본 연구를 시물레이션방법을 이용한 실린더 헤드라인 생산설비의 적정계획 및 성능산정을 위해 가용한 생산설비의 자료들로부터 요구되는 생산능력을 만족하는 생산설비를 구성한다. 구성된 설비들은 가용한 생산설비 운영조건을 고려한 가상의 시물레이션 모델로 구축하여 생산설비의 적정 구성 및 공정간의 재고 등을 산정한다. 시스템 성능 산정을 위해 본 연구에서는 AutoMod 시물레이터를 이용하여 실린더 헤드라인의 생산설비계획 문제에 적용한다. 본 연구는 다수의 생산설비를 이용한 설비계획 연구시 사전 분석과 능력산정 및 기존의 설비 운영 조건에 따른 생산능력산정에 유용할 수 있으며 3차원 동영상으로 분석 결과를 제시할 수 있다.
본 논문은 생산설비 PLC(Programmable logic Controller) 데이터의 실시간 공유 플랫폼을 설계한다. 이 플랫폼은 자동화 설비를 보유하고 운영 중인 수출집약 중소기업에서 FTA(Free Trade Agreement) 체결 수입 상대국의 원산지 증명을 위한 생산 시험성적서 제출에 활용할 수 있고, 생산설비의 OPC 서버가 갖는 실시간 데이터를 수집하는 라이브러리를 활용하여 MES(Manufacturing Execution System)에서 생성되는 다양한 실시간 데이터를 활용하여 그래프, 생산관리 모니터링 및 설비 관리를 가능케한다. 따라서 중소기업이 생산관리, 공정관리, PLC 데이터공유 등에 필요한 수준별 분야별로 실시간 제조운영관리 시스템의 확대 보급이 가능하고, 생산설비의 실시간 제어가 가능하도록 설계한다.
제조업에서 생산설비에 사용되는 중요한 에너지원 중 하나는 전력에너지이며, 에너지 다소비 업종의 생산설비 즉, 플랜트에서는 사용하는 에너지의 절감과 효율 운전은 매우 중요한 관심사항이다. 본 논문에서는 생산 플랜트의 한 공정에서 가장 빈번히 사용되는 유도전동기를 모델로 하여 실제 진단, 계측을 통하여 측정값을 얻고, 기존의 운전 중인 설비들을 고효율 기기로 교체하였을 경우의 경제성을 분석하였다. 이를 위해서 현재 운전 중인 설비와 고효율설비로 교체하였을 경우에 대하여 각각 설비들의 연간 운전비용과 자본회수계수에 의한 연간 투자비용을 계산하였고, 이를 합산한 연간 총 운용비용을 비교하여 고효율설비의 경제적 타당성을 입증하였다.
''생산관리''라고 하면 보통 공장에서 생산에 종사하는 기술자로서 무엇인가 이질적인 것 같은 느낌이 없었는지, 생산기술에 대하여 이것은 사무계산에 불과하다든지 매일 변화하는 생산현장에 대하여 이것은 정형화된 사무처리에 불과하다든지 하는 극단적인 생각은 아닐지라도 ''생산관리가 공장의 생산성 향상에 기여하고 있는가''에 대해서는 별로 인식가치가 되고 있지 않는 것 같다. 생산관리란 ''생산이 과학적인 계획과 통제''이므로 그 목적은 생산성의 향상에 있는데 지금까지는 생산설비나 생산기술자, 워커 등과의 연결이 비교적 적었다. 컴퓨터가 대대량적인 수의를 아우트푸트하는데 이들과의 직접적인 연결은 별로 없다. 공장의 생산 시스템을 피라밋형으로 시행하면 생산관리는 상위에 있고 생산설비나 사람은 하위에 있으며 그 사이에는 왠지 갭이 있었다. 화학, 시멘트, 은, 지 등으로 대표되는 프로세스에서는 설비의 자동화가 ''프로세스오토메이션''으로서 일찍이 개발되어 이 갭이 서서히 메꾸어져 왔다. 한편 전기, 기계 등의 프로세스에서도 근년에 ''펙트리오트메이션''의 이름 아래 설비의 자동화, 라인화, 생산의 시스템화의 혁신이 이루어지고있으며 피라밋의 중앙에 가로 놓인 갭을 apRN는 요구가 강해지고 있다(그림1 참조) 여기서는 생산관리의 본체로서의 MRP는 간단하게 설명하고 이 갭을 메꾸는 시스템(여기서는 이것을 ‘생산관리’라고 한다.)를 중심으로 설명한다.
다양한 생산 설비에 따른 설비정보를 MES 등의 생산시스템에 효율적으로 제공하기 위해 설비 정보 수집 시스템은 생산현장의 설비 및 공정특성을 고려한 다양한 설비 인터페이스에 따른 정보 수집이 필요하다. 본 연구에서는 생산현장의 다양한 생산 설비의 정보를 수집하기 위해 설비 인터페이스를 통한 설비정보 수집 방법을 제안한다. PLC 기반의 인터페이스, Sensor 기반의 I/O 인터페이스, 작업자 Key-In 에 의한 인터페이스 등 다양한 설비 인터페이스를 통해 생산 현장의 정보를 1 차 수집할 수 있다. 데이터 수집 시스템은 H/W Communication Module 과 Operator Key-In Module을 이용하여 설비 인터페이스를 통해 수집되는 설비 정보를 2 차 가공하며, 데이터 파서(Data Parser)를 통해 수집 정보의 유연성을 높일 수 있다.
먹는물 생산용 역삼투법 해수담수화 시설의 도입에서 시설은 원수의 수질에 대하여 먹는물 수질기준을 충분히 달성할 수 있는 능력을 가져야 하고, 또한 시설의 배치, 유지관리 및 경제성을 고려한 최적공정이 선정되어야 한다. 역삼투법에 의한 먹는물 생산용 담수화시스템의 설비는 기본적으로 막의 성능을 안정적으로 유지하기 위한 전처리설비, 역삼투막모듈로 원수를 공급하기 위한 고압펌프 및 용존염의 제거하기 위한 역삼투막모듈 등의 세부분으로 구성되지만, 실용화 장치에서는 원수를 공급하기 위한 취수설비, 막으로 처리된 생산수를 먹는물로 급수하기 위한 후처리설비, 기타 세정설비 및 세정배수처리설비 등으로 구성된다.
c-MES 설비지원 플랫폼은 다양한 제조 공정에 따른 설비별 상태 정보를 유연성 있게 수집하기 위한 모듈화 된 플랫폼 기술로서, 제조업 관련 IT 솔루션을 도입하기 어려웠던 중소기업에 적합한 맞춤형 MED로 생산성 향상을 통한 경쟁력 상승 효과가 크다. 제어기 유무에 따른 공작기계별 설비 직접 인터페이스 방법은 생산 현장의 다양한 상태 정보를 실시간 수집하는데 있어 높은 유연성을 자랑한다. 또한 설비 직접 인터페이스를 통해 수집된 데이터는 설비 정보 수집 모듈을 통해 변환/가공되고, gauges/charts를 이용하여 HMI로 제공하는 생산 공정 추적 관리 모듈을 통해 작업/관리자가 장비제어가 가능하도록 도와준다.
2,3,4호 시멘트밀은 기존의 Tube MiIl 단독의 시멘트 분쇄 밀에 예비분쇄기(이하 "Polycom", Polysius 1992년 공급)를 설치, 합리화하여 운영되고 있는 Combi grinding type의 시멘트밀이다. 생산능력은 일 생산성 4,800T/D, Blaine $3,200cm^2/g$ 품질로 설계되었다. 금번 공정개선 부문인 예비분쇄공정의 Polycom 출구 Bucket Elevator(이하 "B/E") 및 Disagglomerator(이하 "DISA")로 위치는 Fig.1과 같다. Polycom 출구 B/E 및 DISA는 Polycom에서 분쇄된 원료를 분급기로 이송 및 cake 상태의 원료를 파쇄하는 설비이다. 상기 설비는 시멘트밀 공정에서 반드시 필요한 설비이나 - 잦은 고장에 따른 설비 가동율 저하 - 순환량 증가시 제한운전에 따른 생산효율저하를 일으키는 주된 설비로써 원단위 절감 및 설비가동효율 향상을 위하여 개선이 불가피한 설비임.
국내의 기계 및 설비관련 학과는 모든 산업의 기초가 되는 기계를 다루는 기술인이 반드시 알아야 할 기계관련 이론과 다양한 실기를 통해 산업현장에 필요한 전문직업인 양성에 교육 목표를 두고 있다. 또한 오늘날 첨단 기계 산업의 발달 및 다양화에 따라 생산 및 생산시설 관리, 제품 설계 및 제작, 엔지니어링 마케팅, 컴퓨터 하드웨어 및 소프트웨어 관련 업무를 충실히 담당할 중견 전문가 양성도 담당하고 있다. 기계 설비분야의 미래를 책임질 기계설비 전문인을 양성하기 위해 기계 및 설비관련 학과는 2009년 현재 전국의 13개 대학에서 다양한 커리큘럼을 통해 배출하고 있다. 본지는 지난 3월호부터 전국의 기계 및 설비관련 학과를 소개한다.
본 논문은 단일설비로 다종제품을 생산하는 생산시스템에서 생산준비비용의 절감효과를 고려한 동적생산계획 모형을 다룬다. 이 모형에서 각 제품에 대한 수요는 유한계획기간에서 동적으로 발생하고 추후조달은 허용되지 않으며 투입자원은 한 종류가 사용된다. 또한, 생산기간마다 생산설비는 다종제품을 동시에 생산하고 이때 각 제품의 생산량은 전체 투입자원량의 일정비율로 생산된다. 이 모형에서 총비용은 생산준비 비용의 절감을 위한 투자비용, 생산준비비용, 각 제품별 재고유지비용으로 구성된다. 본 논문에서는 절감된 생산준비비용 하에서의 최적생산계획과 생산준비비용의 절감을 위한 최적투자액을 동시에 결정할 수 있는 휴리스틱 알고리즘를 제시한다. 또한, 선형 및 지수 감소함수 형태의 생산준비비용 절감함수 하에서 다양한 문제들을 대상으로 한 시뮬레이션 실험을 통해 제시한 휴리스틱 알고리즘의 효율성을 검증한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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