delmia manufacturing operation connected smart factory · 상위 planning 시스템으로부터...
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201
2
글로벌 솔루션을 통해 본
Connected
SMART Factory
Nov 5th, 2015
Business Transformation Competency Center
DELMIA Manufacturing Operation
2
목 차
2 비즈니스 요구사항
1 Manufacturing 시스템의 Trend
3 Connected SMART Factory
4 제언
3
1. Manufacturing 시스템의 Trend
가용성
생산성
품 질
설비이상, 파트결품
계획변경, 작업지연
불량, 재작업
PLANT KPI 고도화
PLANT 종합지수 = 가용성*생산성*품질
제조부문 전반적
효율
개선
[MOM의 역할 및 도입의 당위성]
MES 상위 Planning 시스템으로부터 생산계획 정보를 접수, 현장에 작업지시 하고, 하위 Control System으로 부터
수집된 데이터를 유용한 정보로 가공하고 관리하여 생산/품질과 관련한 전반적인 정보를 실시간 Tracking하며
문제점의 신속한 해결을 지원해 주는 시스템으로
최근에 생산활동과 밀접한 관계가 있는 보전/물류영역까지 확장한 MOM으로 그 Trend가 변화하고 있음
MES : Manufacturing Execution System MOM : Manufacturing Operation Management
4
1. Manufacturing 시스템의 Trend
제조업의 디지털化
4
수작업
Business value
개인업무 중심
Legacy MES
단위업무 중심
고도화
전사 프로세스 통합
중심 • 개인업무별 정보 분석
• 작업자 편의 위주의 화면 제공
수 작 업
• 권한관리를 통한 차별화된 콘텐츠 제공
• 단위업무간 실시간 연계 및 분석
• 실시간 통합 모니터링
M E S
• 설비~라인~공장~기업 실시간 제조 KPI 분석
• Trend 분석 및 예지
• 소통채널 통합(대시보드) 및 Mobile 업무 확장
• 글로벌 가시성
고 도 화
Connected SMART Factory
실시간 관리체계 부재로
생산현황의 Black Box
설계변경 Release 실시간
정보연계/분석 미흡
검사정보? 자재정보?
불량정보?
출하정보?
원자재 정보? Traceability 정보?
도면정보?
생산정보?
생산 진척현황
품질 및 Traceability
협력업체 정보?
Excel (수작업관리)
사무실
생산현장/MES MES서버
제조 이력정보의 실시간 조회
생산정보 검사정보 불량정보
자재정보 출하정보 Traceability 도면정보
제조정보의 통합분석 생산, 품질, 보전, 자재
P L M
실시간 피드백
실시간 정보연계/ 모니터링
생산 진척현황
품질 및 Traceability
설계변경 Release
생산현장/MES MES서버
제조 이력정보의 실시간 조회
생산정보 검사정보 불량정보
자재정보 출하정보 Traceability 도면정보
제조정보의 통합분석 생산, 품질, 보전, 자재
P L M
실시간 피드백
실시간 정보연계/ 모니터링
생산 진척현황
품질 및 Traceability
설계변경 Release
발전단계별 시스템의 변천 모습
가상(Cyber)-현실(Physical)을 연결해 주는 CPS와 스마트 디바이스 융합기반의 Connected SMART Factory
“어떤 것을 생산할 것인가” 보다는 “어떻게 생산할 것인가”
비즈니스 경험과 지식의 자산화 (Knowledge Capitalization)
P L M
Cyber-Physical System
1 2 3
속도-효율성-유연성
• 생산량 증가 및 시장 출시기간 단축
• 생산성 향상 및 에너지/원자재의 효율적 사용
• 보다 광범위한 고객 맞춤형 서비스
디 지 털 화
5
1. Manufacturing 시스템의 Trend
5
개념도 경쟁우위전략
공정시뮬레이션
리소스 정보 설계변경
조립 파트별 자재 BOM 구성
공정설계 가상 검증
주문정보(설계 BOM, 3D 데이터, Order 및 납기정보)
1
사람, 작업장, 설비, ROBOT, 공구 2
공정별 작업공법, 표준시간 3
설계변경의 생산 반영 시점 4
가상 작업시간 설비 운영효율
라인 Balancing정보 Work Instruction
동적 제조계획 - 개인화 기반의 다양한 고객 요구사항을 수용할 수 있는 최적의 공정을 확보하는 시뮬레이션 기반의 공정설계
공정 라우팅
공정 확정 or 재설계
5
동적제조계획 템플릿 생산스케쥴에 따른 물류 시뮬레이션
고효율 제조역량 확보의 공정설계 1
• 가상 시뮬레이션 및 검증
• 공정 라우팅의 최적화
수요기반의 유연성 확보 2
• 설계 및 제조계획의 동기화
(설계&자재 BOM, 라우팅, 리소스)
• 공정 라우팅의 표준화
• 동적 템플릿 기반의 자동 시뮬레이션
1
DIGITAL 공정설계
6
1. Manufacturing 시스템의 Trend
6
개념도 경쟁우위전략
로봇
가공머신
몰딩
프레스
3D 프린팅
AGV
제품별 동적 제조계획 템플릿 라이브러리
Process Planning (동적 제조계획 템플릿)
1
3D Layout 구성정보
제조환경 구성 - 동적 제조계획에 맞는 현장 설비들의 제조환경 Setup 및 제조라인 Layout을 구성하고, 작업공정도 정보를 2D or 3D, 동영상 등으로 제공하여 작업성 및 제조품질을 확보 하는 생산의 고도화 실현
가공 환경
맞춤형 제조환경 Setup 1
• 표준 템플릿 기반의 라우팅 제공
• AGV를 활용한 접점간 이동
• 3D 프린팅 기반의 Flexibility
• 시운전의 안정성 확보
휴먼
로봇
공구
AGV
시운전 및 검증
• 제조계획 템플릿
• 비즈니스 로직 검증
• 설비 전기신호
동적 제조계획 템플릿 보정
조립 환경
2 2
3D Layout 구성정보
3
Setup
설비 리엔지니어링
※ AGV : Auto Guided Vehicle
2
7
1. Manufacturing 시스템의 Trend
7
개념도 경쟁우위전략
시뮬레이션
스케줄링
재공/재고정보
BOM, 공정 라우팅, 설비, Labor, 표준시간
Capacity Planning
Process Planning 1
원자재, 반제품, 완제품 2
근태, 라인이상
3
가용설비, 결품, 품질불량
4
납기 및 대응 가이드라인
제조 실행기술 - 시점 시뮬레이션 기반의 동적 작업계획 Release 및 Virtual Factory 기반의 사전 Process Validation은 빠르고 안정된 적용 및 운영의 가속화 지원
Basic Scheduling
5
동적 작업계획 Release
Process Release & 제조실행
운영 리소스의 최적화 1
• 시점 스케줄링 시뮬레이션
• 납기대응 가이드 제시
• Capacity Planning을 통한 제약조건의 해소
가상 - 현실 기반의 제조실행 2
• Process pre-validation을 통한 Set-up 기간의
단축
• 공정 운영조건 검증 및 Feedback
• 실시간 모니터링
• 설비 및 자원 운용의 최적화
Process pre-validation
실시간 생산정보
Virtual Factory
Production Scheduling
3
실시간 시계열 데이터 수집
8
목 차
2 비즈니스 요구사항
1 Manufacturing 시스템의 Trend
3 Connected SMART Factory
4 제언
9
2. 비즈니스 요구사항
설계~제조에 이르는 정보의 연속성 및 사전 시뮬레이션, 실시간 의사결정으로 Plant KPI 극대화
및 글로벌 운영이 가능한 표준 통합 솔루션
관리대상 요구사항
가용성
(Availability)
설비 다운타임 및 효율
의 개선
물류가시화 및 파트결품
방지
실시간 정보 공유
(설계변경, 생산/품질/
문제점 현황)
프로세스의 시뮬레이션
및 DIGITAL 연속성
생산성
(Productivity)
유연한 스케줄 배포 Work Instruction의
시인성 확보 및 작업숙련
실시간 의사결정 및
피드백
프로세스 표준화 및
제조 리드타임의 단축
품질
(Quality)
검사계획의 표준화 및
실행 모니터링
Regulation의 준수,
리소스 Validation &
Traceability
잠재된 Poor Quality 발굴
불량 및 Rework의 개선
다양한 인자의 분석으로
조기 이상감지 및
미 인지 문제점 발굴
플랫폼
(Architecture)
통합 플랫폼 & 데이터
모델
BPM 기반 모델링
기능의 확장이 가능하고
어디서든 사용이 용이
(Vendor/Partner사)
보안 및 Access Control
통제
World Wide 적용 용이
WEB기반 및 모바일
디바이스 지원
관리대상 요구사항
가용성
(Availability)
설비 다운타임 및 효율
의 개선
물류가시화 및 파트결품
방지
실시간 정보 공유
(설계변경, 생산/품질/
문제점 현황)
프로세스의 시뮬레이션
및 DIGITAL 연속성
생산성
(Productivity)
유연한 스케줄 배포 Work Instruction의
시인성 확보 및 작업숙련
실시간 의사결정 및
피드백
프로세스 표준화 및
제조 리드타임의 단축
품질
(Quality)
검사계획의 표준화 및
실행 모니터링
Regulation의 준수,
리소스 Validation &
Traceability
잠재된 Poor Quality 발굴
불량 및 Rework의 개선
다양한 인자의 분석으로
조기 이상감지 및
미 인지 문제점 발굴
플랫폼
(Architecture)
통합 플랫폼 & 데이터
모델
BPM 기반 모델링
기능의 확장이 가능하고
어디서든 사용이 용이
(Vendor/Partner사)
보안 및 Access Control
통제
World Wide 적용 용이
WEB기반 및 모바일
디바이스 지원
Connected SMART Factory
10
목 차
2 비즈니스 요구사항
1 Manufacturing 시스템의 Trend
3 Connected SMART Factory
4 제언
11
3. Connected SMART Factory
11
수주(상담) 디자인 제품설계 플래닝 생산 물류배송 서비스
Sketch
Eng. Design & BOM
Rendering
디지털 공정설계
가상 시뮬레이션
제조환경 구성
생산 스케줄링
제조실행 및 모니터링
최적화
Logistics 플래닝
Shipment 플래닝
주문 설계협업 / 시제품 시뮬레이션 실행 및 최적화 Logistics After Sales
제조업의 디지탈化
CLOUD기반 수주~설계~생산~서비스에 이르는 전 프로세스의 통합관리 플랫폼 구축
서비스 BOM
E-Service Access
파트 카탈로그 생성
12
3. Connected SMART Factory
12
3DEXPERIENCE Platform은 SMART Factory 구현을 위해 준비된 솔루션
Dynamic Virtual+Real to model, plan and execute global industrial operations
DS Portfolio
July 2013 Apriso July 2014 Quintiq
13
서비스 BOM
서비스 파트
카타로그
3. Connected SMART Factory
기획~플래닝~실행~서비스에 이르는 Cyber-Physical Connected 솔루션
PDM E-BOM
CAD 3D 이미지
APS
M-BOM
공정설계
리소스 DIGITAL Mfg.
작업지시
실적
Optimize
생산
품질
보전
물류
근태
MOM
Machine Integrator (MI)
작업지시 작업결과
Automation
PC・PDA・RFID 자동창고 Machine/설비
스마트 디바이스 & IIOT
기획
설계
플래닝
실행
/모니터링
최적화
통합 플랫폼
Integration 정보
3D 시 뮬 레 이 션
Cyber 공간에서의
시뮬레이션
Physical 공간에서의
실행 및 운영
운영패턴
* APS : Advanced Planning & Scheduling * IIOT : Industrial IOT
수주정보
생산계획
MRP
13
서 비 스
14
3. Connected SMART Factory
기획~설계~플래닝
3D 공간에서의 공정설계 및 시뮬레이션을 통한 라우팅의 검증 및 Workload Balancing
14
ERP
Digital Continuity
Routing정의 Validation
Worker Simulation Robot
Simulation NC
Machining
Detail Validation
APRiSO
Data검색 Revision관리
Process 정의 End-Item 정의
Shop Floor
Process Planning Tool, Machine Equipment Human,
Cycle time
Detail Validation
Work instruction
15
3. Connected SMART Factory
실행~모니터링~최적화
DIGITAL 연속성 기반의 설계~생산에 이르는 Seamless Production 및 운영환경의 최적화
15 15
DIGITAL MANUFACTURING
Optimized Production Schedule
Modeling & Simulation
APS (스케줄링)
• Optimized Production Schedule
• Operations with sequencing/Steps
• 2D/3D Work Instructions
• Documents, Pictures
• M-BOM
• Work Center, Skills, Certifications
Product Process Resource
Cyber
MANUFACTURING OPERATIONS
Manufacturing Operation
Execution 모니터링 및 현황분석
지속적인 개선
저감방안 피드백 (생산, 품질, 설비)
KPIs 분석
통합 모니터링
글로벌 가시성
Inventory, WIP Order Status
KPI Mgmt Traceability
빅데이터 &
운영패턴 분석
Physical
16
3. Connected SMART Factory
Automation~스마트 디바이스
OPC, RS-232C등 표준 통신 프로토콜을 탑재한 안정되고 검증된 인터페이스
16
Level 1
Level 0
Level 3
Level 2
ISA
Levels
Data Acquisition • Arrival/Departure
• Stop/Start
• Temperature
• Torque
• Speeds & feeds
Business Logic • Routing
• Usage decision
• Validation
• Material
• Product specific
* IIoT : Industrial Internet of Things
RS/232
SCADA
Data Historian
OPC Server
PLC PLC Robot
XML/FTP
RFID, 스마트 센서
3’rd Party Machines & Systems
IIoT, 스마트
디바이스
[Device Level Data 관리]
Database Web Browser
Machine Integrator (표준 통신 프로토콜, 시계열 데이터 수집)
[Factory & 설비모니터링]
운영의 개선 및 고도화
저감방안 피드백 (생산,품질,설비)
설비 모니터링 &
빅데이터 분석
APRiSO & OI
17
3. Connected SMART Factory
17
Business Integrator
APRiSO
Machine Integrator
MOM 표준 플랫폼
스마트 디바이스
글로벌 가시성
통합 플랫폼
MES
• 일 작업계획
• 작업지시 실행
- 가공/조립
- 검사
- 보전
• 생산 이벤트
- 생산실적
- 불량/Repair
- Traceability
• 모니터링
- 생산현황
- 품질현황
- 설비현황
Quality
• 특성 마스터
• 검사계획 생성
및 Release
- 주기
- 생산량
- Event
• vQDT
- 3D 불량 데이터
• SPC 분석
• 품질 Gate
- Hold
Maintenance
• 설비 마스터
• 보전 Work
Procedure
• 예방보전
Calendar
• 예방/돌발보전
작업지시
• MTBF/MTTR
• 고장/조치 이력
Warehouse
• 입고
• Kitting
• 보급
• 출고
• 물류 동기화
• KANBAN
• 모니터링
- Location
- OTIF
Time&Labor
• Resource
• 작업할당
• 작업일보
• 근태보고
• 현황 모니터링
• 사업/프로젝트별
생산성 분석
Physical 공간에서의 실행 및 운영
Web Browser
Supply Chain
• 파트소요계획
• 서열확정정보
• 파트재공정보
• 긴급자재요청
LEVEL 4 표준 인터페이스 프로토콜
LEVEL 0,1,2 표준 인터페이스 프로토콜
BPM기반 Framework
Supplier Network
Cyber 공간에서의 시뮬레이션
Data
ETL
PDM (ENOVIA)
DIGITAL Mfg. (DELMIA)
CAD (CATIA) ERP (전사자원관리)
ERP
APS (QUINTIQ)
표준 플랫폼으로서의 SMART Factory
RS-232, Wireless Industrial IoT
(Automation & SMART Device) * ETL : Extract Transform and Load * IoT : Internet of Things
빅데이터 &
운영패턴 분석
Services on
Cloud Platform
18
3. Connected SMART Factory
18
Global Reference – ALSTOM Transport
Design, Engineering
Simulation and Analysis
Planning, Simulation and
Validation
Activity Tracking, Work
Instructions, Visibility COLLABORATE COLLABORATE
Engineering Digital Manufacturing Shop Floor
19
3. Connected SMART Factory
19
New Transformation - Manufacturing Solutions & Digital Continuity are the foundation of Industrial transformation
End-to-End Unique Data Model
Standard Practices
Automation
WW Collaboration
One integrated
Solution Architecture
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목 차
2 비즈니스 요구사항
1 Manufacturing 시스템의 Trend
3 Connected SMART Factory
4 제언
21
표준화
(Standardization)
고도화
(Modernization)
가시화
(Visibility)
4. 제언
과제 도출
설계~생산 정보의 연속성 확보 및 실시간 모니터링 기반 현장 문제점의 신속 파악 조치
유연하고 효과적인 시장대응을 위한 Right-to-Market
대응역량 확보 필요
• Seamless 라인 운영을 위한 생산계획 시뮬레이션
디지털 기반 시뮬레이션 역량 강화
• E-BOM과 M-BOM의 유기적 연계 및 공정계획의
정합성을 위한 V5/V6와 연계한 DIGITAL 공정계획
• 최적의 작업성 확보를 위한 물류 & Layout 시뮬레이션
• 시행착오의 최소화를 위한 장비 Try-out 시뮬레이션
Multi-Sites 글로벌 가시성 및 통합 운영
협력사와의 협업을 위한 WEB-VAN 시스템
Plant KPI 고도화를 위한 운영의 개선
• 생산관리, 품질관리, 자재관리, 근태관리
주요 시사점 추진 방향성
Connected SMART Factory
11. 패턴 최적화 시뮬레이션
10. Time & Labor Management
8. 설비관리 시스템
2. 물류 & 레이아웃 시뮬레이션
1. CAD/PLM과 연계한 DIGITAL 공정설계
고객의 목소리를 기반으로 분류된 13가지 유형의 시사점을 토대로 솔루션 과제를 도출함
5. 생산계획 시뮬레이션
4. 3D 사양지시 기반 실시간 진척현황 관리
3. 설비 Try-Out 시뮬레이션
6. Production Management
7. Quality Management
9. Warehouse Management
13. 글로벌 통합 가시성
12. WEB-VAN (협력사 Collaboration)
빅데이터 분석을 통한 최적의 운영 패턴 도출
설비운영 효율개선을 위한 설비관리 시스템
동적 제조계획
제조 환경 구성
제조 실행 기술
22
4. 제언 – 추진 로드맵
비즈니스 요구사항의 충족 및 전제 조건
관리대상 요구사항
가용성
(Availability)
설비 다운타임 및
효율의 개선
물류가시화 및 파트
결품 방지
실시간 정보 공유
(설계변경, 생산/
품질/ 문제점 현황)
프로세스의 시뮬레이션
및 DIGITAL 연속성
3, 8, 11 5, 9, 12 4, 6, 7 1, 2, 4
생산성
(Productivity)
유연한 스케줄 배포 Work Instruction의
시인성 확보 및 작업
숙련
실시간 의사결정 및
피드백
프로세스 표준화 및
제조 리드타임의 단축
1, 5 1, 4 13 1, 2, 3
품질
(Quality)
검사계획의 표준화
및 실행 모니터링
Regulation의 준수,
리소스 Validation &
Traceability
Brand Integrity
불량 및 Rework의
개선
다양한 인자의 분석
으로 조기 이상감지 및
운영 패턴의 최적화
6, 7 1, 6, 7, 10 6, 7, 11 11, 13
플랫폼
(Architecture)
통합 플랫폼 &
데이터 모델
BPM 기반 모델링
기능의 확장이 가능
하고 어디서든 사용
이 용이
(Vendor/Partner사)
보안 및 Access
Control 통제
World Wide 적용 용이
WEB기반 및 모바일
디바이스 지원
BPM 기반 개발 Framework
Connected SMART Factory
11. 패턴 최적화 시뮬레이션
10. Time & Labor Management
8. 설비관리 시스템
2. 물류 & 레이아웃 시뮬레이션
1. CAD/PLM과 연계한 DIGITAL 공정설계
5. 생산계획 시뮬레이션
4. 3D 사양지시 기반 실시간 진척현황
3. 설비 Try-Out 시뮬레이션
6. Production Management
7. Quality Management
9. Warehouse Management
13. 글로벌 통합 가시성
12. WEB-VAN (협력사 Collaboration)
• KPI 표준화
• 프로세스 표준화
• Single 데이터 모델
• Single 플랫폼
• 운영패턴의 개선
• Multi-Sites Roll-Out
• Best Practice 공유
표준화 고도화 가시화
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4. 제언 – 추진 로드맵
GAP분석
GAP Assessment
As-Is 현황 및 GAP 분석
상세 업무분석
개선과제 상세 프로세스 정의
각 추진단계의 효과적인 수행을 위해 지속적인 GAP 분석 수행
전사 KPI 극대화를 위한 단계별 로드맵은 고객사 비즈니스 역량 증대에 따른 빠른 대응역량 확보, Manufacturing 프로세스의 검증 및 고도화 관점에서 아래와 같은 단계로 제언
2단계
통합 MOM은 Manufacturing 프로세스를 운영하는 핵심 기간시스템으로 계획과 실행, 물류의 완벽한 조화를 구현
KPI 고도화
통합 MOM 구축
실시간 3D 작업지시 & 모니터링
생산계획 시뮬레이션
다양한 Legacy 시스템의 통합
1단계
가상 최적화 시뮬레이션
DIGITAL Manufacturing
장비 Try-Out 시뮬레이션
물류 & 레이아웃 시뮬레이션
DIGITAL 공정설계
사전 시뮬레이션을 통한 검증으로 라인운영의 안정성 확보
3단계
운영 최적화
Operational Intelligence
모니터링 인자 설정 및 예측관리
장비이상 다빈도 유형별 패턴분석
품질불량 다빈도 유형별 패턴분석
이상상황의 조기인지 및 예측으로 PLANT 종합지수의 극대화
24
별첨. 미래 SMART Factory
Airbus future factory
25
감사합니다 !