
성공을 위한 신호
Nortel 엔지니어는 BDI사에서 개발한 설계 분석 도구인 DFX 원리와 DFMA를 사용하여 제품 비용을 획기적으로 낮췄습니다.
최근, Nortel의 Electronic Systems Packaging 제품 엔지니어는 Boothroyd-Dewhurst 사의 DFMA를 활용하여 회사의 광대역 포트폴리오에 있는 두 제품인 S/DMS Transport Node OC-3 Express와 S/DMS Transport Node OC-192("OC"는 "광 캐리어")를 재설계했습니다. Transport Node 제품군의 기능은 상호 연결된 동기식 광 네트워크(SONET)를 따라 음성, 비디오 및 데이터 전송을 수행하는 것입니다. 통신 트래픽의 광섬유 전송을 위한 미국 표준으로 제정된 SONET 백본은 초당 50메가비트에서 초당 거의 10기가비트까지의 속도를 지원합니다.
고객이 운반해야 하는 전송량에 대한 다양한 요구 사항을 감안하여 Nortel은 다양한 특성을 가진 다양한 전송 제품을 설계합니다. 시스템 패키징 엔지니어는 Transport Node 제품 내부의 전자 회로를 위한 하우징을 고안하는 과제를 맡습니다. OC-3 Express와 OC-192는 Nortel의 Transport Node 제품 라인의 양쪽 끝에 있습니다. 재설계 프로젝트는 DFMA를 시작하면서 패키징 엔지니어에게 고유한 과제를 제시했습니다.
경쟁자의 가격을 이기다.
단일 암로드 크기 선반에 들어 있는 소형 장치인 Transport Node OC-3 Express 선반은 초당 155.52 메가비트의 속도로 광섬유당 2,016개의 통화를 전송합니다. 사무실 공원, 원격 학습을 위한 학교 시설 또는 재택근무자의 지역 조직과 같은 소규모 및 중규모 애플리케이션에 SONET 기능을 확장하는 저렴한 방법을 제공합니다. 전송 시스템 요구 사항에 대한 "단일 선반 솔루션"인 모듈식 OC-3 Express는 기본적으로 통신 부품을 포함한 6면 시트 금속 상자 입니다. 가로 14.75인치, 세로 11인치, 높이 14인치의 크기이며, 탈착식 공기 편향판과 광섬유 보관 트레이가 포함되어 있습니다. 원래 선반에는 전면 커버, 후면 커버, 측면, 상단 및 하단에 용접 셸이 있고 각각 $ 276의 비용이 제작 비용이 소요 되었습니다.
원래의 OC-3 Express는 성공적인 설계 였지만, 곧 바로 시장에 출시 되지는 않았습니다. 경쟁사 버전보다 더 많은 기능과 유연성을 제공했고, 더 광범위한 시장 침투를 약속했지만, 경쟁사는 곧 더 성숙한 제품의 가격을 낮추었습니다. 이에 대응하여, Nortel의 제품 설계자들은 경쟁사의 전략에 맞춰 비용을 줄일 방법을 찾기 시작했습니다.
"저희는 몇 가지 다른 아이디어를 얻었습니다." 기계 시스템 설계 엔지니어인 Dean Flockton이 설명합니다. "저희는 비용을 절감하고 장치를 더 환경 친화적으로 만들고 싶었습니다." 후자의 요구 사항에 대해 주요 목표는 8피트의 베릴륨-구리 개스킷을 제거하고 시트 금속의 부식을 제어하는 데 사용되는 아연 크롬 도금의 대안을 찾는 것이었습니다. Flockton은 또한 장치의 fiber-carrying capacity를 두 배로 늘리는 방법을 찾아야 했습니다.
엔지니어링 팀은 비용 절감을 위해 선반 메커니즘, 즉 상자 자체를 목표로 삼았습니다. Boothroyd-Dewhurst사의 DFMA 원칙에 따라 프로젝트 팀은 원래 OC-3 Express 선반을 분해하여 각 부분의 기능을 분석했습니다. Flockton은 선반의 전면 커버가 재설계의 강력한 초점이라는 것을 재빨리 깨달았습니다. 원래 설계에 대한 DFA 분석 결과 상자의 힌지 알루미늄 전면 커버만 해도 53개의 부품으로 구성되었고 제작 비용이 $78 였습니다. 대부분의 부품은 고장장치였습니다. 분석 과정이 계속 진행됨에 따라 공급업체와 고객의 요청을 받아 전면 커버를 플라스틱으로 만들고 고정 장치를 가능한 한 스냅으로 교체하는 재설계 전략이 발전했습니다. 재설계된 커버는 단 17개의 부품으로 구성되었고 조립하는 데 95초밖에 걸리지 않았지만 원래 커버의 경우 378초가 걸렸습니다. 새 커버의 총 부품 비용은 $26로 개당 $52가 절감되었습니다.
Flockton은 DFMA가 공급업체와 생산적인 협업을 이룬 기억에 남는 사례를 제공합니다. 판금 공급업체를 방문했을 때, Nortel 팀은 전면 커버에 사용된 스테인리스 스틸 개스킷이 레이저로 $20의 비용으로 절단되고 있다는 것을 발견했습니다. 개스킷의 두께가 0.005인치에 불과했기 때문에 그룹은 대신 강철로 된 다이 작업을 사용하기로 결정했고, 그 결과 개스킷의 가격을 $5로 낮췄습니다.
선반의 나머지 부분에 대한 재설계 노력도 비슷한 비용절감으로 이어졌습니다. 고객으로부터 장치 후면을 통한 접근이 필요 없다는 사실을 알게 된 후, Flockton은 별도의 후면 커버를 용접된 쉘에 통합하여 더 이상 전자파 차폐에 필요하지 않은 $32의 베릴륨 구리 개스킷을 제거 했습니다. 그는 용접 쉘 자체를 더 쉽게 조립할 수 있도록 중첩되는 C자 모양의 주 선반과 보조 선반으로 재설계했습니다. 전자 부품을 통합한 보조 선반은 이제 주 선반으로 밀어 넣고 상자 측면은 슬롯형 장착 탭에서 용접합니다. Flockton의 재설계의 대부분은 조립 복잡성을 줄이는 데 목표를 두었습니다. 그는 "용접된 상자가 조립되는 방식을 변경하여 조립하는 데 회전하여 조립하는 공정이 덜 필요하도록 했습니다. 이전에는 네 면에 용접이 있었지만 이제는 두 면에만 용접합니다. 전면 커버도 이제 모두 1축 조립입니다."라고 설명합니다.
전체적으로 DFMA가 안내한 OC-3 Express 선반 기계 장치의 재설계로 총 비용은 $136가 되었으며, 이는 원래 비용인 $276에 비해 상당히 감소한 것입니다. Nortel의 조립 및 제조 비용 절감은 연간 $700,800로 추산됩니다.
표준 조립 비용 절감
Transport Node OC-192는 오늘날 통신 산업에서 사용 가능한 가장 정교한 대역폭 관리를 제공하는 7피트, 옷장 크기의 장비 캐비닛입니다. OC-192는 초당 9.95기가비트의 속도로 각 광섬유에서 129,024개의 통화를 전송합니다. 단일 광섬유가 전송할 수 있는 광파장 수를 확장하는 파동 분할 다중화를 통해 OC-192는 초당 최대 160기가비트의 속도로 광섬유당 250,000개 이상의 통화를 전송할 수 있습니다. 전 세계 통신 백본의 일부를 형성하는 이 장치는 산업 및 교육 분야의 슈퍼컴퓨터를 상호 연결하고 방대한 양의 전송을 통합하고 지시하는 데 사용됩니다.
OC-3 Express와 달리 OC-192는 경쟁사 버전보다 먼저 출시되었으며 여전히 높은 시장 점유율을 차지하고 있습니다. 세계 최고 용량의 전송 시스템이며 차세대 광섬유 전송 플랫폼에 대한 통신 산업의 표준입니다. 1997년 Transport Node OC-192는 혁신, 독창성, 시장 영향, 고객 이익 및 사회에 대한 가치를 International Engineering Consortium 으로 부터 상을 수상했습니다.
Transport Node OC-192는 장치 제어를 제공하고 광섬유를 관리하며 팬을 포함하는 여러 개의 부품 선반으로 구성되어 있습니다.
장치를 냉각하기 위한 것입니다. 시스템의 핵심인 전송 선반에는 송신기, 수신기, 재생기 또는 스위치 역할을 하는 모듈인 다양한 회로 팩이 설치되어 있습니다. 각 전송 선반에는 책꽂이처럼 세로 약 2인치, 높이 약 12인치, 깊이 약 10인치의 슬롯에 들어갈 수 있는 10개의 회로 팩이 들어갈 충분한 공간이 있습니다. 고객의 요구 사항에 따라 10개 미만의 능동 회로 팩을 설치할 수 있습니다. 능동 회로 팩이 차지하지 않는 세로 슬롯에는 충전 재 팩이 삽입됩니다.
충전 재 팩은 겉모습이 멋진 더미 회로 팩 그 이상입니다. 장치의 백플레인에 꽂히는 인쇄회로기판이 들어 있어 운영체제에 팩이 들어 있음을 알리고 그렇지 않으면 구멍이 뚫릴 전자파 간섭을 차단합니다. 또한 활성 팩과 함께 작동하여 시스템 전체를 냉각시키는 공기의 흐름을 관리합니다. 처음에는 충전 재 팩이 활성 팩의 부품과 주조물을 사용하여 제작 되었습니다. 그러나 OC-192의 판매가 증가함에 따라 많은 수의 충전 재 팩이 출하 되었습니다. 충전 재 팩은 고객에게 추가 비용 없이 제공되므로 설계 팀은 필러 팩 비용을 줄여 OC-192의 총 비용을 줄일 수 있는 기회를 파악했습니다.
Boothroyd-Dewhurst사의 DFMA 방식을 사용하여 설계팀은 충전 재 팩 비용을 $410에서 $65로 줄일 수 있었습니다. 총 부품 수는 59개에서 32개로 줄었고 각 충전 재 팩을 조립하는 시간은 15분에서 5분으로 3분의 2가 줄었습니다. 기능적 요구 사항 정의에서 부품 생산까지 전체 재설계 프로세스는 단 10개월이었습니다. Nortel의 연간 예상 비용 절감액은 $3,450,000로 추산되었습니다.



Transport Node OC-3 Express
그림 1
Transport Node OC-192용 원래 충전 재 팩을 분해한 결과, 제작 비용은 $410 였고, 조립 소요 시간은 15분 이었습니다.
그림 2
재설계된 충전 재 팩의 제작 비용은 $65 이고, 조립하는 데 5분이 소요 되었으며, 원래 장치의 절반 정도의 부품만 사용했습니다.