3D CAD tool을 활용하여, 유연한 제품 데이터 공유 환경을 실현

대한민국 로봇 사업을 이끄는 강소기업인 로보게이트

로보게이트는 로보틱스와 AI 기술을 기반으로 한 솔루션 개발 및 공급 전문기업으로, 스마트 팩토리, 스마트 농장, 물류창고 자동화 등 다양한 분야에서 고객사를 지원하고 있습니다. 로보게이트는 로봇 개발 및 AI 관련 연구를 위해 AI 로봇 기술 연구센터를 운영하고 있습니다. 로보게이트는 대한민국 뿐만 아니라, 일본, 중국, 베트남, 미얀마, 인도 등 해외 시장으로 사업을 확장해가는 글로벌 기업으로 거듭나고 있습니다.

사업의 성장에 따라 복잡한 제품 라인업과 어셈블리로 인한 생산 비용 증가 문제 발생

로보게이트는 중소기업이기 때문에, AI 로봇, 협업로봇 등 다품종의 로봇 제품을 소량으로 개발하여 판매해야 하며, 특히 납기가 매우 짧은 상황입니다.

중소기업의 특성상 비용에 매우 민감하여, 설계자 한 명이 제품 프로젝트를 맡아서 개념 설계에서부터 생산 설계까지 해야되기 때문에, 설계자의 작업 부하가 큰 문제가 되었습니다. 기존에 사용하던 설계 툴은 2D CAD이었기 때문에, 위에서 열거한 문제들을 설계자가 해결할 수 없는 상황에 직면하였습니다.

또한, 기존 설계 툴에서는 제품을 입체적으로 표현하는 것이 불가능하여, 실제 생산시에 간섭이나 부품의 조립불가가 발생할 수 있는지 판단할 수 없었기에, 생산 문제로 인한 잦은 설계변경이 발생하여, 제품의 출하시간 지연은 물론 품질저하도 초래하게 되었습니다. 더욱이 이러한 설계변경은 완벽한 제품으로 출하될 때까지 반복됨으로써 반복제작에 따른 비용 증가, 업무량 증가 등의 예상하지 못한 손실이 막대하였습니다.

한 제품의 설계 변경 시에는 2D 기반의 제품 설계를 처음부터 순차적 프로세스로 다시 진행을 반복해야만 했습니다. 제품 설계 오류 문제는 생산 단계에서만 발견될 수 있기 때문에, 제품 설계 오류로 인한 문제로 제품 출하가 지연되는 일이 빈번했습니다. 기존 환경에서는, 현업 숙련자의 경험과 제작이 완료된 제품 결과물로서 품질을 평가를 할 수 밖에 없는 상황이었습니다.

또한, 조립도, 부품도, 각종 리스트 간의 연계성이 없었기 때문에 작업자가 수작업으로 이들을 모두 업데이트를 해야 해서, 종종 작업자들이 이를 무시하는 경우까지 있었습니다. 따라서, 최신 버전의 설계도라고 하더라도 실제로는 정확도가 떨어지는 현상이 발생하였습니다. 설계자들은 정면도, 평면도, 측면도, 은선, 가상선 처리 및 치수 작업 등 주로 형상 설계 작업에 매우 많은 시간과 노력을 들여야만 했습니다. 이로 인해 제품의 품질 개선을 위한 시간을 투자하지 못하게 되었고, 이러한 모든 문제들을 극복하기 위해 Siemens의 파트너사인 지경솔루텍과 프로세스를 재검토하기 시작했습니다.

작업 효율성과 생산성에 집중하여 검토한 새로운 제품 설계 환경 구축 프로젝트

설계자 한 명이 제품 프로젝트를 맡아서 개념 설계에서부터 생산 설계까지 해야되기 때문에, 설계자의 작업 부하가 항상 가장 큰 문제가 되었습니다. 이를 해결하기 위해서는 3D CAD 솔루션이면서 동시에, 소량 다품종의 제품 데이터를 전 프로세스에 걸쳐서 유기적으로 관리가 가능한 솔루션이 필요했습니다.

Siemens의 파트너사인 지경솔루텍과 먼저 Siemens의 Solid Edge가 개발 단계별 2D 및 3D 제품 데이터의 유기적인 연계가 가능한 솔루션인지를 검토하였다. 검토범주는 크게 ‘설계검증’, ‘설계변경’, ‘설계시간 및 효율’, ‘설계 데이터의 확장성’이 뛰어난 솔루션인지에 집중하여 검토하였습니다.

Solid Edge에서는 3D 형상 작성, 도면작성, 제품 속성 및 사양 작성, BOM (Bill of Material)작성이 효율적으로 가능하다는 것이 확인되었으며, Solid Edge를 사용하면 설계 오류에 따른 설계 변경의 최소화, 불필요한 도면작업 단축 등 부수적인 작업량이 줄어들어 이에 따른 제품 출하 시간 단축은 물론, 관련 비용을 대폭 절감할 수 있을 것이라고 기대되었습니다. 아울러, 기존 2D 기반의 제품 데이터의 재사용도 가능할 뿐만 아니라, Solid Edge의 장점인 동기식 기술을 활용하여 훨씬 자유롭고 혁신적인 제품 설계 아이디어로 제품을 빠르게 수정할 수 있는 장점이 확인되었습니다.

하지만, 사원들이 이미 사용하고 있는 익숙한 작업 환경을 변경하여 새로운 솔루션을 도입하는 것은 여전히 어려웠습니다. 새로 도입하려는 소프트웨어 솔루션에 대한 거부감을 없애기 위해 각 부서별로 충분한 논의를 거쳤으며, 새로운 솔루션에 대한 교육 및 저희와 유사한 업체의 성공사례에 대한 자료들을 바탕으로 Solid Edge의 활용에 대한 많은 장점들을 부각시켰습니다.

로보게이트가 확인한 Solid Edge의 가장 큰 장점 중의 하나는, 동기식 기술입니다. 이를 이용하면 보다 손쉽고 빠르게 설계 작업을 수정할 수 있습니다. 이 기능은 설계 작업의 속도를 엄청나게 단축시키는 역할을 합니다.

로보게이트가 실현한 혁신과 이에 따른 비즈니스상의 이점

결과적으로 로보게이트는 Solid Edge를 도입하여 고객의 스마트 공장 구현을 위한 협업로봇, 물류창고 자동화를 위한 로봇 제품을 개발하고 있습니다. 로봇 제품의 시뮬레이션 및 3D 형상 정보를 포함한 멀티 BOM 구현, 제품 가공 및 제작 공정까지 정확한 제품 정보 전달이 가능한 Data Flow 구축 및 설계 데이터 공유환경을 통한 제품 데이터 재사용율 향상으로 작업 효율성이 높아졌습니다.

Solid Edge 기반의 제품 데이터 관리를 통해, 각 부서별 협업이 손쉬워졌으며, 무엇보다 Solid Edge 내의 다양한 모듈을 추가하여 사용하면서, 제품 분석 관련 요청사항이 있을 경우, Solid Edge 시뮬레이션 기능을 통해 제품에 대한 해석 결과를 제공받을 수 있는 장점이 있습니다.

Solid Edge 도입으로 인해 각 부품 간의 간섭체크 및 제품 구동 시뮬레이션 기능을 통해, 실제 생산 전에 조립성 확인을 먼저 시행하여 많은 생산 문제를 줄이는 큰 효과를 얻었습니다. 또한, 고객사의 스마트공장에 로봇들이 여러 대가 배치되는 경우에도 이들의 작동시에 간섭을 미리 쉽게 확인할 수 있게 되었습니다.

이전에는 모든 제품별로 프로토타입을 제작하여 실제 작동시의 문제점이나 성능을 파악해야 되었기 때문에 시간은 물론 많은 비용이 소요되었습니다.

Solid Edge에서의 부품 간의 간섭체크, 제품 구동 시뮬레이션은 제품 설계 오류 감소로 이어져, 좀더 복잡한 메커니즘 설계가 가능할 수 있었을 뿐만 아니라, 도입 이전과 비교하여 전체 제품 생산 비용의 약 15% 절감 효과를 얻을 수 있었습니다.

Solid Edge에서 제공되는 BOM (Bill of Materials) 입출력 기능을 활용하여 정확한 제품을 제작할 수 있게 되었으며, 이를 생산 및 부품 구매 프로세스에서 유용하게 사용하게 되었습니다.

부가적으로 로보게이트는 Solid Edge를 통해 각 로봇 제품별로 완전한 3D 모델을 제작할 수 있게 되었습니다. 이를 활용하여 로봇 제품의 구동 시뮬레이션, 실사이미지 등을 쉽게 제작하여, 고객 프리젠테이션 및 제품 홍보자료를 만들어 영업 현장에서 활용할 수 있게 되어 회사의 매출 증대에도 도움이 되었습니다.

로보게이트 이창우 대표는 “제품 개발 단계에 있어 2D 도면으로는 한 눈에 파악하기 어려운 복잡한 로봇 제품의 활동 간섭 등을 미리 3D 모델로 구현할 수 있게 되었으며, 이를 통해 제품 설계시에 문제점을 즉각적으로 발견하고 수정할 수 있게 되었다.” 라고 솔루션 도입 효과를 설명합니다.