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작업 시간 절감
공사 일정 준수 및 시기적절한 설계 변경 덕분에 Seaway 프로젝트의 작업 시간을 단축할 수 있었습니다. 검토 과정을 효율화하기 위해, Rexroth의 고객들은 무료로 이용할 수 있는 Autodesk DWF Viewer로 설계도를 공유하거나 출력하고, 내부 검토 담당자들은 Autodesk Design Review를 사용해 마크업하는 등 오토데스크 설계 소프트웨어를 사용하여 양방향으로 피드백을 주고받는 설계 방식을 이용했습니다. Rexroth는 몇몇 프로젝트에서 데이터 관리 소프트웨어인 Autodesk Vault 를 이용해 손쉽게 설계 진행을 관리하고 있습니다. 미래 지향적인 Rexroth에서는 Autodesk Vault를 광범위하게 도입해 릴리스 프로세스를 자동화하고 엔지니어링 변경 지시를 추적하며 궁극적으로는 회사 내 엔터프라이즈 리소스 계획 시스템과 통합할 계획을 세우고 있습니다.
당면 과제
2003년 말, Rexroth는 기업 성장에 따른 수요에 부응하기 위해 직원 규모를 확대했습니다. 설계자도 충원했지만 제도 정확성은 하강 추세를 그렸습니다. 고객들에게 우수한 제품과 서비스를 제공하면서 수익성을 유지하기 위해서는 변화가 절실했습니다. 이 시기에, Rexroth의 경영진은 납품 신뢰성 향상과 모든 영역에서의 재작업 및 자재 낭비 최소화 등 몇 가지 목표를 제시했습니다. Rexroth는 이 목표를 달성하려면 2D 설계 소프트웨어에서 3D 소프트웨어로 전환해 설계 도면 제작 방식과 함께 생산 공정을 개선하는 것이 급선무임을 잘 알고 있었습니다. Rexroth가 SLSMC 프로젝트 입찰 권유를 받았을 때, 프로젝트 수석 설계자인 Ben Gilmore는 2D AutoCAD® 솔루션 대신, Autodesk Inventor의 3D 기능을 테스트해 보기로 결정했습니다.
“우리 설계 팀은 Autodesk Inventor를 사용해 제안서에 포함된 애니메이션과 렌더링을 제작했으며 이는 Seaway 측의 확신을 얻는 데 큰 역할을 했습니다. Autodesk Inventor를 사용해 3D 도면, 렌더링, 애니메이션을 제작함으로써 AutoCAD로부터 Inventor로 표준을 변경하도록 Seaway를 설득할 수 있었습니다."
CAD 관리자인 Martin Eberhard는 다음과 같이 덧붙입니다. "실제로 SLSMC의 표준은 아직도 AutoCAD입니다. 우리에게는 3D 시각화 지원을 비롯해 설계와 문서를 완성한 다음 실제 DWGTM 파일로 도면을 변환할 수 있는 소프트웨어가 필요했습니다. 이것이 Seaway에게 매우 중요했습니다."
특히 SLSMC 프로젝트에서 Autodesk Inventor를 채택하기로 결정할 때, 설계 엔지니어링 매니저인 Jim Lambert는 "3D 시스템이 없었다면 시도조차 하지 못했을 일들을 진행하면서 Seaway 프로젝트에서 Autodesk Inventor를 사용해 오류와 설계 횟수를 줄일 수 있을 것으로 확신했습니다."라고 설명했습니다.
3D 설계는 전문 업체에서만 처리할 수 있는 다양한 엔지니어링 분야의 탐색을 가능하게 했습니다. Inventor와 ANSYS DesignSpace와 같은 FEA 프로그램이 없었다면 Seaway 프로젝트를 위한 카데닉 링과 같은 중요 부품 설계와 제조가 불가능했을 것 입니다.
솔루션
Rexroth는 Autodesk Inventor를 선택하면서부터 설계 프로세스의 능률을 높이고 설계도에 포함되는 세부사항을 늘리고 고객과 생산 현장 직원 등 모두를 위해 시각화를 개선할 수 있었습니다. 뿐만 아니라, 소프트웨어 전환 과정도 매우 원활했습니다. Rexroth는 이전에도 새로운 소프트웨어와 플랫폼을 채택해야 하는 어려움을 겪어 본 적이 있었기 때문에 사용 편의성은 매우 중요한 요소였습니다.
Eberhard는 다음과 같이 얘기합니다. "2D에서 3D로 전환했을 때 그 효과를 의심하는 사람이 정말 많았습니다.
하지만 Inventor를 도입하면서 적절한 교육을 제공한 이후에는 모두들 ‘2D로 돌아간다는 것은 이제 상상조차 할 수 없다’고 말하기 시작했습니다."
더욱 빠른 제작
Rexroth는 Autodesk Inventor를 채택하기 전에, 모든 설계도를 2D로 제작했기 때문에 2D 설계의 한계를 종종 경험했습니다. "설계를 시각화하는 데 어려움을 겪었습니다."라며 Lambert가 말을 잇습니다. "전에 AutoCAD로 수행했던 프로젝트에서는 복잡한 제조 과정을 거쳐야 했는데, 생산 현장에서 부품의 모양을 설명하는 것이 정말 어려웠습니다."
이번에 작업 팀은 Autodesk Inventor로 프레임을 모델링해 3D 생산 현장에서 어떻게 용접해야 하는지 보여 줄 수 있었습니다.
"3D 환경에서 모델을 확인한 후에 설계도를 명확히 이해할 수 있었기 때문에 용접을 훨씬 더 신속히 진행할 수 있었습니다. 이런 방식으로 해서, 생산 현장에서도 3D를 이용할 수 있게 되었습니다."
오토데스크 덕분에 시각화 도구 이용, 변경 사항 반영, 오류 최소화, 고객의 기대 충족 등 다양한 이점을 얻을 수 있습니다.
50% 빠르게 설계 변경 사항 적용 및 오류 감소
오토데스크 생산 솔루션 덕분에 Rexroth의 설계 변경이 수월해졌으며, 이는 특히 SLSMC 프로젝트에서 매우 유용했습니다. 이제 Rexroth의 설계자들은 설계를 변경한 즉시 새 도면을 배포할 수 있습니다.
"AutoCAD로 작업했을 때는 도면에 변경 사항을 추가해도 그 내용이 다른 도면에 반영되지 않았습니다." Lambert의 설명이 이어집니다. "하지만 이제는 모델의 피쳐가 변경되면, 관련된 모든 도면이 자동으로 업데이트됩니다."
설계 변경이 훨씬 더 쉬워졌고 우수한 시각화 성능 덕분에 복잡한 설계 세부요소를 보다 효과적으로 볼 수 있게 되어 설계 오류를 줄일 수 있었습니다. Lambert가 다음과 같이 설명합니다. "우리는 상상하기 어려운 수많은 복잡한 형태를 다루는데, 이로 인해 간섭과 부정확한 치수 등의 문제가 야기될 수 있습니다. 3D는 이러한 문제를 해결하는 데 도움이 됩니다. Autodesk Inventor 덕분에 부품 간의 간섭 현상과 제거할 영역을 확인할 수 있습니다. 호스와 같은 복잡한 모양도 실제로 확인하면서 호스 주변을 설계할 수 있습니다. 이제는 시스템 그룹에서 설계 및 엔지니어링하는 모든 프로젝트의 오류가 대폭 줄었습니다.
생산 현장에서 새로운 작업 방식을 찾아내거나 제안하면 설계도를 즉시 수정할 수 있습니다. Lambert는 "2D를 사용할 때와 비교해 Autodesk Inventor를 사용하는 지금은 50%나 더 빠르게 설계를 변경할 수 있습니다."라고 밝혔습니다.
FEA 해석으로 비용 절감
Rexroth가 2D로 설계할 때에는 주요 부품에 대한 FEA(Finite Element Analysis)가 복잡한 과정이었습니다. 따라서 가장 비용 효과적인 설계를 보장하기 어려웠습니다. SLSMC 프로젝트에서 이러한 방식을 사용했다면 컨셉부터 완성품 제작까지 게이트와 급수 밸브의 개폐를 수월하게 하는 많은 핵심 구성요소를 설계할 때 문제가 되었을 것입니다. 설상가상으로, SLSMC 프로젝트에서는 부식의 위험을 방지하기 위해 특수 자재가 필요했습니다.
Rexroth는 Autodesk Inventor에서 오토데스크의 글로벌 파트너인 ANSYS, Inc.의 ANSYS DesignSpace로 모델을 직접 가져와 자체적으로 FEA를 수행할 수 있습니다. 단일 부품을 테스트해야 할 때는, Rexroth 엔지니어가 Autodesk Inventor Professional 내에서 ANSYS DesignSpace의 FEA 기능을 사용합니다. Lambert가 말합니다. "FEA를 자체적으로 진행하면서 불필요한 설계 작업이 사라졌습니다.. 이제 우리가 확보할 수 있는 자재에서 어떤 어셈블리가 어느 정도의 하중을 견딜 수 있을지 정확히 알 수 있습니다. 매우 비용 효과적인 설계 방식입니다."
비즈니스 영역 확장
Rexroth는 Autodesk와 ANSYS에서 제공하는 설계와 FEA 기능을 통해 새로운 영역으로 진입할 수 있다는 자신감을 얻게 되었습니다. 그 영역은 바로, 운하의 새로운 마이터게이트 유압 실린더에 들어가는 지지대 블록 구조물과 카데닉 링을 설계 및 제조하는 것입니다. Rexroth는 일반 공급업체로부터 예상보다 많은 주문을 받은 후 Autodesk Inventor를 사용해 사내에서 직접 설계를 모델링하고 ANSYS DesignSpace를 이용해 테스트하기로 결정했습니다.
Autodesk Inventor를 사용하고 나서는 카데닉 링을 직접 설계할 수 있다는 자신감이 생겼습니다. 결국, 우리는 보다 효율적인 설계 도면을 제작하여 예상보다 큰 비용 절감 효과를 얻을 수 있었습니다. Rexroth에서는 Autodesk Inventor 덕분에 비용이 많이 드는 프로토타입 없이도 설계 단계부터 생산 단계까지 바로 진행할 수 있었습니다.
설계 검토 프로세스 개선
Rexroth는 오토데스크 제조 솔루션을 활용해 내부 검토와 외부 검토 과정에서 설계 도면을 공유했습니다. SLSMC는 Autodesk DWF Viewer를 사용하고 있는데, 이는 데이터가 풍부한 2D 도면과 3D 모델을 쉽게 확인하고 DWF 형식으로 출력해 Rexroth가 설계하는 모든 장치를 검토할 수 있게 해 주는 무료 소프트웨어입니다.
Lambert는 다음과 같이 말합니다. "고객이 설계를 시각화하는 데 큰 도움이 되었습니다. 우리 고객들은 DWF 뷰어 내에서 직접 3D 어셈블리의 각 구성요소 시각화를 활성화 또는 비활성화할 수 있어 전체 어셈블리의 설계 의도를 완벽히 파악할 수 있습니다. 만족할 만한 렌더링이 완성되면, 뷰를 스크린 샷으로 저장하고 수정 사항 표시를 통해 필요한 설계 변경 사항을 명확히 전달할 수 있습니다.
Rexroth는 검토 과정의 능률을 높이기 위해 Autodesk Design Review를 사용하고 있습니다. 설계도 제작에 사용했던 원래의 소프트웨어 없이도 2D와 3D 설계도를 100% 디지털 방식으로 검토 및 마크업할 수 있게 해 주는 프로그램입니다. 조립 공장에는 어셈블리를 검토하고 DWF에 마크업함으로써 새로운 파이프 루트나 다른 변경 사항을 제시할 수 있는 업무 환경이 갖추어져 있습니다.
"평면 도면을 보고 잠재적인 문제를 예측하는 것이 아니라, 눈 앞에서 직접 확인할 수 있습니다." 조립 공장 매니저인 Bob Van Vliet의 설명입니다.
Autodesk Design Review가 너무도 마음에 들어 많은 고객들에게 무상으로 제공하기 위해 별도의 라이센스를 구입했죠. 이제 고객들은 컨셉부터 완성품 제작 단계에 이르기까지 설계 과정에 깊게 관여하면서 실제 3D 모델을 시각화 및 분석하고 단면도를 생성해 수정 사항을 표시하거나 측정할 수 있습니다. 덕분에 회사와 고객 간의 커뮤니케이션이 눈에 띄게 개선되어 고객들이 원하는 요구사항을 정확하게 충족하는 동작 제어 솔루션을 제안할 수 있게 되었습니다. 이것이 바로 당사의 차별화 요인입니다.
향후 전망
Rexroth에서는 설계 데이터 관리를 돕기 위해 Autodesk Vault 소프트웨어를 구현해 일부 프로젝트에서 작업 데이터를 관리하고 있습니다. 이 회사에서는 릴리스 프로세스 자동화, 엔지니어링 변경 지시 추적, 재료 명세서(BOM) 관리를 위해 이 솔루션을 좀 더 광범위하게 배포할 예정입니다. "지금은 서로에게 '도면 좀 닫아주시겠어요?'라고 물어야 하는 비효율적인 문서 관리 시스템을 사용하고 있습니다." Lambert의 설명입니다. "설계자 간에 공동 작업과 설계를 안정적으로 진행할 수 있는 보안 시스템을 갖추는 것이 매우 중요합니다. 그래서, SLSMC 및 기존 데이터를 모두 Autodesk Vault로 옮겨올 계획입니다. 현재 구현 단계에 있는 SAP 시스템과도 연결해야겠죠."
Rexroth는 Autodesk Vault를 통해 매니저들이 보다 효과적으로 프로젝트 상태를 보고받도록 해 프로젝트 워크플로우를 개선할 수 있기를 바라고 있습니다. "수많은 종이 문서에 스탬프를 찍고 서명해야 합니다." Lambert가 말을 잇습니다. "우리는 Autodesk Vault를 통해 매니저가 프로젝트의 상태를 파악하고 현장에 어떤 문서가 릴리스되었고 어떤 구성요소가 완성되었는지 파악하는 데 도움을 받을 수 있기를 바랍니다. 우리가 건설하는 모든 것의 기반이 되는 유압 구조도에 대해 전자 서명 방식을 채택하고 싶습니다."
Autodesk Inventor를 사용하면서부터, 이전에는 1000시간이나 걸렸을 작업이 500시간 정도로 단축되었고 2D 환경에서는 불가능한 수준의 높은 정밀도를 보장할 수 있게 되었습니다.
결과
Rexroth의 업무 팀들은 생산성을 크게 높여 이전보다 더 많은 도면을 제작하고 생산 현장에 더 많은 프로젝트를 릴리스할 수 있게 되었습니다. 직원 수는 동일하지만, 2004년에 비해 2005년에 제작한 도면 수가 두 배로 늘었습니다.
Lambert가 말합니다. "설계 팀에서 처리한 도면의 수가 늘어났음에도 불구하고 월별 평균 불일치율이 46%, 공유 도면 오류가 25% 감소했고, 도면 정확도는 7% 향상되었습니다. 무엇보다도 이전에 2D AutoCAD를 사용해 수행했던 프로젝트에 비해 설계 시간이 50% 이상 감소할 것으로 예측됩니다. Autodesk Inventor를 사용하면서부터, 1000시간이나 걸렸던 작업이 절반으로 단축되었고 2D 환경에서는 불가능한 수준의 높은 정밀도를 보장할 수 있게 되었습니다."
향상된 3D 시각화
Rexroth에서 사용하고 있는 뛰어난 3D 시각화 기능 덕분에 Rexroth에서는 제작 모듈을 연결할 일도 없어졌습니다. Lambert는 다음과 같이 설명합니다. "Autodesk Inventor Professional의 3D 시각화 기능 덕분에 기계 및 생산 도면을 정확한 사양에 맞춰 제작할 수 있습니다. 그 결과, 생산 현장에서가 아니라 엔지니어링 사무실에서 적합성, 형태, 기능을 검증할 수 있습니다. 이전의 연결 방식을 사용했다면 자재비와 인건비가 15%~20% 정도 더 들었을 것입니다."
Autodesk Inventor 덕분에 Rexroth의 마케팅 부서에서도 사실상 제품 사진을 촬영하느라 비용을 들일 필요가 없어졌습니다. "우리는 애니메이션 프로토타입을 제공합니다." Lambert의 말이 이어집니다. "마케팅 부서에서는 이 렌더링을 보고 눈을 의심합니다. 모두들 칭찬 일색입니다."
Rexroth의 산업용 유압 시스템 총괄 매니저인 Dino Paladino는 Autodesk Inventor의 성공적인 구현을 한 마디로 표현합니다. "일정 규모 이상의 투자 수익(ROI)이 동반되지 않는다면 최신 3D 설계 기술을 도입할 의미가 없습니다. Inventor는 확실히 엄청난 ROI를 보장합니다. 시스템을 효율적으로 설계하면서도 오류와 리드 타임을 줄일 수 있기 때문이죠."
Gilmore는 말합니다. "오토데스크와 함께라면 변경 사항을 시각화 및 조정할 수 있는 도구를 확보하고 오류를 최소화하고, 고객이 기대하는 것 이상을 제공할 수 있습니다."