1. 개요
1) FMS (Flexible Manufacturing System) 정의
여러 가지 부품 유형들의 혼합과 수요 패턴 변화에 따라 조정되는 생산량에 유연하게 대응하기 위해
1) 여러 작업장에서 다양한 부품 유형을 동시에 처리 가능한 생산의 유연성과 2) 생산성을 동시에 지향하는 생산 시스템
대표적으로 MCT, CNC 가공등을 활용
- FMS는 고도로 자동화된 GT 셀
- 자동 자재 취급 및 보관시스템과 연결되어있는 작업장 그룹 (일반적으로 CNC머신)으로 구성되어 있고 분산 컴퓨터 시스템으로 제어)
- 다양한 작업장에서 동시에 여러 부품 율형을 처리할 수 있고 부품 유형의 혼합 비율과 생산량이 수요 패턴이 변화함에 따라 조정될 수 있음 (그래서 유연함)
2) FMS 특징
- 제품 다양성과 생산량이 중간 정도인 환경에 적합
- 여러 종류의 작업물들을 동시에 순서 없이 생산 가능한 시스템
- 예전에 비해 공작 기계 대수가 감소되는 대신 아래 기능을 갖추는 추세
- 공구의 자동 공급 및 교환 기능 (ATC; Auto Tool Changer)
- 공작기계 내 측정 기능
- 무인 운전과 원격 운전을 위한 각종 제어 및 자동 보정 기능들과 같은 자동화를 위한 하드웨어
- 기업 내 상위 정보시스템과 통합 기능을 갖는 소프트웨어 (CPS, 스마트팩토리)
스마트팩토리 (Smart Factory), 공장자동화 (FA; Factory Automation)와의 차이, CPS, ERP, MES
22-1-5 데이터 수집 측면에서 생산자동화(공장 자동화)와 스마트 팩토리(Smart Factory)의 차이점을 설명하시오. 22-1-8 스마트 팩토리의 생산시설 통합 소프트웨어 플랫폼인 CPS(Cyber Physics System)에 대하
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- 기본적으로 절삭공정이 가장 큰 적용분야다 (CNC 가공)
- GT의 원리를 따름 (완벽하게 유연할 수 없기에, 최대한 미리 정의된 유형, 크기, 공정 내에서의 부품을 생산하도록 설계)
- 다른 말로 FMS는 단일 부품군이나 제한된 범주의 부품군만을 생산 (GT의 원리)
3) FMS 구조, 구성요소
CNC가공, NC 가공, 서보기구(servo mechanism), 공구제어방법, CNC 주축 열변위특성
19-1-8 CNC 공작기계에서 공구의 이동경로와 형상에 따른 제어 방법 3가지에 대하여 설명 하시오. 19-3-6 CNC 공작기계의 정의, 구성, 기계가공의 흐름에 대하여 설명하시오. 19-4-4 CNC 공작기계의 서보
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NC → CNC → DNC → FMS, CIM
CNC는 자동공구교환, 공구저장, 펠릿 공작물 사용(자동 펠릿 교환 장치), CNC 및 분산 수치제어 기능과 같이 FMS에 적합한 여러 특성을 지니고 있음
- 작업장 : CNC 머신(가장 흔한건 CNC머시닝센터, 수평형) , 장착/탈착 작업장 / 세척 장비, 판재성형공정도 포함될 수 있음 (프레스)
- 자재 운반 및 보관 시스템
- 공작물 이송 : 다른 기계로 운반될 수 있어야 함 (자동)
- 공작물 형상 취급 : 주로 모듈형 팰릿 고정구를 이용하여 다양한 공작물 처리 (고정구는 팰릿 상면에 위치하여 고정구로 부품을 신속히 결합할 수 있게 설계되며, 다양한 공작물 형상에 대응할 수 있음, 팰릿의 바닥면은 자재 취급 시스템에 맞도록 설계)
- 임시 저장 : 유연한 생산량 관리 (임시)
- 컴퓨터 제어 시스템과 호환성 (작업, 이송, 저장을 동시에 연계)
2. GT (Group Technology, 그룹테크놀로지)
1) GT (Group Technology) 정의
다품종 소량 생산을 효율적으로 실시하기 위한 하나의 원리
부품의 형상, 치수 ,가공법 등에 의거하여 유사 부품을 그룹 분류한 후 이를 바탕으로 설계를 합리화하고 준비 시간이나 가동 대기의 허비 시간을 감소시켜 다품종을 대량 생산 방식에 가까운 효과를 얻는 것을 목적으로 함
2) GT 방법
- 부품의 형상 치수 혹은 가공법이 유사한 것을 그룹화
- 각 그룹에 대하여 부품 설계를 일괄적으로 함
- 적합한 기계를 할당시키고 (가공법이 유사하니) 공통의 공구, 기계 작업 방법을 이용하여 합리적인 생산을 하는 기법
3) GT 특징
(1) 장점
- 작업 준비시간, 공정간 운반시간, 가공대기시간 감소
- 생산 수량을 증대시켜 생산성 향상
- 표준품의 대량생산에서 기대되는 규모의 경제를 소량생산 체계에서 실현
- 설계의 표준화가 가능하고 설계 비용 절감
- 생산 일정계획이 용이해지고 MRP(자재소요관리) 적용이 수월해짐
- 자재의 흐름이 빨라지고 (부품 이동 최소화) 생산성이 증가, 작업자 숙련도 향상
- 품질이 향상되고 원가가 절감, 관리가 수월해짐
(2) 단점
- 부품 분류가 복잡하여 업무가 증대됨
- 설비 고장시 가동 정체가 큼
- 기계 설비가 중복 투자되고 기계설비 전용이 어려움
3. CMS (Cell Manufacturing System, 셀 형 제조방식)
1) CMS(셀 형 제조방식) 정의
자동화된 핵심 가공기능, 자동화되어있는 내부 반복기능의 제어 기능을 가지고 있음
CMS는 그것 자체로써 단독 가동이 가능한 소규모의 FMS개념, 외부 반송 시스템과 연결하면 FMS의 기본 모듈이 될 수 있음 (모여서 더 큰 FMS를 구성)
CMS는 FMS에 비해 규모가 작고 중소기업에 도입이 용이함
2) 기존 컨베이어 방식과의 비교
| 구분 | 셀 생산 방식 | 컨베이어 방식 (기존 |
| 작업 방식 | 직원 한 사람이 수십개의 부품을 앞에 두고 혼자 조립 (로봇 등) | 여러명의 작업자가 컨베이어 벨트를 통해 공정을 분할한 단순 생산 방식 |
| 구성 | 1인 생산부터 4인, 6인, 수십명 생산 방식 등 다양한 조합 | 일률적인 조합 |
| 특징 | 지루함을 덜 수 있음 숙련도가 뛰어난 사람이 다른 사람 작업을 도울 수 있음 다품종 소량 생산에 최적화 |
지루할 수 있고 생산성이 떨어질 수 있음 컨베이어 벨트 속도가 숙련도 중심으로 맞춰져 초급 생산 인력은 적응이 어려움 재고 관리 어려움 |
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