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공작기계설계의 Autodesk Solution 적용사례

* 김세준 차장

* 한국아이엠유

Contents

1. 한화테크엠 3D Project 사례

1-1 회사소개

1-2 Project 진행 배경

1-3 Project 진행 결과

2. 기타 3D 적용사례

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회사 소개

한화테크엠 회사명 한화테크엠 주식회사

회사창립 1953년 2월

회사 소개

1953. 02 신한 베어링㈜ 설립

1977 07 창원 1공장 준공 가동

임직원수 530 명

매출 4,232 억

본사 경상남도 창원시 성산동

1977. 07 창원 1공장 준공 가동

1992. 02 창원 2공장 준공 가동

1994. 04 천안 공장 준공 가동

1994. 10 한화 기계㈜로 상호 변경

2005. 11 2천만불 수출의 탑 수상

2007. 01 한화테크엠㈜로 사명 변경

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한화테크엠 사업분야회사 소개

FPD 사업부 FAE 사업부공작기계사업부

Project 배경Project 진행 배경

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Project 필요성Project 진행 배경

Job Load

3D CAD Failure Line

Project 효과

3D CAD Success Line

Start Point to use 3D CAD

Time

3D 설계 Process 정착을 위한 단계별 계획Pilot Project 진행 배경

고부가가치

3D CAD

도입을 통한

3D Design

Process 구축을

위한 설계 혁신

프로젝트 진행

설계 표준화와

설계 프로세스 확립

을 위한 지속적인

프로젝트 진행과

관리

3D Design Tool 도입3D Design Process정착을 위한 Consulting

전사적 확장을 위한Project 지속

설계시스템 구축핵심 포인트기술력 확보와 제품 경쟁력 강화를 위한설계 표준화와 설계 프로세스 구축

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Interview 결과Project 진행 배경

협업 ( Collaboration ) Team Project 업무 경험 부족 Team Project 업무 경험 부족

구매품 / 공용품 등 표준품 Data 의 최종 File 관리 곤란

사용자 환경 표준 구축 필요 ( Template Data, Property 이용 기준 등 )

설계 Process 기존 2D 설계 Process 를 그대로 활용, 3D 에 의한 개발 효과 축소

설계 업무 중 3D Modeling 에 대한 업무만 가중됨

제품 개발 ( Product Development ) 현재 Top – Down 방식 적용 곤란 : Layout – Design 방식 구축 필요

Data 관리 ( Data Management ) Part, Assembly, Drawing 의 Revision 관리 방법

추진 목표Project 진행 배경

1. CAD 업무 표준 ( Library 구축 방법론 정의 ) CAD 사용환경 표준 구축 : Part-list Property Material 등 CAD 사용환경 표준 구축 : Part-list, Property, Material 등

공용품 / 구매품 / 변경품 등 재사용 방법론 구축 : Library 이용 방안

Assembly Structure & Template Data 구축

2. 3D 설계 Process 구축 기존 2D 설계 방식 개선하여 새로운 3D Process 방법 구축

Top – Down & Layout Design 방법론 구축p y g 구축

새로운 Process 에서의 Library 이용방법 정의

3. Data 관리 방법

Data 관리 방법론 구축

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CAD 업무 표준 _ 사용 환경추진 목표

UI 표준화 3D CAD 설치 후 한화테크엠을 위한 표준화 작업3D CAD 설치 후 한화테크엠을 위한 표준화 작업

모든 사용자가 동일한 환경에서 설계 작업 능률 향상, 최적의 성능 기대

Modeling 방안 표준화

BOM 표준화

3D CAD UI 표준화

3D CAD ApplicationOption 표준화

사용 편의성 증대

친숙한 UI 표준구성3D 성능 향상

Library 표준화

Data 관리 표준화

도번 체계의 표준화Drawing

환경 표준화

초기 환경 표준화

3D Modeling 환경 표준화

제작도 신뢰성 증대

도면 호환성 증대

Data 재활용 증대

Data 관리 효율성 증대

3D 설계 Process 구축추진 목표

3D Master 기대 효과3D Master 구축 Image

Design

P1

Design R&D Tooling CAM 일관된 Data 흐름 유지

재 작업 감소에 따른 비용 절감

효율적인 3D 구조 구상 /

구성 Process 획득

A1

Assembly

Design

P1

Part

P1

A1

Assembly

Sub Ass‘y

A1

Ass‘y

A1

Tooling Part

P1

Part

P1

Ass‘y

A1

Lower

2D Drawing

CAE Analysis

Data Management

구성 Process 획득

의사 결정 효율화에 따른 납기 단축

변경에 따른 빠른 대응

P1 P1

Part

P1

Part

P1

형상 LinkP1

Upper

P1

Lower

P1

P1

형상 Link

o e

P1

Ass‘y

A1

Upper

P1

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3D 설계 Process 구축추진 목표

과제 분류 상 세 내 용 비 고과제 분류 상 세 내 용 비 고

표준화

3D 설계 Process 개발

3D Modeling 방법론 개발 CAD 업무 표준

도면 표준서 ( 표기 기준서 ) CAD 업무 표준

Part List 표준서 CAD 업무 표준

Service 단계 : 3D 활용방안 및 도출 향후 진행

Process

3D 표준 Process 정립

개발 등급 3D 표준 Process 정립(S급/A급/B급/C급)

향후 진행

3D 설계 Process 구축 _ Top Down Design추진 목표

Top Down Design 기대 효과Top Down Design 구축 Image Top Down Design 기대 효과Top Down Design 구축 Image

Lib

Modules

Platform

Stable Parts

Rules

JT

Layout 변경을 통한 설계 변경

시간 단축

개발기간 단축

Library

Assembly 1

Part X Part Y

Assembly Z

Part A Part B

Maintenance 비용 절감

생산 Line 교체 시간 절감

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3D 설계 Process 구축 _ Top Down Design추진 목표

과제 분류 상 세 내 용 비 고

표준화

Assembly 구성 표준서 CAD 업무 표준

Library 구축 방법론 CAD 업무 표준

Layout Design 방법론 개발

부품간 상관 관계 표준서부품간 상관 관계 표준서

Process Top Down Design Process 정립

IT System Library 구축 및 Server 운용방안 향후 진행

추진 전략Project 진행 배경

제품 개발체계

협업 기반 제품

Development Value Chain

Manufacturing

2D based Process3D based Process발

생횟수

Front Loading

’12 end (Phase II)

’15 end (Phase III)

예측 기반 제품개발 체계( Digital

지식 기반 제품개발 체계( KnowledgeAutomation )

협업 기반 제품개발 체계( EnterpriseCollaboration )

’08 early

’10 March(Phase I)

• 3D Process• Project Consulting I• 4 Initiatives Phase I

• Project Consulting II• PDM Consulting II• 4 Initiatives Phase II

’07

• CAE Consulting• Project Consulting III• 4 Initiatives Phase III

2D 기반 제품개발 체계

3D 기반 제품개발 체계

( Digital Decision )

개인/팀 팀 Project 팀 전략적파트너

Buyer, 추가Sourcing 업체

업무 수행체계

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RoadmapProject 진행 배경

사용자 Team 부서Enterprise

도면 위주 Feature 위주 Process 위주

HMCElectrolux

Solids

Enterprise

Digital MockupDigital 검증 설계자동화

EnterpriseVisualization

BOSCH

HMC

GE

Whirlpopl

KnowledgKnowledgee

AutomatioAutomationn

3D Digital 3D Digital Mockup Mockup 3D Based3D Based2D Based2D Based

EnterpriseEnterpriseCollaborationCollaboration

Daikin

Electrolux

FeaturesVisualization

Master Model

한화테크엠

Consulting

제조 Engineer 와같은 CAD/CAM

System 사용

Knowledge 검증전문가 SystemProcess 자동화

3D Conference협력업체와의 3DModel 공동작업

단계 1, 2 단계 3 단계 4 단계 N

추진일정Project 진행 배경

항 목1주 2주 3주 4주 5주 6주 7주 8주

구분 Phase 1 Phase 2

1. 3D 업무 표준

1) CAD 사용 환경 표준 구축

2) Library 이용 방안

3) Assembly Structure &

Template 구축

2. 3D Process

1) 3D 설계 Process 개발 Phase 01) 3D 설계 Process 개발

2) Top Down & Layout

Design

3. Data 관리

1) Data Management 방안

구축

Phase 0

Project Start

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기대효과Project 진행 배경

3D Data 의 변경 효과 빠름

개발기간 단축

모든 관련 Data 는 PDM 에 의해 편리하게 관리

제품 정보의 재사용 증가개발기간 단축

ES / Pilot 횟수 단축

CAD 업무 표준이 직접 업무에 적용

제품 정보의 재사용 증가

제품 개발 지식을 초보자에게 쉽게 전이

지속적인 Feedback 으로 설계 최적화 유지

관련인원과의 협업능률 증가

시간시간 제품개발제품개발품질품질 원가원가

3D Data 는 하나로 통합되어 쉽게 협업가능

Design Review 에서 개선 예측가능

품질규격을 유지하는 제품개발.

설계부터 제작까지 Engineering 요구를 반영

제조 원가 절감

( 개발품 최소화, 불필요 작업 제거 )

Top-Down Design & Layout-Design 에 의해

부품 재사용율 극대화

Project 결과Project 진행 결과

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CAD 업무 표준 _ CAD 사용 환경Project 진행 결과

Project Standard ( Project Copy ) 한화테크엠만의 Project Standard File 을 Server 에 구축한화테크엠만의 Project Standard File 을 Server 에 구축

Project 진행시 Project Standard File 을 Server 를 통해 Local 에 복사

Project 유형, 작업폴더 위치, 스타일, Library, Template, Contents Center,

저장시 백업 버전 등 Project 단위로 구성

“Machine Tool” 이라는 하나의 Project 만 사용 : 동일 환경에서 작업

CAD 업무 표준 _ CAD 사용 환경Project 진행 결과

Template File 공용의 표준 시작 파일 ( Standard ) 사용공용의 표준 시작 파일 ( Standard ) 사용

- Data 의 속성을 공동으로 관리 & 필요한 속성의 정보를 자동으로 산출

표준 시작 파일 ( Standard ) 에 Property 입력

- 재질, BOM, Part-List, 표제란 정보 등을 자동으로 산출

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CAD 업무 표준 _ CAD 사용 환경Project 진행 결과

Template File

부품과 조립품의 Property 의 정보 연계로 도면 정보 자동 생성 부품과 조립품의 Property 의 정보 연계로 도면 정보 자동 생성

CAD 업무 표준 _ CAD 사용 환경Project 진행 결과

Template File 도면 작성의 표준이 되는도면 작성의 표준이 되는

“ 스타일 라이브러리 ” 를 정의

형상의 크기에 따라 다른

스타일 라이브러리 활성화

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3D Process _ Top Down ModelingProject 진행 결과

Layout 개요 파생 ( derive ) 기능을 통해 모든 구성요소 통제파생 ( derive ) 기능을 통해 모든 구성요소 통제

혜택

- Layout 부품을 수정하면

파생 구성 요소들이

자동적으로 업데이트됨

파생 (derive)

Layout

최상위 조립품

조립품 1 조립품 2조립품 1 조립품 2

부품 2 부품 3 조립품 3

부품 4 부품 5

3D Process _ Top Down ModelingProject 진행 결과

Layout 필요성 개발 Spec. 을 구현하기 위한 기초 사양개발 Spec. 을 구현하기 위한 기초 사양

개발 Spec. 이 변경되어지는 경우

- Layout 의 내부에 있는 매개변수 중에서 해당되는 Spec. 의 값을 변경

- 해당되는 Assembly, Unit, Part 등이 모두 변경된 Spec. 에 맞추어 자동변경

Model 전체 형상을 Spec. 에 의해 Control

Layout 이 없을 경우

전체 S 을 결정하는 매개변수를 해당되는 모든 A bl U it P t- 전체 Spec. 을 결정하는 매개변수를 해당되는 모든 Assembly, Unit, Part

전부에 각각 적용해야 함

- 반복되는 작업에 의한 불편함 발생

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3D Process _ Top Down ModelingProject 진행 결과

Assembly 구조

Project Name

Layout

Main Spindle Head Stock Body

Spindle Chucking

Project Name

Layout

Main Spindle Head Stock Body

Spindle Chucking

Assy1

Assy2

Assy3

3D CAD 에서의 Assembly 구조Folder 구조 ( Group 없음 )

Sub Spindle

Cover

Tooling

Feed

Spindle Chucking

Sub Spindle Body

Sub Spindle

Cover

Tooling

Feed

Sub Spindle Body

y

Assy4

Assy5

Assy6

3D Process _ Top Down ModelingProject 진행 결과

Assembly 구조에 따른 Layout 정의

Project Name

Layout

Main Spindle

Sub Spindle

Head Stock Body

Spindle Chucking

Sub Spindle Body

Assy1

Assy2

Assy3

Assy4

Assy5

“ Positional Layout “

“ Geometry Layout “

Cover

Tooling

FeedAssy6

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Data 관리Project 진행 결과

Data Management 권한 및 역할 Administrator : 아래의 모든 기능과 사용자 관리 권한 포함

사용자 : 파일 읽기 폴더 읽기 등 사용자 : 파일 읽기, 폴더 읽기 등

Editor : Data Management 의 보안 설정을 제외한 모든 기능 사용

Contents Center 관리자 : Editor 기능, Data Management Server Library 관리 권한

Contents Center Editor : Contents, Contents 범주의 읽기, 편집, 게시 가능

Data 관리Project 진행 결과

Data Management Server 폴더 구조 Library 폴더 : C-Center ( 구매품 / 표준품 )y 폴더 ( 구매품 / 표준품 )

- Contents Center 사용시 Local 에 저장되며, Check-in 시 자동 저장

작업 폴더 : Machine Tool

- 공용품 : Chuck, Guide Bush, Cutting Tool 등 ( 한화테크엠 개발품 )

- 연삭기 : 연삭기 파트에서 사용하며 각 기종과 Option 으로 나누어짐

- 자동선반 : 자동선반의 개발, 개선파트에서 사용하며 Master Model 과 기종별로

나누어짐

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Data 관리Project 진행 결과

Data Management Field 사용자화 사용자가 파일 정보를 쉽게 확인할 수 있도록 Field 사용자화 진행사용자가 파일 정보를 쉽게 확인할 수 있도록 Field 사용자화 진행

Data 관리Project 진행 결과

Client 폴더 구조 및 생성 각 Client 가 Server 에 접근하여 파일을 등록, 추가

Workstation 2

Server 에 있는 파일들을 각 Client 가 Check-out, 최신 버전 가져오기, 이전버전

가져오기, Check-in 등의 기능을 이용하여 설계 Data 관리

Workstation 1 Data Server Workstation 3

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Data 관리Project 진행 결과

Client 폴더 구조 및 생성 Server 의 “ Machine Tool “ 작업 폴더 루트와 Client 의 “ Machine Tool “ 폴더

루트가 Mapping 되어 똑같이 배치루트가 Mapping 되어 똑같이 배치

3D CAD 에서 설계 후 저장 시 Server 의 폴더 구조에 맞게 Client 폴더 구조 관리

Data 관리 _ Library 사용자 표준Project 진행 결과

공용품 이용 방법 Chuck, Guide Bush, Cutting Tool 등 모든 Model 에서 사용하는 공용품을 별도 관리

3D CAD 에서 작성 후 공용품 폴더에 등록하여 관리

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Data 관리 _ Library 사용자 표준Project 진행 결과

Contents Center Library 이용 기준 : 배치 RND Library 규격 선택RND Library 규격 선택

Data 관리 _ Library 사용자 표준Project 진행 결과

Contents Center Library 이용 기준 Contents Center 배치를 이용해서 부품을 사용하기 위해 확인했지만 원하는 부품이Co te ts Ce te 배치를 이용해서 부품을 사용하기 위해 확인했지만 원하는 부품이

없을 경우 Contents Center Editor 에서 전체 부품을 확인 후 원하는 부품을 공작

기계 사업부 표준의 특성에 맞게 변경

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Data 관리 _ Library 사용자 표준Project 진행 결과

Content Center Library 이용 기준 Part-List 적용Part List 적용

Data 관리 _ Library 사용자 표준Project 진행 결과

Contents Center Library 이용 기준 파일 저장 경로 : Server 에 Check-in 하면 Local 과 Mapping 한 똑같은 경로에파일 저장 경로 에 하면 과 pp g 한 똑같은 경로에

자동 저장

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Data 관리 _ Library 사용자 표준Project 진행 결과

기어 작성 단품의 기어를 작성하고자 할 경우 템플릿에 등록된 기어 파일 사용단품의 기어를 작성하 자 할 경우 템플릿에 등록된 기어 파일 사용

Project OutputProject 진행 결과

구분 결 과 물 상 세 내 용

1 CAD 사용 환경 표준CAD 사용자 환경 Set up

( Part List, Properties, Material 등 )

2 Library 이용 표준공용품 / 구매품 / 변경품 등 관리

Layout 에서의 재사용 방법론

3 3D Master Data Assembly Structure, Template Data

4 3D Workflow기존 설계 방식 ( 2D 방식 )의 개선

새로운 3D Process 방법론

5 Top Down Modeling GuideTop-down 설계방법론

( Layout-Design 방법론 )

6 3D Data 관리 표준 Data Management 방법론

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기타 3D적용사례