Develop LLC, 체계적인 엔지니어링으로 자동화 기술 진일보

맞춤 자동화 장비는 정밀함, 안전성, 속도의 교차점에 자리 잡고 있습니다. 자동화에 투자하는 제조업체의 경우, 모든 기계가 개념 단계부터 운영 단계까지 예상치 못한 문제나 중단 없이 안정적으로 작동해야 합니다. 이러한 기대는 실제 환경의 제약 조건 하에서 제작, 배선, 테스트 및 통합이 가능한 기계로 아이디어를 구현하는 임무를 맡은 엔지니어링 팀에 큰 부담을 줍니다.

Develop® LLC는 바로 이러한 환경에서 운영 중입니다. 위스콘신 주 베로나에서 한 지붕 아래 기계, 전기 및 소프트웨어 엔지니어링을 결합함으로써 산업 전반의 제조업체를 위한 맞춤형 제조 장비 및 로봇 셀을 설계 및 제작하는 회사입니다. 이러한 범위에는 기술적 심도뿐 아니라 디지털 모델 기반의 설계가 생산 현장에 반영되는 방법에 대한 체계적인 접근 방식이 필요합니다. 

Develop LLC의 설립자이자 대표인 Matt Moseman은 위스콘신의 작은 농장에서 자랐고 기계공학 학위를 취득한 후 신제품 개발 MBA를 취득했습니다. 2014년 Develop LLC를 설립하기 전에는 군사 광학, 고성능 자동차 및 고급 제조 분야에서 경험을 쌓았습니다. 이러한 경험은 수직적 통합을 강조하며 정밀함, 신속함, 장인 정신을 중시하는 Develop 특유의 기업 문화를 형성했습니다.

Develop LLC의 기계, 전기, 소프트웨어 엔지니어들은 부품을 가공하고 설계한 장비를 조립하는 기술자들과 함께 일합니다. Moseman은 말합니다. "기계를 설계하는 엔지니어가 직접 조립하게 되면 유지보수나 조립 과정에서 발생하는 문제나 불편함을 경험함으로써 한층 더 성장할 수 있습니다." 이러한 피드백 루프를 통해 설계 문서의 정확성과 명확성을 높일 수 있습니다.

자동화 프로젝트의 규모와 복잡성이 확대됨에 따라 일관된 디지털 워크플로 없이는 이러한 루프를 관리하기가 더욱 어려워지고 있습니다. 설계는 기계 테스트, 하위 시스템 변경 및 새로운 요구 사항이 표면화됨에 따라 진화하고 있습니다. 체계적인 제품 개발 프로세스와 설계 접근 방식이 없다면 변경이 뒤늦게 이루어져 여러 팀에 영향을 미치며 통제하기 어려운 수많은 위험을 초래할 수 있습니다.

Develop LLC의 핵심 과제는 설계가 변경되더라도 엔지니어가 디지털로 설계한 내용과 기술자가 제작한 실물이 일치하도록 보장하는 것이었습니다. Develop LLC의 설계 엔지니어인 Timothy Molitor는 "지난 1년 동안 SOLIDWORKS®에서 수행한 작업이 실제 현장에서 이루어지도록 프로세스를 개선하는 데 수백 시간을 투자했다"고 설명했습니다.

자동화 프로젝트가 변경 없이 테스트 단계에 도달하는 경우는 거의 없습니다. 장비가 개념에서 실제 작동으로 이동하는 과정에서 구성 요소가 추가되고 레이아웃이 조정되며 시스템이 개선됩니다. Develop LLC의 전기 엔지니어 Robert Linnemann은 말했습니다. "제가 구상한 기계의 초기 시안은 최종 결과물과 같았던 적이 없습니다." 시간적 압박이 최고조에 달하는 테스트 단계에서 변경이 생기는 경우가 많습니다. Linnemann은 다음과 같이 설명합니다. "변경은 항상 생깁니다. 기계에 어떤 부분을 더해달라는 요청을 받아 설계를 변경하고 이를 반영하는 데 하루의 대부분을 보내죠."

SOLIDWORKS Electrical로 전환한 후에는 회로도에 직접 수정 사항을 반영할 수 있어서 작업을 처음부터 시작하는 데 걸리던 시간을 대폭 줄이고 전기 도면이 기계와 발맞춰 진행되도록 재사용 가능한 제어 구조를 프로젝트마다 그대로 옮겨 활용할 수 있게 되었습니다. 이러한 변화로 인해 뒤늦은 변경이 문서 작업에 부담을 주는 과정이 아닌, 일상적인 설계 업데이트 과정으로 바뀌었습니다.

Develop LLC는 SOLIDWORKS Design을 중심으로 하는 기계적인 워크플로를 개발하고, 이 워크플로를 전기 및 문서화 프로세스와 긴밀하게 연계함으로써 이 문제를 해결했습니다. 이 팀은 SOLIDWORKS가 실제 구축 사례를 지원하는 방식을 사용자 지정하는 데 상당한 노력을 기울였습니다. Molitor에 따르면 "SOLIDWORKS를 위해 10~20개의 사용자 정의 매크로를 작성했을 것"이라고 합니다.

SOLIDWORKS Design으로 LLC 엔지니어는 실제 기계 제작 방식을 반영하는 상세한 모델과 어셈블리를 개발할 수 있었습니다. 설계가 발전함에 따라 파라메트릭 관계는 도면과 문서에 걸쳐 업데이트가 일관되게 진행되도록 하는 데 도움이 되었습니다. 프로젝트는 설계에서 구축 및 테스트로 이동하므로 이러한 일관성은 매우 중요합니다.

SOLIDWORKS Electrical을 통해 전기 관련 워크플로를 한층 더 긴밀하게 정렬했으며, 이를 바탕으로 Develop LLC는 전기 및 기계 설계 작업을 초기 단계부터 조율할 수 있었습니다. 덕분에 라우팅, 와이어 길이, 물리적 여유값을 조립 단계에 이르러서야 해결하는 것이 아니라 전체 기계 레이아웃의 맥락 안에서 정의하게 되었습니다. Linnemann은 이렇게 말합니다. "기계 팀과 소통하며 전선의 절단 길이를 확인하고, 배선 방식과 전선이 기계 내부를 통과하는 방식을 정의할 수 있게 되어, 기계를 가장 효율적인 방식으로 함께 제작할 수 있게 되었습니다." 

테스트가 시작되면 효율성이 중요해집니다. Linnemann은 센서를 추가하거나 전체 모듈을 추가하거나 특정 작업 방식을 교체하는 등 모든 작업을 가능한 한 빨리 수행해야 테스트를 다시 진행할 수 있다고 강조합니다. 전기 회로도, 라우팅, 기계적 맥락을 일관되게 유지함으로써, 팀은 완성될 기계의 비전에서 벗어나지 않고 변경 사항을 구현할 수 있습니다. 회로도 단계에 전기적 설계 의도를 반영하고 이를 3D 기계 레이아웃에 구현함으로써, Develop LLC는 제작 과정에서 모호성을 줄이고, 뒤늦게 발생한 변경 사항이 전체 기계 설계에 일관되게 반영되도록 합니다.

SOLIDWORKS PDM은 수정본을 관리하고 변경 사항이 발생할 때 올바른 버전에서 작업할 수 있도록 함으로써 이러한 연계를 더욱 강화합니다. Moseman은 SOLIDWORKS Design, SOLIDWORKS Electrical, SOLIDWORKS PDM을 서로 연결된 하나의 시스템으로 사용하면 생산성이 향상된다고 설명합니다. 공유된 설계 및 데이터 환경에서 작업함으로써 변경 사항을 보다 쉽게 조정하고, 보다 빠르고 일관되게 움직일 수 있습니다.

Develop LLC는 SOLIDWORKS를 작업 현장의 현실에 맞춰 엔지니어링 의도와 물리적 공정 간의 연결 고리를 한층 강화했습니다. 엔지니어는 테스트 중에 빠르게 변경할 수 있으며, 업데이트가 모델과 도면에서 정확하게 반영될 것이라는 것을 알고 있습니다. 전기 및 기계 팀은 시스템이 어떻게 서로 맞물려 작동하는지를 보다 명확히 이해하여 잘못된 커뮤니케이션으로 인한 지연을 줄입니다.

또한 이러한 접근 방식은 LLC의 지속적인 학습 문화를 발전시키고 있습니다. 디지털 설계와 물리적 어셈블리 모두에 관여하는 엔지니어들이 실제 제약 조건을 바탕으로 설계 결정을 내립니다. 기계, 전기, 조립 팀은 동일한 설계 맥락을 이해하며 작업하고, 각 제작 단계에서 얻은 교훈이 다음 단계에 반영됩니다. Linnemann은 마지막으로 말합니다. "이렇게 긴밀한 협업으로 매우 빠르게 배울 수 있습니다." 시간이 흐를수록 더 많이 배우게 되고, 이는 더 깔끔한 디자인과 보다 예측 가능한 제작으로 이어졌습니다.

SOLIDWORKS는 Develop LLC에서 엔지니어링 원칙을 우회하는 지름길이나 이를 대체하는 수단으로 활용되는 것이 아닙니다. 개념부터 설치까지 정확성, 협업, 책임성을 중요시하는 구조화된 프로세스에 내장되어 있는 도구입니다. 디지털 설계가 실제 현실을 어떻게 반영하는지 구체화함으로써, Develop은 통제력을 유지하는 효율적인 반복 실행을 지원하는 기반을 구축했습니다.

자동화 산업에서는 효율성과 신뢰성이 절대적인 요소이기 때문에, 체계적인 설계 워크플로가 중요합니다. Develop LLC의 경험은 SOLIDWORKS가 명확한 프로세스와 엔지니어링 팀 간의 긴밀한 협업을 통해 그러한 체계를 어떻게 지원하는지 잘 보여줍니다.