전자제품 제조업체가 몬테 카를로 시뮬레이션을 사용하여 스마트한 공급업체 사양으로 비용을 절감하는 방법
여러 공급업체에서 공정 개선을 탐구하는 일은 금세 복잡해질 수 있습니다. 하지만 팀은 통계 실험을 사용하여 주요 입력 변수를 파악하고 몬테 카를로 접근 방식으로 결과를 시뮬레이션함으로써 물리적 테스트의 시간과 비용 없이 잠재적인 결과에 대한 명확한 인사이트를 얻을 수 있습니다.
Spaceman Electronics의 사례를 생각해 보십시오(모든 사용 사례와 마찬가지로, 이는 현장에서 본 실제 상황을 기반으로 하지만 Spaceman은 가상의 회사입니다). 제품을 위한 부품을 생산하기 위해서는 한 공급업체가 코어를 만든 다음 다른 업체가 코팅을 합니다. 그런 다음 Spaceman은 완제품 조립을 담당합니다.
과거에 Spaceman의 제품 엔지니어인 Neil은 생산 라인 관리자에게 제품에 완전히 맞지 않는 일부 유닛을 고려하여 7%의 폐기물 계수를 구현하도록 지시했습니다. 폐기물 계수는 제조 또는 공정 작업 중에 폐기되거나 망가질 것으로 예상할 수 있는 배치의 백분율입니다. 예를 들어, 100개의 유닛을 만든다면 과거에 폐기율이 7%였다면 배치의 93%는 정상이라는 의미입니다. 폐기물을 메꾸기 위해 108개의 유닛을 만들어야 한다고 결정하고 100을 0.93으로 나누고 반올림합니다.
Neil의 팀이 폐기율을 줄일 수 있어 장비당 0.70달러의 비용이 든다면 매년 165,000달러 이상의 비용 절감 효과를 볼 수 있습니다. 두 공급업체에 정확하게 지시하지 않으면 개선을 시도하는 것이 번거롭고 시간이 많이 소요됩니다. 따라서 그는 공급업체에 공정에서 무엇을 변경해야 하는지 알리기 전에 정보에 입각한 결정을 내리기 위해 몇 가지 잠재적인 결과를 시뮬레이션을 하기로 했습니다.
몬테 카를로 시뮬레이션의 원리
몬테 카를로 시뮬레이션은 시스템의 수학적 모형을 사용하며, 시뮬레이션은 입력과 출력 간의 관계를 정의하는 방정식에 기반하여 예상 값을 제공합니다. Neil과 그의 팀은 공정의 중요한 요인을 파악하기 위해 Minitab에서 일련의 실험을 계획하고 수행했습니다. 이들은 이송 위치와 주입 속도가 집중하고 싶은 요인이며, Minitab Workspace에서 사용할 방정식을 보여주는 Pareto 차트를 만들었습니다.
모델 가져오기 및 시뮬레이션 실행
방정식이 준비되면 Neil은 Minitab Workspace에서 새 프로젝트를 시작하고 몬테 카를로 시뮬레이션 도구를 엽니다. 수동으로 변수를 입력하는 대신 통계 분석에서 모델을 직접 가져와 공정을 간소화합니다. 이를 통해 데이터에서 시뮬레이션으로 빠르게 이동하여 시간을 절약하고 입력 오류의 위험을 줄일 수 있습니다.
이 방정식은 전송 위치와 주입 속도를 X 입력으로 자동으로 가져옵니다. 그는 이러한 요인이 정규 분포를 가지고 있다는 것을 알고 있으므로 드롭다운 메뉴에서 정규 분를 선택한 다음 평균과 표준 편차, 상한과 하한 규격 한계를 입력합니다. 그런 다음 맨 위 근처에 있는 녹색 시뮬레이션 버튼을 누르면 Minitab Workspace가 몇 초 만에 공정에 대한 50,000회의 시뮬레이션을 완료합니다.
시뮬레이션 도구는 자동으로 주요 입력을 가져오고 Neil은 알려진 공정 데이터를 기반으로 범위를 정의합니다. 시스템은 클릭 한 번으로 몇 초 만에 50,000회의 시뮬레이션을 실행하여 이러한 변수가 성능에 어떤 영향을 미치는지 자세히 확인할 수 있습니다.
결과 이해 및 공정 최적화
초기 시뮬레이션에서는 공정 능력(Cpk)이 0.48로, 업계 벤치마크인 1.33보다 훨씬 낮습니다. 이를 개선하기 위해 Neil은 내장된 최적화 도구를 사용하여 목표 출력을 정의하고 입력 범위를 탐색합니다. 이러한 매개변수를 설정하면 시뮬레이션은 목표를 달성하기 위한 최적의 설정을 식별합니다. Neil은 단 몇 분만에 데이터 기반의 권장 사항을 통해 공정 성과를 크게 향상할 수 있습니다.
최적의 입력 설정을 갖춘 시뮬레이션은 Cpk 2.34라는 극적인 개선을 보여줍니다. 이는 산업 표준인 1.33을 훨씬 상회하는 것으로, 공정이 규격 내 부품을 일관되게 생산하고 결함을 사실상 제거하여 비용을 크게 절감하고 신뢰성이 개선된다는 것을 나타냅니다.
의미 있는 결과 달성
Neil과 Spaceman Electronics는 명확한 데이터와 최적화된 입력을 통해 공급업체를 더욱 정확한 사양으로 안내할 수 있습니다. 이를 통해 폐기 및 재료 낭비를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 생산을 간소화하여 주기 시간을 단축하고 전반적인 효율성을 개선할 수 있습니다. 그 결과, 보다 신뢰할 수 있는 공정, 공급업체 협업 강화, 생산 규모에 따른 상당한 비용 절감을 할 수 있습니다.
지금 Minitab 솔루션 센터에서 몬테 카를로 시뮬레이션을 사용해 보세요.
*본 블로그 콘텐츠 연구 자료 및 기술지원은 Minitab Solutions Architect, Antonio Vargas 지원 및 협조해 주셨습니다.