Access Business 그룹의 좋은 설계 배양
DFMA 소프트웨어, 정수 필터 및 Kahve 커피 메이커 디자인 향상.
Access Business 그룹(Ada, Michigan)은 특허 받은 수처리 및 공기 여과 시스템과 수상 경력에 빛나는 커피 메이커를 포함한 포괄적인 범위의 내구성 있는 제품을 개발, 제조 및 유통합니다. Access는 최적의 건강과 맛의 이점을 위해 특수 탄소 및 자외선(UV) 조명 기술을 사용하여 물 여과 제품 분야의 선두 주자로 부상했습니다. 국제 국립 위생 재단(National Sanitation Foundation International)은 Access 여과 시스템의 고성능을 칭찬하며 수질 협회(Water Quality Association)는 2000년에 Access에 Gold Seal을 수여했습니다. Alticor의 한 사업부인 Access는 제품 설계 및 개발 분야에서 40년 이상의 경험을 보유하고 있습니다.
2년 전, Access Business 그룹은 정수 필터와 고급 커피 라인을 지원하기 위해 고급 커피 메이커를 생산하고자 했습니다. 그 결과 Kahve 커피 메이커는 커피 산업에서 가장 큰 무역 그룹인 스페셜티 커피 협회(The Society of Specialty Coffee Association :SCAA)에서 인증한 유일한 커피 메이커가 되었습니다. Access는 특수 소프트웨어를 사용하여 여러 번의 설계 반복을 통해 부품 수, 조립 시간 및 비용을 성공적으로 줄였습니다. Kahve 커피 메이커의 독특한 설계 특징으로는 회전식 커피 조제 바구니와 엄격하게 제어되는 수온이 있습니다. 온도 제어와 균일한 커피 포화도에 대한 특별한 주의는 순수한 물로 최대 커피 추출의 맛 이점을 달성합니다. Access Business 그룹의 연구 과학자이자 프로세스 관리자인 Rick Good는 ＂커피를 마시는 사람들은 고품질 커피 원두를 구매할 것이지만, 이제 정교한 커피 제조기가 가능한 한 가장 풍부한 맛을 내기를 원합니다."라고 말합니다.
"우리의 주요 과제는 풍미를 유발하는 기능을 만드는 것 외에도 커피 메이커를 간소화되고 효율적인 기계로 설계하는 것이었습니다."라고 Good는 말합니다. Access Business 그룹은 Boothroyd Dewhurst, Inc사 (Wakefield, RI)의 DFMA® 소프트웨어의 도움으로 목표를 달성 했습니다. DFMA 소프트웨어는 제품의 구조적 효율성과 전반적인 제조 가능성을 검토하는 체계적인 수단을 제공합니다. DFA 분석은 엔지니어가 전체 설계의 비용 효율성 및 기능성과 관련하여 각 부분의 기여도를 평가하는 데 도움이 됩니다. DFM 분석을 통해 설계자와 동시 공학 팀은 제조 비용을 조기에 예측하고 다기능적이고 간소화된 설계를 생산하는 데 드는 비용에 대한 정보에 입각한 절충을 이룰 수 있습니다.
DFMA 소프트웨어, Kahve 디자인 개선에 도움
DFMA 분석의 주요 목표는 설계에 필요한 최소 부품 수를 결정하는 것입니다. Access Business 그룹의 경우 제품 기능 및 역량, 제조 가능성, 공중 보건과 관련된 문제에 대한 벤치마킹 및 브레인스토밍을 위한 ITM(Ideas to Market) 프로세스에도 필수적입니다.
Access에서 DFMA 사용은 일반적으로 추가 수정 사항을 비교하기 위한 기준을 확립하기 위해 예비 BOM 단계에서 시작됩니다. Kahve 커피 메이커와 같은 일부 내구재의 경우 Access는 Krupps와 Braun의 기존 기계를 벤치마킹했습니다. 이는 Kahve와 비슷한 가격대의 기존 경쟁업체 디자인을 나타냅니다. DFMA 분석은 Access에서 반복적인 프로세스로, 각 설계 수정의 마지막에 적용됩니다. Good는 "우리는 DFMA를 적극적으로 사용하여 설계가 더욱 효율적이 되도록 도전합니다."라고 말합니다. BOM에 대한 각 개정이 제품 개발 발표로 진행됨에 따라 상당한 변화가 있고, 그 다음에 마지막 설계 검토 및 비교가 이어집니다.
Kahve 커피 머신은 회전하는 양조 바구니를 회전 시키기 위해 모터가 필요합니다. 처음에 모터는 장치를 통해 뻗어 있는 정교한 피벗 및 유지 시스템을 가진 기계의 바닥에 있었습니다. 이 모터 구동 고정 시스템은 양조 바구니의 바깥쪽 테두리 아래에 있는 O링(O-ring)을 돌려 빠르게 회전시킵니다. 일단 양조 주기가 시작되면 회전하는 양조 바구니가 균일한 커피 추출을 가능하게 합니다. 안타깝게도 필요한 모터의 크기가 커서 계획된 장치의 부피가 커 보였고, 이는 디자인 팀이 가볍고 우아함을 강조하려는 의도를 뒷받침하지 못했습니다. DFMA는 모터 어셈블리의 부품 수를 줄이는 데 도움을 주었고 설계자들이 모터를 전원 공급처에 더 가깝게 기계 위에 더 높이 배치하도록 이끌었습니다. 그 결과 설계자들은 더 적은 전력을 필요로 하고 대부분 소비자들이 명품 디자인에서 기대하는 날렵한 라인을 유지하는 더 작은 Mabuchi 모터를 사용할 수 있다는 것을 알게 되었습니다. Good는 “DFMA는 체계적으로 공학적인 가정에 도전합니다. 이 경우 모터를 장치 바닥에 배치해야 한다는 기본적인 오해에서 벗어났습니다."라고 말합니다.
Access는 커피 메이커 설계에 DFMA를 세 차례 적용했습니다. 이 기계는 독창적인 설계와 구매한 부품의 조합입니다. 개념 단계의 첫 번째 라운드는 예비 BoM을 테스트했고, 두 번째 라운드는 모터를 올린 후 중간 제품 개발에서 진행되었습니다. 세 번째 라운드에서는 설계를 미세 조정했습니다. DFA 소프트웨어는 엔지니어링 팀이 개발을 측정하는 데 사용하는 지수라고 하는 설계의 객관적인 등급을 제공합니다. 지수 숫자는 설계의 조립 시간과 비용이 낮아지고 부품이 통합되거나 제거됨에 따라 증가합니다. 이 표는 DFMA가 Kahve 커피 메이커의 부품 수, 비용 및 조립 시간을 줄이는 데 어떻게 도움이 되었는지 보여줍니다.
Kahve 커피메이커
DFMA를 사용하여 부품수를 122개 에서 81개로 줄여 재료 및 조립 비용을 절감
Kahve 정수기
DFMA를 사용하여 부품수를 20% 조립시간을 35% 줄였습니다.
DFMA를 통한 정수 여과 설계의 변천
Access 엔지니어들은 커피 메이커에서 특수 여과되고 온도가 조절된 물을 사용하는 것이 더 나은 커피를 만드는 하나의 명확한 방법이라는 것을 인식했습니다. 정수를 사용하면 Kahve의 맛 향상 기능이 극대화됩니다. 조리대나 싱크대 아래에 설치된 필터를 포함하여 정수 시스템은 Access의 핵심 역량입니다. 대부분의 Access 정수 필터는 탄소 활성 여과를 사용하고 최신 기술은 세척 효율성을 높이기 위해 자외선 살균을 추가합니다.
탄소 블록 정수 필터는 4단계로 작동합니다. 처리되지 않은 물은 외부 필터 챔버로 흘러 들어갑니다. 먼저, 부직포 필터가 큰 입자를 제거합니다. 여과된 물은 필터 코어에 더 가까운 두 번째 영역으로 통과하고, 여기서 또 다른 부직포 필터가 점토 및 퇴적물과 같은 더 작은 입자를 추출합니다. 다음으로, 중앙 탄소 블록 필터가 매우 미세한 입자, 기생충, 납 및 특정 화학 오염 물질을 제거합니다. 매우 높은 온도에서 산화 가스로 사전 활성화된 탄소는 물이 다공성 탄소 블록을 통과할 때 특정 화학 물질을 끌어당겨 결합합니다. 필터 표면은 유기 분자와 화학적으로 상호 작용할 수 있으며, 전기적 힘으로 오염 물질의 이온 교환 또는 흡착이 발생할 수 있습니다. 이 필터는 기공 크기와 분포에 따라 비교적 큰 분자를 가진 많은 특정 유기 오염 물질을 제거합니다. 물이 탄소 처리된 후, 튜브를 통해 흘러 여과 시스템에서 빠져나갑니다.
일부 필터에는 UV 광도 포함되어 있습니다. 자외선이 물에 침투하면 대장균, 콜레라, 결핵과 같은 다른 유해한 미생물을 파괴합니다. 자외선은 노출된 미생물의 DNA 구조를 뒤섞어 물을 살균합니다. 이렇게 하면 세포가 죽고 미생물은 더 이상 위협이 되지 않습니다. 자외선 살균 과정은 원치 않는 박테리아와 바이러스 유기체를 순도 99.9% 까지 죽입니다.
Good는 최고의 맛에 대한 수요를 넘어 “미국 소비자들는 비교적 높은 수중 박테리아와 오염 물질 수준에 대해 점점 더 우려하고 있습니다.” 라고 지적합니다. 맛과 건강을 강조하는 Access는 탄소 정수 필터의 기공 크기를 작게 유지하여 가장 많은 양의 입자를 제거합니다. 이와 유사한 이유로 이 회사는 필터를 교체해야 할 때 켜지는 센서 전구의 신뢰성을 강조 합니다. 공공 수원에 대한 보호 기준은 국가마다 크게 다릅니다. 이것은 국제적인 규모의 설계와 제조를 위해 고려되어야 합니다. Good는 "중국은 물 속에 큰 입자가 많이 포함된 주요 성장 분야입니다."라고 말합니다. "따라서 Access는 현재 DFMA를 사용하여 여과 시스템을 벤치마킹하고 장치를 막지 않고 큰 입자를 제거하는 사전 필터를 추가합니다."
Access는 DFMA를 사용하여 탄소와 UV 광을 결합한 정수 처리를 위한 필터 설계의 부품 수와 조립 시간을 줄였습니다. DFMA 결과에 따르면 압력 용기라고 하는 두 개의 탄소 블록 홀더를 하나로 결합할 것을 제안했습니다. 설계자는 무선인 유도 결합을 사용하여 UV 램프를 통합하고자 했습니다. 이렇게 하면 UV 램프 하위 어셈블리에 대한 커넥터와 리드 와이어도 없어집니다. 더 큰 도넛 안에 작은 도넛처럼 위치한 램프의 1차 및 2차 코일은 램프에 전원을 공급하는 무선 전기장을 만듭니다. 다음 표는 여과 시스템을 개선한 DFMA의 다섯 라운드의 결과를 보여줍니다.
Access는 향후 비교를 위해 모든 이전 제품의 DFMA 벤치마크를 보관하고 있습니다. 회사는 현재 미국 시장을 위한 새로운 유닛을 개발 중입니다. 다음 세대로서 ＂이전 세대" 제품과 비교될 것입니다. Good는 "우리는 외부 경쟁자들을 볼 수 있지만, 우리 자신을 우리 자신의 경쟁자로 봅니다."라고 말합니다.
아웃소싱 설계는 비 생산적 일까요 ?
다른 많은 회사들은 여전히 아웃소싱 설계에 의존하고 있지만, Access Business 그룹은 디자인, 시제품 제작, 제조 역량을 사내에 도입하고 있습니다. Good는 "이러한 프로세스를 중앙에 집중화 하면 창의적인 방향과 비용 및 품질에 대한 통제력을 유지할 수 있습니다.＂라고 말합니다. ＂Access의 추세는 설계 및 제조의 과도한 아웃소싱 위험을 피하는 것입니다. 성공을 이루기 위해 우리 회사는 촉진 자 및 제조 코디네이터가 되는 것을 피해야 했습니다.＂
Access Business 그룹은 회사의 노력을 통합하고 통제를 극대화하기 위해 계약자로부터 많은 지적 재산권을 구매했습니다. 설계 및 제품 개발을 내부화 한다는 것은 팀들이 상호 작용을 한다는 것을 의미했습니다. 일반적인 프로젝트 그룹에는 팀 차터가 있는 프로그램 관리자가 있습니다. 차터는 각 부서의 대표성을 보장합니다. 프로젝트에 따라 전기 자원, 기계 공학 및 화학 공학의 팀원이 있을 수 있습니다. 그룹에는 품질 보증 및 제조 담당자도 포함됩니다. Good은 "우수한 설계는 분석, 마케팅 사양 및 기타 요소의 함수 입니다. 설계 프로세스를 사내로 가져오면 제품 비용 및 성능에 영향을 미치는 모든 설계 요소에 DFA를 적용할 수 있습니다."라고 언급합니다.
세련된 디자인은 보상받습니다
가장 큰 커피 무역 기구인 스페셜티 커피 협회(The Society of Specialty Coffee Association :SCAA)는 Kahve 커피 메이커가 모든 중력식 드립 커피 메이커 중에서 가장 높은 추출 균일성 등급을 가지고 있다는 것을 공식적으로 인정했습니다. SCAA는 균일한 커피 추출, 깨끗한 물, 온도 제어를 포함하여 커피 맛을 개선하기 위한 특정 기준을 식별합니다. 회전식 양조 바구니는 접촉 시간을 관리하고 커피 추출을 극대화합니다. 이중 사전 여과와 국가 위생 재단 (National Sanitation Foundation)으로 부터 가장 높은 등급을 받은 특수 활성탄 여과 기술을 통해 순수한 물을 얻습니다. Kahve 커피 메이커는 SCAA에서 공식적으로 승인한 유일한 양조 기계입니다.
처음에 Kahve는 고급 정수 시스템과 함께 사용하고 특정 고급 커피 라인의 판매를 촉진하기 위한 고급 커피 메이커로 개발되었습니다. 보조적인 역할을 수행한 Kahve 커피 메이커 디자인은 이제 제조사들이 사용할 수 있습니다. Good는 "DFMA와 함께 달성한 디자인 품질, 고급 커피에 대한 높은 소비자 수요, 그리고 고유한 SCAA 인증으로 인해 Kahve 커피 메이커는 매우 시장성이 있습니다."라고 말합니다.