WO2022177057A1 - 전력 제어반 생산 자동화를 위한 생산지원 방법 및 시스템 - Google Patents

전력 제어반 생산 자동화를 위한 생산지원 방법 및 시스템 Download PDF

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WO2022177057A1
WO2022177057A1 PCT/KR2021/003132 KR2021003132W WO2022177057A1 WO 2022177057 A1 WO2022177057 A1 WO 2022177057A1 KR 2021003132 W KR2021003132 W KR 2021003132W WO 2022177057 A1 WO2022177057 A1 WO 2022177057A1
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power control
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이준호
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이앤디일렉트릭(주)
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Definitions

  • the present invention relates to a production support method and system for power control panel production automation that supports the production of workers in order to improve productivity and work environment during power control panel production.
  • a control panel is an enclosure-based product that includes control equipment and electrical components to control electricity of machines or facilities, and is used throughout the industry, such as air conditioning and power control in factories, plants, and buildings.
  • Control panels are produced in small batches of multiple types and have a short delivery period, so an increase in design time and errors lead to delays in delivery and deterioration of quality, which is a fundamental cause of product competitiveness decline.
  • product quality depending on the skill level of the worker, and since the work is carried out depending on the paper drawing information, human errors are caused due to arbitrary interpretation depending on the worker, and the non-automated manpower-oriented manufacturing process is poor. It caused a working environment and there were concerns about the occurrence of safety accidents.
  • An object of the present invention is to provide a production support method and system for automating the production of a power control panel in which the designer's intention is sufficiently reflected in the production site and errors occurring during production are minimized.
  • Another object of the present invention is to provide a production support method and system for power control panel production automation that improves work efficiency regardless of an operator's career by ensuring consistency of design drawings.
  • the present invention is to provide a production support method and system for power control panel production automation that prevents human error due to arbitrary interpretation according to the operator generated by the operation dependent on the paper drawing information.
  • the production support method for power control panel production automation of the present invention for achieving the above object, in the production support method for power control panel production automation, the step of standardizing parts information of raw materials required for power control panel production to generate parts data; Interlocking the part data with parts symbols in 2D and 3D form, designing a circuit by loading the parts data linked through the 2D form part symbol, parts inside the power control panel with the part symbol in the 3D form, and The stages of designing the electrical components and designating the assembly process, implementing the power control panel designed in 3D form in a virtual environment, verifying errors by simulating the wiring path information of the designed parts and electrical components, Extracting process-specific production data including process-specific parts information, parts and electronic component arrangement information, assembly process information, and wiring information by collecting distributed information to support production automation of the power control panel, and production of the power control panel and automating production by applying the production data to each interlocking production facility for automation support.
  • the part information of the raw material is characterized in that it includes any one or more of a part name, a model number, capacity information, a part manufacturer, a part specification, an external view, an external dimension, and a function template (terminal number).
  • the production data for each process includes a device tag, an item number, a part number, a component manufacturer, an item designation, and a door item in the case of an enclosure, and in the case of a wiring duct, a device tag, an item number, a part number, a component manufacturer, including item designation, depth, width, finger width, slot width, and length, in the case of DIN rail, including device tag, item number, part number, part manufacturer, item designation, depth, height, and length;
  • For bars include device tag, item number, part number, component manufacturer, item designation, depth, width, and length
  • electrical components include device tag, item number, part number, component manufacturer, and item designation
  • wire wiring bundle group, bundle number, bumping, source device tag, target device tag, wire color, wire cross-sectional area, wire length, source terminal processing, target terminal processing, wiring path, source wiring direction, target wiring It is characterized by including direction, connection type, connection mark, part number, manufacturer, object ID, and connection index.
  • the production data for each process includes project data (*.zw1) including design information, digital work map data (*.epdz) for parts assembly and wiring work in the assembly process, and parts information constituting the power control panel It is characterized in that it is in the form of BOM (Bill of Material) data (*.xlsx), PDF data (*.pdf) for checking design drawings, and AutomationML data (*.aml) for interworking with automation equipment.
  • project data (*.zw1) including design information
  • digital work map data (*.epdz) for parts assembly and wiring work in the assembly process
  • parts information constituting the power control panel It is characterized in that it is in the form of BOM (Bill of Material) data (*.xlsx), PDF data (*.pdf) for checking design drawings, and AutomationML data (*.aml) for interworking with automation equipment.
  • Another production support system for power control panel production automation of the present invention for achieving the above object is to standardize parts information of raw materials for each process required for power control panel production to generate parts data, Interlocking part symbols, designing circuits by loading interlocked part data through the 2D-shaped part symbols, placing and designing parts and electrical equipment inside the power control panel with the 3D-shaped part symbols, designating the assembly process, , implements a power control panel designed in 3D form in a virtual environment, verifies errors by simulating wiring path information of designed parts and electrical equipment, and collects distributed information to support production automation of a power control panel designed in 3D form that has been verified a production data generation unit for extracting production data for each process, including process-specific part information, parts and electronic parts arrangement information, assembly process information, and wiring information; a server unit for uploading production data for each process generated by the production data generation unit; It is characterized in that it includes; a client unit that connects to the server and receives production data according to the corresponding process, applies it to the corresponding process, processes, cuts
  • the production data for each process includes project data (*.zw1) including design information, digital work map data (*.epdz) for parts assembly and wiring work in the assembly process, and parts information constituting the power control panel. It is characterized in that it is in the form of BOM (Bill of Material) data (*.xlsx), PDF data (*.pdf) for checking design drawings, and AutomationML data (*.aml) for interlocking automation equipment.
  • project data (*.zw1) including design information
  • digital work map data (*.epdz) for parts assembly and wiring work in the assembly process
  • parts information constituting the power control panel parts information constituting the power control panel. It is characterized in that it is in the form of BOM (Bill of Material) data (*.xlsx), PDF data (*.pdf) for checking design drawings, and AutomationML data (*.aml) for interlocking automation equipment.
  • the client unit receives each component attachment information and processes an enclosure processing unit for processing the attachment position of parts in the enclosure, a duct and DIN rail cutting unit for cutting ducts and DIN rails, a wire processing unit for producing wire harnesses, and processing; It characterized in that it includes an assembly process unit for assembling the cut and produced power control panel parts.
  • the assembly process unit is characterized in that the enclosure process, the wiring duct process, the DIN rail process, the electrical component process, the busbar process, and the wire wiring process are sequentially performed.
  • the client unit is characterized in that it receives the production data by accessing the server through a web browser or by accessing the server with a device tag designated for each process.
  • the digital work guide of the production data for each process is characterized in that it guides the assembly of parts by displaying a work list for each process and a 3D image for the process.
  • the intention of the designer is sufficiently reflected in the production site, and the consistency of the design drawings is ensured, thereby improving work efficiency regardless of the career of the operator.
  • the present invention prevents human error due to arbitrary interpretation depending on the operator, which is caused by a work that relies on hard-copyed drawing information, and the raw material information required for each process is automatically input, so that the worker's labor and It has the effect of significantly reducing the error rate caused by incorrect input.
  • FIG. 1 is a flowchart illustrating a power control panel production process.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating a production support method for power control panel production automation according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a view showing the arrangement of parts and electrical equipment in the production support method for power control panel production automation according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an embodiment showing wiring connection information of a production support method for power control panel production automation according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view showing wiring in the arrangement of parts and electrical equipment of FIG. 3 .
  • FIG. 6 is an exemplary view showing a state in which wiring is not properly made in the production support method for power control panel production automation according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an exemplary view illustrating component data included in production data of a production support method for power control panel production automation according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a view showing a state in which production data is applied to an interlocking production facility of a production support method for power control panel production automation according to an embodiment of the present invention.
  • 9 to 14 are diagrams illustrating digital work guides for each process of a production support method for power control panel production automation according to an embodiment of the present invention.
  • 15 is a block diagram illustrating a production support system for automating production of a power control panel according to an embodiment of the present invention.
  • 16 is a block diagram illustrating a flow of an assembly process unit of a production support system for automating power control panel production according to an embodiment of the present invention.
  • the power control panel 10 includes an enclosure 11 , a wiring duct 12 , a DIN lane 13 , an electrical component 14 , a bus bar 15 , and a wire wiring 16 .
  • the enclosure 11 is an external enclosure made of a metallic material constituting the power control panel 10 , and is assembled from parts having different sizes.
  • the wiring duct 12 is a passage structure made of a plastic material attached to the enclosure for wire wiring.
  • the DIN rail 13 is a standardized metal rail for mounting electrical components
  • the electrical component 14 is an electrical device component for the purpose of controlling electrical signals.
  • bus bar 15 is a metal conductor metal for inducing a high voltage current
  • wire wiring 16 is a wire processing product that provides power and an electrical signal to the electrical component 14 .
  • a hard-copied drawing is used so that the operator can visually check the information required for each process, and the operator uses the hole position of the enclosure and the position of the parts. , the length of the duct DIN rail, the length of the wire required for wiring between parts, etc. are measured one by one, and the necessary parts are prepared and assembled by inputting each part into the equipment required for the process, so skilled workers Otherwise, it is not easy to understand the intention of the designer, and the efficiency did not increase as it had to rely on hard-copy drawings.
  • the present invention provides parts information for each process used in the design without the operator inputting the parts information required for each process into each process equipment as well as the hard-copied drawings so that the operator can check them with the naked eye. It automatically processes and produces necessary parts by automatically delivering them to each process, and guides the assembly process to the parts that the operator must proceed, thereby significantly increasing the power control panel production efficiency.
  • the production support method for power control panel production automation is as follows.
  • component data is generated by standardizing component information of raw materials required for power control panel production (S100).
  • the part information of the raw material includes any one or more of a part name, a model number, capacity information, a part manufacturer, a part specification, an external view, an external dimension, and a function template (terminal number).
  • the raw material parts information may generate parts data by inputting data suitable for the format of each item in a spreadsheet (ex: Excel).
  • the part data and the part symbol in 2D and 3D form are linked (S200). That is, the part name of the input part data is matched with the part symbol name in 2D and 3D form to be linked.
  • the circuit is designed by loading the part data linked through the part symbol in the 2D form (S300).
  • the arrangement of parts and electrical equipment may be shown as shown in FIG. 3 , and it is preferable to apply the wire terminal terminal information and wiring information to arrange the arrangement.
  • the order of the assembly process should be all sequential, and the processed parts and finished products are assembled in the order of enclosure, duct, DIN rail, electrical parts, busbar, and wire wiring, but the connection order can also be specified in each process. .
  • the power control panel designed in 3D form is implemented in a virtual environment, and the error is verified by simulating the wiring path information of the designed parts and electrical equipment (S500).
  • the wiring path of parts and electrical equipment is inputted as X, Y, Z coordinate values for the wiring connection position, and the wiring connection direction is input as the routing direction and X, Y, Z coordinate values. do.
  • a routing path is set by setting the wiring duct and DIN rail positions, and automatic routing is performed by setting the position of busbars and electric parts, and the wire wiring path and wire length are automatically calculated. This is possible if the part position data is entered correctly.
  • the 3D power control panel implemented in the virtual environment match the real thing by designing it based on engineering data.
  • the distributed information is collected to support the production automation of the power control panel designed in the verified 3D form, and the production data for each process including process-specific part information, parts and electrical equipment arrangement information, assembly process information, and wiring information are extracted. (S600).
  • the production data for each process is data obtained by collecting and derived information input during component data, 2D circuit design, and 3D power control panel design, and includes the following component data for each part of the power control panel 10 .
  • FIG. 7 is an exemplary view showing the parts data included in the production data for the power control panel No. 47 project, in the case of the enclosure 11 of FIG. , and information about the door item, and in the case of the wiring duct 12 of FIG. 7(b), device tag, item number, part number, component manufacturer, item designation, depth, width, finger width, slot width, and Includes information on length, and in the case of DIN rail 13, includes information on device tag, item number, part number, component manufacturer, item designation, depth, height, and length, and In the case of the device tag, item number, part number, component manufacturer, and information on item designation, in the case of the bus bar 15 of FIG. 7(c), the device tag, item number, part number, component manufacturer, Includes item designation, depth, width, and length.
  • the wire wiring 16 includes a bundle group, bundle number, numbering, source device tag, target device tag, wire color, wire cross-sectional area, wire length, source terminal processing, target terminal processing, wiring path, source wiring direction, target wiring Includes direction, connection type, connection mark, part number, manufacturer, object ID, and connection index.
  • the item number means the number in the drawing of the corresponding item
  • the part number means the number of the corresponding part
  • the door item of the enclosure 11 is displayed as 0 or 1 as a mark to check the internal parts by opening or excluding the door when checking the entire control panel in 3D, and the enclosure 11, wiring duct 12 and din
  • the rail process 13 is a process that requires a hardware structure, and is specification information of necessary raw materials.
  • the process of producing the wire bundle should be prioritized, but in the present invention, the description of the wire bundle production is omitted and the wire wiring process is performed using the produced bundle.
  • the wire bundle is a unit in which the wires are bundled by taping in a device or potential unit
  • the bundle group means a group name of the bundle
  • the bundle number is a number of one strand of the wire.
  • the numbering is the wire name
  • the source device tag is the source device tag number
  • the target device tag means the target device tag number
  • the source terminal processing and target terminal processing means the type of terminal, and ferrule or special pin etc.
  • Wire marking conforms to IEC 81346 standards, and is formed by printing information on the surface of the wire to identify the wiring path.
  • Wire color, wire cross-sectional area, and wire length are settings to match the displayed color and cross-sectional area for easy wiring. do.
  • the wiring path indicates the path through which the wiring passes.
  • connection type means the wire specification, and the connection mark is a comment on additional information or cautions.
  • the object ID is a 3D object number, which means a reference ID for all parts
  • the connection index is a wire number, which means a wire reference ID.
  • the power control panel 10 In the case of the power control panel 10, it is composed of more than 500 wires, and it is difficult to identify, find, manufacture, or wire the wires. By grouping and allocating a unique number in a bundle unit, it is automatically implemented in the CAE (Computer Aided Engineering) design environment.
  • CAE Computer Aided Engineering
  • Production data including the above information is generated in five formats: a project including design information (*.zw1), a digital work guide for assembly and wiring work in the assembly process (*.epdz), and a power control panel It is divided into BOM (Bill of Material) (*.xlsx) including component information, PDF (*.pdf) for design drawing confirmation, and AutomationML (*.aml) for linking automation equipment.
  • design information *.zw1
  • a digital work guide for assembly and wiring work in the assembly process (*.epdz)
  • a power control panel It is divided into BOM (Bill of Material) (*.xlsx) including component information, PDF (*.pdf) for design drawing confirmation, and AutomationML (*.aml) for linking automation equipment.
  • the project is to classify design information, and includes design information for different power control panels or equipment.
  • the digital work guide provides a guide so that the process of assembling the power control panel can be sequentially or selectively output through the output device provided in the interlocked production facility, each part data, assembly location, assembly order, and assembly method Assembly information including any one or more is provided to the operator.
  • the BOM can be checked in the form of a list, including all component data applied when designing a 2D type circuit and a 3D type power control panel.
  • AutomaionML (hereinafter referred to as 'AML file') is a data exchange format, making it easy to view instrument and electric field data at once, and enables lossless exchange of engineering data by linking with automation equipment in all processes. That is, data exchange for each process is made in the AML file format.
  • it interconnects engineering tools in different fields such as mechanical equipment engineering, electrical design, process design, process control engineering, HMI development, PLC programming, and robot programming.
  • the interlocking production facility is largely divided into a hardware (H/W) processing facility 710 , a wire processing facility 720 , and an assembly process facility 730 , as shown in FIG. 8 .
  • H/W hardware
  • the hardware (H/W) processing facility 710 receives each part attachment information included in the production data and processes the part attachment position in the enclosure 11 and the enclosure processing machine 711 included in the production data and the wiring duct and and a duct and DIN rail cutter 712 for receiving DIN rail information and cutting the wiring duct and DIN rail positioned in the enclosure.
  • the enclosure processing machine 711 may be an LC processing machine or a laser processing machine.
  • the wire processing facility 720 includes the wire wiring information included in the production data: bundle group, bundle number, numbering, wire color, wire cross-sectional area, wire length, wiring path, connection type, connection mark, part number, and manufacturer The information produces wire harnesses for wire routing.
  • the assembly process facility 730 receives the parts and wiring information included in the production data and arranges the cut wiring duct 12 and DIN rail 13, the finished electronic component 14 and the bus bar 15 in the enclosure. And, the information connected to the wire harness produced by the wire processing facility 720 is displayed so that the wire wiring can be worked so that the operator can easily assemble it.
  • the assembly process facility 730 may deliver the assembly information of the corresponding process to the operator through the digital work guide as shown in FIGS. 9 to 14 .
  • the digital work guide consists of a work bar 810 , a work list 820 , a 3D display unit 830 , and a 3D control unit 840 .
  • the work bar 810 represents the current work process
  • the work list 820 is listed by work position to be worked in the current work process
  • the 3D display unit 830 is the corresponding It displays the entire image information of the process as well as the information according to the selected working position as a 3D image.
  • the 3D control unit 840 allows the operator to easily check the 3D image by enlarging, reducing, or rotating the image displayed on the 3D display unit 830 .
  • the operator selects any one item from the work list 820, the corresponding item information 821 is displayed for each location as shown in each b of FIGS. According to the list 820 item, the position 831 of the selected item in the image displayed on the 3D display unit 830 may be checked.
  • the digital work guide is divided by the configuration of the power control panel, and Fig. 9 is an enclosure, Fig. 10 is a wiring duct, Fig. 11 is a DIN rail, Fig. 12 is an electric part, Fig. 13 is a bus bar, and Fig. 14 is a wire wiring required
  • Fig. 9 is an enclosure
  • Fig. 10 is a wiring duct
  • Fig. 11 is a DIN rail
  • Fig. 12 is an electric part
  • Fig. 13 is a bus bar
  • Fig. 14 is a wire wiring required
  • the work list and images are printed to guide the assembly process to the operator.
  • assembly information or parts information for each process is displayed differently.
  • the work list 820 displays any one or more of component information for each process of the configuration of the power control panel 10 , component and electronic component arrangement information, assembly process information, and wiring information.
  • the assembly process guides assembly using a digital work guide so that the machined parts enclosure, wiring duct, DIN rail and wire harness, and finished product busbars and electrical parts can be assembled and assembled.
  • 15 is a block diagram showing a production support system for power control panel production automation according to an embodiment of the present invention, wherein the production support system is composed of a production data generating unit 100 , a server unit 200 , and a client unit 300 . do.
  • the production data generation unit 100 generates part data by standardizing the part information of raw materials for each process required for the production of the power control panel 10, and interlocks the part data with 2D and 3D parts symbols to generate 2D parts symbols.
  • the circuit is designed by loading interlocked part data through the 3D-shaped part symbol, and the parts are designed for each process in the power control panel 10 as a 3D-shaped part symbol, and the assembly process is designated.
  • a process that implements a power control panel designed in 3D form in a virtual environment and collects distributed information to support production automation of the power control panel 10 designed in a 3D form that has been verified by simulating the wiring path information of the designed parts and electrical equipment It creates production data for each process, including specific parts information, parts and electronic parts arrangement information, assembly process information, and wiring information.
  • the production data for each process means all information required in each process.
  • device tags, item numbers, part numbers, component manufacturers, item designation, and door items include, In case of wiring duct, it includes device tag, item number, part number, part manufacturer, item designation, depth, width, finger width, slot width, and length, and in case of DIN rail, device tag, item number, part number, part including manufacturer, item designation, depth, height, and length, in the case of electrical parts, including device tag, item number, part number, part manufacturer, and item designation, in the case of busbar, device tag, item number, Includes Part Number, Part Manufacturer, Item Designation, Depth, Width, and Length, for wire routing, bundle group, bundle number, bumping, source device tag, target device tag, wire color, wire cross-section, wire length, source Includes terminal processing, target terminal processing, wiring path, source wiring direction, target wiring direction, connection type, connection mark, part number, manufacturer, object ID, and connection index.
  • the server unit 200 uploads production data for each process generated by the production data generation unit 100 .
  • the server unit 200 stores the production data in the storage unit 210 in various forms.
  • a project (*.zw1) including design information, a digital work guide (*.epdz) for parts assembly and wiring in the assembly process, and a bill of material (BOM) (Bill of Material) containing information on parts composing the power control panel *.xlsx), PDF (*.pdf) for checking design drawings, and AutomationML (*.aml) for linking automation equipment.
  • the server unit 200 includes a database 220 having information on various types of power control panel 10, and a web 3D engine that renders 3D information for designing the power control panel to the client unit 300 in 3D format ( 230), the web server 240 is designed so that the server 200 can be accessed from the outside through the web.
  • the server unit 200 manages the account of the worker connected from the client unit 300 through the database 220 , and collects and manages the production progress rate for each process.
  • the client unit 300 connects to the server 200 and receives production data according to the process, applies it to the process, processes, cuts, and produces parts according to the production data, and guides the assembly of the parts.
  • the client unit 300 accesses the server 200 through a web browser or accesses the server 200 with a device tag designated for each process to receive production data.
  • the client unit 300 includes an enclosure processing unit 310 , a wiring duct and DIN rail cutting unit 320 , a wire processing unit 330 , and an assembly process unit 340 .
  • the client unit 300 corresponds to the enclosure processing machine, the bather duct and DIN rail cutting machine, the wire processing facility, and the assembly process facility of FIG. 7 , respectively.
  • the enclosure processing unit 310 receives each component attachment information included in the production data and processes a component attachment position in the enclosure 11 .
  • the wiring duct and DIN rail cutting unit 320 cuts the wiring duct 12 and the DIN rail 13 positioned in the enclosure 11 according to specifications.
  • the wire processing unit 330 facilitates wiring by producing and grouping a wire harness for wire wiring.
  • the assembly process unit 340 guides the assembly of parts by displaying a work list for each process and a 3D image for the corresponding work through a digital work guide of production data for each process.
  • the wiring information is displayed as an image so that the wire wiring 16 can work with the wire harness produced by the wire processing unit 330, so that the operator can easily assemble it.
  • the assembly process unit 340 executes a browser, scans a web link or QR code, connects to the server unit 200, logs in, and opens a project for enclosure process, wiring duct process, DIN rail process , it is preferable to sequentially perform the electrical component process, the busbar process, and the wire wiring process.
  • the present invention has the effect of improving work efficiency regardless of the career of the worker by ensuring the design drawings are sufficiently consistent with the designer's intentions fully reflected in the production site.
  • the present invention prevents human error due to arbitrary interpretation depending on the operator, which is caused by a work that relies on hard-copyed drawing information, and the raw material information required for each process is automatically input, so that the worker's labor and It has the effect of significantly reducing the error rate caused by incorrect input.
  • the present invention relates to a production support method and system for power control panel production automation that supports the production of workers in order to improve productivity and work environment during power control panel production.
  • the intention of the designer is sufficiently reflected in the production site, and the consistency of the design drawings is ensured, thereby improving work efficiency regardless of the career of the operator.
  • the present invention prevents human error due to arbitrary interpretation depending on the operator, which is caused by a work that relies on hard-copyed drawing information, and the raw material information required for each process is automatically input, so that the worker's labor and It has the effect of significantly reducing the error rate caused by incorrect input.

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Abstract

본 발명은 설계자의 의도가 생산 현장에 충분히 반영되고, 생산시 발생되는 오류를 최소화하는 전력 제어반 생산 자동화를 위한 생산지원 방법 및 시스템을 제안하며, 특히 3D 형태로 설계된 전력 제어반을 가상 환경에서 구현하고, 설계된 부품 및 전장품의 배선경로 정보를 시뮬레이션하여 오류를 검증하는 단계, 검증이 완료된 3D 형태로 설계된 전력 제어반의 생산 자동화 지원을 위해 분산된 정보를 취합하여 공정별 부품 정보, 부품 및 전장품 배치 정보, 조립공정 정보, 및 배선 정보를 포함하는 공정별 생산 데이터를 추출하는 단계, 및 상기 전력 제어반의 생산 자동화 지원을 위해 상기 생산 데이터를 각 연동 생산 설비에 적용하여 생산을 자동화하는 단계로 이루어진다.

Description

전력 제어반 생산 자동화를 위한 생산지원 방법 및 시스템
본 발명은 전력 제어반 생산시 생산성 향상과 근로 환경 개선을 위하여 작업자의 생산을 지원하는 전력 제어반 생산 자동화를 위한 생산지원 방법 및 시스템에 관한 것이다.
제어반(Control Panel)은 기계나 설비의 전기를 제어하기 위하여 제어 장비 및 전기 부품 등을 포함하고 있는 인클로저 기반의 제품으로, 공장, 플랜트, 건물의 공조 및 전력 제어등 산업 전반에 걸쳐 사용된다.
특히, 제조 공장의 자동화를 위해서는 필수적으로 사용되고 있으며, 4차 산업혁명과 같이 고도화되고, 지능화되는 민감한 제조 환경에서는 무엇보다 제품의 신뢰도가 점점 더 중요하게 요구된다.
종래에 제어반을 생산하는 경우에는 CAD를 활용한 고전적인 그래픽 기반의 설계로는 생산에 필요한 엔지니어링 정보를 충분히 반영하지 못하고, 설계 과정 중에 중복 및 누락 발생으로 인하여 설계자의 의도가 생산 현장에 충분히 반영되지 못한 채 생산 지시가 이루어지므로 제조 과정 중에 오류가 빈번하게 발생하였다.
또한, 설계자마다 다른 도면 표현방식으로 설계 도면의 일관성이 확보되지 못하여 도면 재활용성 저하되고 있으며 이는 곧 설계시간이 증가가 되는 원인이 되었다.
제어반은 다품종 소량생산이면서 납기는 짧은 사업 특성이 있어 설계시간의 증가 및 오류는 곧 납기 지연 및 품질 저하로 이어져 제품 경쟁력이 하락하는 근본적인 원인이 되고, 생산과정은 높은 경력의 전문 노동 인력 중심으로 진행되며 작업자의 숙련도에 따라서 제품의 품질 차이가 발생되며, 종이로된 도면 정보에 의존한 작업을 진행하므로 작업자에 따라 자의적인 해석으로 인하여 인적오류를 유발하여, 비 자동화된 인력 중심의 제조 공정은 열악한 근로 환경을 초래하고 안전사고 발생이 우려되었다.
본 발명은 설계자의 의도가 생산 현장에 충분히 반영되고, 생산시 발생되는 오류를 최소화하는 전력 제어반 생산 자동화를 위한 생산지원 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 설계 도면의 일관성을 확보하여 작업자의 경력에 상관없어 작업 능률을 향상시키는 전력 제어반 생산 자동화를 위한 생산지원 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 종이로된 도면 정보에 의존한 작업으로 발생하는 작업자에 따라 자의적인 해석으로 인하여 인적오류를 방지하는 전력 제어반 생산 자동화를 위한 생산지원 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 전력 제어반 생산 자동화를 위한 생산지원 방법은, 전력 제어반 생산 자동화를 위한 생산지원 방법에 있어서, 전력 제어반 생산에 필요한 원자재의 부품 정보를 표준화하여 부품 데이터 생성하는 단계, 상기 부품 데이터와 2D 및 3D 형태의 부품 심볼을 연동시키는 단계, 상기 2D 형태의 부품 심볼을 통해 연동된 부품 데이터를 로딩하여 회로를 설계하는 단계, 상기 3D 형태의 부품 심볼로 전력 제어반 내부에 부품 및 전장품을 배치 설계하고, 조립공정을 지정하는 단계, 3D 형태로 설계된 전력 제어반을 가상 환경에서 구현하고, 설계된 부품 및 전장품의 배선경로 정보를 시뮬레이션하여 오류를 검증하는 단계, 검증이 완료된 3D 형태로 설계된 전력 제어반의 생산 자동화 지원을 위해 분산된 정보를 취합하여 공정별 부품 정보, 부품 및 전장품 배치 정보, 조립공정 정보, 및 배선 정보를 포함하는 공정별 생산 데이터를 추출하는 단계, 및 상기 전력 제어반의 생산 자동화 지원을 위해 상기 생산 데이터를 각 연동 생산 설비에 적용하여 생산을 자동화하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 원자재의 부품 정보는 부품명, 모델번호, 용량 정보, 부품 제조사, 부품스펙, 외형도, 외형치수, 및 기능 템플릿(단자번호)중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 공정별 생산 데이터는 인클로저의 경우, 디바이스 태그, 항목번호, 부품번호, 부품 제조사, 항목지정, 및 도어 항목을 포함하고, 배선덕트의 경우 디바이스 태그, 항목번호, 부품번호, 부품 제조사, 항목 지정, 깊이, 너비, finger width, slot width, 및 길이를 포함하며, 딘레일의 경우, 디바이스 태그, 항목번호, 부품번호, 부품 제조사, 항목지정, 깊이, 높이, 및 길이를 포함하고, 부스바의 경우, 디바이스 태그, 항목번호, 부품번호, 부품 제조사, 항목 지정, 깊이, 너비, 및 길이를 포함하고, 전기부품의 경우, 디바이스 태그, 항목번호, 부품번호, 부품 제조사, 및 항목지정을 포함하고, 와이어 배선의 경우 번들 그룹, 번들번호, 범버핑, 소스장치태그, 타깃장치태그, 와이어색상, 와이어 단면적, 와이어 길이, 소스단말처리, 타깃단말처리, 배선경로, 소스배선방향, 타깃 배선방향, 접속유형, 접속리마크, 부품 번호, 제조사, 오브젝트ID, 및 커넥션 인덱스를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 공정별 생산 데이터는 설계정보를 포함하는 프로젝트 데이터(*.zw1), 조립공정에서 부품 조립 및 배선 작업에 대한 디지털 작업지도 데이터(*.epdz), 전력 제어반을 구성하는 부품정보를 포함하는 BOM(Bill of Material) 데이터(*.xlsx), 설계 도면 확인을 위한 PDF 데이터(*.pdf), 및 자동화 장비 연동을 위한 AutomationML 데이터(*.aml) 형태인 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 달성하기 위한 또 다른 본 발명의 전력 제어반 생산 자동화를 위한 생산지원 시스템은, 전력 제어반 생산에 필요한 공정별 원자재의 부품정보를 표준화하여 부품 데이터 생성하고, 상기 부품 데이터와 2D 및 3D 형태의 부품 심볼을 연동시켜, 상기 2D 형태의 부품 심볼을 통해 연동된 부품 데이터를 로딩하여 회로를 설계하며, 상기 3D 형태의 부품 심볼로 전력 제어반 내부에 부품 및 전장품을 배치 설계하고, 조립공정을 지정하며, 3D 형태로 설계된 전력 제어반을 가상 환경에서 구현하고, 설계된 부품 및 전장품의 배선경로 정보를 시뮬레이션하여 오류를 검증하여, 검증이 완료된 3D 형태로 설계된 전력 제어반의 생산 자동화 지원을 위해 분산된 정보를 취합하여 공정별 부품 정보, 부품 및 전장품 배치정보, 조립공정 정보, 및 배선 정보를 포함하는 공정별 생산 데이터를 추출하는 생산 데이터 생성부; 상기 생산 데이터 생성부에서 생성된 공정별 생산 데이터가 업로드되는 서버부; 상기 서버에 접속하여 해당 공정에 따른 생산 데이터를 전달받아 해당 공정에 적용하여 생산 데이터에 따라 부품을 가공, 재단, 및 생산하고, 부품조립을 가이드하는 클라이언트부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 공정별 생산 데이터는 설계정보를 포함하는 프로젝트 데이터(*.zw1), 조립공정에서 부품 조립 및 배선 작업에 대한 디지털 작업지도 데이터(*.epdz), 전력 제어반을 구성하는 부품정보를 포함하는 BOM(Bill of Material) 데이터(*.xlsx), 설계 도면 확인을 위한 PDF 데이터(*.pdf), 및 자동화 장비 연동을 위한 AutomationML 데이터(*.aml) 형태인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 클라이언트부는 각 부품 부착 정보를 전달받아 인클로저 내에 부품 부착 위치를 가공하는 인클로저 가공부, 덕트 및 딘레일을 재단하는 덕트 및 딘레일 재단부, 와이어 하네스를 생산하는 와이어 가공부, 및 가공, 재단 및 생산된 전력 제어반 부품을 조립하는 조립 공정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 조립 공정부는 인클로저 공정, 배선덕트 공정, 딘레일 공정, 전기 부품 공정, 부스바 공정 및 와이어 배선 공정을 순차적으로 진행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 클라이언트부는 웹 브라우저를 통해 상기 서버에 접속하거나, 공정별로 지정된 디바이스 태그로 상기 서버에 접속하여 생산 데이터를 전달받는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 공정별 생산 데이터의 디지털 작업지도서는 공정별 작업 리스트 및 해당 공정에 대한 3D 이미지를 표시하여 부품 조립을 가이드 하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이,
본 발명은 설계자의 의도가 생산 현장에 충분히 반영되고, 설계 도면의 일관성을 확보하여 작업자의 경력에 상관없어 작업 능률을 향상시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 하드 카피(hard copy)된 도면 정보에 의존한 작업으로 발생하는 작업자에 따라 자의적인 해석으로 인하여 인적오류를 방지하고, 공정별로 요구되는 원자재 정보가 자동으로 입력되어 작업자의 노동력과 잘못된 입력으로 발생되는 오류율을 현저히 감소시키는 효과가 있다.
도 1은 전력 제어반 생산 공정을 나타낸 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전력 제어반 생산 자동화를 위한 생산지원 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전력 제어반 생산 자동화를 위한 생산지원 방법의 부품 및 전장품 배치모습을 나타낸 도면이다.
도 4은 본 발명의 실시예에 따른 전력 제어반 생산 자동화를 위한 생산지원 방법의 배선연결정보 나타낸 실시예이다.
도 5는 도 3의 부품 및 전장품 배치모습에서 배선된 것을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전력 제어반 생산 자동화를 위한 생산지원 방법에서 배선이 제대로 이루어지지 않은 상태를 나타낸 예시도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전력 제어반 생산 자동화를 위한 생산지원 방법의 생산 데이터에 포함된 부품 데이터를 나타낸 예시도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전력 제어반 생산 자동화를 위한 생산지원 방법의 연동 생산설비에 생산 데이터 적용 모습을 나타낸 도면이다.
도 9 내지 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 전력 제어반 생산 자동화를 위한 생산지원방법의 각 공정별 디지털 작업지도서를 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 전력 제어반 생산 자동화를 위한 생산지원시스템을 나타낸 구성도이다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 전력 제어반 생산 자동화를 위한 생산지원 시스템의 조립 공정부의 흐름을 나타낸 블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
또한, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있으며, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있고, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 전력 제어반(10)은 인클로저(11), 배선덕트(12), 딘레인(13), 전기 부품(14), 부스바(15), 및 와이어 배선(16)을 포함한다.
여기서, 인클로저(11)는 전력 제어반(10)을 구성하는 금속 재질의 외형 함체이고, 사이즈가 다른 각기 다른 크기의 부품으로 조립이 이루어진다.
배선덕트(12)는 와이어 배선을 위해 인클로저에 부착되는 플라스틱 재질의 통로 구조물이다.
딘레일(13)은 전기 부품 장착용으로 표준 규격화된 금속레일이며, 전기부품(14)은 전기 신호의 제어를 목적으로 하는 전기 장치 부품이다.
또한, 부스바(15)는 고압 전류를 유도하기 위한 금속 도체 금속이며, 와이어 배선(16)은 전기 부품(14)에 전원 및 전기적 신호를 제공하는 와이어 가공품이다.
기존에 이와 같은 구성으로 전력 제어반(10)을 형성하기 위해서는 작업자가 각 공정에 필요한 정보를 육안으로 확인할 수 있도록 하드카피(Hard Copy)된 도면을 이용하고, 작업자가 인클로저의 홀위치, 부품의 위치, 덕트 딘레일의 길이, 부품간 배선을 위해 필요한 와이어의 길이 등과 같은 부품 및 조립정보를 일일이 하나씩 측정하여, 공정에 필요한 장비에 각각 입력하여 필요한 부품을 준비하고, 조립이 이루어져 왔기 때문에 숙련된 작업자가 아니라면 설계자의 의도를 파악하기 용이하지 않고, 하드카피(Hard Copy)된 도면에 의존해야 함에 따라 능률이 오르지 않았다.
이에 따라, 본 발명은 작업자가 육안으로 확인할 수 있도록 하드카피(Hard Copy)된 도면은 물론, 각 공정에 필요한 부품 정보를 작업자가 각 공정 설비에 입력하지 않고 설계시 사용된 각 공정별 부품 정보를 자동으로 각 공정에 전달하여 필요 부품을 자동으로 가공 및 생산하고, 작업자가 진행해야 하는 부분까지도 조립공정을 가이드하여 전력 제어반 생산 능률을 현저히 상승시킬 수 있다.
이를 위한 전력 제어반 생산 자동화를 위한 생산지원방법은 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전력 제어반 생산 자동화를 위한 생산지원 방법을 나타낸 흐름도로, 먼저, 전력 제어반 생산에 필요한 원자재의 부품 정보를 표준화하여 부품 데이터 생성한다(S100).
여기서, 원자재의 부품 정보는 부품명, 모델번호, 용량 정보, 부품 제조사, 부품스펙, 외형도, 외형치수, 및 기능 템플릿(단자번호) 중 어느 하나 이상을 포함한다. 이때, 원자재 부품 정보는 스프레드시트(ex : Excel)에 각 항목의 형식에 맞는 데이터 입력으로 부품 데이터를 생성할 수 있다.
이와 같이 표준화된 부품 정보를 통해 다양한 형태의 부품 정보를 데이터 처리가 용이해진다.
이어, 부품 데이터와 2D 및 3D 형태의 부품 심볼을 연동시킨다(S200). 즉, 입력된 부품 데이터의 부품명과 2D 및 3D 형태의 부품 심볼명을 매칭하여 연동시킨다.
이는 부품에 해당하는 2D 및 3D 심볼을 이용할 때마다 부품 데이터가 리스트업되어 부품명 뿐만 아니라 사용되는 부품에 대한 모든 정보를 작업자가 부품 데이터를 쉽게 파악할 수 있도록 하기 위함이다.
이어, 2D 형태의 부품 심볼을 통해 연동된 부품 데이터를 로딩하여, 회로를 설계한다(S300).
2D 형태의 부품 심볼을 이용하여 회로를 설계함으로써, 사용되는 부품 심볼만으로 부품 데이터 관리를 용이하게 하고, 심플한 심볼을 이용함으로써, 회로 설계를 용이하게한다.
이어, 3D 형태의 부품 심볼로 전력 제어반 내부에 부품 및 전장품을 배치 설계하고, 조립공정의 순서를 지정한다(S400).
여기서, 부품 및 전장품 배치는 도 3에 도시한 바와 같이 나타낼 수 있으며, 와이어 터미널 단말정보와 결선 정보를 적용하여 배치함이 바람직하다.
조립공정의 순서는 모두 순차적으로 진행되어야 하고, 가공된 부품과 완제품인 부품으로 인클로저, 덕트, 딘레일, 전기부품, 부스바, 및 와이어 배선 순으로 조립하나, 각 공정에서도 연결순서를 지정할 수 있다.
이어, 3D 형태로 설계된 전력 제어반을 가상 환경에서 구현하고, 설계된 부품 및 전장품의 배선경로 정보를 시뮬레이션하여 오류를 검증한다(S500).
이때, 부품 및 전장품의 배선경로는 도 4에 도시한 바와 같이, 배선의 연결위치는 X, Y, Z 좌표값으로 입력되고, 배선의 연결방향은 루팅방향과 X, Y, Z 좌표값으로 입력된다.
또한, 도 5에 도시한 바와 같이, 배선덕트 및 딘레일 위치 설정으로 루팅경로가 설정되며, 부스바 및 전기부품 위치 설정으로 자동루팅하여, 와이어 배선 경로와 와이어 길이가 자동으로 산출된다. 이는 부품 위치 데이터가 정확히 입력된 경우 가능하다.
반면에 도 6에 도시한 바와 같이, 부품 데이터의 누락, 부품 및 전장품 배치의 위치 설정이 제대로 이루어지지 않은 경우, 와이어의 길이가 자동으로 산출되지 못하고 연결 미스(510)가 발생되어, 시뮬레이션에서 오류를 검증할 수 있다.
가상 환경에서 구현된 3D형태의 전력 제어반은 엔지니어링 데이터 기반으로 설계하여 실물과 일치하는 것이 바람직하다.
이어, 검증이 완료된 3D 형태로 설계된 전력 제어반의 생산 자동화 지원을 위해 분산된 정보를 취합하여 공정별 부품 정보, 부품 및 전장품 배치 정보, 조립공정 정보 및 배선 정보를 포함하는 공정별 생산 데이터를 추출한다(S600).
여기서, 공정별 생산 데이터는 부품 데이터, 2D 회로 설계, 및 3D 전력 제어반 설계시 입력된 정보를 취합하고 도출한 데이터로 전력 제어반(10)의 각 파트별로 다음과 같은 부품 데이터를 포함한다.
도 7은 전력 제어반 47번 프로젝트에 대한 생산 데이터에 포함된 부품 데이터를 나타낸 예시도면으로, 도 7(a)의 인클로저(11)의 경우, 디바이스 태그, 항목번호, 부품번호, 부품 제조사, 항목지정, 및 도어 항목에 대한 정보를 포함하고, 도 7(b)의 배선덕트(12)의 경우 디바이스 태그, 항목번호, 부품번호, 부품 제조사, 항목 지정, 깊이, 너비, finger width, slot width, 및 길이에 대한 정보를 포함하며, 딘레일(13)의 경우, 디바이스 태그, 항목번호, 부품번호, 부품 제조사, 항목지정, 깊이, 높이, 및 길이에 대한 정보를 포함하고, 전기부품(14)의 경우, 디바이스 태그, 항목번호, 부품번호, 부품 제조사, 및 항목지정에 대한 정보를 포함하며, 도 7(c)의 부스바(15)의 경우, 디바이스 태그, 항목번호, 부품번호, 부품 제조사, 항목 지정, 깊이, 너비, 및 길이를 포함한다.
또한, 와이어 배선(16)은 번들 그룹, 번들번호, 넘버링, 소스장치태그, 타깃장치태그, 와이어 색상, 와이어 단면적, 와이어길이, 소스단말처리, 타깃단말처리, 배선경로, 소스배선방향, 타깃 배선방향, 접속 유형, 접속리마크, 부품 번호, 제조사, 오브젝트ID, 및 커넥션 인덱스를 포함한다.
여기서, 인클로저(11), 배선덕트(12), 딘레인(13), 전기 부품(14), 및 부스바(15)의 경우 디바이스 태그, 항목번호, 부품번호, 부품 제조사, 및 항목 지정이 공통되며, 항목지정은 각 부품의 세부 항목을 의미한다.
또한, 각 공정에서 항목번호는 해당 항목의 도면 내 번호를 의미하고, 부품번호는 해당 부품의 번호를 의미한다.
또한, 인클로저(11)의 도어 항목은 3D로 전체 제어반 확인 시 도어를 열거나 제외 처리하여 내부 부품을 확인하기 위한 표시로 0 또는 1로 표시하고, 인클로저(11), 배선덕트(12) 및 딘레일 공정(13)은 하드웨어적인 구조물이 요구되는 공정으로, 필요 원자재의 사양정보이다.
와이어 배선(16)은 와이어 번들을 생산하는 공정이 우선시 되어야 하나, 본 발명에서는 와이어 번들 생산에 대한 설명은 생략하고 생산된 번들을 이용하여 와이어 배선 공정을 진행한다.
여기서, 와이어 번들은 디바이스 또는 전위 단위로 테이핑하여 와이어를 묶은 단위이고, 번들 그룹은 번들의 그룹명을 의미하며, 번들번호는 와이어 한가닥은 번호이다.
또한, 넘버링은 와이어 이름이며, 소스장치태그는 소스쪽 장치태그 번호이고, 타깃장치태그는 타깃쪽 장치태그 번호를 의미하며, 소스단말처리 및 타깃단말 처리는 터미널의 종류를 의미하고 페룰 또는 특수핀등이 있다.
와이어 표기는 IEC 81346기준에 따르며, 배선경로를 식별하기위해 와이어 표면에 정보를 인쇄하여 형성한다.
와이어 색상, 와이어 단면적, 와이어 길이는 배선시 작업이 용이하도록 표시된 색상과 단면적을 일치시키기 위한 설정이고, 와이어 길이는 배선시 자동산출된 와이어 길이를 의미하며, 타깃 배선방향을 배선시 설정된 방향을 의미한다.
배선경로는 배선이 지나는 경로를 표시한다.
접속 유형은 와이어 스펙을 의미하고, 접속리마크는 부가적인 정보 또는 주의사항 등에 대한 코멘트이다.
또한, 오브젝트 ID는 3D 객체 번호로 부품 전체 기준 아이디를 의미하고 커넥션 인덱스는 와이어 번호로 와이어 기준 아이디를 의미한다.
전력 제어반(10)의 경우 500여 가닥 이상의 와이어로 구성되어, 와이어들을 식별하여 찾아 제작하거나 배선작업에 어려움이 있어, 각각의 개별 와이어에 고유번호를 할당한 뒤, 와이어들을 전위 또는 장치를 기준으로 그룹화하여 묶음단위로 고유번호를 할당하여 CAE(Computer Aided Engineering) 설계 환경에서 자동으로 구현되도록 한다.
이를 통해 설계 시간을 줄이고 제작현장에서는 신속하고 정확한 배선작업이 이루어진다.
위와 같은 정보를 포함하는 생산 데이터는 5가지 형식으로 생성되는데, 설계정보를 포함하는 프로젝트(*.zw1), 조립공정에서 부품 조립 및 배선 작업에 대한 디지털 작업지도서(*.epdz), 전력 제어반을 구성하는 부품정보를 포함하는 BOM(Bill of Material)(*.xlsx), 설계 도면 확인을 위한 PDF(*.pdf), 및 자동화 장비 연동을 위한 AutomationML(*.aml)로 구분된다.
프로젝트는 설계정보를 구분하기 위한 것로, 각기 다른 전력제어반 또는 장비에 대한 설계정보를 포함한다.
디지털 작업지도서는 연동된 생산 설비에 구비된 출력장치를 통해 전력 제어반을 조립하는 공정을 순차적으로 또는 선택적으로 출력할 수 있도록 가이드를 제공하는 것으로, 각 부품 데이터, 조립위치, 조립순서, 및 조립방법 중 어느 하나 이상을 포함하는 조립정보를 작업자에게 제공한다.
BOM은 2D 형태의 회로 및 3D 형태의 전력 제어반 설계시 적용된 모든 부품 데이터를 포함하여 리스트 형태로 확인할 수 있다.
PDF는 2D 형태의 회로 및 3D 형태의 전력 제어반을 이미지 형태로 확인할 수 있도록 제공한다.
AutomaionML(이하 'AML 파일'이라 칭함)은 데이터 교환형식으로, 기구와 전장 데이터를 한번에 같이 보기에 용이하고, 모든 공정의 자동화 장비에 연동하여 엔지니어링 데이터 무손실 교환이 가능하도록한다. 즉, AML파일 포맷으로 각 공정별 데이터 교환이 이루어진다.
예컨대, 기계 설비 엔지니어링, 전기 설계, 프로세스 설계, 공정 제어 엔지니어링, HMI개발, PLC 프로그래밍, 로봇 프로그래밍등 서로 다른 분야의 엔지니어링 툴을 상호 연결한다.
마지막으로, 전력 제어반(10)의 생산 자동화 지원을 위해 생산 데이터를 각 연동 생산 설비에 적용하여 생산을 자동화한다(S700).
여기서, 연동 생산 설비는 도 8에 도시한 바와 같이, 크게 하드웨어(H/W)가공 설비(710), 와이어 가공 설비(720), 및 조립 공정 설비(730)으로 구분된다.
하드웨어(H/W)가공 설비(710)는 생산 데이터에 포함되어 있는 각 부품 부착 정보를 전달받아 인클로저(11) 내에 부품 부착 위치를 가공하는 인클로저 가공기(711)와 생산 데이터에 포함된 배선덕트 및 딘레일 정보를 전달받아 인클로저 내에 위치되는 배선 덕트 및 딘레일을 재단하는 덕트 및 딘레일 재단기(712)를 포함한다.
더욱 상세하게 인클로저 가공기(711)는 LC가공기 또는 laser 가공기일 수 있다.
또한, 와이어 가공 설비(720)는 생산 데이터에 포함된 와이어 배선 정보인번들그룹, 번들번호, 넘버링, 와이어 색상, 와이어 단면적, 와이어 길이, 배선경로, 접속유형, 접속리마크, 부품번호, 및 제조사 정보를 통해 와이어 배선을 위한 와이어 하네스를 생산한다.
조립 공정 설비(730)는 생산 데이터에 포함된 부품 및 배선정보를 전달받아 인클로저 내에 재단된 배선덕트(12) 및 딘레일(13), 완제품인 전자 부품(14) 및 부스바(15)를 배치하고, 와이어 가공설비(720)에서 생산한 와이어 하네스로 와이어 배선을 작업할 수 있도록 연결된 정보를 표시해주어 작업자가 용이하게 조립할 수 있도록 한다.
더욱 바람직하게 조립 공정 설비(730)는 도 9내지 도 14에 도시한 바와 같이 디지털 작업지도서를 통해 해당 공정의 조립정보를 작업자에게 전달할 수 있다.
디지털 작업지도서는 작업바(810), 작업리스트(820), 3D 표시부(830), 및 3D조절부(840)으로 구성한다.
도 9 내지 도 14의 각 a와 같이, 작업바(810)는 현재 작업공정을 나타내며, 작업리스트(820)는 현재 작업공정에서 작업되어야 하는 작업 위치별로 리스트업되며, 3D 표시부(830)는 해당 공정의 전체 이미지 정보는 물론 선택된 작업위치에 따른 정보를 3D 이미지로 표시한다.
또한, 3D 조절부(840)는 3D 표시부(830)에 표시된 이미지를 확대, 축소, 회전하는 등 작업자가 3D 이미지를 용이하게 확인할 수 있도록 한다.
예컨대, 작업자가 작업리스트(820) 중 어느 한 항목을 선택하면 도 9 내지 도 14의 각 b와 같이 각 위치별로 해당 항목정보(821)가 표시되어 작업자가 용이하게 확인할 수 있고, 작업자가 선택한 작업리스트(820) 항목에 따라 3D 표시부(830)에 표시된 이미지에서 선택된 항목의 위치(831)를 확인할 수 있다.
디지털 작업지도서는 전력 제어반의 구성별로 구분되어 있으며, 도 9는 인클로저, 도 10은 배선덕트, 도 11은 딘레일, 도 12는 전기부품, 도 13는 부스바, 및 도 14는 와이어 배선에 필요한 작업리스트 및 이미지를 출력하여 작업자에게 조립공정을 가이드한다.
각 공정별 조립정보 또는 부품정보가 상이하게 표시되는 것이 바람직하다.
더욱바람직하게 작업리스트(820)는 전력 제어반(10)의 구성에 대한 공정별 부품 정보, 부품 및 전장품 배치 정보, 조립공정 정보, 및 배선정보 중 어느 하나 이상을 표시한다.
조립 공정은 가공된 부품 인클로저, 배선덕트, 딘레일 및 와이어 하네스와 완제품인 부스바 및 전기부품을 모아 조립할 수 있도록 디지털 작업 지도서를 이용하여 조립을 가이드한다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 전력 제어반 생산 자동화를 위한 생산지원 시스템을 나타낸 구성도로, 생산지원 시스템은 생산 데이터 생성부(100), 서버부(200), 및 클라이언트부(300)로 구성한다.
생산 데이터 생성부(100)는 전력 제어반(10) 생산에 필요한 공정별 원자재의 부품 정보를 표준화하여 부품 데이터 생성하고, 부품 데이터와 2D 및 3D 형태의 부품 심볼을 연동시켜, 2D 형태의 부품 심볼을 통해 연동된 부품 데이터를 로딩하여 회로를 설계하고, 3D 형태의 부품 심볼로 전력 제어반(10) 내부에 공정별 부품을 배치 설계하고, 조립공정을 지정한다.
또한, 3D 형태로 설계된 전력 제어반을 가상 환경에서 구현하며, 설계된 부품 및 전장품의 배선경로 정보를 시뮬레이션하여 검증된 3D 형태로 설계된 전력 제어반(10)의 생산 자동화 지원을 위해 분산된 정보를 취합한 공정별 부품 정보, 부품 및 전장품 배치 정보, 조립공정 정보 및 배선정보를 포함하는 공정별 생산 데이터를 생성한다.
여기서, 공정별 생산 데이터는 각 공정에서 요구되는 모든 정보를 의미한다.
예컨대, 인클로저, 배선덕트, 딘레일, 전기부품, 부스바, 및 와이어 배선에 대한 부품정보로 인클로저의 경우, 디바이스 태그, 항목번호, 부품번호, 부품 제조사, 항목지정, 및 도어 항목을 포함하고, 배선덕트의 경우 디바이스 태그, 항목번호, 부품번호, 부품 제조사, 항목 지정, 깊이, 너비, finger width, slot width, 및 길이를 포함하며, 딘레일의 경우, 디바이스 태그, 항목번호, 부품번호, 부품 제조사, 항목지정, 깊이, 높이, 및 길이를 포함하고, 전기부품의 경우, 디바이스 태그, 항목번호, 부품번호, 부품 제조사, 및 항목지정을 포함하고, 부스바의 경우, 디바이스 태그, 항목번호, 부품번호, 부품 제조사, 항목 지정, 깊이, 너비, 및 길이를 포함하고, 와이어 배선의 경우 번들 그룹, 번들번호, 범버핑, 소스장치태그, 타깃장치태그, 와이어 색상, 와이어 단면적, 와이어길이, 소스단말처리, 타깃단말처리, 배선경로, 소스배선방향, 타깃 배선방향, 접속 유형, 접속리마크, 부품 번호, 제조사, 오브젝트ID, 및 커넥션 인덱스를 포함한다.
서버부(200)는 생산 데이터 생성부(100)에서 생성된 공정별 생산 데이터가 업로드 된다.
이때, 서버부(200)는 생산 데이터를 다양한 형태로 저장부(210)에 저장한다. 즉, 설계정보를 포함하는 프로젝트(*.zw1), 조립공정에서 부품 조립 및 배선 작업에 대한 디지털 작업지도서(*.epdz), 전력 제어반을 구성하는 부품정보를 포함하는 BOM(Bill of Material)(*.xlsx), 설계 도면 확인을 위한 PDF(*.pdf), 및 자동화 장비 연동을 위한 AutomationML(*.aml)를 포함한다.
추가적으로, 서버부(200)는 다양한 형태의 전력 제어반(10)에 대한 정보를 갖는 데이터베이스(220), 전력 제어반을 설계한 3D 정보를 요청한 클라이언트부(300)에 3D 형태로 랜더링해주는 웹 3D 엔진(230), 웹을 통해 외부에서 서버(200)에 접속할 수 있도록 웹서버(240)로 설계한다.
서버부(200)는 데이터베이스(220)를 통해 클라이언트부(300)에서 접속하는 작업자의 계정을 관리하고, 공정별 생산 진행율을 취합하고 관리한다.
클라이언트부(300)는 서버(200)에 접속하여 해당 공정에 따른 생산 데이터를 전달받아 해당 공정에 적용하여 생산 데이터에 따라 부품을 가공, 재단, 및 생산하고, 부품 조립을 가이드한다.
더욱 상세하게는 클라이언트부(300)는 웹 브라우저를 통해 서버(200)에 접속하거나, 공정별로 지정된 디바이스 태그로 서버(200)에 접속하여 생산 데이터를 전달받는다.
클라이언트부(300)는 인클로저 가공부(310), 배선덕트 및 딘레일 재단부(320), 와이어 가공부(330) 및 조립 공정부(340)를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 클라이언트부(300)는 도 7의 인클로저 가공기, 배서덕트 및 딘레일 재단기, 와이어 가공 설비, 및 조립 공정 설비에 각각 대응된다.
인클로저 가공부(310)는 생산 데이터에 포함되어 있는 각 부품 부착 정보를 전달받아 인클로저(11) 내에 부품 부착 위치를 가공한다.
배선덕트 및 딘레일 재단부(320)는 인클로저(11) 내에 위치되는 배선 덕트(12) 및 딘레일(13)을 사양에 맞춰 재단한다.
와이어 가공부(330)는 와이어 배선을 위한 와이어 하네스를 생산하고 그룹핑하여 배선작업 용이하게 한다.
조립 공정부(340)는 공정별 생산 데이터의 디지털 작업지도서를 통해 공정별 작업리스트 및 해당 작업에 대한 3D 이미지를 표시하여 부품 조립을 가이드한다.
더욱 상세하게는 생산 데이터에 포함된 부품 및 배선정보를 전달받아 인클로저 내에 재단된 배선덕트(12) 및 딘레일(13), 완제품인 전자 부품(14) 및 부스바(15)를 디지털 작업지도서에 따라 배치하고, 와이어 가공부(330)에서 생산한 와이어 하네스로 와이어 배선(16)을 작업할 수 있도록 배선 정보를 이미지로 표시해주어 작업자가 용이하게 조립할 수 있다.
조립 공정부(340)는 도 16에 도시한 바와 같이, 브라우저를 실행하여 웹링크 또는 QR코드 스캔하여 서버부(200)에 접속하고 로그인하여, 프로젝트를 열어 인클로저 공정, 배선덕트 공정, 딘레일 공정, 전기 부품 공정, 부스바 공정 및 와이어 배선 공정을 순차적으로 진행하는 것이 바람직하다.
따라서,본 발명은 설계자의 의도가 생산 현장에 충분히 반영되고, 설계 도면의 일관성을 확보하여 작업자의 경력에 상관없어 작업 능률을 향상시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 하드 카피(hard copy)된 도면 정보에 의존한 작업으로 발생하는 작업자에 따라 자의적인 해석으로 인하여 인적오류를 방지하고, 공정별로 요구되는 원자재 정보가 자동으로 입력되어 작업자의 노동력과 잘못된 입력으로 발생되는 오류율을 현저히 감소시키는 효과가 있다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
본 발명은 전력 제어반 생산시 생산성 향상과 근로 환경 개선을 위하여 작업자의 생산을 지원하는 전력 제어반 생산 자동화를 위한 생산지원 방법 및 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 설계자의 의도가 생산 현장에 충분히 반영되고, 설계 도면의 일관성을 확보하여 작업자의 경력에 상관없어 작업 능률을 향상시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 하드 카피(hard copy)된 도면 정보에 의존한 작업으로 발생하는 작업자에 따라 자의적인 해석으로 인하여 인적오류를 방지하고, 공정별로 요구되는 원자재 정보가 자동으로 입력되어 작업자의 노동력과 잘못된 입력으로 발생되는 오류율을 현저히 감소시키는 효과가 있다.

Claims (10)

  1. 전력 제어반 생산 자동화를 위한 생산지원 방법에 있어서,
    전력 제어반 생산에 필요한 원자재의 부품 정보를 표준화하여 부품 데이터 생성하는 단계;
    상기 부품 데이터와 2D 및 3D 형태의 부품 심볼을 연동시키는 단계;
    상기 2D 형태의 부품 심볼을 통해 연동된 부품 데이터를 로딩하여 회로를 설계하는 단계;
    상기 3D 형태의 부품 심볼로 전력 제어반 내부에 부품 및 전장품을 배치 설계하고, 조립공정을 지정하는 단계;
    3D 형태로 설계된 전력 제어반을 가상 환경에서 구현하고, 설계된 부품 및 전장품의 배선경로 정보를 시뮬레이션하여 오류를 검증하는 단계;
    검증이 완료된 3D 형태로 설계된 전력 제어반의 생산 자동화 지원을 위해 분산된 정보를 취합하여 공정별 부품 정보, 부품 및 전장품 배치 정보, 조립공정 정보, 및 배선 정보를 포함하는 공정별 생산 데이터를 추출하는 단계; 및
    상기 전력 제어반의 생산 자동화 지원을 위해 상기 생산 데이터를 각 연동 생산 설비에 적용하여 생산을 자동화하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전력 제어반 생산 자동화를 위한 생산지원 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 원자재의 부품 정보는 부품명, 모델번호, 용량 정보, 부품 제조사, 부품스펙, 외형도, 외형치수, 및 기능 템플릿(단자번호)중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 제어반 생산 자동화를 위한 생산지원 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 공정별 생산 데이터는 인클로저의 경우, 디바이스 태그, 항목번호, 부품번호, 부품 제조사, 항목지정, 및 도어 항목을 포함하고,
    배선덕트의 경우 디바이스 태그, 항목번호, 부품번호, 부품 제조사, 항목 지정, 깊이, 너비, finger width, slot width, 및 길이를 포함하며,
    딘레일의 경우, 디바이스 태그, 항목번호, 부품번호, 부품 제조사, 항목지정, 깊이, 높이, 및 길이를 포함하고,
    전기부품의 경우, 디바이스 태그, 항목번호, 부품번호, 부품 제조사, 및 항목지정을 포함하고,
    부스바의 경우, 디바이스 태그, 항목번호, 부품번호, 부품 제조사, 항목 지정, 깊이, 너비, 및 길이를 포함하고,
    와이어 배선의 경우 번들 그룹, 번들번호, 범버핑, 소스장치태그, 타깃장치태그, 와이어 색상, 와이어 단면적, 와이어길이, 소스단말처리, 타깃단말처리, 배선경로, 소스배선방향, 타깃 배선방향, 접속 유형, 접속리마크, 부품 번호, 제조사, 오브젝트ID, 및 커넥션 인덱스를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 제어반 생산 자동화를 위한 생산지원 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 공정별 생산 데이터는 설계정보를 포함하는 프로젝트(*.zw1), 조립공정에서 부품 조립 및 배선 작업에 대한 디지털 작업지도서(*.epdz), 전력 제어반을 구성하는 부품정보를 포함하는 BOM(Bill of Material)(*.xlsx), 설계 도면 확인을 위한 PDF(*.pdf), 및 자동화 장비 연동을 위한 AutomationML(*.aml) 형태인 것을 특징으로 하는 전력 제어반 생산 자동화를 위한 생산지원 방법.
  5. 전력 제어반 생산 자동화를 위한 생산지원 시스템에 있어서,
    전력 제어반 생산에 필요한 공정별 원자재의 부품 정보를 표준화하여 부품 데이터 생성하고, 상기 부품 데이터와 2D 및 3D 형태의 부품 심볼을 연동시켜, 상기 2D 형태의 부품 심볼을 통해 연동된 부품 데이터를 로딩하여 회로를 설계하며, 상기 3D 형태의 부품 심볼로 전력 제어반 내부에 부품 및 전장품을 배치 설계하고, 조립공정을 지정하며, 3D 형태로 설계된 전력 제어반을 가상 환경에서 구현하고, 설계된 부품 및 전장품의 배선경로 정보를 시뮬레이션하여 오류를 검증하여, 검증이 완료된 3D 형태로 설계된 전력 제어반의 생산 자동화 지원을 위해 분산된 정보를 취합하여 공정별 부품 정보, 부품 및 전장품 배치 정보, 조립공정 정보, 및 배선 정보를 포함하는 공정별 생산 데이터를 추출하는 생산 데이터 생성부;
    상기 생산 데이터 생성부에서 생성된 공정별 생산 데이터가 업로드되는 서버부;
    상기 서버에 접속하여 해당 공정에 따른 생산 데이터를 전달받아 해당 공정에 적용하여 생산 데이터에 따라 부품을 가공, 재단, 및 생산하고, 부품 조립을 가이드하는 클라이언트부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 제어반 생산 자동화를 위한 생산지원 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 공정별 생산 데이터는 설계정보를 포함하는 프로젝트(*.zw1), 조립공정에서 부품 조립 및 배선 작업에 대한 디지털 작업지도서(*.epdz), 전력 제어반을 구성하는 부품정보를 포함하는 BOM(Bill of Material)(*.xlsx), 설계 도면 확인을 위한 PDF(*.pdf), 및 자동화 장비 연동을 위한 AutomationML(*.aml) 형태인 것을 특징으로 하는 전력 제어반 생산 자동화를 위한 생산지원 시스템.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 클라이언트부는 각 부품 부착 정보를 전달받아 인클로저 내에 부품 부착 위치를 가공하는 인클로저 가공부, 덕트 및 딘레일을 재단하는 덕트 및 딘레일 재단부, 와이어 하네스를 생산하는 와이어 가공부, 및 가공, 재단, 및 생산된 전력 제어반 부품을 조립하는 조립 공정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 제어반 생산 자동화를 위한 생산지원 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 조립 공정부는 인클로저 공정, 배선덕트 공정, 딘레일 공정, 전기 부품 공정, 부스바 공정 및 와이어 배선 공정을 순차적으로 진행하는 것을 특징으로 하는 전력 제어반 생산 자동화를 위한 생산지원 시스템.
  9. 청구항 5에 있어서,
    상기 클라이언트부는 웹 브라우저를 통해 상기 서버에 접속하거나, 공정별로 지정된 디바이스 태그로 상기 서버에 접속하여 공정별 생산 데이터를 전달받는 것을 특징으로 하는 전력 제어반 생산 자동화를 위한 생산지원 시스템.
  10. 청구항 6에 있어서,
    상기 공정별 생산 데이터의 디지털 작업지도서는 공정별 작업리스트 및 해당 공정에 대한 3D 이미지를 표시하여 부품 조립을 가이드하는 것을 특징으로 하는 전력 제어반 생산 자동화를 위한 생산지원 시스템.
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