Dell은 성공을 위한 프레임워크를 구축
Dell Corporation의 Optiframe® 컴퓨터 섀시 설계는 조립 설계와 서비스 설계를 기반으로 이루어졌습니다.
Dell Computer Corporation(Round Rock, Texas)은 세계 최고의 컴퓨터 시스템 회사로, 서비스가 쉽고 설치되고, 설치가 용이한 맞춤형 컴퓨터를 제공하는 업체로 오랫동안 인정받아 왔습니다. 1998년이 되자, Dell은 업계 평균의 2.5배에 달하는 폭발적인 성장을 이루었습니다.
컴퓨터 장비를 맞춤형으로 조립하려면 작업자, 시간, 공간이 필요합니다. Dell은 고객이 자사 제품에 열광하는 것을 보고 기뻤지만, 회사는 증가하는 주문을 충족하기 위해 필요한 물적, 인적 확장을 주저 했습니다. Dell의 시스템 엔지니어인 Bradley Keup은 "실제 작업장은 비쌉니다."라고 말합니다. "인력도 마찬가지입니다." 시설과 인력을 추가하는 대신, 회사는 비용이 덜 드는 방법을 택했습니다. 제품을 더 쉽고 빠르게 조립하고 서비스하기 위해 재설계 했습니다.
실제로, 개인용 컴퓨터용 Optiframe® 섀시라는 한 제품을 재설계함으로써 Dell은 직접 인건비를 1,500만 달러 가량 절감했습니다. 회사는 작업 처리량을 늘리고, 그렇지 않았다면 제조 능력을 높이기 위해 필요했을 생산 시설 재 배치를 연기함으로써 수백만 달러를 더 절감했습니다. 섀시 통합 및 관련 공급망 최적화 프로그램으로 인한 재료비 절감은 1998년에 1,160만 달러였고, 1999년에는 3,500만 달러가 될 것으로 예상됩니다. 단일 설계 프로젝트의 경우 이는 매우 놀라운 비용 절감 효과입니다.
Optiframe® 디자인 과제
Optiframe 설계팀이 제품 및 공정 설계를 위해 설정한 목표는 그다지 인상적이지 않았습니다.
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제품군 전반에 걸쳐 공통성을 만듭니다. Optiframe 섀시는 개인용 컴퓨터 Optiplex는 컴퓨터 제품군의 7개 모델 모두에 대한 기업용 데스크톱 플랫폼으로 사용됩니다. 각 모델은 사용자 정의가 가능합니다. 새로운 섀시 디자인은 모든 Optiplex 모델과 각 모델의 모든 구성을 수용해야 합니다.
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구매한 부품 수를 17% 이상 줄이고, 기계적 조립 시간을 25% 이상 단축할 수 있습니다. 이렇게 하면 공장 작업 처리량과 용량이 늘어나 Dell이 새로운 제조 시설을 이전하고 건설할 필요가 없습니다.
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나사 유형 수를 67% 이상 줄이고 나사 최소/최대 수(각 모델에 대한 사용자 지정 컴퓨터 조립에 사용된 나사의 최소 및 최대 수를 측정함)를 20% 이상 줄입니다.
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평균 서비스 시간을 최소 25% 줄여 제품을 더욱 서비스 친화적이고 고객 친화적으로 만드십시오. 이 재설계는 서비스와 신뢰성에 대한 델의 잘 알려진 헌신을 뒷받침해야 했고, 이는 1999년 6월 PC Magazine Reader's Choice Service and Reliability 설문조사에서 4년 연속'A'를 받았습니다.
Dell은 DFX, 즉 X를 위한 설계라는 방법론을 통해 이러한 모든 목표를 달성했습니다. Boothroyd Dewhurst 사(Wakefield, RI)의 DFA 및 DFS 설계 분석 소프트웨어가 이 방법론의 기본이 됩니다.
DFX 설계팀에는 조달, 제조 엔지니어링, 제조 품질, 고객 서비스, 공정 엔지니어링, 신제품 엔지니어링, 공급업체 품질 엔지니어링 및 물류 담당자가 포함됩니다. 광범위한 전문 지식을 가진 구성원은 초기 설계 정의를 촉진하고 제품 개발 주기의 초기 단계에서 제조 가능성을 보장합니다.
DFX 팀에게 지표는 무엇보다 중요합니다. 지표는 운영 및 제품 목표를 추진하고, 벤치마크를 제공하며, 팀이 공정하게 결과를 평가할 수 있도록 합니다. DFX 엔지니어인 Doug Dewey는 "저희의 슬로건은 '측정할 수 없으면 제어할 수 없다'입니다. 지표가 제품 특성을 정의하면 목표를 설정하고 이에 따라 설계 진행 상황을 측정할 수 있습니다."라고 말합니다.
Dell의 DFX 지표는 작업처리 량, 작업시간 및 비용을 측정하며, 여러 도구를 통해 정의되고 구현됩니다. 이러한 도구 중에서 DFA 및 DFS 소프트웨어는 지표를 설정하고 설계 평가와 혁신을 동시에 촉진하는 데 필수적 입니다.
DFA 소프트웨어를 사용하면 엔지니어링 설계팀이 개념 설계에서 각 조립 부품의 기능적 목적을 평가할 수 있습니다. 엔지니어가 제품의 각 부품과 조립 순서에 대한 세 가지 질문에 답하면서 데이터가 축적됩니다.
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해당 부품은 이미 조립된 다른 부품에 대해 상대적으로 작동하는가 ?
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해당 부품은 다른 재질 이어야 합니까, 아니면 이미 조립된 다른 부품과 분리되어야 하나요 ?
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조립이나 분해를 위해 해당 부품을 다른 부품과 분리해야 합니까?
설계자가 이러한 질문에 답하면 소프트웨어는 이론적으로 달성 가능한 최적 설계에 대한 요약 보고서를 생성합니다. 그런 다음 DFA 소프트웨어는 엔지니어가 각 구성 요소의 방향 및 조립 용이성을 평가하도록 안내합니다. 마지막으로 소프트웨어는 총 조립 시간과 비용에 대한 추정치를 생성합니다. Dell은 이러한 추정치를 사용하여 설계 지표를 구축합니다.
DFS 소프트웨어는 설계 조립의 부품을 서비스하는 데 필요한 분해 순서에 초점을 맞춥니다. 데이터는 DFA 구조 차트(BoM 차트)에서 DFS 분해 워크시트로 직접 전송됩니다. 결과 데이터는 분해 및 재조립에 대한 시간 추정치를 제공하며, 이를 통해 소프트웨어는 서비스에 대한 비용 추정치를 도출합니다.
Keup은 "DFA와 DFS 소프트웨어는 Optiframe 프로젝트의 첫 번째 통과 초기 목표를 설정하는 데 핵심적인 도구였습니다."라고 말합니다. 팀은 이 소프트웨어를 사용하여 기존 제품(Dell과 경쟁사 모두)의 설계를 평가하고 벤치마크를 수립했습니다. Keup은 "벤치마크와 경쟁사 분석은 우리 업무의 큰 부분을 차지합니다. 우리는 주요 경쟁사들이 지난 6개월 동안 출시한 거의 모든 제품에 대한 설계 데이터베이스를 가지고 있습니다."라고 말합니다.
디자인 검토 프로세스
Optiframe 설계의 기본 레이아웃 검토 중에 Boothroyd-Dewhurst 소프트웨어 분석의 데이터는 전 세계 설계 팀과 공정 팀이 제품과 공정을 동시에 만들 수 있도록 Dell의 인트라넷에 있는 애니메이션 모델과 연결되었습니다. Keup은 "저희 전자 제품 모델은 모션을 제공하여 팀이 부품 조립 및 분해, 간격 및 방향의 특성을 볼 수 있습니다."라고 말합니다. "설계 분석에서 그림이 천 마디의 가치가 있다면 애니메이션 모델은 천 장의 그림의 가치가 있습니다."
설계팀은 제안된 변경 사항을 모델에 통합하여 동시 설계 및 프로세스 개발의 DFX 단계 전반에 걸쳐 가상 프로토타입의 여러 반복을 생성했습니다. CAD 및 프로세스 모델링, 컨셉트 레이아웃 및 프로세스 도구 검토, 최종 설계 및 제조 프로세스 검토. 각 단계에서 설계자는 진화하는 모델에 대한 DFA 및 DFS 분석을 수행했습니다. Keup은 "설계 프로세스 전반에 걸쳐 DFA를 사용함으로써 제품을 더욱 간소화할 수 있는 방법을 찾았습니다."라고 말합니다.
예를 들어, 가상 시제품 제작 중에 공정 엔지니어는 제조 병목 현상을 일으킬 조립 지점을 식별했고, 설계 엔지니어는 해당 구역을 재설계하는 데 집중했습니다. 이런 식으로 부품 수와 조립 시간을 줄이기 위한 재설계는 생산 라인에서 가장 큰 시간 절감으로 이어졌습니다.
새로운 Optiframe 설계의 혁신에는 드라이브 조립을 위해 섀시에서 회전하는 하드 드라이브 브래킷과 전원 공급 장치 스탠드의 특허 받은 힌지 잠금 메커니즘이 포함되었습니다. 힌지 잠금 장치 덕분에 공급업체는 전원 공급 장치를 미리 설치할 수 있었고, 이를 통해 Dell의 조립 시간이 거의 40% 단축되었습니다.
조립 시간을 절약하는 또 다른 방법은 마더보드를 위한 특허받은 후크 앤 록 고정 시스템 입니다. 이 시스템은 대부분의 경쟁사의 디자인에 비해 크게 개선된 단 하나의 고정 장치만을 필요로 합니다.
하지만 분해 및 재조립 시간을 가장 크게 단축시킨 것은 DFS 분석의 산물인 공구가 필요 없는 커버입니다. "커버가 회전하여 고객이 나사 드라이버나 다른 도구를 사용하지 않고도 10초 이내에 섀시를 하향식으로 들여다 볼 수 있습니다."라고 Brad는 지적합니다. "그것은 우리 서비스 계약자들이 델의 요금을 책정하는 데 사용하는 MTTR, 즉 평균 수리 시간을 극적으로 줄여줍니다."
조립 단계를 줄이면 품질이 향상됩니다. 조립에 한 번만 들어갈 수 있도록 커넥터를 부품에 연결하면 "터치" 수, 즉 사람이 조립하는 동작이 줄어들고 품질이 향상됩니다. "터치 횟수가 적을수록 결함이 줄어듭니다."라고 Keup은 말합니다.
결과
Optiframe S의 최종 설계는 원래 설계 목표를 초과 했습니다.
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기계 조립 시간은 평균 32% 단축되어 목표인 25%를 초과 달성했습니다.
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구매한 부품 수가 50% 감소하여 목표치인 17%를 초과 했습니다.
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나사 유형 수는 전체 67% 감소 목표를 달성했습니다. 나사 최소/최대 수는 55% 감소하여 20% 목표를 초과했습니다.
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평균 서비스 시간은 44% 감소했으며, 이는 목표치인 25%를 넘어선 수치입니다.
이러한 감소는 델의 생산성을 크게 향상시켰습니다. 공장의 시간당 평방 피트당 처리량은 0.009단위/시간/ft2에서 0.016단위/시간/ft2로 증가하여 78 % 가 향상되었습니다. 직접 노동 작업자당 시간당 처리량은 작업자당 1.67단위에서 작업자당 3.07단위로 증가하여 84%가 향상되었습니다.
향 후
Dell은 이미 차세대 Optiframe을 검토 하고 있습니다. 1999년 Optiframe S는 차세대 Opti-frame의 벤치마크가 될 것이며, 현재 설계보다 조립 및 서비스성이 크게 향상되었음을 보여 줄 것입니다.
이전에 최적화된 조립품은 추가 최적화를 위한 어려운 벤치마크가 될 수 있습니다. "나사 수는 이전 설계에서 중요했지만, 이번 설계에는 더 이상 나사가 없습니다." 라고 Kemp가 지적합니다. "더 이상 “0”을 줄일 수는 없습니다."
그럼에도 불구하고, 설계 엔지니어들은 다음 설계의 도전을 기대하고 있습니다. "DFA와 DFS를 통해 우리는 내년에 대한 공격적인 목표를 설정할 수 있었습니다." Keup이 말했 습니다. Dewey는 동의합니다. "우리는 올해의 Optiframe 디자인을 매우 자랑스럽게 생각 하지만, 내년에 제품이 어떨지 생각하면 이미 따뜻한 느낌이 듭니다."