플라스틱금형전용스마트공 정관리시스템개발 Smart Process Management System for Mold Manufacturing 2016.11.30. 경상대학교 Gyeongsang National University 교수 : 김수진, 김기일, 도남철, 김경훈, 전용기박사과정 : 이충재, 강석윤, 장덕준
배경 플라스틱금형제작공정 금형은같은부품을대량생산하는틀, 가전제품과자동차부품의 90% 단품제조로 CAD 와 NC 파일이공정과함께이동 데이터검색기반 수요기업은평균 15 명을고용하는영세기업 스스로운영되는시스템 국산금형시뮬레이션, 모니터링, 뷰어 SW 데이터연계 asis.co.kr CAD/CAM NC Machining EDM Assembly Moldbase kishin.com NC Machining hwacheon.com EDM kojin.co.kr Injection dongshin.net PxWitch PxWitch Simulation ncbrain.com Monitoring nicks.co.kr EDM Viewer nicks.co.kr Mold Viewer nicks.co.kr 2
최종목표 최종목표 자동데이터검색과국산금형 SW 툴체인을통해스스로구동하고야간무인가공 [ 종료 ] 6 단계 1. 자동데이터검색으로스스로구동 ( 소기업적용 ) 2. 국산금형 SW 툴체인을통한공정관리 ( 툴체인 SW 3 개, 불량률감소 20%) 3. 공구수명및공구수요관리 ( 정확도 60%) 4. 야간무인가공일정생성관리 ( 무인가공 10 시간, 일정 40%, 품질 20% ) 5. 플랫폼금형기업 20 사 ( 기술이전, 사업화 ) 3
최종목표 개발대상기술의개요 무료보급 금형전용스마트공정관리시스템 기술이전 스스로구동공정도생성 - 공정데이터검색엔진 - 표준공정템플릿 스마트공구수요관리시스템 - 거리 / 개수 수명 DB 구축 - 공구수요예측 야간무인가공공정 - 야간무인가공기준일정생성 - 공정과장비상태감시 Web 금형설계 국산금형 SW 툴체인 NC 데이터 NC 가공 EDM 사상 / 조립 CAD/CAM PxWitch NX PowerMill 가공시뮬레이션 - 충돌경로자동수정 - 공구길이추천 표준가공조건적용 - 이송속도저감 ( 생산성 ) - 과부하경로추가 ( 안정성 ) - 일정절삭력 ( 공구수명 ) Network 만으로 OK (FANUC i, Siemens, Heidenhain) 실시간가공상태모니터링 실시간공장현황, 가동률분석 완료알람문자메시지 3D 방전위치세팅 - 방전문서자동출력 - 무도면방전위치세팅 3D 모델참조금형조립 - 현장용 NX, iges 뷰어 - 무도면, 3D 치수확인
개요 기존기술과의차별성과파급효과 평균 15 명소기업으로구축운영여력 X 스스로구동하는시스템 기반 CAD/CAM/CNC 수입의존 국산금형 SW 연계 공구출납관리현실성 X 공구수명 DB 와공구수요예측관리로비용절감 근무시간만으로는생산성과품질한계 야간무인가공가능공정 기존공정관리금형전용스마트공정관리파급효과 대량생산제품흐름공정데이터 (CAD 와 NC 파일 ) 흐름검색금형에적합 사용자입력 자동데이터검색으로스스로구동 자동운용기술 국산금형SW 연계X 국산금형SW( 표준, 감시, 뷰어 ) 연계 국산금형SW기술 공구출납관리 공구수명DB와공구수요예측관리 비용절감 근무시간중심공정 야간무인가공가능공정관리 (+12시간) 생산성 + 품질 5
정량적목표항목 정량적목표항목 평가항목 ( 주요성능 단위 전체항목 에서차지하는 세계최고수준보유국 / 기업 연구개발전국내수준 개발목표치 목표달성 평가방법 Spec) 비중 (%) 성능수준성능수준 1 차년도 1 차년도 1. NC공정일정단축 % 20 5 미국 /VeriCut 10 ( 주 )NCB 40 60 공인시험성적 ( 확인 ) 서 2. 가공품질향상 % 20 연구 ANOVA, LSD 연구실험계획법 20 24 공인시험성적 ( 확인 ) 서 3. 불량률감 소 % 20 20 미국 /VeriCut 10 ( 주 )NCB 20 33 수요기업평가 4. 툴체인국 산금형 SW 개 10-1 큐빅테크 3 3 수요기업평가 5. 공구수요 예측정확도 % 10 80 USA/UC - 60 50 수요기업평가 6. NC 장비무 인가공시간 시간 10 24 북일본금형 6 신형인더스 10 15 수요기업평가 7. 플랫폼참여 수요기업수 사 10 - - 20 21 수요기업평가 6
개발내용 개발내용 스마트공정관리 자동구동툴체인공구관리무인가공 스스로인식 유사금형을 공정명칭공정일정 구축시간단축 7
개발내용 기업의작업폴더분석 금형번호 CAD 금형조립품 CAD 코어 1 코어 1 부품 CAD 가공 CAM 코어 1 가공 CAD 원판 슬라이드 NC NC Data1 NC Data2 NC Data.. 입자 전극 CAM 코어 1 전극 CAD NC NC Data1 금형명부품명공정명 NC Data2 NC Data.. 8
개발내용 상태관리에이전트 ( 검색엔진 ) 개발 설치즉시스스로구동되는공정관리시스템기술개발로구축시간단축 공정관련데이터검색으로고객사, 품번, 금형명, 부품명과공정명칭을인식 CAD CAM NC EDM 설계가공조립 사상조립 금형 M 부품 A 금형 M 부품 A 부품 A 금형 M NC1 NC2 부품 B 부품 B 부품 B 9
개발내용 공정일정스스로생성 폴더를금형명 / 부품명 / 공정명으로관리되는기업금형 - 부품 - 공정 [ 일정 ] 주기적공정데이터검색으로설치후현재까지공정일정스스로인식 [ 특허 ] 일정 : 7 월 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 CAD 금형 M 금형 N 금형 M CAM 부품 A 부품 B NC1 부품 A 미래 NC2 EDM 사상 / 조립 시스템설치 부품 B 부품 B 부품 A 현재 10
개발내용 상태관리에이전트와검색결과 DB 주기적으로공정 PC 들의작업폴더명칭과일정을검색해 DB 에입력 DB 는무료 MSSQL 을사용
12 개발내용 설계공정 Web 간트차트 에이전트가설정한주기마다 CAD 작업폴더를검색해금형설계일정인식 사내모든 PC 에서 Web 으로일정차트를볼수있도록 IIS 웹서비스 화인몰드
13 개발내용 NC 일정 DB 와 Web 간트차트 NC 파일생성시간을주기적으로검색해 CAM 작업시간모니터링 NC 파일생성시간과 NC 가공추천일정을상하로함께다른색으로표시
개발내용 국산금형 SW 툴체인 스마트공정관리 자동구동툴체인공구관리무인가공 모니터링 예측시간 시작시간 14
개념도 국산금형 SW 툴체인구성 국산 3D 뷰어, 가공시뮬레이션, 가공모니터링 SW 에서출력한데이터를공정관리시스템의입력으로활용 GNU gant Tool life 간트차트 명칭, 시간 Web 서버 공구수명 Process agent 명칭, 시간, 위치 DB 서버 MSSQL 공구, 시간 추천시간공구, 시간측정시간공정, 시간 파일변화 일정시간 예측시간측정시간시작시간 CAD/CAM 무인가공 NCBrain 모니터링조립 CAD,NC 파일 15
개발일정 가공시뮬레이션 SW 의예측시간 금형가공시뮬레이션 SW 의 NC 가공예측시간연계 공정관리시스템의향후 NC 가공일정정확히설정 Worksheet.htm Tool Process Time D20R10 Rough 2:10 D16R8 Semifinish 3:20 D12R6 Pencil 1:40 D12R6 Finish 8:15 D3R1.5 Finish 4:21 Total 17:46 예측시간 16
개발일정 가공시뮬레이션 SW 의예측시간 국산금형가공시뮬레이션 SW 의 NC 가공예측시간에서 야간무인가공추천일정을계산해공정관리서버에저장 17
개발내용 실시간모니터링 금형 NC 가공실시간모니터링 SW 와연계 공정관리시스템에측정된시작시간, 진행상황, 종료시간적용 사전시뮬레이션과모니터링으로불량율감소 33% ( 목표 20% 만족 ) 18
개발내용 EDM/ 사상 / 조립 3D 뷰어 EDM/ 사상 / 조립공정의도면대신저가의 3D 뷰어를사용하는경우 3D 뷰어의시작종료누르면 공정일정시작시간이동 PxWitch CAD 3D 뷰어 EDM 일정 사상일정 조립일정 공정관리시스템 19
개발내용 공구수요관리 스마트공정관리 자동구동툴체인공구관리무인가공 공구수요 비용절감 20
선진기술 기존의공구관리시스템 공구관리, TDM, 독일 (tdmsystems.com) 공구와치구를중앙데이터베이스로관리하고공급 공구상자와장비사이에공구반출, 입고, 폐기시매번 TDM 에입력불편함 21
스마트공구관리개념 월 1 회시뮬레이션 PC 공구별가공시간 / 구입한공구개수 공구수명 DB 가공시간을공구수명으로나누어공구수요예측 시뮬레이션 PC 종류공구시간 개수 수명 황삭 D20R3 180 60 3 작업폴더 황삭 D12R2 60 중삭 D12R6 120 20 30 3 4 중삭 D10R5 70 10 7 A 가공.job 정삭 D10R0 30 5 6 B 가공.job 정삭 D8R4 180 정삭 D6R3 120 10 5 18 6 22
결과 스마트공구관리시스템 월 1 회공구개수입력만으로공구수명 DB 구축과공구수요예측 월 1 회갯수입력 OK 23
결과 적용결과 2 개월 (4~5 월 ) 공구수명 DB 구축, 아주테크 2 개월 (6~7 월 ) 공구수요예측 : 공구수요예측정확도 50% ( 목표 60% 근접 ) 24
개발내용 야간 무인가공 스마트 공정관리 자동구동 툴체인 공구관리 무인가공 야간 무인가공 피로 저감 생산성향상 품질향상 장비의 가동률 증가와 작업자의 야근 감소로 간접적 비용절감 25
26 무인가공 야간무인가공기준공정설계 근무시간은수정과황삭 + 야간무인 +12 시간은안전한정삭 [ 특허 ] NCB 가 worksheet_*.txt 로출력 에이전트가검색해 DB 에등록 출근 8 10 12 2 4 6 퇴근 8 10 12 2 4 6 장비 M 무인가공 A황삭 C황삭 A중삭 C중삭 A정삭 C정삭 장비N D황 D중 D정 B황삭 B중삭 B 정삭 추가작업 예측시간 추천일정 무인가공
27 결과 기존주간가공예측 금형코어 8 개기존주간가공일정 : 8 일 작업자근무시간 : 72 시간
28 결과 야간무인가공결과 금형코어 8 개스마트가공 : 4 일 50% ( 낮황삭 + 야간무인중정삭 ) 작업자근무시간 : 29 시간 60%
결과 NC 공정일정단축 코어 8 개 : 기존주간가공 ( 예측 ) 스마트낮황삭 + 야간중정삭 ( 측정 ) 납기일 : 기존 8 일 스마트 4 일 (50% ) 근무시간 : 기존 72h 스마트 29 시간 : NC 가공일정단축 60%( 목표 40% 만족 ) 29
40 시간무인가공 40 시간무인가공 : 8 월 2 일오후 6 시 4 일오전 8 시 2 개사하루평균 NC 장비무인가공시간 15 시간 ( 목표 10 시간만족 ) 30
결과 가공품질향상 코어 5 개주간가공 vs. 5 개야간무인가공 코어 1 코어 5 31
결과 가공품질향상 야간무인가공의가공품질향상 24% ( 목표 20% 를만족 ) 무인 B52 주간 B52 32
결과 플랫폼금형기업적용 플랫폼참여수요기업수 21 사 ( 목표 20 사만족 ) 금형소기업적용 화인몰드 ( 경남김해 ) 조아테크 ( 인천남동 ) 협성 ( 경기안산 ) 아주테크 ( 경기부천 ) 33
프리웨어 프리웨어공개 금형조합에프리웨어공개 553 회원사 ( 플라스틱금형 235 사 ) 에공개 연구실홈페이지에프리웨어공개 http://ma.gnu.ac.kr/mold 34
기술이전실적 3 개사기술이전 3 개사기술이전완료 엔씨비 : 국산가공시뮬레이션 SW 부분품으로사업화 ( 소기업용 ) 닉스 : 국산모니터링 SW 를공정관리 SW(Cubic, K-Sol) 에툴체인사업화 태성정밀 : 사내스마트공장구현요소기술로사업화 플라스틱금형전용스마트공정관리시스템 기술이전 ( 특허, SW) 외주설계 1 인기업외주임가소기업 국산공정관리 SW 툴체인 스마트금형공장 35
사업화실적 외주금형설계 (1 인기업 ) 용사업화 외주금형설계 (1 인기업 ) 전용설계일정관리기술개발사업화, 엔씨비 CAD 파일명, File 확장명, 작업폴더입력으로설치끝! 설계시작일시, 종료일시, 순수설계시간그래프출력 36
사업화실적 외주임가공 (5 인이하기업 ) 용사업화 외주임가공 (5 인소기업 ) 전용, 엔씨비 국산금형가공시뮬레이션 SW 에야간무인가공일정추천, 공구수요예측 국내외 1,500 고객금형사야간무인가공문화확산 37
사업화실적 국산공정관리 SW 툴체인사업화 NC 가공, EDM, 조립공정데이터를국산공정관리 SW 에툴체인사업화, 닉스 큐빅테크, K 솔루션의공정관리시스템에모니터링데이터툴체인 국산공정관리 SW 금형, 일정 부품, 일정 공정데이터 금형, 일정 금형설계 NC데이터 NC가공 EDM 사상조립 CAD/CAM Simulation Monitering Viewer Viewer CAD,NC 파일 38
End End 39