제어 캐비닛 설계에 대한 새로운 연구
연구소가 출판한 39페이지 분량의 연구 보고서는 독일 내 제어 캐비닛 제조업체를 대상으로 수행한 현장 조사를 기반으로 한다.
EPLAN에서만 독점적으로 제공되는 ISW 연구 보고서
미래에 제어 캐비닛 제조방식은 어떻게 변하는가? 슈투트가르트 대학의 Control Engineering of Machine Tools and Manufacturing Units(ISW) 연구소가 이 질문을 다루었다. 연구소가 출판한 39페이지 분량의 연구 보고서는 독일 내 제어 캐비닛 제조업체를 대상으로 수행한 현장 조사를 기반으로 한다. 이 보고서는 현재의 제조업계 현황을 분석하고, 앞으로 취할 전략에 대한 구체적인 권고안을 제시하며, 통합된 정보 체인과 지능형 자동 기계 시대의 트렌드를 개략적으로 설명한다.
2018년 2월 23일, 독일, 몬하임(Monheim) - 회로도 문서는 평균적으로 320페이지 가량이며, 도면에 따라 배선을 하는 데 필요한 시간은 평균 54시간이고, 제조에 소요되는 총 시간의 49%를 차지한다. 500개의 와이어를 가진 평균적인 제어 캐비닛이 문서를 읽는 데에는 거의 17시간이 소요된다. 이러한 사실들은 슈트트가르트 대학(University of Stuttgart)가 발표한 "제어 캐비닛 제조 4.0 (Control Cabinet Manufacturing 4.0) - 기계 설계, 시스템 설계 분야에서 제어 캐비닛과 개폐장치 제조를 자동화 및 디지털화할 가능성에 관한 연구"의 조사 결과 중 일부이다.
설계 시간을 절감하는 효과
연구소의 과학자들은 수집된 데이터를 통해 프로젝트 중심 또는 작업 중심의 작업 방식을 활용하는 기업이 기능 지향적인 모듈식 회로도를 도입함으로써 설계 프로세스에 필요한 시간의 45%를 절약할 수 있음을 발견했다. 이를 위해서는 회로도와 설계 도면을 모듈 단위, 기능 단위로 세분해야 한다. 그 뒤 쪼개진 단위를 한 번만 설계하고 테스트하면 그 뒤에는 추가적인 테스트 없이 자유롭게 사용할 수 있다. 테스트가 끝나면 그 후에는 필요한 압력 센서의 개수 등 기능적인 측면에 관한 간단한 문제만을 다루게 된다. 연구에 따르면, 모듈식 회로도를 도입함으로써 설계 다음 단계인 옵션 기술과 제품 구성자를 도입하는 단계에서 약 40% 가량의 시간이 절약된다.
3D가 핵심이다
연구 대상의 92%가 여전히 2차원 설계를 사용한다는 연구 결과를 주목할 만하다. Control Engineering of Machine Tools and Manufacturing Units 연구소 책임자의 Ing. Alexander Verl 박사는 말했다. "제어 캐비닛 제조가 3차원 공간에서 이루어지는 데 반해 그 설계는 2차원에서 계획되는 이유는 무엇입니까? 2차원 설계는 직관적이지 않으며 비생산적입니다. 3차원에서 설계 계획을 세우면 이를 완전히 신뢰할 수 있기 때문에 최대 35%의 설계 시간과 최대 22%의 제조 시간이 절약됩니다. 또한 3차원에서 설계 도면을 계획함으로써 작업자에게 이득이 되고 생산 자체에도 도움이 됩니다." 또한 ISW 연구는 디지털 구성 도면이 제어 캐비닛의 마운팅 패널이나 사이드 패널 등을 가공하는 데 활용된다면 제조 공정에서 55%의 시간이 단축된다고 예측하였다. 또한 디지털 제어 캐비닛 모델을 터미널 사전 조립에 사용하면 전기 구성요소를 설치하는 데 필요한 시간이 90% 줄어든다.
인텔리전스를 통한 네트워킹
제어 캐비닛 제조 4.0 (Control Cabinet Manufacturing 4.0) 연구에서는 유동적 생산 대 네스트 생산, 아웃소싱 대 자체 생산, 멀티미디어 장치 등의 트렌드를 추가로 연구하였다. 또한 네트워크로 묶여가는 생산 환경에서는 복합적이고 다양한 운영 장비를 갖춘 분산형 제어 캐비닛이 필요하다는 점을 지적했다. 이러한 환경에서는 더 많은 로직과 인텔리전스가 필요하다. EPLAN Software & Service의 대표이사 Maxlanilian Brandl이 말했다. "이 보고서는 아주 훌륭합니다. 이 보고서는 제어 캐비닛 제조업체 모두에게 고찰의 기회를 제공하고 기업 내에서 효율성을 높이는 방법에 대해 생생하게 설명합니다."
연구 설계
4명으로 이루어진 연구팀은 연구 초기단계에서 12개의 독일 회사를 대상으로 제어 캐비닛 제조의 현황을 분석했다. 가능한 한 현황을 정확하게 파악하기 위해, 대기업뿐 아니라 기계와 시스템을 생산하는 소기업들도 대상에 포함하였다. 조사 대상인 기업들 중 78%는 제어 캐비닛을 자체적으로 제조하고 있었다. 응답 대상의 63%는 다양한 구성요소를 언급했으며, 50% 이상으로 맞춤화된 부품에 대해 이야기했다. 이 연구는 조사 결과를 디자인/설계, 제조/조립 카테고리로 나누었고, 프로세스들을 "전통적", "표준화", "자동화" 집단으로 분류했다. 특정한 작업에 얼마나 많은 시간이 평균적으로 소요되는지도 조사하였다.
©EPLAN Software & Service, 2018년 3월
