DELMIA Manufacturing Operation Connected SMART Factory · 상위 Planning 시스템으로부터 생산계획 정보를 수, 현장에 작업지시 ... 비즈니스 요구사항 설계~제조에

1

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201

2

글로벌 솔루션을 통해 본

Connected

SMART Factory

Nov 5th, 2015

Business Transformation Competency Center

DELMIA Manufacturing Operation

2

목 차

2 비즈니스 요구사항

1 Manufacturing 시스템의 Trend

3 Connected SMART Factory

4 제언

3

1. Manufacturing 시스템의 Trend

가용성

생산성

품 질

설비이상, 파트결품

계획변경, 작업지연

불량, 재작업

PLANT KPI 고도화

PLANT 종합지수 = 가용성*생산성*품질

제조부문 전반적

효율

개선

[MOM의 역할 및 도입의 당위성]

MES 상위 Planning 시스템으로부터 생산계획 정보를 접수, 현장에 작업지시 하고, 하위 Control System으로 부터

수집된 데이터를 유용한 정보로 가공하고 관리하여 생산/품질과 관련한 전반적인 정보를 실시간 Tracking하며

문제점의 신속한 해결을 지원해 주는 시스템으로

최근에 생산활동과 밀접한 관계가 있는 보전/물류영역까지 확장한 MOM으로 그 Trend가 변화하고 있음

MES : Manufacturing Execution System MOM : Manufacturing Operation Management

4


제조업의 디지털化

4

수작업

Business value

개인업무 중심

Legacy MES

단위업무 중심

고도화

전사 프로세스 통합

중심 • 개인업무별 정보 분석

• 작업자 편의 위주의 화면 제공

수 작 업

• 권한관리를 통한 차별화된 콘텐츠 제공

• 단위업무간 실시간 연계 및 분석

• 실시간 통합 모니터링

M E S

• 설비~라인~공장~기업 실시간 제조 KPI 분석

• Trend 분석 및 예지

• 소통채널 통합(대시보드) 및 Mobile 업무 확장

• 글로벌 가시성

고 도 화

Connected SMART Factory

실시간 관리체계 부재로

생산현황의 Black Box

설계변경 Release 실시간

정보연계/분석 미흡

검사정보? 자재정보?

불량정보?

출하정보?

원자재 정보? Traceability 정보?

도면정보?

생산정보?

생산 진척현황

품질 및 Traceability

협력업체 정보?

Excel (수작업관리)

사무실

생산현장/MES MES서버

제조 이력정보의 실시간 조회

생산정보 검사정보 불량정보

자재정보 출하정보 Traceability 도면정보

제조정보의 통합분석 생산, 품질, 보전, 자재

P L M

실시간 피드백

실시간 정보연계/ 모니터링

생산 진척현황


설계변경 Release

생산현장/MES MES서버

제조 이력정보의 실시간 조회

생산정보 검사정보 불량정보

자재정보 출하정보 Traceability 도면정보

제조정보의 통합분석 생산, 품질, 보전, 자재

P L M

실시간 피드백

실시간 정보연계/ 모니터링

생산 진척현황


설계변경 Release

발전단계별 시스템의 변천 모습

가상(Cyber)-현실(Physical)을 연결해 주는 CPS와 스마트 디바이스 융합기반의 Connected SMART Factory

“어떤 것을 생산할 것인가” 보다는 “어떻게 생산할 것인가”

비즈니스 경험과 지식의 자산화 (Knowledge Capitalization)

P L M

Cyber-Physical System

1 2 3

속도-효율성-유연성

• 생산량 증가 및 시장 출시기간 단축

• 생산성 향상 및 에너지/원자재의 효율적 사용

• 보다 광범위한 고객 맞춤형 서비스

디 지 털 화

5


5

개념도 경쟁우위전략

공정시뮬레이션

리소스 정보 설계변경

조립 파트별 자재 BOM 구성

공정설계 가상 검증

주문정보(설계 BOM, 3D 데이터, Order 및 납기정보)

1

사람, 작업장, 설비, ROBOT, 공구 2

공정별 작업공법, 표준시간 3

설계변경의 생산 반영 시점 4

가상 작업시간 설비 운영효율

라인 Balancing정보 Work Instruction

동적 제조계획 - 개인화 기반의 다양한 고객 요구사항을 수용할 수 있는 최적의 공정을 확보하는 시뮬레이션 기반의 공정설계

공정 라우팅

공정 확정 or 재설계

5

동적제조계획 템플릿 생산스케쥴에 따른 물류 시뮬레이션

고효율 제조역량 확보의 공정설계 1

• 가상 시뮬레이션 및 검증

• 공정 라우팅의 최적화

수요기반의 유연성 확보 2

• 설계 및 제조계획의 동기화

(설계&자재 BOM, 라우팅, 리소스)

• 공정 라우팅의 표준화

• 동적 템플릿 기반의 자동 시뮬레이션

1

DIGITAL 공정설계

6


6


로봇

가공머신

몰딩

프레스

3D 프린팅

AGV

제품별 동적 제조계획 템플릿 라이브러리

Process Planning (동적 제조계획 템플릿)

1

3D Layout 구성정보

제조환경 구성 - 동적 제조계획에 맞는 현장 설비들의 제조환경 Setup 및 제조라인 Layout을 구성하고, 작업공정도 정보를 2D or 3D, 동영상 등으로 제공하여 작업성 및 제조품질을 확보 하는 생산의 고도화 실현

가공 환경

맞춤형 제조환경 Setup 1

• 표준 템플릿 기반의 라우팅 제공

• AGV를 활용한 접점간 이동

• 3D 프린팅 기반의 Flexibility

• 시운전의 안정성 확보

휴먼

로봇

공구

AGV

시운전 및 검증

• 제조계획 템플릿

• 비즈니스 로직 검증

• 설비 전기신호

동적 제조계획 템플릿 보정

조립 환경

2 2

3D Layout 구성정보

3

Setup

설비 리엔지니어링

※ AGV : Auto Guided Vehicle

2

7


7


시뮬레이션

스케줄링

재공/재고정보

BOM, 공정 라우팅, 설비, Labor, 표준시간

Capacity Planning

Process Planning 1

원자재, 반제품, 완제품 2

근태, 라인이상

3

가용설비, 결품, 품질불량

4

납기 및 대응 가이드라인

제조 실행기술 - 시점 시뮬레이션 기반의 동적 작업계획 Release 및 Virtual Factory 기반의 사전 Process Validation은 빠르고 안정된 적용 및 운영의 가속화 지원

Basic Scheduling

5

동적 작업계획 Release

Process Release & 제조실행

운영 리소스의 최적화 1

• 시점 스케줄링 시뮬레이션

• 납기대응 가이드 제시

• Capacity Planning을 통한 제약조건의 해소

가상 - 현실 기반의 제조실행 2

• Process pre-validation을 통한 Set-up 기간의

단축

• 공정 운영조건 검증 및 Feedback

• 실시간 모니터링

• 설비 및 자원 운용의 최적화

Process pre-validation

실시간 생산정보

Virtual Factory

Production Scheduling

3

실시간 시계열 데이터 수집

8

목 차




4 제언

9

2. 비즈니스 요구사항

설계~제조에 이르는 정보의 연속성 및 사전 시뮬레이션, 실시간 의사결정으로 Plant KPI 극대화

및 글로벌 운영이 가능한 표준 통합 솔루션

관리대상 요구사항

가용성

(Availability)

설비 다운타임 및 효율

의 개선

물류가시화 및 파트결품

방지

실시간 정보 공유

(설계변경, 생산/품질/

문제점 현황)

프로세스의 시뮬레이션

및 DIGITAL 연속성

생산성

(Productivity)

유연한 스케줄 배포 Work Instruction의

시인성 확보 및 작업숙련

실시간 의사결정 및

피드백

프로세스 표준화 및

제조 리드타임의 단축

품질

(Quality)

검사계획의 표준화 및

실행 모니터링

Regulation의 준수,

리소스 Validation &

Traceability

잠재된 Poor Quality 발굴

불량 및 Rework의 개선

다양한 인자의 분석으로

조기 이상감지 및

미 인지 문제점 발굴

플랫폼

(Architecture)

통합 플랫폼 & 데이터

모델

BPM 기반 모델링

기능의 확장이 가능하고

어디서든 사용이 용이

(Vendor/Partner사)

보안 및 Access Control

통제

World Wide 적용 용이

WEB기반 및 모바일

디바이스 지원


가용성

(Availability)

설비 다운타임 및 효율

의 개선

물류가시화 및 파트결품

방지


(설계변경, 생산/품질/

문제점 현황)



생산성

(Productivity)


시인성 확보 및 작업숙련


피드백



품질

(Quality)

검사계획의 표준화 및

실행 모니터링



Traceability

잠재된 Poor Quality 발굴

불량 및 Rework의 개선

다양한 인자의 분석으로

조기 이상감지 및

미 인지 문제점 발굴

플랫폼

(Architecture)

통합 플랫폼 & 데이터

모델


기능의 확장이 가능하고

어디서든 사용이 용이

(Vendor/Partner사)

보안 및 Access Control

통제



디바이스 지원


10

목 차




4 제언

11

3. Connected SMART Factory

11

수주(상담) 디자인 제품설계 플래닝 생산 물류배송 서비스

Sketch

Eng. Design & BOM

Rendering

디지털 공정설계

가상 시뮬레이션

제조환경 구성

생산 스케줄링

제조실행 및 모니터링

최적화

Logistics 플래닝

Shipment 플래닝

주문 설계협업 / 시제품 시뮬레이션 실행 및 최적화 Logistics After Sales

제조업의 디지탈化

CLOUD기반 수주~설계~생산~서비스에 이르는 전 프로세스의 통합관리 플랫폼 구축

서비스 BOM

E-Service Access

파트 카탈로그 생성

12


12

3DEXPERIENCE Platform은 SMART Factory 구현을 위해 준비된 솔루션

Dynamic Virtual+Real to model, plan and execute global industrial operations

DS Portfolio

July 2013 Apriso July 2014 Quintiq

13

서비스 BOM

서비스 파트

카타로그


기획~플래닝~실행~서비스에 이르는 Cyber-Physical Connected 솔루션

PDM E-BOM

CAD 3D 이미지

APS

M-BOM

공정설계

리소스 DIGITAL Mfg.

작업지시

실적

Optimize

생산

품질

보전

물류

근태

MOM

Machine Integrator (MI)

작업지시 작업결과

Automation

PC・PDA・RFID 자동창고 Machine/설비

스마트 디바이스 & IIOT

기획

설계

플래닝

실행

/모니터링

최적화

통합 플랫폼

Integration 정보

3D 시 뮬 레 이 션

Cyber 공간에서의

시뮬레이션

Physical 공간에서의

실행 및 운영

운영패턴

* APS : Advanced Planning & Scheduling * IIOT : Industrial IOT

수주정보

생산계획

MRP

13

서 비 스

SIMULIA-CGR-Footwear-Simulation_Simple.pptx

14


기획~설계~플래닝

3D 공간에서의 공정설계 및 시뮬레이션을 통한 라우팅의 검증 및 Workload Balancing

14

ERP

Digital Continuity

Routing정의 Validation

Worker Simulation Robot

Simulation NC

Machining

Detail Validation

APRiSO

Data검색 Revision관리

Process 정의 End-Item 정의

Shop Floor

Process Planning Tool, Machine Equipment Human,

Cycle time

Detail Validation

Work instruction

15


실행~모니터링~최적화

DIGITAL 연속성 기반의 설계~생산에 이르는 Seamless Production 및 운영환경의 최적화

15 15

DIGITAL MANUFACTURING

Optimized Production Schedule

Modeling & Simulation

APS (스케줄링)

• Optimized Production Schedule

• Operations with sequencing/Steps

• 2D/3D Work Instructions

• Documents, Pictures

• M-BOM

• Work Center, Skills, Certifications

Product Process Resource

Cyber

MANUFACTURING OPERATIONS

Manufacturing Operation

Execution 모니터링 및 현황분석

지속적인 개선

저감방안 피드백 (생산, 품질, 설비)

KPIs 분석

통합 모니터링

글로벌 가시성

Inventory, WIP Order Status

KPI Mgmt Traceability

빅데이터 &

운영패턴 분석

Physical

16


Automation~스마트 디바이스

OPC, RS-232C등 표준 통신 프로토콜을 탑재한 안정되고 검증된 인터페이스

16

Level 1

Level 0

Level 3

Level 2

ISA

Levels

Data Acquisition • Arrival/Departure

• Stop/Start

• Temperature

• Torque

• Speeds & feeds

Business Logic • Routing

• Usage decision

• Validation

• Material

• Product specific

* IIoT : Industrial Internet of Things

RS/232

SCADA

Data Historian

OPC Server

PLC PLC Robot

XML/FTP

RFID, 스마트 센서

3’rd Party Machines & Systems

IIoT, 스마트

디바이스

[Device Level Data 관리]

Database Web Browser

Machine Integrator (표준 통신 프로토콜, 시계열 데이터 수집)

[Factory & 설비모니터링]

운영의 개선 및 고도화

저감방안 피드백 (생산,품질,설비)

설비 모니터링 &

빅데이터 분석

APRiSO & OI

17


17

Business Integrator

APRiSO

Machine Integrator

MOM 표준 플랫폼

스마트 디바이스

글로벌 가시성

통합 플랫폼

MES

• 일 작업계획

• 작업지시 실행

- 가공/조립

- 검사

- 보전

• 생산 이벤트

- 생산실적

- 불량/Repair

- Traceability

• 모니터링

- 생산현황

- 품질현황

- 설비현황

Quality

• 특성 마스터

• 검사계획 생성

및 Release

- 주기

- 생산량

- Event

• vQDT

- 3D 불량 데이터

• SPC 분석

• 품질 Gate

- Hold

Maintenance

• 설비 마스터

• 보전 Work

Procedure

• 예방보전

Calendar

• 예방/돌발보전

작업지시

• MTBF/MTTR

• 고장/조치 이력

Warehouse

• 입고

• Kitting

• 보급

• 출고

• 물류 동기화

• KANBAN

• 모니터링

- Location

- OTIF

Time&Labor

• Resource

• 작업할당

• 작업일보

• 근태보고

• 현황 모니터링

• 사업/프로젝트별

생산성 분석

Physical 공간에서의 실행 및 운영

Web Browser

Supply Chain

• 파트소요계획

• 서열확정정보

• 파트재공정보

• 긴급자재요청

LEVEL 4 표준 인터페이스 프로토콜

LEVEL 0,1,2 표준 인터페이스 프로토콜

BPM기반 Framework

Supplier Network

Cyber 공간에서의 시뮬레이션

Data

ETL

PDM (ENOVIA)

DIGITAL Mfg. (DELMIA)

CAD (CATIA) ERP (전사자원관리)

ERP

APS (QUINTIQ)

표준 플랫폼으로서의 SMART Factory

RS-232, Wireless Industrial IoT

(Automation & SMART Device) * ETL : Extract Transform and Load * IoT : Internet of Things

빅데이터 &

운영패턴 분석

Services on

Cloud Platform

http://public.modicon.com/HMISoftware/vijeo/images/scrWater.jpg

18


18

Global Reference – ALSTOM Transport

Design, Engineering

Simulation and Analysis

Planning, Simulation and

Validation

Activity Tracking, Work

Instructions, Visibility COLLABORATE COLLABORATE

Engineering Digital Manufacturing Shop Floor

19


19

New Transformation - Manufacturing Solutions & Digital Continuity are the foundation of Industrial transformation

End-to-End Unique Data Model

Standard Practices

Automation

WW Collaboration

One integrated

Solution Architecture

20

목 차




4 제언

21

표준화

(Standardization)

고도화

(Modernization)

가시화

(Visibility)

4. 제언

과제 도출

설계~생산 정보의 연속성 확보 및 실시간 모니터링 기반 현장 문제점의 신속 파악 조치

유연하고 효과적인 시장대응을 위한 Right-to-Market

대응역량 확보 필요

• Seamless 라인 운영을 위한 생산계획 시뮬레이션

디지털 기반 시뮬레이션 역량 강화

• E-BOM과 M-BOM의 유기적 연계 및 공정계획의

정합성을 위한 V5/V6와 연계한 DIGITAL 공정계획

• 최적의 작업성 확보를 위한 물류 & Layout 시뮬레이션

• 시행착오의 최소화를 위한 장비 Try-out 시뮬레이션

Multi-Sites 글로벌 가시성 및 통합 운영

협력사와의 협업을 위한 WEB-VAN 시스템

Plant KPI 고도화를 위한 운영의 개선

• 생산관리, 품질관리, 자재관리, 근태관리

주요 시사점 추진 방향성


11. 패턴 최적화 시뮬레이션

10. Time & Labor Management

8. 설비관리 시스템

2. 물류 & 레이아웃 시뮬레이션

1. CAD/PLM과 연계한 DIGITAL 공정설계

고객의 목소리를 기반으로 분류된 13가지 유형의 시사점을 토대로 솔루션 과제를 도출함

5. 생산계획 시뮬레이션

4. 3D 사양지시 기반 실시간 진척현황 관리

3. 설비 Try-Out 시뮬레이션

6. Production Management

7. Quality Management

9. Warehouse Management

13. 글로벌 통합 가시성

12. WEB-VAN (협력사 Collaboration)

빅데이터 분석을 통한 최적의 운영 패턴 도출

설비운영 효율개선을 위한 설비관리 시스템

동적 제조계획

제조 환경 구성

제조 실행 기술

22

4. 제언 – 추진 로드맵

비즈니스 요구사항의 충족 및 전제 조건


가용성

(Availability)

설비 다운타임 및

효율의 개선

물류가시화 및 파트

결품 방지


(설계변경, 생산/

품질/ 문제점 현황)



3, 8, 11 5, 9, 12 4, 6, 7 1, 2, 4

생산성

(Productivity)


시인성 확보 및 작업

숙련


피드백



1, 5 1, 4 13 1, 2, 3

품질

(Quality)

검사계획의 표준화

및 실행 모니터링



Traceability

Brand Integrity

불량 및 Rework의

개선

다양한 인자의 분석

으로 조기 이상감지 및

운영 패턴의 최적화

6, 7 1, 6, 7, 10 6, 7, 11 11, 13

플랫폼

(Architecture)

통합 플랫폼 &

데이터 모델


기능의 확장이 가능

하고 어디서든 사용

이 용이

(Vendor/Partner사)

보안 및 Access

Control 통제



디바이스 지원

BPM 기반 개발 Framework


11. 패턴 최적화 시뮬레이션

10. Time & Labor Management

8. 설비관리 시스템

2. 물류 & 레이아웃 시뮬레이션

1. CAD/PLM과 연계한 DIGITAL 공정설계

5. 생산계획 시뮬레이션

4. 3D 사양지시 기반 실시간 진척현황

3. 설비 Try-Out 시뮬레이션

6. Production Management

7. Quality Management

9. Warehouse Management

13. 글로벌 통합 가시성

12. WEB-VAN (협력사 Collaboration)

• KPI 표준화

• 프로세스 표준화

• Single 데이터 모델

• Single 플랫폼

• 운영패턴의 개선

• Multi-Sites Roll-Out

• Best Practice 공유

표준화 고도화 가시화

23

4. 제언 – 추진 로드맵

GAP분석

GAP Assessment

As-Is 현황 및 GAP 분석

상세 업무분석

개선과제 상세 프로세스 정의

각 추진단계의 효과적인 수행을 위해 지속적인 GAP 분석 수행

전사 KPI 극대화를 위한 단계별 로드맵은 고객사 비즈니스 역량 증대에 따른 빠른 대응역량 확보, Manufacturing 프로세스의 검증 및 고도화 관점에서 아래와 같은 단계로 제언

2단계

통합 MOM은 Manufacturing 프로세스를 운영하는 핵심 기간시스템으로 계획과 실행, 물류의 완벽한 조화를 구현

KPI 고도화

통합 MOM 구축

실시간 3D 작업지시 & 모니터링

생산계획 시뮬레이션

다양한 Legacy 시스템의 통합

1단계

가상 최적화 시뮬레이션

DIGITAL Manufacturing

장비 Try-Out 시뮬레이션

물류 & 레이아웃 시뮬레이션

DIGITAL 공정설계

사전 시뮬레이션을 통한 검증으로 라인운영의 안정성 확보

3단계

운영 최적화

Operational Intelligence

모니터링 인자 설정 및 예측관리

장비이상 다빈도 유형별 패턴분석

품질불량 다빈도 유형별 패턴분석

이상상황의 조기인지 및 예측으로 PLANT 종합지수의 극대화

24

별첨. 미래 SMART Factory

Airbus future factory

25

감사합니다 !