초도품 검사를 개선하고, 최적화하며, 그 기간을 단축하는 방법

초도품 검사(FAI)는 제조 공정에서 매우 중요한 공정입니다. 품질 관리(QC) 팀은 검사 단계를 최적화하여 구상과 제작 단계 사이에서 왔다갔다하지 않도록 해야 합니다. 품질 관리 팀은 문제를 올바르게 식별할 뿐만 아니라 관련 데이터, 측정 결과, 발견한 문제 해결을 위한 결과 역시 제공해야 합니다.

품질 관리자는 보통 문제를 찾고 발견하는 사람이며, 이는 우리가 원하지 않는 작업 과정입니다. 그러나 효율적인 도구를 사용한다면 문제를 식별할 뿐 아니라 실행 가능한 솔루션을 찾을 수도 있습니다. 그러면 생산을 더 빠르게 진행하는 데 도움이 되어 초도품이 제작 지연 및 문제 없이 납품될 수 있을 것입니다.

이 블로그는 신기술의 진화와 품질 관리자의 작업을 용이하게 하는 신기술의 능력에 대해 살펴보도록 하겠습니다. 또한 FAI(초도품검사)가 고객의 요구 사항을 정확하게 충족하는 우수한 품질의 규격품을 제공할 수 있는 안정적인 제조 공정을 수립하는 방법에 관해서도 설명합니다.

초도품 검사(FAI)란 무엇입니까?

초도품 검사라는 이름에서 알 수 있듯이 대량 생산 전 부품에 대한 검사가 필요합니다. 이는 주로 새로운 제품과 설계에서 사용되며 제조 공정에서 설계 의도가 올바르게 해석되도록 합니다. 또한 고객에서 계약 및 사양 요건을 준수하였다는 것에 대한 입증을 하는 데 필요한 문서를 제공합니다.

FAI가 중요한 이유는 무엇입니까?

FAI는 수정에 많은 비용이 들기 전에 제조 문제를 발견하고 오류를 잡아내는 데 목표로 합니다. 결과적으로 반품률을 낮추고 재작업에 수반되는 비용을 절감하는 데 도움이 됩니다. 고객의 만족도와 수익성 향상에도 도움이 됩니다.

FAI가 까다로운 이유는 무엇입니까?

그럼에도 새로 개발된 부품에서 FAI를 수행하는 것은 까다롭습니다. 모든 개체들이 측정되고 확인되어야 하기 때문에 완벽한 FAI가 좌표측정기(CMM)에서 수행되어야 하는 경우에는 특히 매우 많은 시간이 소요됩니다. 상대적으로 덜 중요한 개체 검사에 의해 발생한 병목 현상으로 인해 CMM을 사용할 수 없는 경우, 부품 품질과 제품 리드 타임에 부정적인 영향이 미칩니다.

문제는 새로운 부품이 많을수록(종종 새로운 프로그램의 경우처럼) 종종 짧은 기간 내에 더 많은 FAI가 실행되어야 하며 더 많은 시간 동안 CMM(및 이를 운영할 인적 자원)을 사용할 수 있어야 한다는 것입니다.

CMM에서 병목 현상을 피하는 방법은?

CMM은 높은 정확도로 인해 FAI에서 널리 사용되고 있습니다. 실제로 CMM은 항상 측정 담당자를 위한 기준 측정 장비였습니다. 이렇게 높은 수요로 인해 몇 가지 단점이 발생합니다.

CMM은 새로 산업화된 부품의 FAI에 사용할 수 있어야 할 뿐만 아니라 모든 유형의 검사, 특히 중요한 치수의 검사를 위해 대기 상태에 있어야 합니다. 계측 담당자는 성능 기준과 허용오차가 엄격한 경우 CMM을 사용해 주요 개체들을 관리합니다. 그러나 이는 전문 작업자가 프로그래밍하고 처리해야 하며 작동 속도가 느리기 때문에 품질 관리 작업이 누적되면 상당한 병목 현상이 발생하여 제조 공정의 진행이 지연될 수 있습니다.

결과적으로 CMM에 대한 접근성은 중요한 치수의 FAI를 보장하는 데 필수적입니다. 이를 위해 덜 중요한 치수들은 쉽게 배우고 사용하기 간단한 다른 계측 기기로 검사하고 허용오차가 높은 개체들은 QC팀이 CMM으로 검사하여, 병목 현상으로 발생하는 비용을 절감할 수 있습니다.

전 세계적으로 FAI는 어떻게 수행하고 있습니까?

FAI는 현재 전 세계적으로 수행되어 왔습니다. 현재 제품은 전세계의 다양한 위치에 기반을 두고 다양한 제조 공정을 사용하는 수많은 하도급 업체와 공급자에 의해 제조되는 수백 가지 구성품으로 만들어지고 있습니다. 성능 저하 및 효율성을 낮추고 결함이 없는 완성도 높은 제품을 생산하기 위해 모든 구성품은 우선 조립된 후에는 서로 잘 맞고 올바르게 정렬되어야 합니다.

유럽의 자동차 제조사에 의해 설계된 부품을 예로 설명하겠습니다. 치수 모델이 먼저 아시아에 소재한 하도급 업체로 보내집니다. 이들은 자동차의 부품을 주조하고 생산하여 이 부품을 자동차에 조립할 남아프리카의 공장으로 보냅니다. FAI는 자동차 제조사에 의해 수행됩니다. 그들은 최초 조립을 시도하고 이때 결함이 나타납니다. 여기서 발견된 부조화는 하도급 업체로 전달되며 이들은 새로운 샘플을 공장으로 보내기 전에 자신들의 툴을 수정합니다. 구성품이 제대로 맞지 않는 일이 한번 더 발생할 수 있습니다. 하도급 업체에게 툴의 조정이 한번 더 요청될 수 있습니다. 이러한 소모성 과정이 반복됩니다!

그러나 CMM에서 측정하기 위해 지구 반대편으로 물리적으로 보내는 대신에 부품을 스캔하여 디지털 모델을 보내는 방법이 있다면 효율성과 시간을 모두 얻을 수 있게 될 것입니다. 그러면 부품이 물리적으로 전세계를 여행하지 않고도 가상으로 조립하고 가상으로 수정사항에 대한 평가를 할 수 있습니다.

CMM에 대한 최고의 대안은 무엇입니까?

FAI를 개선하고, 최적화하고, 기간을 단축하기 위해 제조사에게는 CMM을 지원하고 QC 전문가에게 필요한 정확도, 속도, 휴대성. 다용도성, 단순성을 제공하는 대체 측정 솔루션이 필요합니다.

• • 정확도: 측정 품질은 이전에 CMM에 할당된 검사를 수행하는 데 필수적입니다. 대체 솔루션은 측정 셋업 품질과 상관없이 정확도, 고해상도, 반복 가능한 결과를 제공해야 합니다. 또한 현장에서 실시된 측정이 환경 불안정성에 영향을 받지 않아야 합니다. 이는 부품이 검사 도중 움직이거나, 진동하더라도 측정된 데이터는 정확하고 엄격한 측정 셋업의 영향을 받지 않아야 함을 의미합니다.

• • 속도: CMM은 작동 속도가 느리고 프로그램에 시간이 많은 시간이 소요되기 때문에 대체 솔루션은 더 빠르게 작동해야 합니다. 또한 셋업이 빠르고, 실시간 스캔이 가능하며, 즉시 사용한 파일을 제공하여 QC 전문가가 FAI의 기간을 단축하고 정밀 수집 및 분석 시간을 절약하고, 생산 중단 시간을 줄일 수 있도록 해야 합니다.

• • 휴대성: 툴링에 대한 조사는 종종 생산 라인에서 직접 수행되기 때문에 QC 전문가는 성능에 영향을 받거나 정확도가 저하되지 않는 상태로 다양한 환경에서 작동할 수 있는 장치를 갖추고 있어야 합니다. 제한된 환경에서만 보관해야 하는 CMM과 달리 대체 측정 기기는 부품이 있는 곳이라면 어디라도 휴대할 수 있는 유연성을 갖춰야 합니다.

• • 높은 활용도: 제품 품질을 보장하고 진단을 개선하기 위해 대체 솔루션은 또한 다양한 물체 크기와 형상 및 표면 마감이 복잡한 모양을 측정할 수 있는 능력을 갖춰야 합니다. 이러한 크기와 모양은 새롭게 설계되는 부품에는 거의 표준이 되었습니다.

• • 단순성: 마지막으로 대체 측정 기기는 직관적이어서 배우고 사용하기 쉬우며 특별한 교육, 기술 또는 경험이 없는 인력이 작동할 수 있도록 프로그래밍에 많은 시간이 필요하지 않아야 합니다.

   

  

  Voestalpine 엔지니어가 MetraSCAN 3D 스캐너로 초도품 검사를 수행합니다.

   

  3D 스캐닝 기술에서 기대할 수 있는 것은 무엇입니까?

  간단히 말하면 3D 스캐닝 기술은 CMM에 대한 최상의 대체 솔루션이기 때문에 이러한 모든 요구 사항과 기능을 충족합니다. 이유:

  정확한 현장 측정

  3D 스캐너를 사용하면 QC 팀이 언제든지 생산 현장으로 직접 이동하여 FAI를 수행할 수 있기 때문에 결함 부품을 작업장에서 CMM으로 옮길 때 발생하는 시간 낭비를 줄이고 비용을 절감할 수 있습니다. Creaform MetraSCAN 3D와 같은 고정밀 3D 스캐너는 때때로 온도 변화, 진동 등의 영향을 받는 작업 현장 환경에서 부품을 측정할 수 있으며 정확성 저하 없이 생산 현장에서 이동할 수 있기 때문에 크고 무거운 부품과 덜 중요한 기능에 대해 FAI를 수행하기에 적합합니다.

  쉽고 빠르게 배울 수 있음

  사용자 친화적인 인터페이스와 인체공학적 디자인을 갖춘 3D 스캐닝 장비는 쉽고 빠르게 배울 수 있으며 사용하기에 간편합니다. HandySCAN 3D와 같이 세팅 및 수집 시간이 더 짧은 고정밀 스캐너는 계측 분야의 비전문가 역시 접근 가능한 자세한 분석을 제공합니다. 이러한 접근성과 사용 편리성 덕분에 초도품 결함을 감지하고 수정할 때 발생하는 지연을 제한할 수 있습니다.

  자세한 분석을 위한 높은 정보 밀도

  3D 스캐너를 사용하여 QC 팀은 이제 데이터 수가 많은 복잡한 모양을 비접촉식으로 디지털화하여 FAI를 보다 자세히 분석할 수 있습니다. 컬러맵을 사용하면 제조 공정에서 결함이 발생한 위치와 결함을 발생시킨 기계 세팅을 신속하게 파악할 수 있습니다. 정확한 정보로 초도품과 관련된 문제 해결과 의사 결정이 가속화됩니다.

  마지막으로 3D 스캐너는 세계화라는 맥락의 FAI를 향한 큰 진전입니다. 3D 스캐닝 기술에 의해 실제 초도품의 첫 번째 시도에서 호환될 수 있는 가상 데이터를 이용한 FAI 역시 가능합니다. 현재의 기술은 이를 가능하게 하는 능력을 가지고 있습니다. 이는 이러한 새 노하우를 제조사의 교육, 문화, 사고방식에 통합시키는 방법입니다.

   

  

  VXinspect에서 생성된 대시보드 컬러맵

  초도품 검사를 개선하고, 최적화하며, 그 기간을 단축하기 위한 3D 스캐닝

  측정 기기 키트에 고정밀 3D 스캐너를 추가하면 허용오차가 높은 기능에 대한 정밀 검사는 온전히 CMM에 할당할 수 있으며 나머지 모든 검사는 3D 스캐닝으로 전환할 수 있습니다. 이러한 조치로 인해 글로벌 공급망을 통한 제품 품질이 보장될 뿐만 아니라 회사가 제한적인 리소스와 엄격한 요건으로 인해 어려움을 겪고 있는 경우에도 보고된 품질 문제에 대한 진단을 개선하고 FAI를 가속화할 수 있습니다.

  또한 3D 스캐닝 솔루션은 CMM에서의 병목 현상과 대량 생산 전 수정에 필요한 시간을 감소시켜 FAI를 최적화합니다. 결과적으로 최적화된 FAI는 품질 관리에서 문제를 빠르게 식별하고 솔루션을 신속하게 제안하도록 해줍니다. 그 결과 초도품의 품질이 향상되고, 첫 번째 시도에서 어셈블리와 호환되며 고객의 요건을 충족하기 때문에 만족도, 판매, 수익성이 향상됩니다.