병행 엔지니어링 설계 생산 시스템의 특성에 관해서 논의되었다. 시스템의 구조는 설계자와 설계 Agent (혹은 모듈)들 간에 제품설계에서 제작 . 생산에 이르는 일련의 과정을 손쉽게 처리할 수 있도록 구축되었다. 특이한 것은 중앙에 지식 베이스를 둠으로써 각 Agent들 간의 정보교환을 용이하게 하고, 또한 필요한 정보를 서로 공유함으로써 정보 간의 연관성 유지 및 상호 보완 관 계를 극대화하였다. 이 글에서는 병행 엔지니어링 시스템의 구체적인 설명을 위해 간단한 기계 조립품의 설계 제작 과정상에서 각 Agent들이 어떻게 서로 정보 교환을 하는지 보이고자 한다.
CAD/CAM의 초보지식을 부분적이나마 간략히 소개해 보았다. CAD/CAM에서 기하형상기술이 차지하는 비중과 이 기술의 한계점을 논의해 보았고, 설계에서 필수인 설계 지식이 CAD시스템에 융합되기 어려움을 실제의 예를들어 소개해 보았다. 마지막으로 현재의 CAD시스템이 기계전체 차원에서의 설계 도구이기보다 부품설계 차원에서의 도구임을 알아보았다. 현재까지 CAD시스 템이 설계과정에서 별로 창의력이 요구되지 않는, 그렇지만 많은 시간이 소요되는 도면 작업을 간편화하게 한 것으로도 CAD가 설계자동화에 큰 몫을 담당해 왔다고 볼 수 있다. 앞으로 미래의 CAD 방향은 인간의 창의력을 도와주는 곳으로 나가야함을 자명한 사실이라 본다.
구미의 공업교육은 해석중심에서 종합에 비중을 두는 방향으로 크게 변하고 있는 것 같다. 따 라서 설계교육에 대하여도 여러 가지의 시도가 이루어지고 있으며 새로운 방향을 발견하려고 노력하고 있다. 우리나라나 일본의 경우는 전시, 전후할것없이 제도교육이나 설계교육도 거의 변화가 없다. 우리나라와같이 격봉하는 나라로서 왜 이 점만 구태농연한지 의문이다. 어떻든 울 리나라의 중화학고업의 발전육성의 모체가 종합설계기술이며 이것을 두어깨에 짊어지고 나갈 역군인 공학도의 교육이 중대함을 통감하면서 더욱 설계제도교육에 역점을 두어야 한다는 생각을 간절히 느끼며 새로운 설계제도교육의 방향으로 흐름의 동기가 되기를 기원하는 바이다.
본 연구에서는 산업 현장에서 일반적으로 가장 많이 사용되는 CAD 소프트웨어를 이용하여 모든 기계류에 공통적으로 쓰이는 기본적인 기계 요소들에 대한 자동 설계 시스템을 구축하려는데 목적을 둔다. 이는 단순히 제도 수준에만 머무르고 있는 현재의 CAD 시스템에 사용 조건에 맞는 기계요소에 대한 강도를 평가하여 적절한 기계 부품을 자동적으로 선정하고 도면으로 보여 주는 기능을 부여하여 생산성을 높이는데 그 의미가 있다. 또한 설계 과정의 자동화 가능성 여부에 대한 타당성을 검토하고자 한다. 연구방법으로는 C언어를 이용하여 각 기계 부품에 대한 설계(선정) 프로그램과 데이타 베이스 관리 프로그램을 작성하고, LISP언어를 이용하여 선정된 기계 부품을 자동적으로 그려 주는 방안을 제시한다. 개발에 사용된 CAD 소프트웨어는 PC에서 가장 많이 사용되는 AutoCAD를 사용한다.
미국을 비롯한 선진제국은 자동차 차체의 구조해석및 자료분석에 컴퓨터의 전용 프로그램을 이미 1960년대 이전에 개발하여 1970년대부터는 그 활용이 광범위하게 실시중이며 선박설계 및 기타 장비에도 구조 해석 및 설계에 컴퓨터 프로그램을 상용화하여 판매되고 있으며 우리나라도 1980년대에 들어오면서 한국과학기술원(KAIST)은 NASTRAN, 한국기계연구소(KIMM)는 AN-SYS 및 AUTOKON등의 컴퓨터 프로그램을 도입했거나 도입중에 있어, 특히 수송기계, 선 박기타의 산업기계의 구조해석 및 설계, 시험분석에 응용이 활발해 질 것으로 보여 이제까지 널리 알려진 유한요소법상의 구조해석용 컴퓨터 프로그램을 중심으로 그 응용예를 소개코자 한다.
SHOP DWG의 현주소 어디까지 왔는가? 설계에서 제조에 이르는 전 과정을 컴퓨터로 제어하고 관리하는 기술. 캐드(CAD)와 캠(CAM)은 각각 computer-aided design,computer-aided manufacturing의 약칭으로 컴퓨터보조설계와 컴퓨터보조생산을 뜻한다.
CAD는 설계도면을 한 장씩 수작업으로 제도하지 않고 설계 데이터베이스의 정보를 CRT(cathode ray tube)에서 화상을 보고 합성하면서 설계하므로 작업을 최적화 할 수 있다. CAD로 설계된 설계도의 내용은 CAM을 통해 NC(수치제어)공작기계에 정확한 작업동작을 지시하게 되며, 작업관리∙가공∙조립∙검사 등의 제조과정을 컴퓨터로 관리하여 작업속도와 제품의 정밀성을 높이게 된다. 최근에는 건축현장의 2D system이 보편화되어 있지만 건축현장의 핵심이라고 할 수 있는 기계설비의 기계실, 또는 조립화 공법 등에는 3차원 CAD∙CAM시스템이 개발되어 입체형상을 화면에 3차원으로 재현할 수 있고, 대상물의 표면적∙부피∙무게∙강도 등의 물리적 성질도 자동 계산하여 최적상태에서 현장의 시공에 적용할 수 있게 되었다. 1960년대 초 미국에서 자동차 모델∙엔진, 항공기 부품 등 의 설계에 수작업의 한계를 느껴 개발되었으며, 한국에서는 70년대 중반에 도입되어 운용되고 있다. 이에 따라 프로그램 회사들은 다양한 방법 등을 SHOP DWG에 적용하여 판매경쟁이 치열하다.
(주)우진아이엔에스는 급속한 산업경제의 변화와 무한경쟁시대에 보다 나은 기술개발 투자에도 노력을 기울여, 2000년 11월 용인공장, 생산라인을 천안으로 이전, 확장 하여 배관 및 닥트의 CAD-CAM SYSTEM, P.F.P공법, 기계실3D, 블럭화배관, 닥트자동화 시스템, 설계, 용접공정을 공장화시켰으며, 신 개발품인 S.C.D(SEMI-CON DUCT)를 신설하여 모든 건축물에 맞는 필수적인 제품을 생산함으로써 선택의 폭을 넓히고, 현장 시공능력 효율을 높이고 있다. 이번 호에서는 (주)우진아이엔에스가 95년 설계팀을 발족하여 제로시스템의 3D공법을 공장 및 현장의 SHOP DWG에 적용해왔고 최근에는“서초 프로젝트A”현장에 SHOP DWG의 최대 결집체인 3D활용의 조립화 공법을 적용하여 초고층 오피스텔현장을 시공한 사례를 게재한다. 우진아이엔에스는 30여년의 기술 축척을 바탕으로 최고의 기술력과 풍부한 경험을 통해 아셈무역센타, 타워팰리스1차, 3차 및 목동트라팰리스, 분당트리폴리스, 수원삼성전자 R4, 등 국내굴지의 초고층빌딩 시공을 근거로 초고층의 기본설계를 이해하고 SHOP DWG을 통해서 기계설비공사의 향후 나아갈 지표를 제시하고 있다.
시뮬레이션과 가상 엔지니어링을 활용하여 공작기계 및 생산시스템의 초기 개발기간 또는 기존의 생산시스템의 변경기간을 단축하는 동시에 진단, 관리 기술에도 응용하여 생산시스템의 신뢰도를 높이기 위해서 시뮬레이션을 기반으로 하는 공작기계의 설계 및 관리도구가 필요하고 또 이 프레임을 일관되고 효율적으로 설계하고 구성하기 위해서 공작기계의 시뮬레이션 모델이 필요하다.(중략)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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