Purpose Recently, 3D factory simulation technology has emeged as a powerful tool for modeling and analysis of a wide range of production systems, however, it has been not paid much attention in Korea. In this context, this paper aims to provide a comprehensive literature review on discrete event simulation softwares and introduce a promising 3D factory simulation software called FlexSim and its application domains. Design/methodology/approach In order to demonstrate worldwide popularity and technical superiority of FlexSim software, we analyzed the recent list of rankings for commercial discrete simulation softwares released by winter simulation conference and users' opinions collected from business software review site. Moreover, several main application domains are derived from a review of the previous research papers that deal with applications of FlexSim software. Findings FlexSim software recently moved up the list of major commercial simulation softwares, and technical superiorities of the software demonstrate that it is a promising tool for practical 3D factory simulation. Moreover, recent research papers suggest that FlexSim software can be used as a component of smart factory system. In this context, it is expected that FlexSim software becomes more popular in the era of industry 4.0.
Virtual Manufacturing is a powerful methodology for developing a new product, new equipment and new production system. It enables us to check the errors in design before production. This paper deals with a case study of virtual manufacturing in an excavator factory. Boom and rotating table of upper body are selected for application. 3D models of parts and fixtures are developed with CATIA and 3D simulation models are developed with IGRIP. These models are used for the design of fixture to verify the motion of the equipment. As a result, the manual welding systems are replaced by automatic systems and many design errors are corrected in the design phase, which enables us to reduce the developing cost and time.
가상생산기술은 신제품의 개발, 새로운 장비 개발 및 새로운 제조시스템 개발에 유용한 도구이며, 특히 3D 시뮬레이션 기술은 가상생산의 핵심기술이다. 3D 시뮬레이션 기술은 기계적 시뮬레이션 기술과 이산사건 시뮬레이션 기술로 구분할 수 있다. 본 논문에서는 휴대폰 카메라에 장착되는 렌즈모듈 조립을 생산하는 국내 회사의 사례를 소개한다. 이 회사에서는 렌즈모듈 조립공정을 현재 수작업으로 하고 있는데 자동화시스템을 개발하기로 결정하였으며 이를 위해 3D 시뮬레이션 기술을 도입하기로 하였다. 3D 시뮬레이션 기술은 시스템 개념설계단계에서부터 적용이 되었는데, 단위 장비 개발을 위해서는 $CATIA^{(R)}$와 $IGRIP^{(R)}$이 활용되었으며, 시스템 설계를 위해서는 이산사건 시뮬레이션 도구인 $QUEST^{(R)}$가 활용되었다. 논문의 목적은 새로운 자동화 설비의 기술적. 경제적 타당성을 검증하는 것이다. 개발결과 takt time 이 기존의 수작업에 비해 4분의 1 수준으로 감소되었으며, 이에 따른 작업자 인원도 대폭 감소되었다.
근래에 작업자의 근골격계 질환이 산업현장의 주요한 논제로 등장하였다. 이러한 문제를 줄이기 위하여 다양한 방법들이 사용되고 있는데 그 중의 하나가 제품설계, 치구설계, 작업장 설계를 할 때 작업자의 안전을 최대한 확보하도록 설계단계에서 개선을 하는 것이다. 최근에 급속히 발전하고 있는 3D 시뮬레이션 기술을 사용하면 작업장을 설계하는 단계에서 제품 및 치구의 3D 도면을 이용하여 가상의 작업공간을 구축한 후 작업자의 작업 자세를 사전에 검증해 볼 수 있기 때문에 작업장 구축 후 발생할 수 있는 많은 문제점들을 사전에 검증하여 설계실패비용을 최소화할 수 있다. 본 논문은 3D 작업자 시뮬레이션을 이용하여 굴삭기 공장의 특정한 공정을 대상으로 개선 및 최적화를 하기위한 연구다. 먼저 CATIA를 이용하여 제품과 치구 등 작업장 구축을 위한 3D 모델을 개발하였다. 그리고 IGRIP, DPM. Human 등의 개발도구를 복합적으로 이용하여 작업장에서의 작업내용을 시뮬레이션 할 수 있는 모델을 개발한 후 작업 자세에 대한 분석을 수행하였다. 분석결과는 작업장을 개선하는데 이용하였다.
This paper presents a new approach to create 3D visualization from discrete simulation results. This approach connects discrete event simulation directly to 3D animation with its novel methods that analyze and convert discrete simulation results into animation events to trigger 3D animation. In addition, it constructs a 3D animation framework for the visualization of discrete simulation results. This framework supports the reuse of both the existing 3D animation objects and behavior components, and allows the rapid development of new 3D animation objects by users with no special knowledge in computer graphics. This approach has been implemented with the software component technology. As an application in virtual manufacturing, visualizations of an electronics assembly factory are also provided in the paper to demonstrate the performance of this new approach.
본 논문에서는 스마트팩토리 기반의 CPPS(Cyber Physical Production System) 및 VR(Virtual Reality) 기술을 활용한 스마트팩토리 통합 기술 교육 플랫폼 개발과 플랫폼을 활용한 교육 방법들을 제안하였다. 3D 디지털 트윈과 연동이 가능하며 BOP(Bill of Process) 기반의 제조 공정을 통합하는 방법을 학습할 수 있도록 플랫폼을 개발하였다. 또한 디지털 트윈은 OPC-UA 서버를 통해 메카니컬 시스템과 디지털 트윈 뿐만 아니라 가상 현실까지 연계하여 통합 스마트팩토리 기반의 교육 플랫폼을 구축하였다. 이러한 플랫폼을 기반으로 스마트팩토리 통합 플랫폼은 BOP 기반 디지털 트윈 시뮬레이션, OPC-UA 통합, MES 시스템, SCADA 시스템, VR 연동으로 스마트팩토리 통합 플랫폼의 개별 요소들을 가지도록 제안하였다.
가상생산은 새로운 제품의 개발, 새로운 설비의 개발, 새로운 생산시스템의 개발에 활용할 수 있는 매우 유용한 기술이다. 이 기술을 사용하면 실제 생산활동이 수행되기 이전에 다양한 설계오류를 수정할 수 있다. 본 논문은 가상생산기술을 굴삭기 생산공정에 적용한 사례다. 굴삭기 상부 부품의 하나인 붐과 상판회전체의 최종 용접공정을 연구의 대상으로 선택하였다. CATIA를 이용하여 각 부품의 3D 모델과 치구의 3D 모델을 개발하였으며, IGRIP을 이용하여 용접공정의 3D 시뮬레이션 모델을 개발하였다. 이러한 3D 모델들을 치구의 설계검증과 로봇시스템의 동작경로 검증등에 활용하였다. 결과적으로 수동 용접공정을 로봇을 이용한 자동용접공정으로 전환하였으며, 그 과정에서 설계오류에 의해 발생하는 재 작업시간과 비용을 감축시켰다.
Virtual Manufacturing is a technology facilitating effective development and agile production of products via computer models representing physical and logical schema and the behavior of the real manufacturing systems including manufacturing resources, environments and products. For the successful application of this technology, a virtual factory as a well-designed and integrated environment is essential. To construct a virtual factory in effective and concurrent manners, a supporting information infrastructure for managing diverse models of virtual factory is very important. In this paper, we constructed the web-based information management system for many engineering activities related with a virtual factory. Using this system, users can handle all information and diverse digital files including attributes, parameters, 3-D CAD files, simulation models, and etc. of a cell, line and whole factory. We expect that this information management system for a virtual factory helps us achieve great time savings and advances in accuracy for construction and maintenance activities of virtual factories.
In manufacturing companies, different types of production have been developed based on diverse production strategies and differentiated technologies. The production systems have become smart, factories are filled with unmanned manufacturing lines, and sustainable manufacturing technologies are under development. Nowadays, the digital manufacturing technology is being adopted and used in manufacturing industries. When this technology is applied, a lot of efforts, time and cost are required and training professionals in-house is limited. In this paper, we introduce e-FEED system (electronic based Front End Engineering and Design) that is the integrated design and analysis system for optimized manufacturing line development on virtual environment. This system provides the functions that can be designed easily using library and template based on standardized modules and analyzed automatically the logistic and capacity simulation by one-click and verified the result using visual reports. Also, we can review the factory layout using automatically created 3D virtual factory and increase the knowledge reuse by e-FEED system.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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