오늘날 제조시장에서는 혁신적이고 유연한 공작기계를 요구하는 고객이 점차 늘고 있다. 더불어 공작기계 업계는 국제규격의 요구사항, 숙련된 인력의 부족, 복잡성 심화 등과 같은 도전을 동시에 맞고 있다. 이러한 도전 극복을 위해 장비의 모듈화, 에너지 효율성 향상, 시간 단축 등의 목표를

달성함으로써 지속적으로 새로운 기술을 찾고 있다.

편집자 주

공작기계 업계의 끊임없는 노력에도 불구하고 고객들의 요구사항을 맞추기가 쉽지는 않다. 이는 공작기계 원천기술이 아닌 개발부터 납품에 이르는 전체 프로세스 통합과 투명성과 같은 제조업체로서는 다소 낯선 분야에 그 해결책이 있기 때문이다. 하지만 이러한 분야는 제조기업의 보다 근본적이고 원천적인 변화가 필요하기 때문에 해결이 더욱 어렵다.

최고 시스템을 기대하는 고객들

고객들은 점점 더 고정밀, 고속은 물론이고 작고 유연하며, 어떤 CAD/CAM 시스템과도 데이터 흐름이 원활한 공작기계를 요구한다. 이 외에도 장비 다운 타임 최소화, 부품 및 모듈 교환 및 변경 시간 단축, 에너지 소비 감소 등 고객들의 요구사항은 더욱 까다로워진다.

이러한 문제를 해결할 수 있는 열쇠는 엔지니어링이나 장비 시스템의 발전도 중요하지만 프로세스 개선이나 엔지니어링 정보의 원활한 교류 없이는 불가능하다.

이 외에도 공작기계 업체는 세계화 및 경쟁 심화라는 또 다른 어려움에 직면해 있다. 공작기계 제조업체는 생산성을 증대하고 제품 포트폴리오를 표준화해야 한다. 더불어, 개발 주기를 단축하고 꾸준히 늘어나는 표준과 지침을 준수해야 한다. 이런 문제는 설계 최적화, 다른 부서와의 협업 방식 개선을 강력히 요구한다.

각 분야 전문가 간의 협업 방식의 개선은 전통적인 방식의 프로세스를 대체하면서 설계 방식에 변화를 가져오며, 프로세스 최적화에도 효과적이다. 제품 설계 데이터 관리(PDM) 및 ERP 등과 연동하는 전사적 PLM이 대두되는 것은 투명한 프로세스를 통해서 다양하고 자주 변하는 시장의 요구를 맞추기 위해서다.

공작기계 업체의 개선 목표

공작기계 업체가 변화하는 트렌드를 리드해 국제 경쟁력을 갖추기 위해서는 업무 프로세스에서 다음과 같은 점을 개선해야 한다.

주문 접수부터 납품까지 통합 프로세스 관리

주문 접수부터 납품까지 전체 프로세스를 최적화해 생산성을 극대화해야 한다. 이를테면, 영업부와 기술부 간의 신속한 협업으로 시간과 비용을 대폭 절약해야 한다.

이를 위해서 설계 과정에서 다양한 설계 툴인 CAD, 3D CAD, 유체설계, 전기설계 솔루션의 원활한 협업이 반드시 뒤따라야 한다. 기구와 전기의 데이터베이스 통합과 프로젝트 동시 진행으로 설계 품질을 개선하고 출시 시간을 앞당겨야 한다. 또한 제품 개발 단계에서부터 최적화가 가능한 또 다른 분야를 찾아서 서로 긴밀하게 협업할 수 있는 통합 프로세스를 구축해야 한다.

각 분야 전문가가 참여할 수 있는 협업 환경

고정밀 고속 공작기계는 모든 구성 요소 간의 원활한 연동이 요구된다. 심지어 개발 단계에서도 각 분야 간 전문가들의 협업이 필요하다. 이것을 위해서 여러 부서가 공동으로 이용할 수 있는 통합 데이터베이스 기반 설계 소프트웨어의 데이터 교환이 원활해야 한다. 이렇게 구현된 통합된 설계 데이터는 개발시간을 단축시킬 뿐만 아니라 설계 품질까지 향상시킨다. 

고객은 자사의 제작 환경에 필요한 사항을 완벽하게 충족하는 맞춤형 공작기계를 기대하기 마련이다. 반면에, 공작기계 업체는 제품 포트폴리오를 표준화해 변수를 최소화하려고 한다. 

즉, 고객의 특별한 요구사항이 설계와 비용 산정에 불안정 요소로 작용함으로써 영업부와 설계부의 긴밀한 협업이 중추적 역할을 하게 된다. 이들 두 부서는 설계의 규칙을 기반으로 설계툴을 재구성하고 연관된 문서를 검증 및 검색할 수 있는 기술을 갖춰야 하며, 관련된 모든 직원 및 외부 지원인력의 유기적인 협업을 위한 워크플로 통합과 투명성 확보를 목표로 협업을 추진해야 한다.

기구설계와 전기설계의 통합 

기구분야는 비교적 표준화, 정보화, 프로세스화가 잘 정비돼 있다. 하지만 전기 분야는 아직도 설계 데이터 관리나 다른 엔지니어링 부문과의 통합 등에서 다른 선진국에 비해서 뒤져있다. 더불어 유공압 설계나 컨트롤 패널 설계와 같이 기구와 전기 엔지니어링이 만나는 부분에서는 같은 부품을 서로 다르게 표현하는 등 업무의 범위가 명확하게 정의되지 않아 자원을 낭비하게 된다.

전기설계는 기구설계와 동시에 이뤄져야 한다. 지금까지는 물리적으로 기구제품이 나와야 전기설계가 작업을 시작했지만 이것을 애플리케이션 단계에서 통합해야 한다. 기존의 PLM/PDM 제품에 전기부문을 과감히 접목시켜야 한다. 그리고 전기 부문의 프로세스를 세분화하고 부문별 분업이 가능하도록 전기도면을 국제 표준화시켜야 한다. 그리고 유공압 설계나 패널 설계는 전기설계자가 우선적으로 엔지니어링 데이터를 이른 시간에 작성하게 하고 이를 바탕으로 기구적인 설계가 이뤄져야 한다. 당연히 이 모든 프로세스와 데이터는 통합해서 관리돼야 한다.

이플랜이 공작기계 업체에 제안하는 비전

영업부터 설계까지 모든 프로세스 연결

다양성과 맞춤형을 만족하는 공작기계를 고객에게 제안하기 위해 공작기계의 각종 버전 및 옵션을 다양하게 조정할 수 있는 전문 지식이 필요하다. 영업에서는 이러한 지식을 완벽하게 갖는 것이 거의 불가능하다. 하지만 체계적이고 일관성 있는 제품 구성 체계를 기반으로 한 솔루션이 있다면 영업이나 파트너에게 자동 비용 산정 및 빠르고 손쉬운 입찰 준비, 영업의 개별적 제품 구성 능력, 기술적 호환 등의 다양한 장점을 줄 수 있다.

이러한 시스템 구축을 위해 이플랜엔지니어링센터(EEC : EPLAN Enginee ring Center)가 필요하다. 고객은 풍부한 경험을 갖춘 이플랜 컨설턴트의 도움으로 모듈 방식의 설계 프로세스를 현업에 적용할 수 있다. 여러 가지 가능한 제품 조합 정보가 EEC에서 일련의 규칙으로 정의되며, 차후에 개별 기능 모듈을 재사용함으로써 변수를 대폭 줄여 나갈 수 있다.

기술적 구성 및 자동 설계

EEC 및 이플랜 플랫폼을 통합해 엔지니어에게 부가적인 기술정보와 매개변수로 기계 제조 및 주문 제품의 재료 사양서, 기계 설계도, 유압 및 공압 다이어그램, 배선도, PLC 프로그램 등과 같은 설계 문서를 모두 자동으로 얻을 수 있다.

기대효과 1 : 통합 설계

같은 고객을 위해 만든 동일한 문서가 서로 다른 경우를 흔히 볼 수 있다. 이런 현상이 발생하는 원인은 전통적인 도면구조, 직원별 전문 지식의 차이와 상이한 작업 방식, 각 설계 분야의 단절 등 다양하다. 데이터 중복, 잘못된 구성 요소, 제각각인 구성 요소 표시 방식으로 인해 불필요하게 문서를 다시 제작해야 하는 경우도 많다. 이런 문제점은 워크플로 통합과 중앙집중식 데이터 관리로 품질과 설계 프로세스의 속도를 개선할 수 있다.

M-CAD, 유체 공학 및 전기 엔지니어에게 이플랜 플랫폼은 EPLAN Data Por tal에서 제공하는 부품 데이터가 제공된다. 이를 PDM 시스템을 통해 각종 애플리케이션에 맞게 데이터를 변환해 회사의 모든 엔지니어가 설계 데이터를 원활하게 이용할 수 있다면 가치 사슬 전체의 시간과 비용이 절약된다.

EPLAN Data Portal에는 주요 부품 제조업체가 출시하는 약 20만가지의 장치 정보가 있어 보다 신속하게 프로젝트를 완수하는 데 도움이 된다. 부품 정보에는 각 기술 분야의 표준화된 상세 설명 외에도 가격 등 상업적 정보가 포함돼 있다. 요컨대, 다양한 부품 제조업체의 정확한 데이터베이스는 설계 프로세스의 통합적이고 기본적인 정보가 된다. 

이제 이플랜 플랫폼과 전문가 시스템으로 설계 작업을 다양하게 편집할 수 있다. 예를 들어, 유체 공학 전문가는 EPLAN Fluid로 유압동력장치를 설계한다. 그런 다음 EPLAN Electric P8을 통해 유압동력장치의 전기적 제어와 관련된 모든 정보를 확인할 수 있다. 가령 유압 회로도의 항목 번호를 변경하면 전기 회로도에 자동으로 변경정보가 반영된다. 그리고 나서 PDM 시스템을 통해 엔지니어링 정보를 공유할 수 있다. 문서의 버전 관리 기능으로 모든 사용자는 최종 문서에 접근할 수 있으므로 수작업에 의한 개정에 의존할 필요가 없다.

이플랜의 전문 컨설턴트는 기업의 워크플로와 조직 구조를 파악하고 표준화 설계에 대한 가이드라인을 개발해 기업의 프로젝트 프로세스를 표준화한다. 표준화의 목표는 프로젝트에 참여하는 모든 사람의 권한과 책임을 명확히 구분하는 것이다. 예를 들어, ECAE 관리자는 마스터 데이터와 표준화를 담당하고 설계자는 설계를 책임지도록 문서로 정하고 소프트웨어에서 이를 구현한다.

기대효과 2 : 엔지니어링과 제작의 협업

효율적인 제조 프로세스는 기업의 기본적인 성공요건이다. 더불어 기계의 성능과 제조 공정의 정밀성을 충분히 확보하는 것만큼 납품 기한 준수도 중요하다. 하지만 개발 주기가 갈수록 짧아지고 시간 압박도 심화되고 있다. 그렇기 때문에 제작을 시작할 때까지도 데이터가 완벽하게 준비돼 있지 않는 경우가 많다. 이러한 문제점을 개선하기 위해서 3D 가상 프로토타입을 활용한 제조 공정 통합, NC를 이용한 패널 제작 자동화, 전송, 케이블 자동 조립 시스템 등 많은 노력을 하고 있다.

패널 및 마운팅 패널의 3D 설계

패널의 설계부터 제조까지 모든 프로세스를 통합하고 자동화할 수 있다. 이플랜 플랫폼은 EPLAN Pro Panel로 생산 일정과 설치 과정을 제품 개발 및 제조 프로세스에 완벽하게 통합한다. 또한 3D 가상 프로토타입도 제공한다. 전기동력장치 및 유압동력장치의 경우, 회로도나 마운팅 레이아웃에 기존의 모든 구성 요소를 마운팅 패널이나 인클로저에 손쉽게 배치해 볼 수 있다. 이로써 문제가 되는 부분을 즉각적이고 다양하게 감지해 품질을 개선하고 시간을 절약할 수 있다.

NC 제조 공정과 원활한 통합

공작기계 전용 드릴 패턴 및 템플릿을 NC 복합 공작기계에 직접 전달한다. Steinhauer eCAB 및 Kiessling Perforex와 같은 장비 인터페이스로 이플랜의 데이터로 직접 가공한다. 일반 NC의 경우 DXF 파일 형식으로 대부분 천공기 및 복합 공작기계를 워크플로에 통합할 수 있다.

손쉬운 배선 작업

EPLAN Pro Panel은 배선에 필요한 모든 정보를 제공한다. 배선도에서 수집한 정보와 3D 마운팅 레이아웃을 바탕으로 인클로저 배선 작업을 미리 해볼 수 있다. 배선 길이, 세부적인 단면 정보, 번들링 및 라벨 부착과 같은 데이터를 찾을 수 있다. 또한 Komax, Schleuniger 또는 Metzner Cable Center와 같은 자동 케이블 조립 시스템에 이 정보를 전송해 시간을 절약할 수 있다.

이상적인 파트너 ‘이플랜’

기업의 성공을 이끄는 기회는 많지만 어떤 기회든 한 가지 공통점이 있다. 가치 사슬 전체의 프로세스 통합 및 신뢰성 개선이 전제 조건이다. 이것은 더 좋은 소프트웨어나 시스템을 의미하는 것이 아니라 내부 커뮤니케이션을 좀 더 명확하고 빠르게 만드는 방법이기 때문이다.

공작기계 제조업체의 고객은 더 빠르고 복합적이며 정확하고 우수한 맞춤형 기계를 원한다. 국제 경쟁과 표준화의 필요성이 심화됨에 따라, 공작기계 제조업체는 자사의 프로세스를 점검해서 개선해야 하는 어려움이 있다.

이플랜은 지난 30년 동안 엔지니어링 개발과 문제 해결을 위해 노력해 왔다. 이로써 공작기계 산업에 종사하는 여러 기업 고객과 다년간 협업하면서 일반적인 작업 방식, 프로세스, 문제 발생 가능성, 시장의 특정 요구사항을 해결할 수 있는 다양한 솔루션과 이것을 고객에게 전달하는 훈련된 컨설턴트를 보유하고 있다. 이플랜은 공작기계 업체가 직면한 도전과 과제에 이상적인 동반자가 돼 한국의 공작기계 제조기업이 세계적인 경쟁력을 갖도록 준비돼 있다.

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