트라이아웃 및 파트생산 솔루션: 적용 사례

트라이아웃 및 파트생산 솔루션은 실제 양산 과정에서 프레스 공정의 신뢰성은 향상시키고, 다운타임 및 불량률은 감소시키도록 지원합니다. 본 솔루션을 사용하여 프레스 공정의 안정성을 극대화 할 수 있으며 이에 따라 고객사의 개별 작업 환경에서 효율성 및 생산성을 극대화 할 수 있습니다.

Volvo Car Corporation의 안정적인 성형 공정 (Robust Forming Processes)

Volvo Car Corporation과 AutoForm Engineering의 공동 프로젝트의 목적은 박판 성형 시뮬레이션 결과에서 나타나는 mechanical properties(기계적 성질)에서 scatter가 미치는 영향을 연구하는데 있습니다. Volvo S40/V50 모델의 앞면 안쪽 판넬을 분석하였습니다. 이 부분을 채택한 이유는 마지막 성형 시뮬레이션에서는 보이지 않았던 파단 현상이 실제 양산 과정에서는 나타났기 때문입니다. 이번 연구에서 엔지니어는AutoForm의 안정성 향상 솔루션을 사용하여 생산상의 안정성을 평가하고 향상시킬 수 있었습니다.

Result variable failure에 근거한 결정론적인 시뮬레이션은 그 어떤 critical spots도 나타내지 않았습니다. 변수는 및 noise는 생산 과정을 더욱 정확하게 예측하고 신뢰할 수 있도록 하기 위하여 시뮬레이션에 통합되었습니다. 변수 및 noise는 안정성을 분석할 때 입력 인자의 대역폭을 통합하는 과정에서 분석되었습니다.

입력 인자의 대역폭은 출력 결과의 대역폭에 나타납니다. 통계학을 바탕으로 한 품질 제어 측정기를 사용하여 획득한 결과를 분석한 결과 그림에서 붉은색으로 표시된 부분에서 불량으로 예측되는 부위를 확인할 수 있었습니다. 불량이 관측된 위치와 실제 생산 과정에서 불량이 발생된 위치는 정확히 일치했습니다.

마지막 단계는 생산의 안정성을 최적화시키는 것이었습니다. 연구 제품의 프레스 공정에서는 아주 작은 형상학적 변화가 발생했는데 이는 입력값의 변수 및 noise보다는 더 민감하지 않았습니다. 실제 상황을 바탕으로 한 이번의 평가 연구 결과 엔지니어는 systematic stochastic 시뮬레이션 도구를 사용하여 안정성을 평가하고 또 향상시킬 수 있었습니다.

스웨덴에 위치한Volvo Cars Manufacturing Engineering의 엔지니어링 및 시뮬레이션 총괄 매니저는 다음과 같이 말합니다. “미래의 자동차 생산 프로젝트의 목표는 더욱더 안정적인 성형 공정을 개발하여 고품질의 제품을 생산하고 전체 생산성을 극대화시키는 것입니다.”

AutoForm-Sigma, ‘생산성 대상’ 수상

AutoForm은 프랑스 파리에서 열린 2006 INDUSTRIE 국제 박람회에서 “생산성 대상” 이라는 국제적인 상을 수상하였습니다. AutoForm-Sigma가 바로 수상작으로 선정되었으며, 이는 생산성을 증진시키는 매우 새롭고 혁신적인 제품이라는 찬사를 받았습니다.

AutoForm-Sigma는 설계 및 공정변수를 자동으로 변경하면서 통계학적 분석 도구를 이용해 최적화된 공정이 탐색될 때까지 다양한 성형해석을 자동으로 구생합니다. 최적화된 공정조건이란 정해진 품질 및 규격에 맞는 제품을 생산하기 위해 가장 신뢰할 수 있는 종합적인 조건을 의미합니다. 사용자는 AutoForm-Sigma를 사용하여 제품설계 및 금형개발 초기 단계에서 미리 안정된 최적의 조건을 확인할 수 있습니다. 이는 시간의 단축 및 비용의 절감이라는 크나큰 장점을 제공하며 제품의 출시를 앞당겨 줍니다.

안정적인 엔지니어링 (Robust Engineering)

Front fender를 생산할 때 고려해야 할 중요 요소 중 하나는 스프링백 변수인데 이는 noise 변수에 내재되어 있는 변수 때문입니다. AutoForm-Sigma는 제품의 상위 및 하위 오차 한계에 따른 공정 능력을 표시해 줍니다. 이로써 엔지니어는 현재의 공정의 어느 위치에서 또 어느 정도로 불량을 일으킬지를 눈으로 확인할 수 있습니다.

본 fender의 경우, 품질 담당 부서에는 스프링백의 허용 오차 범위를 ±4mm로 규정했습니다. 넓은 녹색 부분은 스프링백 현상에서 자유로운 부분입니다. 반면에 wheel housing 부근과 강조된 붉은색 부분에서는 약5%의 불량이 예측됩니다. 즉, 공정의 수행능력과 공정 능력을 분석함으로써 프레스 공정을 향상 및 평가할 수 있으며 불량률을 감소시키거나 제거할 수 있습니다.

안정적인 프레스 공정의 설계

DaimlerChrysler는 품질변동 및 공정 조건의 변동으로 발생하는 스프링백 현상과 관련하여 프레스 성형공정의 신뢰성을 확보하기 위하여 AutoForm-Sigma를 사용해 왔습니다. 이를 통해 얻어진 매우 유용한 정보는 스프링백 및 clamping 현상이 내재되어 있는 차체의 조립 공정을 최적화하는데 사용됩니다.

Volvo Cars는 프레스 생산 수율에 물성의 변수가 미치는 영향을 평가하여 더욱 더 안정적인 성형 공정을 개발하기 위하여 AutoForm-Sigma를 사용합니다.

자동차 업계에서는 일반적으로 더욱 더 복잡한 물성을 갖는 박판을 사용하는 경향을 나타내고 있으며 따라서 프레스 공정의 안정성에 영향을 미치는 이러한 물성에 대한 한 차원 높은 이해도를 필요로 하고 있습니다. AutoForm-Sigma는 이에 대한 해법을 제공합니다.