정밀 제조가 어려운 3가지 이유

테오 새빌
2023년 7월 4일
정밀 제조가 어려운 3가지 이유

CloudNC는 정밀 제조를 지금보다 더 쉽고 효율적으로 만들기 위해 존재하는 회사입니다. 우리는 소프트웨어를 사용하여 누구나 클릭 한 번으로 새로운 부품을 쉽게 만들 수 없도록 방해하는 장애물을 제거하고자 합니다. 

이러한 목표를 달성할 수 있다면 전 세계 제조 산업을 활성화하고 공급망을 단축하며 기업이 집 근처에서 안정적이고 신속하게 부품을 생산할 수 있게 되어 모두가 윈윈할 수 있습니다. 

하지만 위의 내용에는 무언의 질문이 있습니다. 애초에 정밀 제조를 개선해야 하는 이유는 무엇일까요? 그리고 왜 기존 업체들은 이 부문을 보다 원활하게 운영하는 데 필요한 긍정적인 변화를 실행하지 못했을까요? 

영국에서 자체 공장을 운영하면서 부분적으로 알게 된 사실이지만, 이 모든 것은 확장성에 달려 있습니다. 정밀 제조의 문제점이 무엇인지, 그리고 그 문제를 해결하기가 왜 그렇게 어려운지 간단히 살펴보겠습니다. 

문제 1: 모든 것이 수동입니다.

정밀 가공을 어렵게 만드는 첫 번째 요소는 모든 작업이 다르다는 점입니다. 

고객이 새 부품을 만드는 데 드는 비용을 견적해 달라고 요청할 때마다 이전에 본 적 없는 제품에 대한 것입니다. 즉, 어떻게 만드는지, 시간이 얼마나 걸리는지, 리드 타임이나 품질 요구 사항을 정확히 충족하는 방법을 모른다는 뜻입니다. 

그 결과 견적을 제대로 받기가 매우 어렵고, 이를 도와주는 매뉴얼도 없습니다. 견적을 너무 낮게 책정하면 시장 가격을 낮춰 수주할 수는 있지만, 결국 모든 부품에서 손해를 보게 됩니다. 너무 높게 책정하면 주문을 따내지 못합니다. 그 중간에는 수주와 수익을 모두 얻을 수 있는 스위트 스팟이 있지만, 다년간의 경험을 바탕으로 한 노하우 외에는 이를 찾을 수 있는 프로세스가 없기 때문에 그 지점에 도달하기는 어렵습니다. 계속 잘못하면 워크숍은 실패하게 됩니다. 

따라서 견적을 낼 때 보통 30년 정도의 경력을 가진 비즈니스 내 한 명의 전문가에게 의존하게 되는데, 이 전문가가 기본적으로 가격대를 정확하게 추정하는 경우가 많습니다. 따라서 이 사람은 제조 비즈니스에서 절대적으로 중요하며, 그들의 경험과 노하우는 모두 머릿속에 있기 때문에 이를 복제하여 동료들과 공유하기가 매우 어렵습니다. 

문제를 더욱 악화시키는 것은 그러한 경험을 가진 사람이 있더라도 모두 특정 공장에 특화되어 있고 현지화되어 있기 때문에 새로운 시설에 투입하여 일을 맡기면 어려움을 겪을 수 있다는 것입니다. 공장마다 비용 기반, 기계, 특수성 및 특성이 다르기 때문에 한 공장에서는 많은 돈을 벌 수 있는 정확한 견적이 다른 공장에서는 손실로 이어질 수 있습니다. 

문제 2: 타이밍

작업 견적을 내는 것만큼이나 어려운 일은 작업을 받은 후 일정을 잡는 것입니다. 견적 과정에서 전문가는 완벽한 세상에서 모든 것이 얼마나 걸릴지 짐작했지만 실제로 부품을 만들기 시작할 때까지 실제로 얼마나 걸릴지 알 수 없습니다. 

두 배의 시간이 필요하다는 사실을 알게 되면 해당 부품의 납품이 늦어져 다른 작업도 늦어질 수 있기 때문에 문제가 됩니다. 그렇다고 해도 고객에게 견적한 가격을 변경할 수는 없습니다. 

공장에서 스케줄링이 수작업으로 이루어지기 때문에 문제가 더욱 복잡해집니다. 저는 개인적으로 수백 대의 CNC 기계를 보유한 회사들과 이야기를 나눠본 적이 있는데, 이들은 여전히 Microsoft Excel을 사용하여 모든 작업을 예약하고 있습니다. 기계 수가 적은 소규모 회사는 화이트보드를 사용하는 경우가 많습니다. 

따라서 작업 일정을 정확하게 잡는 것이 어렵다는 것은 타이밍 측면에서 이미 공장에서 쓰레기 투입, 쓰레기 배출과 같은 상황에 처해 있다는 것을 의미하며, 이러한 문제는 타이밍을 더욱 엉망으로 만드는 모든 변수로 인해 다시 악화됩니다. 

문제 3: 분산

우선, 모든 새로운 구성 요소를 프로그래밍하는 방법은 무수히 많으며, 각자의 전문 지식에 따라 각기 다른 방식으로 프로그래밍할 것입니다.

그런 다음 더 많은 변수를 혼합할 수 있습니다. 프로그래머는 자신이 선호하는 도구와 선호하는 도구 경로가 있습니다. 처음 50번은 공구가 완벽하게 작동하지만, 51번째부터는 특정 모서리에서 공구가 잡음이 나고 예상보다 빨리 마모되거나 부러져서 영역을 제대로 정리하지 못하거나, 다음 15번의 공구가 모두 있어야 할 곳에 없는 재료를 치고 스냅이 발생할 수도 있습니다. 한 번의 잘못된 움직임으로 스핀들이 다른 단단한 금속 조각에 고속으로 부딪히는 환경에서는 이제 고가의 고장난 CNC 기계가 생겼습니다.

이 모든 혼란 속에서 무엇을 생산하려는 것일까요? 천분의 1밀리미터 또는 미크론 이하까지 정확해야 하는 부품: 작업 현장의 콘크리트 두께, 창문을 통해 햇빛이 들어와 기계의 한쪽이 가열되는지 여부, 작업자가 이전 작업에서 스핀들을 가볍게 부딪혔는데 아직 언급하지 않은 경우 등 사소한 변화로 인해 좁은 허용 오차 범위에서 벗어나는 부정확성이 발생할 수 있는 종류의 허용 오차입니다.

이러한 모든 요소는 공장에서 가장 안전한 길은 가능한 한 단순하게 만드는 것, 즉 편차를 최대한 없애고 한 가지에 전문화하는 것임을 의미합니다. 특정 산업(예: 석유 및 가스)에서 일하면서 같은 서너 개의 회사를 위해 같은 부품을 만드는 상황에 도달하여 비즈니스가 예측 가능하고 매일 가공 휠을 다시 발명할 필요가 없게 되기를 원할 것입니다. 

경제적으로는 이해가 되지만, 전략적으로는 시장의 흐름이 바뀌고 구매자가 다른 방향으로 가기로 결정할 경우 공장이 소수의 잠재 고객에 묶여 자연스러운 방어책이 거의 없다는 것을 의미합니다. 만약 여러분이 항공우주 기계 가공 전문업체인데 코로나19로 인해 전 세계 항공기의 운항이 중단된다면 어떻게 될까요? 

균형 맞추기

그렇다면 이러한 모든 문제에 어떻게 대처할 수 있을까요?

안타깝게도 답은 경험입니다. 이 업계에서 오랫동안 일해 온 사람들은 자신의 일을 정말 잘합니다. 이들은 새 트럭에 실린 금속이 평소와 다르게 작동하는 것을 알아차리거나 예정된 견적이 작업을 시작하기 전에 문제를 발견하는 등 많은 문제를 예측하고 문제가 발생하기 전에 차단할 수 있을 만큼 많은 것을 보아왔기 때문입니다. 

왜 "불행히도"인가요? 글쎄요, 왜냐하면: 

  • 애초에 이러한 전문성을 갖춘 사람을 찾는 것은 매우 어렵고, 이를 개발하기 위해서는 수년간의 노력이 필요합니다.
  • 이러한 사람들을 발견하면 확장하거나 다른 사람들과 지식을 쉽게 공유할 수 없으므로 복제할 수 없습니다.
  • 사라지고 있습니다: 업계에서 은퇴하는 사람들이 대체되지 않고 있습니다. 

이 모든 것을 합치면 업계 내부에서 해결할 수 없는 상황이 발생하며, 완전히 다른 방식으로 문제를 바라보는 해결책을 찾기 위해 외부로 눈을 돌려야 합니다. 

다행히도, CNC 기계의 프로그래밍 프로세스를 대부분 가속화하고 자동 완성하여 부품 가공 시 많은 변수를 제거할 뿐만 아니라 신입 기공사에게 직접 경험을 제공하여 기술 격차를 메우는 데 도움을 주는 CAM Assist 소프트웨어 솔루션이 바로 이 부분에서 유용합니다. 

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