MES 1일

MES는 양을 가지고 생산

SCADA는 석유 화학 (개수를 헤아리지 못함)

HMI는 위 두개를 보여주기 위함 MES의 하부구조

 

백화점

POS (Point of Sells) 의 정보를 바탕으로 CRM(Costomer Relation Management)

파레토 : 20퍼센트의 고객이 80프로의 수익을 내준다. 20퍼센트의 고객을 관리 (등급)

 

스마트 팩토리의 이해

궁극적인 목적은 무인 자동화

요소

- 현장에서 데이터 수집  DAS (Data Acqusition System) <=생산시점관리 POP(Point of Production) <-> 판매시점 POS

- MES 예측가능한 시스템을 만드려면 뭘 분석해야 하나

 

 

CPS (Cyber Physical System)

현장에서 수집된 빅데이터를 어떻게 분석하고 활용할 것인가.

물리적인 공간과 사이버 공간상에서 똑같이 실행시켜놓고 결과가 정확하게 나오느냐 안나오느냐 -> 활용가능

예) 신호등 - 사이버 상에서 신호등을 똑같이 만들어놓고 데이터를 넣는다. 모든 상황에 대해 시뮬레이션해보고 그 다음에 신호등의 파란불 빨간불의 간격을 정한다. 

 

스마트팩토리의 수준 ICT미적용 -> 기초수준(HMI) -> 중간수준1(MES) -> 중간수준2(자동화) -> 고도화(CPS단계)

CPS는 쉽게 말해서 시뮬레이션

 

디지털 트윈(DT) : CPS와 비슷하지만 DT는 더 작은 개념 DT는 실세계의 물건을 가상에 똑같이 만드는 것 

 

 

 

MES : 공장 전체를 운영하고 관리하는 시스템 (컴퓨터로 치면 OS)

 

기능

 

자원할당 및 상태(Resource Allocation and Status)

장비

설비

작업자

자재

생산계획 : 생산성을 높이기 위함 생산성을 높이기 위해서는 Line Balancing 생산라인 분배가 중요하다.

               기계가 정상적으로 동작된다는 보장이 없으며 A,B만 생산가능한 라인이 있는가 하면 C만 생산 가능한 라인                 이 있다. 이  모든 변수를 모두 포함하기란 어렵다.

               MES 는 3M 만 관리한다. Matrial Man Machine 이 세가지가 모두 On 됬을때 생산계획이 떨어져야 한다,. 

작업지시 : 생산계획을 바탕으로 작업 지시

 

 

세부작업 계획(Operational Detail Scheduling)

위 생산계획과는 다르게 세부적으로 계획한다.

1. 우선순위 를 어디에 놓을 것인가. Dispatching(재빨리 해치우다) (납기, FIFO)

   - 품질에 대해서는 용어좀 알아야한다. (Center Line : 평균 Upper Center Line : 상한선 Lower Center Line : 하한선)

   - 병목 : 통로가 좁아서 생기는 정체현상 라인도 마찬가지이다. 골드랙 (Constraint of Theory(제약이론)) 

      병목현상으로 인해 생기는 재고는 공간, 관리, 자금, 인건비의 압박을 받는다. 이러한 간접비용을 줄여야 한다.

      이래서 Line Balancing이 중요하다. 

 

생산 단위 분산(Dispatcing Production Unit)

 Dispatching : 작업의 우선순위 결정

 - A공정에서는 1,2,3Lot 순서대로 끝났다면 B 공정에서 또한 1,2,3 순서대로 할 것이 아니라 우선순위 결정이 필요하다     또 C 공정이 비어있다면 어떻게 할것인가. 이러한 작업들은 Line Balancing을 위해서. 

 - Tekt Time 유휴 시간(생산시간+재공시간) Cycle Time 전체 생산 시간  (공정에 걸려있는게 재공)

    요구하는 생산 목표를 달성하기 위해 제품 하나를 생산하는데 필요한 시간

- Lead Time 상품 제작 시작부터 완료 될때 까지 의 시간

 

Cycle Time 제품이 전부 완료 될때까지의 시간 

 

Tekt Time < Lead Time < Cycle Time

 

- Cycle Time 을 줄이려면 택 타임을 줄이고 공정간의 시간을 줄여야 한다.

 

 

Dicision을 하려면 information이 필요한데 Dicision을 기반으로 information을 줘야 원활한 의사결정이 된다.

 

문서관리 (Document Control)

도면

작업표준서 * 화면에 띄워놓고 작업한다. 작업할 수 있게 제공해주고 불량을 줄인다.

기술 사양서 *

작업지시

작업실적

작업계획

ISO 9000 Series

ISO 14000 Series

 

데이터수집(Data Collection/Acquisition) **

모든 시스템에서 필요로하는 것은 데이터에 대한 수집이다. 어떻게해야 가장 깨끗한 데이터를 Real-Time으로 받을 수 있을까. 

 

기계 내에서 나오는 데이터를 바로 받아야 한다. 사람이 판단 못하게.

 

PLC (Programmable Logic Control)

하나의 컴퓨터이다. Slot으로 설비와 연결.

 

PC based PLC 도 존재한다. 가격도빠르고 스피드도 빠르지만 단점이 있다.

- 바이러스 보안 안정성

성능은 떨어지지만 24시간 365일 돌아간다. 따라서 PLC쓴다. 

 

PLC -> Master PLC -> DDE IO Server(PLC<->PC 로 변환해주는 서버), OPC Server(규격이 정해져있는 서버) -> InTouch(HMI) ->

Real Time Database(산업용 데이터베이스(Industrial Database) 데이터의 투명성을위해서) -> 

 

0.01초 단위로 PLC로부터 데이터를 받으면 엄청난 데이터가 올라오므로 지연이 발생한다. 빠른 시간내에 처리할 수 있는 데이터베이스를 Real Time Database라고 한다.

 

데이터가 올라오면 압축을 시킨다. 데이터베이스 안에 들어갈 땐 압축을 풀어준다. 일반데이터베이스보다 10배쯤 비싸다. 데이터가 깨지거나 유실되는 것을 방지하려면 이 Industrial이 들어간 데이터베이스가 필요하다.

 

 

인력관리

인력이 적절하게 생산성을 내고 있는가

사람의 경륜에 따라서 생산성의 변화에 따른 연구 결과 S커브로 그래프가 나타난다.

능률학습 곡선 생산성이 가장 높은 경력은 5년부터 7년이다.

10년차 부터는 생산성이 높아지지 않으나 월급은 계속오른다.

 

반대로 어떤 인력이 이만큼 생산성이 나오는데 이 수치가 맞는지에 대한 정보를 제공이 가능하다. 이 정보를 바탕으로 디시전을 할 때 구조조정, 직무교육 등등이 가능 할 것이다.

결과적으로 원가관리에 이익을 볼 수 있다.

 

ABC 원가관리 (Activity-Based Costing)

내가 현장에 가서 물건을 만들면 제조직접비

내가 사무실에서 일을 하면 간접비

 

제조 원가를 만들기 위해서는 제조에 대한 원가를 분석해야한다. 직접비*

A 10개/시, B 100개/시,C 200개/시 10개, 계수 1, 0.1, 0.2

원가의 기준에 의해서는 위에서와 같이 개별원가, 공장원가, 사무원가 , 표준원가

 

원가 구성 : A제품 한개를 만들었다면 A의 구성은

A를 직접만들기 위해 필요한 비용

직접비 : 자재비,  공정(공정별 사람 설비 전기)비/제품개수

 

공정 관리(Process Management)

모니터링은 HMI툴 쓰는게 좋다. 공정에 돌아가는 상황을 실시간으로 보여준다면 죽었는지, 사고위험 등등을 알려준다.

 

품질 관리(Qulity Management)

 

SPC (Statistical Process Control)

원래는 만들어지고 난 후에 관리를 했지만 SPC는 공정 중간에 문제가 되는 것들을 제거한다. 원가 절감을 위해서

과거의 데이터를 가지고 통계적 수치를 분석해서 공정한다. 통계적 수치는 UCL LCL을 기준으로 회귀분석과 실험계획을 할수 있을 정도의 근거의 데이터를 제공할 수 있어야 한다.

 

유지 보수 관리(Maintenance Management)

자산 관리

작업 관리

예비품 관리

보전비용관리

외주관리

설비지표관리

설비 모니터링

기준정보관리

 

제품 추적 관리(Product Tracking/Genealogy)

LOT트래킹** 

 제조물책임법은 제조되어 시장에 유통된 상품의 결함으로 인하여 그 상품의 이용자 또는 제3자의 생명, 신체나 재산에 손해가 발생한 경우에 제조자 등 제조물의 생산, 판매과정에 관여한 자의 과실 유무에 관계없이 제조자 등이 그러한 손해에 대하여 책임을 지도록 하는 법리를 말한다.

 

옛날에는 소비자가 제품에 문제가 생기면 소비자가 문제를 규명해야하지만 저 법 때문에 제조사가 원인을 규명해서 문제가 없음을 밝혀야 한다. 이런 문제 때문에 작업할 당시에 상태가 보관이 되어있어야한다. 공정과정 중 어떤 조건에서 문제가 생겼는지 보관되어있는 정보를 바탕으로 추적해야 한다.

 

LOT의 나누는 기준 : 동일한 조건 아래에서 만들어진 균일한 특성 및 품질을 갖는 제품군

LOT을 하나하나 다 주면 좋지만 그렇게 하면 비용이 많이 발생한다. 데이터의 입출력 양이 늘어난다.

반대로 LOT을 크게 잡으면 몇시에 누가 어떤조건에서 생산한건지 알 수가 없다.

 

POP 와 MES의 대비되는 부분을 말할때 MES는 위에서 보기때문에 LOT관리가 가능하지만 POP는 아래에서 보기때문에 LOT관리가 힘들다. 생산계획도 LOT사이즈를 기준으로 정한다.

 

 

성능 분석(Performance Analysis)

여기 부터는 현재까지 발생된 데이터를 바탕으로 미래를 분석하는 과정이다.

 

예를들어 불량율에서 파레토 법칙에 의해서 20%의 불량이 전체 제품 불량중에 80%를 차지한다. 20%에 관리를 집중한다면 전체 불량의 80%를 줄일 수 있다. 설비 고장도 마찬가지로 20%의 고장을 제거하면 전체 고장의 80%를 줄일 수 있다. 이와 같은 결과는 가동률을 높이는 결과로 이어진다. 

 

 

 

MES 도입 필요성

 

공정별 재공/재고 파악

실시간 실적, 품질정보

정확한 수율관리(인풋 대비 아웃풋)

장비가동상태 감시

생산진척도 파악

Line Balance 유지

 

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MES (보이는 관리)

 

제 1의 이익 : 대량생산/대량판매 규모의 효과

 - 인건비 고정비 | 재료비 변동비 | 이익

   위와 같은 구성으로 되어있다. 재료비는 항상 들어가지만 인건비는 월급으로 주는 금액이 정해져있다. 많이 만들수록 인건비의 효율이 좋아진다.

 

제 2의 이익 : 제조원가절감(직접비절감) <-여기까진 다 한다.

제 3의 이익 : 관리에 의한 이익 간접비 절감   <-이 부분은 눈에 보이지 않으므로 눈에 보이도록 해주는 역할을 MES가 해준다.

기업목표 = 이익 실현

 

제 3의 이익

- 제공품의 삭감

- 가동율 향상

- 수율 향상 : 불량 줄이기

- 보전비 삭감 :

- 원가 삭감

- 리드타임 삭감

 

=> 부가가치 극대화

 

 

 

ROI 분석 : 눈에 보이는 숫자들로 미래에 벌어들이는 수익에 대한 분석