자동차 조립공장의 주요 공정은 차체라인, 도장라인, 조립라인의 순으로 구성되어 있다. 작업의 효율성을 높이기 위하여 차체라인과 조립라인은 주요 부품소모의 평준화를, 도장라인은 동일 색상차체의 연속 생산을 선호하므로, 생산순서의 결정시 상호 상층되는 점이 많다. 본 연구에서는 조립공장전체의 생산성을 극대화하기 위하여 차체라인, 도장라인, 조립라인의 특성을 고려한 일일생산순서결정 방법을 제시한다.
혼류 조립라인상에 고난도 작업을 요구하는 제품이 연속적으로 투입될 경우에 해당작업장들은 주어진 사이클 타임내에 조립을 완료하기가 힘들어진다. 라인에서 생산되는 모델의 변경 및 모델들에 대한 제품 생산량의 변화로 인해 기존 라인밸런스의 운영 효율이 기대 이하로 떨어질 수 있다. 본 연구에서는 혼류 조립라인의 라인밸런싱과 제품의 투입순서 결정이 밀접하게 관련되어 있는 문제임을 인식하고, 혼류 조립라인의 운영 효율을 극대화하기 위해 생산되는 모델에 대한 제품의 투입순서와 기존의 설비 및 작업공간에 따른 제약을 직접적으로 고려하면서 기존 라인밸런스와의 변동을 최소화하는 재밸런싱에 관한 기법을 제시한다.
자동차 조립공장의 생산은 혼류생산 (Mixed-Model Production)의 대표적인 형태로서 동일한 조립라인에서 다양한 사양의 차량들을 Batch생산이 아니라 각 사양의 생산량이 평준화되도록 생산을 하는 것이 특징이다. 그런데 도장라인에서 생산완료 된 순서는 혼류조립라에서의 평준화 생산에 적합하지 않은 상태이므로 조립라인에의 투입순서를 재작성하여 제어하여야 한다. 본 논문에서는 조립라인의 실시간 투입순서 작성 및 운영시스템을 자동화하여 성공적으로 운영한 사례를 소개하고자 한다.
조립라인의 설계에서 중요한 목적은 조립라인을 구성하는 작업장의 수의 최소화와 각 작업장의 작업내용을 평형이 되도록 요소작업을 할당하는데 있다. 라인균형에 관한 기법은 일반적으로 발견적 기법과 컴퓨터를 이용한는 기법이 주로 개발되어있으며, 개발된 기법들은 공정설계에는 유용하게 사용될 수 있으나 가동괴고 있는 조립라인에서 생산 량의 변화 또는 작업자의 변동이 생기는 경우에 기존의 기법들이 부적절하므로, 특정한 제조 현장 조립라인의 특성에 맞는 기법이 개발되었다. 본 연구는 제조현장에서 공정설계뿐 아니라, 관리 및 개선의 도구로서 유용하게 활용하기 위하여 제조현장의 여러가지 제약조건 가운데서 요소작업의 결합기준과 작업자의 변동성을 고려하여 생산량의 변화 및 작업자의 변동에 따른 공정 배치를 가능하게 하는 개선된 라인균형기법의 개발에목적이 있다. 작업배치를 효과적 으,로 전개하기 위하여요소작업을 블록으로 나누고 Back Tracking 방법, 네트워크의 Branch Node 개념을 도입하여 새로 운 알고리즘을 개발하여 분석평가하였다.
기존의 셀형 제조시스템에 관한 연구는 부품과 기계간의 유사성(Similarity) ${\cdot}$ 분석하여 복잡하고 큰 규모로 인해 통제 및 조정이 매우 힘든 제조시스템을 최소의 물류비용을 갖는 개별 하부 제조 시스템(Manufacturing Cell). 그러나 이러한 연구는 설비의 비중이 큰 작업장에서 설비의 효율적인 활용을 목적으로 하는 방법론이기 때문에 전자제품 조립라인과 같이 설비보다 작업자의 비중이 더 큰 라인에서는 별도의 연구가 필요하다. 현실적으로 셀형 제조시스템을 도입하여 가시적인 성과를 거둔 사례는 전자제품 조립라인의 경우가 훨씬 많다. 본 연구에서는 전자제품 조립라인에서 적용할 수 있는 조립 셀의 개념을 확립하고 성공적인 조립 셀의 도입을 위한 방법론을 제시하고자 한다.
혼류 생산은 동시에 여러 모델의 제품들이 조립, 생산되는 환경에서 적용되는 생산방법이다. 본 연구에서 대상으로 하고 있는 공장도 혼류 생산 방법을 이용하여 다양한 모델의 냉장고들을 생산하고 있다. 대상 공장에서는 기준 생산 계획을 수립하는 시스템이 구축되어 있기 때문에, 수립된 기준 생산 계획에 따라 공장 상황에 맞는 세부 생산 계획을 수립하고, 생산이 수립된 계획에 따라 진행되는지를 모니터링하는 시스템이 요구되었다. 적용 대상이 되는 공장의 구조는 세 개의 조립 주 라인이 있고, 주 라인들에 부품을 공급하는 두 개의 하부 라인들이 있다. 또한, 각 주 라인에는 해당 주 라인에 부품을 공급하기 위한 세 개의 단위 작업장이 속해 있다. 하부 라인과 단위 작업장은 부품들을 batch 형태로 생산하고, 주 라인에서 생산되는 제품의 종류에 따라 부품들을 주 라인에 공급한다. 본 연구에서 개발한 시스템은 기준 생산 계획 시스템에서 보내오는 생산 주문에 대해 제품을 조립할 주 라인과 생산의 시작시점을 결정하고, 결정된 계획에 따라 주 라인에서 생산을 시작하기 전에 부품들이 적절히 공급될수 있도록 하부 라인과 단위 작업장에서의 batch 생산 계획을 수립한다. 또, 계획된대로 주문을 진행시키기 위해 생산을 통제하고, 생산 중에 이상 상황이 발생하였을 때는 재계획을 수립한다. 본 연구에서 개발한 시스템은 대상 공장에 적용되어 효과적으로 역할을 수행하고 있다.
전제제품 조립산업은 자동차 조립산업과 더불어 국내산업용 로봇 적용의 가장 큰 분야이다. 특히 우리나라의 전자제품 조립회사들의 특징으로서 대량생산을 들 수 있다. 국내 대표적인 전자제품 조립회사들의 수준은 현재 조립 자동화를 위한 1차 로봇 적용 단계를 지나 라인 합리화단계와 공장 정보통합화단계에 있다. 이와 더불어 난이도가 높은 공정의 로봇화가 완만히 진전되는 상 황으로 필자는 보고 있다. 이 원고에서는 우선 국내 기존 전자제품 조립공정에서의 로봇 응용 상황을 간단히 알아 본 후 앞으로 확장될 또는 확장되고 있는 몇 가지의 새로운 분야들에 관해 서술코자 한다.
The paper presents an implementation procedure of assembly line for ABS motor, which is composed of four subassemblies-yoke, grommet, housing and armature. The characteristics of ABS motor and its assembly processes are analysed, and the automation possibility of each process is examined in order to decrease assembly time. The assembly machines and facilities are then selected for automatic assembly, and the layout of the selected facilities is determined. Finally, task allocation of each worker is achieved by assembly line balancing to increase assembly productivity and efficiency. The line efficiency is also analyzed using simulation.
본 연구는 건설장비 차량 조립부품을 제작하는 가공공장의 계획 및 운영 시스템 개발에 대한 내용이다. 연구의 대상은 건설장비 차량인 굴삭기, 휠로더, 지게차의 조립부품을 제작하는 공장으로 제작품별 제작라인이 구성되어 있다. 그리고 각 제작라인에는 여러 개의 공정이 있으며, 일부 공정은 작업자에 의해 작업이 이루어지고, 용접 및 가공 등은 자동화된 장비 및 설비에 의해 작업이 된다. 가공공장에서 관리 및 운영의 주요 관점은 이후 공정인 조립공장의 조립 착수일에 늦지 않게 제작된 부품을 공급하는 것이다. 그리고 공장 자체적으로 제작라인 내의 재공재고 감소, 작업일간 작업부하평준화, 자동화 장비 및 설비의 효율 극대화 등이 공장의 주요 관리 사항이다. 따라서 본 연구에서는 가공공장에서 제작되는 조립부품의 납기일 준수, 재고 감소, 부하 평준화, 장비효율의 극대화를 위해 공장을 체계적으로 관리하기 위한 계획 및 운영 시스템을 개발하였다. 개발시스템에는 제작라인별 제작 착수 및 자재발주${\cdot}$입고 관리, 공정별 실적관리, 실시간 작업 진행 관리, 용접 불량 관리 기능 등이 있다. 시스템은 MSSQL 서버, 오라클과 Visual Basic, Visual C# ASP로 개발되었다.
소프트웨어 프로덕트 라인은 핵심 소프트웨어 자산의 개발을 위한 도메인 공학과 실제 소프트웨어 부품을 조립하여 구체적인 소프트웨어 시스템을 개발하는 응용 공학을 포함한다. 소프트웨어 프로덕트 라인 구축 시 가장 중요한 점은 특정 도메인에 존재하는 가변성(variability)을 지원할 수 있어야 한다는 것으로, 재사용자의 목적에 따라 효율적으로 소프트웨어를 맞춤 생산할 수 있는 컴포넌트 재구성성(reconfigurability)이 핵심 요소라 할 수 있다. 본 논문에서는 재사용자가 선택한 특성 구성을 바탕으로 계층 구조 조립 자동화를 통해 컴포넌트 코드를 자동 생성하는 도구를 구현하였다. 이를 위하여, 컴포넌트 패밀리의 특성 모델에서 표현되는 차이점에 따라 계층 구조의 각 컴포넌트들이 조립되도록 XSLT 스크립트를 사용하였다. 특성 모델과 XML/XSLT 기술을 이용하여 컴포넌트 코드 생성 시에 재구성성을 지원하고 재사용자의 요구에 맞는 컴포넌트 소스 코드를 자동 생성함으로써 소프트웨어 프로덕트 라인 개발 생산성을 향상시킨다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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