Electrolux, 전 세계 3D 공장 및 재료 흐름 계획 구현

전 세계에 분산된 생산 시설

스웨덴 스톡홀름에 본사를 둔 Electrolux AB는 전 세계 150 개국에 가정용 및 상업용 기기를 판매합니다. 약 58,000명의 직원과 46곳의 생산 현장을 보유한 이 기업은 다양한 브랜드 제품을 개발하고 제조합니다. Electrolux 외에도 특히 Grand Cuisine, AEG, Zanussi, Frigidaire 및 Westinghouse 브랜드가 널리 알려져 있습니다.

1996년, 독일 AEG 브랜드는 그룹 내 여러 부서 및 지점과 함께 Daimler Benz에 인수됐습니다. 이것이 바로 1964년 설립된 Rothenburg ob der Tauber 공장이 Electrolux에 오게 된 이유이며, 오늘날 유럽 시장에 판매되는 연간 60만 개의 스토브와 140만 개 주방용 레인지가 여기서 생산됩니다. Electrolux의 Global Manufacturing Engineering-Food Preparation 디렉터 Bernd Ebert는 “저희는 개발 및 생산에서 각 브랜드의 필수 제품 특성을 상세히 구현하는 것을 매우 중요하게 생각합니다. Rothenburg 생산 현장에서 근무하는 Ebert는 모든 Electrolux 주방용 기기 공장에 균일한 프로세스와 시스템 구현을 보장합니다.

가상 공장 계획을 위한 최우선 사항

모든 영역을 망라하는 포괄적 디지털화 전략의 일환으로 Electrolux는 11건의 디지털 제조 프로젝트를 추진 중입니다. Ebert는 그 중 우선 순위가 가장 높은 두 건의 글로벌 프로젝트를 총괄합니다. 두 프로젝트 모두 모든 제조 현장의 "디지털 트윈"을 생성하는 것을 목표로 합니다. 가상 제조 프로젝트에서 생산 및 조립 친화적인 제품을 개발하기 위해 초기 설계 검증에 사용할 수 있는 고급 계획 툴을 선택해 도입했습니다. 예를 들어, 조립 순서 및 이동은 충돌을 방지하기 위해 3차원으로 계획 및 최적화됩니다. 이를 위해서는 3차원 공장 레이아웃을 개발해아 하며, 바로 이것이 두 번째 프로젝트의 핵심인 3D 공장 레이아웃입니다. 이 레이아웃은 용량과 효율성을 최적화하기 위해 2D 데이터에 기반해 공장과 재료 흐름을 모두 시뮬레이션 할 수 있는 표준 공장 계획 툴을 사용해 생성합니다.

디지털 제조를 위한 글로벌 플랫폼

소프트웨어 선택은 강력한 3D 공장 계획용 소프트웨어가 많지 않았던 2010년에 시작됐습니다. Ebert가 이끄는 소규모 전문가 팀은 스톡홀름에 있는 본사 IT 부서와 긴밀히 협력했습니다. 2012 년부터 Siemens Digital Industries Software의 Teamcenter를 Electrolux의 PLM (product lifecycle management)을 위한 전략적으로 중요한 제품 개발 플랫폼으로 배포됐습니다. Siemens의 향후 전략에 대한 논의를 통해 얼리 어답터 프로그램에서 3D 레이아웃 소프트웨어 Line Designer의 사전 출시 버전을 테스트하자는 제안이 나왔습니다.

Siemens는 원본 데이터를 사용해 실제 문제에 대한 소프트웨어 성능을 보여주는 데모 사례를 제작할 기회를 얻었습니다. 결과적으로 2016년, Line Designer는 Process Simulate 솔루션을 비롯한 Tecnomatix® 포트폴리오의 솔루션과 함께 선택을 받았습니다. 이러한 결정을 내리게 된 가장 큰 이유는 이 솔루션이 Teamcenter와 긴밀히 통합돼 있다는 장점때문이었습니다. Ebert는 "저희는 Line Designer로 제작한 모든 리소스를 Teamcenter 라이브러리에 저장해 여기서 관리하며, 전 세계 모든 사용자가 사용할 수 있게 할 수 있습니다" 라고 설명합니다. "이런 방식으로 교육 자료를 비롯한 소프트웨어 및 하드웨어 전체 인프라를 보존하고 기존의Teamcenter 사용자 경험에 기반해 구축할 수 있습니다." 예상대로 이를 통해 제품 개발을 위한 긴밀한 제휴가 이뤄졌고, 공장 계획 및 자재 흐름 최적화를 위한 글로벌 공통 플랫폼이 탄생했습니다.

파일럿 프로젝트 후 롤아웃 전략

2016년 로텐부르크에서 진행한 파일럿 프로젝트에서 직원들은 Siemens의 교육을 받았으며, 무엇보다 Line Designer를 사용해 새로운 조립 라인과 자동화된 하우징을 개발했습니다.

Process Simulate를 사용해 인체 공학 연구를 수행했으며, 시뮬레이션을 사용해 사이클 시간을 성공적으로 최적화했습니다. 당시 프로젝트 관리자였던 Ebert는 "Tecnomatix 및 Teamcenter 솔루션이 최고의 방법임이 입증됐습니다. 더불어 전 세계 배포라는 중요한 경험도 얻었습니다" 라고 말합니다.

이 팀은 세 가지 소프트웨어 솔루션을 전담할 전문가 교육을 진행했으며, 이들은 여러 지역에 분산된 직원들에게 조언과 지원을 제공할 수 있습니다. 컨베이어 및 리프트 또는 자재 운반 트롤리 및 기타 장치 모델 등 Line Designer로 생성된 시스템 영역을 매개변수화 할 수 있습니다. Ebert는 "3D 모델과 시나리오를 전 세계에서 사용할 수 있게 되면서 작업이 대폭 단축됐습니다. 매개변수를 조정하면 다른 곳에서 간단히 재사용 할 수 있습니다. 이를 통해 조리, 세척 및 식기 세척, 건조 및 냉각/냉동과 같은 제품 라인과 미국, 남미, 아시아/태평양 및 유럽 지역에서 저희가 원하는 프로세스 및 시스템 표준화을 자연스럽게 이룰 수 있게 됐습니다" 라고 말합니다.

Ebert는 "파일럿 프로젝트에서 얻은 경험을 바탕으로 전 세계적 롤아웃이 진행되고 있으며, 롤아웃 시마다 한 지점에서 직원을 대상으로 한 집중적인 교육과 적응이 진행됩니다" 라고 설명합니다. "주요 프로젝트를 확보하기 위해 처음에는 투자 규모가 많은 네 곳을 선택했습니다."

사우스 캐롤라이나 주에서 진행한 프로젝트 앤더슨

그 중 하나는 미국 사우스 캐롤라이나 주 앤더슨 (Anderson)에 있는 신규 냉장고 공장 완공 현장이며, 이 곳은 2019년 중반까지 미국 내 냉장고 생산이 집중될 곳입니다. 한층 높은 수준의 자동화를 구현해 인력의 약 30%를 감축해야 합니다. 새로운 자동화 개념을 개발하고 최초 시도에 올바른 공장 계획을 마련해 막대한 투자를 확보하기 위해 Tecnomatix를 사용해 많은 프로세스를 계획했습니다.

생산 영역에서 시간이 많이 걸리는 부분은 경화를 통해 냉장고 벽을 발포하는 공정입니다. 이 공정 전후 영역에 소요되는 시간이 바로 여기서 좌우됩니다. 최초 시도에서 이러한 병목을 제대로 설계하기 위해 프로세스를 단일 흐름으로 매핑하고 시뮬레이션 했습니다. Ebert는 “여러 재료와 여러 모델 등 많은 상세 사항을 고려해야 했습니다. 이 모든 걸 나타내는 데 많은 시간이 걸렸지만 그만한 가치가 있었습니다”라고 말합니다. Plant Simulation의 정확한 결과로 대형 버퍼 필요성이 제거돼 냉장고 5천 대를 위한 컨베이어 1개와 천장이 높은 창고 1개만 보유해 약 200만 달러를 절감할 수 있었습니다.

발포 후 조립 공정은 4개 라인으로 나눠집니다. 여기서 자재 흐름의 열차 경로는 트럭에서 조립 라인으로 이동하는 30개 모델의 모듈식 제품 설계에 대한 부품 목록의 모든 구매 부품을 활용해 계획하고 시뮬레이션 및 최적화 했습니다. Ebert는 “Siemens 직원이 열차 경로의 토대를 마련했습니다. 그 와중에 저희 직원은 매일 재료 흐름을 개선했습니다. 저희는 이미 효율성 목표를 달성했습니다” 라고 말합니다.

직원들은 Process Simulate을 활용해 기존의 수작업 프로세스 중 일부를 대신할 로봇 셀도 계획했습니다. Ebert는 “이 셀이 아직 완전히 상세화되진 않아도 필요한 로봇이 1개 인지, 3개 인지 여부는 확실히 결정할 수 있습니다. 이러한 높은 수준의 계획 신뢰성은 3D 시나리오와 비디오로 경영진에 전달됩니다.

Ebert는 “규모가 큰 투자를 성사시키려면 상당한 설득력이 필요합니다” 라고 말합니다. Tecnomatix의 우수한 시각화 가능성을 통해 경영진에게 프로세스 구현 가능성을 보여주는 초기 계획 단계를 보여줄 수 있습니다. 3D 기술은 조립 컨셉트를 검증하고 자동화 솔루션 공급업체를 선택하는 데 도움이 되며, 기존에 없던 인사이트를 제공합니다” 라고 말합니다.

전세계 배포 컨셉트

첫 번째 프로젝트로 Tecnomatix 및 Teamcenter 툴을 사용해 작업을 해결하고 목표를 달성할 수 있음이 입증됐습니다. 그러나 직원들은 정기적으로 이 강력한 툴을 사용합니다. "저희는 글로벌 팀에서 새로운 역할을 맡을 전문가가 필요합니다" 라고 Ebert는 말합니다. "성공적인 표준화를 이루려면 모든 주제가 중앙에서 다뤄져야 합니다." 현재 더 많은 주요 프로젝트를 현재 유럽에서 진행 중입니다.

Ebert는 유명한 과학자이자 독일 Fraunhofer Gesellschaft 전 사장 Hans-Jürgen Warnecke 교수를 인용해 이렇게 말합니다. "공장은 실험 현장으로 사용하기엔 비용 부담이 너무 큽니다. 새로운 컨셉트를 테스트하기 위해 생산을 중단하지 않아도 되게 해 주는 효율적인 시뮬레이션 툴이 있습니다."