사전 설계의 중요성

Höckh Metall-Reinigungsanlagen GmbH는 독일의 검은 숲(Black Forest) 지역 내 뉘른베르크에 위치한 기업으로, 산업용 부품을 세척하는 자동화 시설을 생산한다. 이 기업의 기계 및 전기 설계 프로세스는 엔진용 부품 등을 세척하는 작업만큼이나 자동화되어 있다. 통합된 CAE 시스템이 이러한 설계 자동화를 뒷받침하고 있으며, 이 시스템에서 EPLAN Preplanning은 제품 개발을 시작하는 역할을 맡고 있다.  의료 기기, 항공기 제트 터빈의 날개깃, 엔진 부품들은 Höckh의 시설이 세척하는 수많은 부품 중 일부에 불과하다. 부품 인피딩 과정을 비롯하여 Höckh의 설비 설계는 그 범위가 매우 넓다. 

각 주요 시스템은 1개만 존재

Höckh의 CEO인 Michael Höckh이 말했다. “저희 고객들은 평범한 시설이 아닌 특수 시설이 필요합니다. 그래서 지난 10년 간 저희는 특수 시설을 설계하는 데 많은 투자를 했습니다.” Multiclean이라는 브랜드로 만들어진 대규모의 시설은 그 특수성 때문에 모두 1개씩만 존재한다. 여기에서 Höckh가 당면한 과제는 설계 프로세스를 최대한 표준화하여 시간을 절약하고 효율성을 높이는 것이다. 그간 Höckh는 이 과제를 대담하고도 성공적인 방식으로 해결해왔다.  이미 기존에도 Höckh의 설계자들은 EPLAN 데이터베이스에 접근하여 기능 탬플릿을 사용해 부품들을 선택하고는 했었다. 이 데이터베이스는 Höckh의 특수한 요구사항을 충족했으며, 그 기능이 뛰어나 설계자들이 다양한 영역에서 사용하였다. 또 EPLAN 데이터베이스는 플로우 시트에서 데이터를 구조화하여, 전기 설계 프로세스의 상당한 비중을 자동화할 수 있었다. 그리고 최근 EPLAN Preplanning이 출시되어 더욱 많은 자동화 옵션이 가능하게 되었다. 

시작: 빈 화면

이제 EPLAN Preplanning은 디자이너들에게 기본 설계 툴을 제공한다. 이 도구를 사용하면 프로젝트 데이터를 EPLAN Platform으로 끊김 없이 전송할 수 있다. 이에서 더 나아가 필요한 데이터와 링크를 확립할 수 있는데, 그 결과 개별 업무들이 한 단계 더 자동화된다.  이 설명은 상당히 추상적이지만, 자동화가 기업에 주는 이득은 현재 Höckh가 수행한 설계에서 알 수 있듯 명확하다. Höckh의 설계 프로젝트 첫 단계에서부터 새로운 접근법으로 인한 변화가 눈에 띄게 드러난다. 전기 설계 담당자인 Fabian Camek이 말했다. “기존에는 변형 설계의 원칙에 따라 가장 유사한 시설을 찾는 작업부터 시작하곤 했습니다. 그러나 이제는 빈 화면에서부터 설계를 시작하지요.” 처음에 비어있던 화면은 금방 구조와 차트로 채워진다. 자동화의 가장 큰 강점은 구조 속에서 데이터를 설계상, 운영상 목적으로 생성할 수 있다는 것이다. “저희는 지능적인 매크로를 많이 정의해 두었습니다. 이 매크로들이 하향 스트림 설계 과정을 크게 단순화시키죠.”  

설계의 중요성

예를 들어 한 엔지니어가 EPLAN Preplanning을 써서 플로우 차트에 펌프를 삽입하였다고 가정하자. 이 경우 이 엔지니어는 모터 용량 및 필요한 제어 유닛 (주파수 변환기, 소프트 스타터, 직접 스타터)을 정해야 한다. 사전 설계 단계에서 CAE 소프트웨어를 사용하면 이미 다른 조립이나 모듈의 구성요소로 들어가 있는 필수 구성요소들을 불러와 다시 쓸 수 있다. 케이블 지름과 소비전력의 경우, 이 구성요소들을 일단 선택하고 나중에 온도 계산만 추가하면 된다.   지금 언급한 접근법은 보편적이지는 않으나 세부 설계에 드는 시간을 크게 절약해준다. 다만 이 접근법에는 데이터베이스가 필수이며, 데이터베이스의 초기 구축에 많은 시간과 노력이 들고 전문성이 필요하다. Fabian Camek이 말했다. “주요 기능과 구성요소들을 위해 우리는 매크로 및 설정 값을 정의해 두었습니다.”

핵심: 데이터베이스

Höckh의 설계 프로세스는 다양한 산업에 쓰이며, Höckh는 탱크 등 복잡한 기계 부품을 위한 매크로를 정의해야 할 때가 많다. 중앙 데이터베이스를 이용하면 직접 링크들을 기계 및 전기 설계에 이용할 수 있다. EPLAN Fluid를 통해 수행되는 유체 동력 설계에서도 이는 마찬가지다. Multiclean 플랜트에서 쓰이는 수많은 전기공압적(electro-pneumatic)인 밸브 터미널을 드래드-드롭 동작만으로 간단히 통합할 수 있다. 

표준화 및 자동화 

Höckh는 자동화 설계를 향한 목표에 한 걸음 더 다가갔다. 그는 전기 설계 프로세스의 상당 부분을 자동화했다. 이에 관해 Fabian Camek은 여러 가지 예시를 제시했다. “EPLAN은 PLC 데이터를 써 아웃풋을 식별하고 자동으로 아웃풋을 셉니다. 장치 태그나 공압 텍스트 라벨링도 자동으로 생성하지요.” 자동화가 이루어져 설계자들은 더 이상 문서화 때문에 골머리를 앓지 않게 되었다. 자재 명세서 및 부품 구매 문서들은 모두 자동 생성되며 다양한 언어로 지원된다.  설계 외에도 데이터를 활용할 곳이 많다. 기계 설계 담당자인 Kai Klussmann이 말했다. “EPLAN이 제공하는 재료 요구사항과 구매에 필요한 주문 리스트들은 저희 ERP 시스템에서 처리됩니다.” 같은 처리 방식이 운송 시간, 가용성, 부품 구매가에 적용된다. Höckh가 보유한 부품 저장 위치 역시 EPLAN Preplanning 내에서 선정되었다. 주문 리스트에 각 제품들의 바코드가 내재되어 있어 필요한 부품은 온라인으로 직접 구매할 수 있다. EPALN Electric P8이 자동으로 전기 설계 개요 리스트를 생성해 각 부서가 필요한 제품들을 통합적으로 구매할 수 있다. Fabian Cam다이 말했다. “버스 리스트로부터 개별 기능들이 자동 정의되어 소프트웨어 프로그래머들은 회로도를 확인하는 수고를 덜었다.”  

가상 제어 캐비닛 설계 

Höckh의 설계자들은 제어 캐비닛 설계에서도 효율성을 발휘한다. 이들은 제어 캐비닛 설계에 EPLAN Pro Panel을 활용한다. EPLAN Pro Panel을 사용해 부품 포지셔닝, 공간 및 간격 설치, 케이블 덕트 커팅 리스트, NC 프로세싱 드릴링 플랜 모두를 정의한다. 이로써 제어 캐비닛 레이아웃을 설계하는 데 걸리는 시간이 거의 반으로 줄어든다.

많은 영역에 걸친 설계 

Höckh의 관점에 따르면, 많은 영역을 아우르는 접근법을 취하면 특수 목적을 가진 기계 시스템을 설계할 때 시간이 절약되고 오류는 제거된다. Michael Höckh가 말했다. “이 데이터베이스는 전기 및 기계 설계 두 분야의 긴밀한 협력으로 구축되었습니다. 저희가 가진 전문성을 투입하였고 전문 용어에 대한 감각으로 지식 베이스를 만들었죠. 이제 이 데이터베이스에서 실질적 이득을 보는 최종 단계에 있습니다.” 일부 시설들이 이미 이 접근법에 입각해 설계된 바 있어 관계자들은 이 접근법의 실제에 대해 잘 이해하고 있다.