시스템 설계 및 3D 공장 레이아웃에 대한 새로운 접근 방식으로 효율성 향상

컵케이크에 내용물이 어떻게 채워지는지, 프로스팅 시리얼 플레이크가 어떻게 컵케이크에 주입되는지 궁금한 적이 있다면, 독일 뒤셀도르프에 본사를 둔 GEA의 방대한 제품 포트폴리오에서 답을 찾을 수 있습니다.

세계 최대의 산업 공정 시스템 공급업체 중 하나인 GEA는 식료품 카트에 담긴 음식과 음료부터 의사가 처방하는 의약품, 자동차의 가스까지 우리가 매일 사용하는 제품을 만드는 기계를 제작합니다. GEA는 특정한 성능 매개변수의 충족을 요구하는 표준 시스템과 GEA 고객의 새로운 과제를 해결하는 데 도움을 주는 맞춤형 솔루션을 모두 제작합니다. 두 번째 작업은 OneEngineering 프로그램으로 간소화할 수 있습니다.

“고객이 냉동 피자와 같은 신제품을 출시하려는 경우 제품 생산을 위해 새로운 기계가 필요할 때 솔루션을 사용합니다”라고 GEA의 서비스 제공 부문 전문가이자 OneEngineering의 핵심 멤버인 룬 리제보스는 말합니다. “우리는 고객을 위해 공장의 모든 시스템을 설계합니다.”

이를 위해 GEA는 엔지니어가 규칙 기반 설계를 통해 특정 구성요소와 조립품을 포착하고 재사용할 수 있도록 Inventor 내의 전문화 도구인 iLogic을 사용합니다. 기본적으로 iLogic은 맞춤형 시스템과 표준 제품 간의 핵심적인 연결을 지원합니다.

수석 설계 엔지니어 두트 타카르는 말합니다. “우리는 내부 팀을 위해 변경 가능한 기본 모델을 제작하여 워크플로우를 더 수월하게 진행할 수 있도록 합니다. 모델을 처음부터 반복해서 만들 필요가 없으므로 시간을 크게 절약할 수 있습니다.”

대규모 공정 시스템에는 압축기, 펌프, 밸브, 컨트롤러, 믹서, 동질기 등 동일한 유형의 구성요소가 각기 고유한 구성으로 사용되는 경우가 많습니다. 수타르와 다른 엔지니어는 iLogic 도구를 사용하여 표준 제품 팀이 새로운 모델을 자동으로 생성할 수 있도록 조정 가능한 ‘파라메트릭 골조’를 만들 수 있습니다.

리제보스는 말합니다. “우리는 특정 프로세스의 모든 복잡한 부분과 해당 프로세스를 처리하는 GEA 기계를 이해하는 전문가들과 정기적으로 만남을 가집니다. 전문가들이 어떤 매개변수가 있는지 설명해 주므로, 이를 통해 자동으로 조정하고 다양한 구성으로 전환할 수 있는 모델을 만들면 됩니다.”

시간이 지나면서 여러 번 용도를 변경할 수 있는 구성요소 라이브러리를 생성하여 전체적인 맞춤화 프로세스를 거치지 않고도 맞춤형 시나리오를 지원하는 표준화된 제품을 개발할 수 있습니다.

“모델 개선의 가장 큰 장점 중 하나는 전에는 표준화된 접근 방식이 없었지만 이제는 표준화된 기계를 자동으로 제조할 수 있다는 점입니다. 구성요소가 무엇이든지 표준화할 수 있도록 iLogic을 사용하여 Inventor에서 모델을 생성합니다.”라고 바빅 수타르 수석 설계 엔지니어는 말합니다.

리제보스는 말합니다. “저는 전사적으로 Autodesk Inventor와 Autodesk Vault를 지원하면서 이러한 응용프로그램을 사용하는 방식에 대한 표준을 개발하고 교육을 진행합니다. 저의 또 다른 업무는 Inventor의 새로운 기능을 확인하고 해당 기능이 얼마나 유용한지 검토하는 것입니다. 유용성을 확인한 기능 중 하나로는 AutoCAD와 Inventor를 효과적으로 연결하여 2D 레이아웃과 3D 레이아웃을 동시에 작성할 수 있는 Factory Design Utilities가 있습니다.”

핵심은 Factory Design Utilities로 연결된 2D 및 3D 모델이 동기화된 상태를 유지하므로, AutoCAD에서 2D 모델을 변경하면 3D Inventor 모델이 업데이트되고 그 반대의 경우도 가능하다는 것입니다. Factory Design Utilities가 Product Design & Manufacturing Collection에 포함되어 있으므로 GEA는 이미 이 기능을 사용할 수 있었습니다. 리제보스와 앤더슨은 2D 레이아웃을 3D 모델로 전환하는 워크플로우를 테스트한 결과, 이 기능이 전체 엔지니어링 팀에 얼마나 유용한지 알게 되었습니다.

앤더슨은 말합니다. “Factory Design Utilities를 통해 2D에서 3D로 자동 전환할 수 있는 방법을 룬이 보여줬을 때, 저는 웃음을 멈출 수 없었습니다. 제가 원했던 바로 그 기능이었습니다. 우리는 모든 영업 도면을 3D로 재작성하려고 했지만 그럴 필요가 없었습니다. Factory Design Utilities를 사용하면 2D에서 3D로 바로 전환할 수 있습니다. 그 이후 모든 프로젝트에서 이 기능을 사용하고 있습니다."

이제 영업 팀은 더 이상 2D로 시스템 레이아웃을 제작한 다음, 다시 3D로 만들 필요가 없습니다. 대신에, 엔지니어링 팀이 영업 팀의 지시를 받아 고객의 관심 영역을 파악하기 위해 초기 2D 레이아웃을 작성합니다. 자동으로 2D 작업을 3D로 전환할 수 있으므로 그 과정에서 낭비되는 시간이 없습니다.

앤더슨은 말합니다. “영업의 첫 단계에서 2D 도면이 고객의 호기심을 자극하기에 충분하다면, 바로 다음 단계로 넘어갈 수 있습니다. 두 번째 미팅에서 모든 것을 3D로 보여주면 영업 팀에는 큰 도움이 됩니다. Factory Design Utilities를 사용하면 시간을 크게 절약할 수 있습니다. 이제 우리는 3~4주가 아니라 불과 2시간이면 하나의 시스템을 제작할 수 있습니다. 그야말로 엄청난 성공이지요."

GEA는 Factory Design Utilities에서 레이아웃을 작성함으로써 기존의 워크플로우에 비해 작업 시간을 80% 단축할 수 있었습니다. 사용자는 2D 또는 3D로 시스템 레이아웃을 작성할 수 있고 그 결과물은 동일합니다. Factory Design Utilities의 직관적인 작업을 통해 사용자의 원래 선호도가 AutoCAD이든 Inventor이든 상관없이 간편하게 전환할 수 있습니다. 레이아웃의 에셋을 구성하고 연결하는 방식 덕분에 최종 레이아웃을 ERP 시스템으로 옮기는 작업도 훨씬 더 빨라졌습니다.

부가적인 장점으로, GEA는 실제로 실행할 수 없는 시스템 레이아웃을 승인하는 위험을 없애고, 더 짧은 시간에 더 상세하고 미적으로도 만족스러운 레이아웃을 완성할 수 있었습니다. 이를 통해 재작업 가능성을 최소화할 뿐만 아니라 전체 영업 주기가 더 원활해집니다.

“영업 부서는 우리가 고객 미팅에 참석하기를 원합니다. 우리는 전체 공장을 3D로 보여줍니다. 고객이 2D 도면을 볼 때 최종 결과물을 시각화할 수 없는 경우가 많으므로 많은 시간을 절약할 수 있습니다. 이제는 전체 3D 버전을 신속하게 제공하고, 설계 옵션을 설명하고, 모든 것이 어떻게 조화를 이루는지 말로 설명하는 것이 아니라 이미지로 선보일 수 있습니다.”라고 앤더슨은 말합니다.

즉, 고객이 GEA 엔지니어와 실시간으로 더 많은 정보를 바탕으로 질문하고 더 많은 잠재적 옵션을 살펴볼 수 있으므로 한 번의 시연으로 여러 예상되는 문제를 사전에 해결할 수 있습니다.

앤더슨은 말합니다. “단지 고객이 원하는 장비뿐만 아니라 고객이 진정으로 원하는 것이 무엇인지 자세히 파악할 수 있는 경우가 많습니다. 고객은 비즈니스 목표를 자세히 알려줄 수 있습니다. 또한 3D 모델을 사용하면 고객이 직접 살펴볼 수 있는 Navisworks 파일을 공유할 수 있으므로 내부적으로 경영진에게 시스템을 더 쉽게 판매할 수 있습니다.”