSupporter

JWSDPR 2.0 JAMA JSci JDBC

Java 2 Standard Edition (J2SE)

Operating System

SmallSQL

HumanModeller

Development Environment & Libraries

Application Controller

User Interface

Human ModelXMLSupporter

DatabaseSupporter

JWSDPR 2.0 JAMA JSci JDBC

Java 2 Standard Edition (J2SE)

Operating System

SmallSQL

HumanModeller

Development Environment & Libraries



Step1 schema- Worker’s height

/ mass- Worker’s ID

/ name

Step3 schema- Ergonomic analysis- Biomechanical

analysis

Step2 schemaStep2 schema-- Human geometryHuman geometry-- Motion informationMotion information

PPR schemas

PLM 기반의 엔지니어링 자동화,동시적 인간공학 분석

(source “DiFac, International IMS Project”, SKKU, 2008)

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PLM 기반의 엔지니어링 자동화,동시적 인간공학 분석

Unit Work Upper arm Lower arm Wrist Wrist Twist Total Neck Trunk Total GrandScore1 3 2 3 2 4 4 2 5 52 4 3 1 2 4 4 4 7 63 3 2 1 2 4 4 4 7 64 1 2 3 1 4 3 4 5 55 2 3 1 2 4 2 1 2 36 2 3 2 1 5 1 1 1 47 4 2 3 1 4 5 4 8 6

(source “DiFac, International IMS Project”, SKKU, 2008)

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• 결언

발표순서

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• 금형공장 트라이아웃보고서 작성 및 관리 프로세스(AS-IS)

PLM과 유비쿼터스 기술 적용

PM : 현장에Tryout Report 제공

Bench-worker : Tryout Report 수기작성

PM : Tryout Report 정리및관리

1. 현장에서수기작성후 PM들이최종정리2. Red Book 작성시포함해야함3. PM들이주로 Layout 도를참조하여기본정보를입력해주고있음


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• 트라이아웃보고서 작성 및 관리 프로세스(TO-BE)


1. 트라이아웃보고서의 Header 정보는 RFID의 Tool Number 및 Order Code정보를통해생산정보시스템에서자동조회

2. 2D Layout은문서관리의파일을자동조회하며, 주석기입수행3. Tryout 보고서 B의경우사진파일입력

Embed core sensor

Shop Floor1.Tryout Report 작성2. 2D Layout Viewing3. Excel DOL 확인4. Master Schedule 확인

초기화면에서버튼선택후정보확인

Office정보조회

기본정보등록


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• 관련 정보 조회

Master Schedule 조회 Layout 조회

PROD SOURCE:

STATUS CSPC:/S-No. FILE NAME:DOL REV. Part Name:

PRESS TYPE: Part No: CSPC:/S-No.INNER / SLIDE TON: 22500kn EST TOTAL TONNAGE: EWO No. PART NAME:INNER / SLIDE STROKE: 1000mm BINDER TONNAGE: Sketch No:OUTER / SLIDE TON 0 DIE SHUT HEIGHT: Release Lvl: PART NUMBER:OUTER / SLIDE STROKE: 0 PROGRAM: 10 GMX 353 LATEST EWO:

WS1 T10-30357L LATEST REL LVL:WS1 T10-30358R

REF. PROGRAM: REF TOOL NO:

REF PART NO: PAD INFO: PANEL SETUPDRAW COMPLETE EXCEPT AS SHOWNPROVIDE LOWER BINDER RING/BINDER PADS IN DOOR OPENINGS LOAD INFO:BINDER TRAVEL= 240 mm HOLDPROVIDE BOTTOMING MARKERS UNLOAD INFO:N/AN/A PANEL GAGE:N/A DIE TIPN/A X= 3700 Y= -1000 Z= 800 TIP-A

FAIRFAX

LEAD PART

TIP JACK LOCATION

B6056L-B6057R-DOL

B6056

FRAME-BODY SI OTR LH15950308N/A15950308/002.0002

ROTATE YC->ZC 90˚TO ORIENT O/S SURFACE UPROTATE YC->XC 90˚

DIE TIP INFORMATION

DRAW DIE LH

ROBOT W/ VACUUM CUPS

15950308-9-SK/004SKETCH:

PRELIMINARY

TOOL NAME:

4500 FOOTPRINT

S174455013700

1220mm

9653 KN2850 KN

ROBOT W/ VACUUM CUPS

BLANK OUTLINE, SOLID GAGES

13228434-5

TOOL NUMBER

DESIGN INSTRUCTIONS

DIE INFORMATION

OTHER TOOL No. OTHER TOOL NAME: DRAW DIE RH

DIE ENGINEERING

STATION NO.BODY MANUFACTURING ENG

3-28-07

15950308-9-SK/003N/A

15950309

FRAME-BODY SI OTR RH

N/A

DIE OPERATION LINEUPDESIGN/DIE-POSITION

INSTRUCTIONS

TO BAL PANEL FOR DRAW TOP TO BOTROTATE XC->ZC 15˚TO ALIGN BOTTOM OF PANEL FOR FLOW

OPP / OTHER PART INFO SHEET 4 of 13

B6057

LOWER PRESS AIR CUSHION

Excel DOL 조회 Die Design 데이터조회 Partlist조회

1 2

3 Excel DOL 조회3 4 5


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• 결언

발표순서

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결언

• 제품개발및제조프로세스를혁신하여비용을절감하고, 품질을향상시키며기간을단축하기위하여는동시공학

체계 하에서 협업 달성과 효과적인 의사결정이필수적이

며, PLM은이를 위한 구체적인 전략, 실현 방법과 시스템

을 제공

• 확장기업 간의 협업 지원, PPR 모델 관리와 이기종 시스

템 간의 교환, 엔지니어링 자동화, 유비쿼터스 기술 적용

등을통하여 PLM의적용영역과효과극대화

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감사합니다.

노 상 도

성균관대학교시스템경영공학과

([email protected])

PLM 적용과유비쿼터스기술활용 · -1-PLM 적용과유비쿼터스기술활용 2008. 7. 10 노상도 성균관대학교공과대학시스템경영공학과 2008 한국CAD/CAM학회Workshop

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