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CIM ( Computer Integrated Manufacturing )의 정의

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(1)

해링톤의 CIM(1973년)

(2)

CIM의 효과 및 성공 요인

4세대 경영 전략과 CIM

세대구분 경영전략 생산전략 설비전략

1세대 원가전략 양산전략 컨베이어 시스템

2세대 품질전략 질산전략 라인스톱제

3세대 다양화 전략 다산전략 FMS

4세대 시간차 전략 속산전략 CIM

경영 전략의 세대 구분

(3)

CIM ( Computer Integrated Manufacturing )의 정의

• 초기의 정의

종래의 FA에 의한 로봇, NC 장치 등 하드웨어 중심의 자동화에서는 소비자 의 요구에 대응할 수 없기 때문에 나타난 소프트웨어 중심의 시스템.

공장 전체로의 확대

FA를 유연한 공장자동화의 기초로 하여 생산활동 전체를 통합하고 생산 성을 향상시키는 시스템.

• 광의의 정의

영업 • 기술 정보에서 설계, 조립, 출하/재고 관리 등 생산에 수반되는

모든 활동을 컴퓨터를 통해 통합하려는 시스템.

(4)

컴퓨터 통합 생산 (CIM)

CIM (Computer Integrated Manufacturing)

CAD

(Computer Aided Design)

CAM

(Computer Aided Manufacturing)

CE

(Concurrent Engineering)

Manufacturing 공유 DB

CAT

(Computer Aided Test)

(5)

 동시공학(Concurrent Engineering)

• 정의

- 제품설계단계에서 제조 및 사후지원업무까지도 함께 통합적으로 감안하여 설계를 하는 시스템적 접근방법

- 이 방법은 제품개발담당자로 하여금 개발 초기부터, 개념 설계

단계에서 해당 제품의 폐기에 이르기까지의 전체 라이프사이클상의 모든 것 (품질, 원가, 일정, 고객요구사항 등)을 감안하여 개발하도록 하는 것

- 팀작업(team work), 의사교환, 기업문화, 소비자 만족, 회사의 경쟁력 등에 관계된 문제의 개선.

• 목적

- 제품을 시장에 내놓을 때까지의 시간 단축 - 시험비용의 감소, 서비스 비용의 감소

- 제품개발비용의 감소 - 제품품질의 고급화

- 제조비용의 감소 - 경쟁력의 향상, 이윤의 증가

(6)

동시공학( concurrent Engineering)

(7)

제품설계

계획/제조 소비자

판매/영업 상품기획

생산의 리드타임 & Time to Market

CE: Concurrent Engineering

출처 : 서효원(1997),

“CE 추진 전략 - PDM을 중심으로”

KAIST 산업공학과

(8)

CIM: Common Information management

(9)

CIM: customer Interaction Management

(10)

CIM를 위한 과학

(11)

해링톤의 CIM

(Computer Intergrated Manufacturing)

컴퓨터

통신 제어

통합화

단순화

자동화

CIM

LAN 센서

소프트 웨어

CIM의 3요소

(12)

CIM 개념의 변천

ICAM에서 CIM의 원형도표

(13)

1. 컴퓨터 지원 설계 및 생산

• Hardware CAD 시스템

- 일반적으로 컴퓨터, 하나 이상의 그래픽 설계 단말기, Keyboard, Digital Tablet, Light Pen, 대용량 디스크 저장장치, Plotter 로구성

• Software CAD 시스템

- 특별한 컴퓨터 그래픽전용 패키지들과 매우 다양한 응용 소프트웨어 (Application Software) 프로그램들로 구성

(1) 제품설계에 있어서의 컴퓨터

• CAD를 이용한 설계단계

① 설계 개발 ④ 설계 검토 및 평가 ② 설계 분석 ⑤ 설계의 자동 제도 ③ 설계모의 실험 ⑥ 설계 검색 및 수정

1) 컴퓨터를 이용한 설계(CAD: Computer-Aided-Design)

(14)

(2) 공장설계에 있어서의 컴퓨터

• 정유 및 화학공장들과 같은 연속적인 공정의 설계에서 이용

• 재료를 제품으로 변환하는 다단계 제조공정 작업과 이러한 작업들의 통제에 자동공작기계 및 컴퓨터의 효율적인 사용을 통해서 제조활동을 자동화하는 것을 의미

• 제조활동을 직접적으로 수행하는 생산설비 요소

① 가공설비 ③ 운반설비

② 조립설비 ④ 계측, 검사 및 보전장비

• 생산설비의 효율적 운용을 위한 생산정보 요소

① 생산시스템수준 ③ 작업장(Work Station)수준 ② 생산공정(가공 및 조립)수준 ④ 작업(Operation)수준

2) 컴퓨터를 이용한 생산(CAM:Computer-Aided-Manufacturing)

(15)

2. 컴퓨터 통합 생산시스템

(

CIM:Computer-Integrated-Manufacturing

)

• CIM 의 성공조건

- CAD의 구현에 있어서 컴퓨터를 이용한 설계, 공정계획, 시험 및 검사, 공장관리, 그룹테크놀러지, NC/CNC/DNC, AS/RS 구현

- 데이터베이스가 최적의 정보공유를 할 수 있도록 설계

• CIM 시스템 내에서는, 한 시스템 요소의 출력물은 다른 시스템 요소의 입력자료가 되며, 설계에서 제조까지의 완벽한 생산시스템을 위한

제품관련 정보흐름에 대한 순환시스템 제공

• CIM 시스템에서 제어 컴퓨터는

자재투입 주문 → 자동화된 자재출고 및 취급시스템을 작동

• CIM 시스템은 원자재, 제공품 그리고 완제품 재고를 망라하는 재고관리 모듈 포함

(16)

3. 유연생산 시스템(

FMS:Flexible Manufacturing System

)

• FMS 의 정의

- 자동화된 물류 시스템 및 저장 시스템을 사용하여 연결되는 여러 개의 가공 작업장으로 구성

- 고도로 집적된 컴퓨터 시스템으로 제어

- 다양한 작업장에서 NC 프로그램의 제어하에서 여러 개의 다른 종류의 부품을 동시에 가공할 수 있는 유연성

• FMS의 일반적인 유형

1) 유연 모듈 (Flexible Module) 2) 독립 FMS (Stand-Alone FMS) 3) 고전 FMS (Classical FMS)

4) 로봇화된 FMS (Robotized FMS)

(17)

4. 로봇공학 응용 생산시스템

• 미국 로봇협회(Robot Institute of America)의 정의

- 로봇은 다양한 작업들을 수행하기 위하여 자재, 부품, 공구 또는 특수 장비들을 가변적인 프로그램된 동작들을 통하여 이동시킬 수 있도록 설계된 프로그램 가능한, 다기능의 조작장치

1) 정의 및 기본 개념

• 기본적인 구성요소

① 이동장치(Manipulators) ② 동력장치(Actuator)

③ 제어장치(Control Unit)

2) 로봇의 물리적 및 기술적 측면

(18)

• 로봇의 다른 중요한 기술적 특성

① 작업영역(Work Envelope) 또는 작업용량(Work Volume) ② 작업하중(Payload)

③ 동작의 정밀도(Precision of Movement) ④ 동작의 속도(Speed of Movement)

⑤ 안정성(Stability)

• 로봇의 산업체 적용사례

① 기계에 적재 ⑥처리작업 ② 자재이동 ⑦ 검사 ③ 도장/코팅(Painting/Coating) ⑧ 포장

④ 용접 ⑨ 부품삽입 3) 로봇 응용생산

(19)

5. 그룹화기술(Group Technology )

• 유사한 공정을 거치는, 다소 다른 자재, 기하학적 구조 및 크기를 갖는 부품들로 구성되는, 소규모에서 중간규모의 로트크기를 가지는 배치 들을 제조하기 위한 기법

1) 그룹테크놀러지의 개념

• 구 소련에서 여러 가지의 상이한 부품에 유사성이 존재한다는 데에 착안하여 미트로파노프(S.P. Mitrofanov)에 의해 최초로 고안

• 그 후 독일을 중심으로 유럽전역으로, 미국과 일본으로 전파 2) 그룹테크놀러지의 발전과정

(20)

공정별 배치

T T T CG CG

T T T

SG SG

M M D D D

M M D D D

T=turning D=driling M=milling

CG=center grinding SG=surface grinding

(21)

그룹테크놀로지 배치

T

M

D

SG

T

M

D

CG

T

T

M

CG

SG

T

D

D

T=turning D=driling M=milling

CG=center grinding SG=surface grinding

(22)

그룹테크놀로지

(23)

6. 컴퓨터 지원공정계획

(CAPP:Computer-Aided Process Planning)

• 그룹테크놀러지 및 분류코딩시스템에 기초

1) 변형적 공정계획시스템(Variant Process Planning System)

• 새로운 부품에 대한 공정계획을 제조 데이터베이스에 있는 사용 가능한 정보를 이용해서 자동화하는 것

2) 생성적 시스템(Generative Process Planning System)

• 자동공정계획 또는 컴퓨터지원공정계획은 공정설계자가 수작업으로 공정계획을 수립하는 대신에 컴퓨터가 자동적으로 공정계획을 수립함

7. 무인자동화공장(Automated Factory)

• 기기, 공정, 시스템은 자동제어 운영되고 인간은 단지 시스템을 설계 하고 , 그 시스템의 공정을 모니터하고, 그 시스템을 유지관리

(24)

CIM 개념의 변천

CASE/SME의 원형도(1993)

(25)

CIM의 효과 및 성공 요인

NRC보고에 의한 미국 기업내 CIM도입의 탁월한 효과

기술자능력 생산성향상 수율 향상 리드타임감축

15

~ 30%

설계코스트

3

~ 3.5

40

~ 70

%

2

~ 4 배

30

~ 60

%

(26)

CIM의 성공 요결

CIM화 성 공

사외 스태프 사내 스태프 톱

다 운

보 텀 업 전원의

힘을 단결 체질 개선

톱의 의지 - 프로젝트 팀 활동 실시

- 최고 수준의 자기탈피 실천 (일류 전문가에의 탈피) 경영관리자 의식의 체득 사회정보의 수집과 활용 - 제작자, 시스템, 컨설턴트등

일류 사외 스태프와 교류축적 과 협력을 얻을 체제 구성 - 타업종 기업과의 교류 연구기관

- 대학교 등 활용

목표, 방책의 구체화

수준 향상(사내의 교육 수강, 사내 전개) 경영, 관리자 의식의 체득

방침, 목표, 방책 명시 조직 구성 마인드 구성 예산 확보 조건 정비

진단 지도 원조 촉진 / 교육 훈련

CIM의 효과 및 성공 요인

(27)

제조경영 환경과 CIM

(28)

CIM의 배경

첫째, 정보기술의 진보는 앞으로도 계속된다.

셋째, 많은 제품이 성숙기에 접어들고 있다.

둘째, 부분적인 자동화, 시스템화는 거의 실현되어 있다.

(29)

CIM의 목표

컴퓨터 통신기술을 활용하여 마케팅, 개발•설계, 제조, 출하, 회수까지의 모든 기업활동에 걸친 효율증가와 비즈니스속도 향상임.

• 수주-설계-제조-판매의 정보통합화에의 기대

• 판매-물류-제조의 정보통합화에의 기대

• 기업전략의 정보지원에의 기대

- 이점 -

(30)

CIM의 발전단계 -(1)

• 제 1단계 : Mechanical의 시대

단일설비의 자동화 생력화의 정보관리

• 제 2단계 : FA화의 시대

생산 부문의 자동화 종합화의 정보관리

• 제 3단계 : CIM화의 시대

전사적인 개발•생산•판매의 종합적 정보화

(31)

CIM의 발전단계 -(2)

(32)

제 제

제 제 제조 제 제 조 조 조라 조 조 조 라 라 라인 라 라 라 인 인 인 인 인 인 C CC C C C C I II I IM I I M MM M M M

일정계획 생산준비

설비관리 제조부문 품질관리 LAN

가공 조립 검사

CIM의 구축 - (1)

(33)

CIM의 구축 - (2)

제조라인 CIM

일정계획 생산준비

견적 및 수주

설 계

생산계획

자 재 물 류

공 공

공 공 공장 공 공 장 장 장 장 장 장 C CC C C C C I II I IM I I M MM M M M

그림2-2 공장 CIM

(34)

CIM 개발단계

C C

C C CI C C I I IM I I I M M M M M M 개 개 개 개발 개 개 개 발 발 발의 발 발 발 의 의 의 의 의 의 단 단 단 단계 단 단 단 계 계 계 계 계 계

제1단계: 업무의 시스템화 설계의 자동화,라인의 자동화(FMS) 생산관리 시스템,판매관리 시스템 등

제2단계: 부문간업무통합화 생산·판매 일체 시스템

Engineering Data Base(EDB) 등

제3단계: GLOBAL OPERATION

개발·생산·판매의 완전 현지화 등

(35)

CIM 구축의 기법과 기술

C C

C C C C C I I I I I I I M M M M M M M 구 구 구 구 구 구 구 축 축 축 축 축 축 축

시스템 통합화 기술(OA, EA, FA)

경영/관리 기법

·DSS

·마케팅 기법

·DBMS

·시뮬레이션 기법

·IE/OR 기법

·MRP/JIT

·경제동향예측 등

제 품 기 술

·OA,EA,FA용 Computer

·P/C

·NC 공작기계

·산업용 로봇트

·자동 창고

·LAN

·CAD/CAM 등

요소/부품 기술

·초정밀가공 기술

·센서 기술

·서버제어 기술

·광통신 기술

·레이저 기술

·초 LSI 기술

·신 소재 기술 등

(36)

CIM 시스템 기술

C IM 기반 기술

자동화 기술

· 가공 기술

· 조립 기술

· 검사

· 물류 보관

· 로봇트

정보처리 기술

· 프로세서

· 네트워크

· L AN

· 데이터베이스

· 인공지능

C IM 요소 기술

· 통신 기술

· 로봇트

· 제품 식별

· 센서

· 인공 지능

CIM 시스템 기술의 체계

(37)
(38)

CIM의 하이라키

(39)
(40)

POS System

POS는 "Point Of Sales"의 약자로서 판매 시점에서의 정보관리를 뜻한다. 즉, 상품에 메 이커나 상품명을 표시한 코드를 부착하여 판매시에 자동으로 판매정보를 저장하는 전산 기기이다.매장의 POS와 전산실의 컴퓨터를 ON-LINE으로 연결하여 판매시점의 데이터 를 REAL-TIME으로 통합한 후, 이를 생생한 정보로 종합, 분석, 평가 할 수 있게 하는 유 통업체의 종합적인 판매관리 및 고객관리 시스템이다.

(41)

바코드 리더

(42)

입력장치 비교

(43)

앞의 3자리로 국 가식별, 한국은 지 난 88년 국제상품 코드관리기관에 회원국으로 가입, 880을 국가번호로 취득하였습니다.

국가번호는 국제 상품코드관리기관 에서 각국에 부여 합니다

4자리의 숫자로 상 품을 제조하는 제조 원이나 판권을 소유 한 판매원을 식별합 니다.

한국유통정보센터 에서 국내

제조업체에 부여합니다.

5자리 숫자로 자사가 생산하는 개별단품을 식별, 상품품목코드는

"00000-99999"까지 10만가지 단품에 부여 할 수 있습니다.

제조업체에서 자사가 생산하는 상품에 각각 다른 5자리 번호를 부 여합니다.

하단에 표시된 숫자 가 막대모양의 바코 드로 올바르게 변환 되었는지를 검증하 는 숫자입니다.

체크디지트는 정해 진 계산방식이 있으 나 통상 필름마스타 업체에 12자리 숫자 만 통보하면 필름마 스타업체에서 자동 계산, 13자리의 필 름마스타를 제공합

(44)

국가번호는 표 준형, 단축형 모두 "880" 3 자리로 구성됩

니다

단축형의 경우는 3자

단축형의 경 우는 상품품 목코드가 1 자리이기 때 문에 업체에 서 "0-9"까 지 10가지 단 품에 부여할 수 있습니다

체크디지트는 정 해진 계산방식이 있으나, 통상 필름 마스타업체에 7자 리의 숫자를 통보 하면 필름마스타 업체에서 자동계 산하여 8자리 형 태의 필름마스타 를 제공합니다.

(45)

(46)

EAN 코드의 체계

표준형(EAN-13)의 경우(표준형A와 표준형B)1. 국가코드: 국가를 식별하는 코드로 우리나라의 경우 "880"을 사용

2. 제조업체코드: 제조원 또는 판매원에 부여하는 코드로 각 업체를 식별하는드 3. 상품품목코드: 제조업체코드를 부여받은 업체에서 자사의 상품별로 식별여 부여하는 코드

4. 체크디지트: 바코드의 오류를 검증하는 코드로 앞의 12자리를 조합하여 나오는 코드

(47)

단축형(EAN-8)의 경우

1. 국가코드: 국가를 식별하는 코드로 우리나라의 경우 "880"을 사용 2. 제조업체코드: 표준형을 취득한 업체에 한하여 부여하는 3자리 코드 3. 상품품목코드: 상품식별을 위한 코드로 10개의 코드를 사용할 수 있음 4. 체크디지트: 앞의 7자리를 계산하여 나오는 오류 검증 코드

(48)

EAN – 8 코드

• 제조업체코드 : 상품의 제조업체를 나타내는 코드로 6자리.

상품품목코드 : 총 10품목에 부여할 수 있음. 상기 EAN코

드 생성과정은 EAN-13[표준형B]의 예시임.

(49)

바코드의 체크디지트 (Check Digit)

[ 표준형 KAN-13A,B ] 880 1234 5678 C 국 가별식별코드 제조업체코드 상품품목코드 체크디지트( *상기 코드에 우측부터 아래와 같이 번호를 붙인다 ) 코드

: 8 8 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 C

위치: 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

STEP 1 : 짝수번째(파랑색 위치)에 있는 숫자를 전부 합산한다.

8 + 1 + 3 + 5 + 7 + 9 = 33

STEP 2 : STEP 1에서 합산한 결과에 3을 곱한다. 33 x 3 = 99

STEP 3 : 체크디지트를 제외한 짝수번째(빨강색 위치)에 있는 숫자를 전부 합산한다 . 8 + 0 + 2 + 4 + 6 + 8 = 28

STEP 4 : STEP 2의 결과와 STEP 2의 결과를 합산한다. 99 + 28 = 127

STEP 5 : STEP 5 의 결과의 10의 보수값이 체크디지의 값임 130 - 127 = 3

* 체그디지트(C)의 값은 3임.

(만일 STEP 5의 결과가 78이라면 체크디지트의 값은 2 임.)

(50)
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참조

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