㈜새한텅스텐 - 생산량 종합 집계 및 제어 시스템 개발

Author(s):
김태욱 주임연구원 - (주)새한텅스텐

Industry:
Industrial Controls/ Devices/ Systems

Products:
Digital I/O, LabVIEW, PXI/CompactPCI

The Challenge:
23대의 생산장비의 생산량을 SENSOR를 통하여 감지하고 디지털 I/O보드로 수집하여 LabVIEW를 통하여 종합 집계, 연산, 분석, 네트워크 모니터링을 할 수 있는 시스템을 도입하게 되었다.

The Solution:
MTS-TCS (MTS-12 MACHINE 의 TOTAL COUNT 시스템)는 차량용 헤드라이트의 조명인 할로겐 필라멘트 생산라인에 LabVIEW와 디지털 I/O 보드를 사용하여 구현한 시스템이다.

요약 :
MTS-TCS (MTS-12 MACHINE 의 TOTAL COUNT 시스템)는 차량용 헤드라이트의 조명인 할로겐 필라멘트 생산라인에 LabVIEW와 디지털 I/O 보드를 사용하여 구현한 시스템이다. PLC와 HMI를 많이 적용하여 사용하지만 인터넷 및 네트워크를 통한 편리한 솔루션과 단순히 장비(PLC또는 HMI)의 제어가 아닌 G언어를 통한 전용 시스템을 만들 수 있다는 점에 큰 매력이 있어 이번 개발에 도입하게 되었다. MTS-TCS는 저희 공장의 주력 생산품인 할로겐 필라멘트 공정에 생산 장비인 MTS-12 MACHINE 23대에서 생산 되는 수량을 카운터하고 집계된 데이터를 주/야간 별, 일일 별, 월간 별 생산량을 연산하여 각각의 자료로 저장하고 저장된 자료를 그래프에 비교하여 각 공정에서 생산되는 생산성 및 효율을 모니터하며 공정의 책임자와 경영관리자들의 PC에 실시간으로 모니터링 하여 빠르고 능동적인 관리 방침을 정립할 수 있으며 영업담당자는 PDA를 통해 언제 어디서든 영업전략 수립에 빠르게 분석하고 대처할 수 있다. 앞으로 전 공정에 도입하여 최첨단 자동화 시스템을 구축할 계획이다

개발 배경 :
당사는 창립 27주년이 돼가는 중견 기업이며 형광등, 백열등, 각종 조명등의 필라멘트, 자동차용 할로겐 필라멘트, 복사기용 필라멘트, 반도체 검사핀 등을 생산하고 있다. 제품을 생산 하고 있는 장비는 창립 당시에 제작된 설비부터 헝가리, 독일, 중국, 일본, 대만 등 각국에서 제작되어 수입된 설비, 근래 최첨단 시스템으로 제작된 설비까지 대략 500대의 설비를 보유하고 있다. 그 중에 현재 회사의 주력 제품인 할로겐 필라멘트는 1차 공정인 코일 링 작업을 MTS-12 라는 설비 23대가 생산하고 있으며 이 장비도 자동화 시스템이 모두 다르며 노후화된 장비는 카운터 기능이 없어 공정에서 생산 되는 제품의 양을 정확히 파악하지 못하는 상황이므로 공장관리 에서 가장 중요한 불량률, 생산성, 제조원가 등 파악 및 대처에 큰 문제가 있었다. 23대의 생산장비의 생산량을 SENSOR를 통하여 감지하고 디지털 I/O보드로 수집하여 LabVIEW를 통하여 종합 집계, 연산, 분석, 네트워크 모니터링을 할 수 있는 시스템을 도입하게 되었다.

본론 :
MTS-TCS의 개발 LAYOUT을 그림 1에 나타내었다. MTS-12 MACHINE 장비 23대에서 얻은 신호를 LabVIEW(PCI-6527 디지털 I/O 보드)가 장착된 PC에서 PROCESS를 하고 네트워크와 인터넷을 통하여 각 클라이언트 PC, PDA로 모니터링이 가능하도록 구성하였다.

그림 1. MTS-TCS의 개발 LAYOUT

그림 2. 시스템 구성 알고리즘 순서도

기존 시스템의 경우 카운터가 개별로 동작을 하고 카운터가 없는 장비가 대부분이어서 제품의 생산량을 투입되는 원자재의 양으로 체크 할 수밖에 없었다. 하지만 기계의 셋팅이나 샘플 작업, 원선의 불량 등 많은 환경 변수로 인하여 정확한 생산량을 파악하기 어려워 생산성 파악 및, 불량률 파악, 영업계획 수립 등 회사의 많은 업무에 큰 구멍이 있었다.
이 시스템은 MTS-12 23대에서 센싱되어 나오는 SIGNAL을 PCI-6527을 통하여 카운터하고 집계하여 각 항목별로 연산을 통해 나온 데이터는 파일로 저장하고 비교 분석하여 그래프에 디스플레이 되며 NETWORK를 통하여 모니터링이 가능하도록 구성하였다.

그리고 현재 장비 가동 상황판을 만들어 현재 가동 되는 장비와 그 장비의 생산량도 체크가 가능하며 해당 담당자는 장비 가동 버튼을 활용하여 장비의 작동을 제어 할 수 있다.

그림 3. 인터넷 웹 페이지에서 생산량 모니터링

그림 4. 개발 시스템의 블록다이어그램(일부)

모든 데이터는 초당 1회씩 데이터를 저장하도록 하고 초기 구동 시 저장되었던 DATA를 LOADING 하여 작업 중 Power OFF에 대비하였다
3항목(주/야간별, 일일별, 월간별)로 각 시간대별로 저장하게 하고 저장한 후에는 각 DATA를 그래프에 최근DATA를 디스플레이하고 DATA는 리셋되어 생산량 카운터 한다.
OUTPUT에는 전자 릴레이를 HARDWARE로 연결하여 장비의 운전을 제어 할 수 있으며 제품이 생산되는 시간을 누적하여 장비의 가동현황을 표시한다.
WEB PUBLISHING TOOL를 통하여 웹 상에서 모니터링이 가능하도록 하였다.

결론 및 솔루션 개발 후 얻게 된 이점 :
생산량의 정확한 파악으로 해당 공정은 다른 공정에 비해 정확한 DATA분석으로 원인 파악 및 대처 능력이 빠르다.
원자재로 생산량을 파악하던 기존 시스템(70%) 보다 MTS-TCS(97%)는 뛰어난 정확성 및 파악에 소요되던 시간도 거의 10분에1 수준도 안 되는 탁월한 생산성을 보여주고 있다.
공정 담당자는 생산관리사무실에서 담당 관리자와 상의하여 장비의 가동여부 체크 및 운전제어를 가능하게 되어 2~3인의 업무를 덜게 되었다.
영업 담당자는 거래처에서 PDA로 모니터링 하여 회사의 이미지도 부각시키고 실시간으로 업무 조율이 가능해져 영업 수주에도 큰 성과를 올리고 있다.

앞으로 장비를 더욱 업그레이드 하여 현재 당사의 모든 생산 현장에 도입하여 전 공장을 빠르고 정확한 최첨단의 공장으로 만들어날 계획을 가지고 있다.

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김태욱 주임연구원
(주)새한텅스텐

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