통합 설계에 기반한 고품질 스위치기어

제어 캐비닛 설계 및 제조를 위한 대량 맞춤화

보통 라이프치히에서 구축되는 스위치기어 시스템의 폭은 400~1200mm, 패널 수는 5~25개 정도입니다. 하지만 1,000개 이상의 패널이 필요한 프로젝트도 진행된 바 있습니다. 보통 이러한 프로젝트는 완전히 맞춤화된 일회성 시스템입니다. Strusch는 다음과 같이 설명합니다. “모든 프로젝트에는 저마다의 특별하고도 까다로운 요구 사항이 있습니다. 동일한 요구 사항이 또 발생할 가능성은 매우 낮고 새로운 프로젝트마다 편차가 큽니다.”

그렇기 때문에 Siemens는 표준화를 진행해야 했고, 이를 위해 라이프치히의 설계 엔지니어들이 SIVACON S8을 위한 구성기를 개발한 것입니다. 해당 구성기를 사용하면 프로젝트 엔지니어가 유형 테스트를 거친 기능 모듈을 활용할 수 있기 때문에 프로젝트 계획이 간단해지고 가속화됩니다. 하지만 이러한 표준화는 초반에는 에너지 회로인 메인 회로에만 적용되었습니다. 2차 회로와 제어 회로는 전기 엔지니어들이 설계해야 했던 것입니다.

목표: 2차 회로까지 표준화하기

다음 목표는 이러한 전기 회로까지 표준화를 진행하는 것이었습니다. 그리고 기술 코디네이터인 Benjamin Herold가 해당 프로젝트를 맡았습니다. “우리는 2008년부터 전기 엔지니어링 부문에서 EPLAN을 사용해왔습니다.” 회로도 생성을 자동화하기 위해서라도 EPLAN Platform을 사용하는 게 합리적이었습니다.

이를 위해 Siemens는 체계적으로 접근했습니다. 2017년 EPLAN 컨설턴트와 함께 EPLAN Cogineer를 사용하여 회로도 자동 생성을 위한 기반 작업을 시작한 것입니다. Herold는 다음과 같이 설명합니다. “먼저 제어 회로의 개별 기능과 구성 요소를 가장 낮은 수준까지 해체했습니다. 그런 다음 이러한 구성 요소를 재구조화 및 결합하여 최고의 활용도를 가질 수 있는 유닛을 구성했습니다.”

통합된 프로세스 체인

라이프치히에 위치한 Siemens는 Cogineer뿐만 아니라 3차원 제어 캐비닛 설계를 위해 EPLAN Pro Panel도 도입했습니다. 그리고 Tobias Isensee가 해당 프로젝트를 맡았습니다. Isensee는 두 가지 EPLAN 모듈을 함께 도입하는 것이 큰 혜택을 가져다줄 것이라는 사실을 정확히 알고 있었습니다. “Cogineer에서 연결 정의 지점을 설정할 수 있다는 건 Pro Panel을 즉시, 그리고 생산적으로 사용할 수 있다는 뜻이었습니다. 그리고 두 EPLAN 모듈을 함께 도입하여 전기 설계 관련 통합 프로세스 체인이 만들어진 것입니다.”

일례로 이는 (외부) 배선 전 처리를 향상합니다. Isensee: “배선 전 처리에는 특별 요구사항이 존재하며, 상당히 많은 단면과 색상이 사용됩니다. 하지만 Pro Panel에는 이 모든 게 쉽게 서술됩니다. 또한 자동화된 배선 라우팅은 품질을 향상하고 제어 캐비닛 내의 균일한 외관을 보장합니다.”

Siemens는 Pro Panel을 통해 기계적 구성 요소를 위한 표준도 정의했습니다. “마운팅 패널에는 케이블 덕트와 DIN 레일이 표준으로 설치되기 때문에 전기 엔지니어는 제조 부서와 함께 개발한 내부 사양에 따라 장치를 최적으로 배치할 수 있습니다. 이로써 품질까지 향상됩니다.” 케이블 덕트 충전 용량과 충돌 점검 계산도 유용하게 활용하고 있으며, 터미널 등 주문 장치 관련 작업도 단순화됩니다.

돈과 자금 절약

Siemens 엔지니어들은 비용 및 처리 시간 측면에서 노력과 절약 사이의 관계를 매우 신중하게 평가합니다. Strusch: “현재 계획 단계에서는 더 많은 노력을 쏟아야 합니다. 전기 엔지니어링 설계가 더 세밀하기 때문입니다. 간혹 회로도를 사용하여 속도를 내기도 했습니다만 이제는 Cogineer 소프트웨어의 도움을 받아 ‘잃어버린’ 시간을 채워나가고 있습니다.”

해당 팀은 배선 관련 업무량이 대폭 줄어들었다고 말합니다. “완전히 라벨이 부착되고 조립된 전선이 기술자에게 전달되기 때문에 배선 시간이 최대 40% 단축됩니다. 배선은 전처리되기 때문에 가격이 조금 더 비싸지만 중요한 점은 우리가 많은 노력을 절감하고 있다는 것입니다. 오류로 인한 추가 비용 역시 크게 줄었습니다. 자동 배선 라우팅 덕분에 품질이 개선되었기 때문입니다.”

지속적인 자가 최적화

Siemens는 자가 최적화와 관련하여 2018년 시작된 Pro Panel 및 Cogineer의 도입이 아직 끝나지 않았으며, 여전히 진행 중이라고 말합니다. Pusch: “우리는 엔지니어링 또는 수정된 장치 데이터로부터 피드백을 통합해 매달 새로운 Cogineer 릴리즈를 제공합니다. 그런 다음 이러한 변경 사항을 중앙에서 입력하므로 50개의 매크로를 일일이 변경하거나 편집할 필요가 없습니다." 뿐만 아니라 엔지니어링 부서는 ‘설치된’ 품질 향상의 이점을 누리고 있습니다. “생산 부서로부터 사양을 구현할 수 없다는 정보를 받으면, 이를 Cogineer에서 직접 수정합니다.” 해당 프로젝트 담당자들도 EPLAN과 지속적으로 소통하고 있습니다. “EPLAN은 우리가 요청하는 사항들을 귀담아 듣고 새로운 기능을 출시할 때 반영해 줍니다.” 

클라우드 솔루션을 위한 준비

라이프치히에서 근무하는 Siemens 전기 설계 엔지니어들은 모든 프로젝트에 대한 액세스와 협업을 허용하는 전기 엔지니어링용 클라우드 기반 플랫폼인 ePulse 도입을 계획하고 있습니다. Strusch는 ePulse 사용에 대하여 다음과 같이 설명합니다. “우리는 포르투갈, 중국, 터키 등 다른 국가에 위치한 Siemens 시설과도 긴밀히 협업합니다. 우리는 메인 공장으로서 이러한 다양한 시설에서 제조되는 시스템을 위한 엔지니어링과 계획을 일부 전달받아 작업하기도 합니다. 이미 이와 관련해 EPLAN을 통한 표준화로 상당한 도움을 받았습니다. 공통된 설계 플랫폼 상에서 이러한 ‘허브’로 연결될 수 있다면, 표준화에 한 발 더 다가가 시설 간 협업을 위한 새로운 기회의 장을 열 수 있을 것입니다. EPLAN과의 개발 협력의 일환으로 해당 클라우드 버전을 이미 테스트해보았기 때문에 정말 기대가 큽니다.” Siemens가 오래 기다릴 필요는 없을 것 같습니다. 해당 클라우드 소프트웨어 eBuild가 2020년 6월 사용자에게 공개될 예정이기 때문입니다.

사진 제공: Siemens AG