DFMA로 잭팟을 터뜨리다
DFMA소프트웨어를 사용하면 엔지니어가 슬롯 머신 부품 및 조립 비용을 총 40% 절감할 수 있습니다
카지노의 비디오 슬롯 머신 코너에서 불빛이 깜빡이기 훨씬 전에, 설계 엔지니어의 머리 위로 전구가 켜져야 합니다.
그리고 전기 엔지니어, 기계 엔지니어, 제조 엔지니어의 머리 위에도 있습니다. International Game Technology(IGT)의 엔지니어링 관리자인 Sam Mikhail은 ＂게임기의 간단한 부분은 돈을 넣고 버튼을 누르는 것입니다.＂라고 말합니다. ＂어려운 부분은 게임 기계에 관련된 다른 모든 작업을 거의 간순하게 유지하는 것입니다. 저희 고객은 유명업체 운영자 뿐만 아닙니다." 여기에는 설치 직원, 현금 시스템을 다시 장착하는 카지노 직원, 서비스 기술자, 플레이어 그리고 다른 여러 사람들이 포함됩니다.
게임 시스템의 사양은 안팎으로 매우 엄격합니다. 전자기계 제품이기 때문에 EMF 및 ESD 요구 사항과 안전 기준을 충족해야 합니다. 이러한 요구 사항 외에도 게임 장비에 대한 보안 요구 사항이 부과됩니다. Mikhail은 ＂안전, 보안, 품질, 기능성 및 비용 절감이 우리의 주요 설계 목표입니다.＂라고 말합니다. 또한 슬롯 머신은 몇 달마다 새로운 슬롯 머신이 출시되면서 다양한 게임에 맞게 사용자 지정할 수 있어야 합니다.
하지만 내부 조립이 복잡할수록 조립과 서비스에 더 많은 시간이 소요될 수 있습니다. 설계 팀이 단순화를 위해 노력하지 않는다면, 그들의 제품은 상당한 비용 상승이 있습니다. 그것은 IGT의 제조 비용과 고객 서비스 비용을 증가시킬 수 있습니다. Mikhail은 "이 기계들이 작동을 중단하는 매 순산 카지노에 수익이 발생하지 않는다는 점을 명심하세요."라고 말합니다. 서비스의 용이성은 매우 중요하기 때문에 설계자들에게 끊임없는 도전입니다.
이러한 과제를 해결하기 위해, 여러 회사에서 DFMA 프로그램을 구현한 경험을 바탕으로 Sam Mikhail은 IGT에 DFMA를 구현하는 시작을 주도하여 DFMA의 원리와 기술을 강조하는 워크숍을 보완하는 필수 요건으로 Boothroyd Dewhurst, Inc. (Wakefield, RI)의 DFMA 분석 소프트웨어를 도입 했습니다.
시범 워크숍의 설계 팀 중 하나는 이 DFMA를 사용하여 많은 기계에 사용되는 중요한 전자 박스의 부품 비용을 30% 절감하고, 조립 시간과 비용을 무려 50%나 줄이는 데 성공했습니다.
IGT (International Game Technologies)는 오른쪽 그림과 같은 컴퓨터화된 게임 기계를 전 세계적 으로 공급하는 회사입니다. 기계 캐비닛 내부에는 게임의 비하인드 스토리 작업을 수행하는 다양한 전자 및 기계 부품들이 들어 있습니다.
설계 분석에 베팅하다
Nevada주 Reno에 본사를 둔 IGT (International Game Technology)는 컴퓨터화된 게임 기계 및 시스템 제품의 설계, 개발, 제조, 유통 및 판매를 전문으로 합니다. IGT의 비디오 게임 기계는 전 세계적으로 유명 합니다. 이 회사의 주요 제품군은 비디오 및 기계식 릴 슬롯입니다. 기계의 캐비닛은 LCD 화면의 각도에 따라 수직 또는 경사진 전면을 갖습니다.
슬롯 머신 캐비닛 내부에는 게임의 배후 스토리를 수행하는 전자 및 기계 부품들이 다양하게 배치되어 있습니다. 가상 릴을 위한 난수 생성, 게임을 즐겁게 만드는 광경과 사운드 제어, 입출금 관리 및 추적 등이 있습니다. Mikhail은 "기계 내부는 매우 바쁩니다."라고 설명합니다. "결과적으로 매우 혼잡합니다." 수많은 고정장치와 제한된 접근 지점으로 인해 조립 및 서비스가 어렵고 시간이 많이 걸릴 수 있습니다.
예를 들어, 앞서 언급한 전자 박스는 원래 2개의 PCB와 여러 개의 하드(플러그) 커넥터가 들어 있었고, 상자 주변에 배선되어 있었습니다. 판금 상자 자체에는 부품을 장착할 수 있는 여러 개의 장착 지점과 스터드를 손으로 부착하고 접지선을 연결해야 하는 여러 개의 전기 접지 지점이 있었습니다. 좁은 공간에 너무 많은 부품이 있었기 때문에 접근이 어려웠고 조립 작업이 어려웠습니다. Mikhail은 "그 상자는 재설계를 시작하기에 명백한 곳이었습니다."라고 회상합니다. "복잡함과 새로운 설계를 신속하게 생산에 투입할 수 있는 능력 측면에서 볼 때 쉽게 이룰 수 있는 일이었습니다."
재설계 전에 Mikhail과 다른 IGT 직원들은 보완적이고 긴밀하게 통합된 두 가지 분석 도구인 조립 설계(DFA)와 제조 설계(DFM)를 결합한 새로 구입한 DFMA 소프트웨어에 대한 교육을 시작했습니다.
DFA 소프트웨어를 사용하면 엔지니어가 부품을 우아하고 다기능적인 설계로 통합하여 상당한 비용 절감 효과를 제공함으로써 제품의 복잡성을 줄일 수 있습니다. DFM은 설계자가 재료와 공정을 선택하도록 안내합니다. 제품 개발 초기, 개념 설계 단계에서 DFM은 기본 형상이나 CAD 모델로 시작하여 엔지니어가 대체 재료와 공정 비용을 계산하는 데 도움이 됩니다. DFM 동시공학 원가계산의 광범위한 공정 라이브러리와 비용 모델은 가공 시간, 부품 처리(설정) 시간, 재료 비용 지출 및 표면 마감과 같은 2차 제조 공정과 같은 주요 비용 요인을 식별하는 데 도움이 됩니다.
DFMA는 IGT에서 가장 먼저 구현하고 팀을 훈련하는 순간부터 큰 성공을 이끌었습니다. 훈련 중 설계 논의의 흥미로운 부산물은 새로운 수준의 의사소통과 정신이었습니다. Mikhail은 ＂저희 설계 팀은 구성원들이 그들의 전문 분야에서 최선을 다하는 가운데 항상 상호작용을 했습니다."라고 말합니다. "DFMA의 차이점은 그것이 이끌어내는 창의성의 수준 이었습니다. 팀 훈련 연습을 일하기 즐거운 환경으로 바꿔 놓았습니다."
훈련이 끝나고 나서는 실용적이고, 실질적인 디자인 연습을 시작할 차례였습니다.
설계 연습 중인 어셈블리
첫 번째 단계는 DFMA를 사용하여 기존 전자 박스를 벤치마킹하는 것이었습니다(표 1). 훈련을 갓 마친 몇몇 팀원들은 첫 번째 실제 분석을 보는 것이 재설계에 대한 새로운 아이디어를 유발 한다는 것을 알게 되었습니다. "그들을 제지하기 어려웠습니다. 하지만 메모를 하고 다음 분석 작업을 시작할 때까지 기다리라고 했습니다." 라고 Mikhail 은 회상합니다.
표 1. 기존 전자 박스의 벤치마킹
벤치마크 완성으로 기계, 전기 및 제조 기술자와 작업장 기술자로 구성된 각 설계 팀은 매우 혁신적인 "블루 스카이" 개념과 원래 상자를 좀 더 온건하게 재작업하는 두 가지 DFMA 가이드 설계를 체계적으로 수행했습니다..
블루스카이 버전은 특히 접지를 위한 불필요한 고정장치를 제거하는 것을 포함했습니다. 또한 모든 커넥터를 인쇄 회로 기판의 하나의 격벽 커넥터로 통합하는 것도 포함되었는데, 이 옵션은 "매력적이지만 비현실적“ 이었다고 Mikhail은 말합니다. 다른 제품군에서 사용되는 표준화된 부품들을 유지해야 하는 것과 같은 추가적인 설계 제약도 있었습니다. "그래도 블루 스카이 설계는 우리의 창의적인 측면을 실제로 열어주었습니다. 누군가는 우리 중 나머지 사람들이 웃을 수 있을 정도로 급진적인 제안을 했지만, 갑자기 우리는 그것이 실제로 어떻게 작동할 수 있는지 생각하게 됩니다."라고 그는 덧붙였습니다
블루스카이 버전은 놀랍게도 부품의 3분의 2 이상을 제거했고, 조립 시간은 84% 이상 단축 되었습니다. Mikhail은 "여러 가지 이유로 지금 당장 구현할 수는 없었지만, 흥미로운 조립 및 제조 가능성에 마음을 열었다는 점에서 이 연습은 가치가 있었습니다."라고 말합니다.
표 2. 블루 스카이 재 설계
심지어 좀 더 온건한 재설계도 놀라운 이정표에 도달했습니다. 이 팀은 2개의 PCB를 1개로 통합하고 커넥터를 통합하고 접지를 결합하고 부품을 통합하거나 완전히 제거함으로써 총 부품 수를 거의 절반으로 줄일 수 있었습니다.
새 상자안의 여유 공간을 활용하여 설계 팀은 플러그인 주변에 손가락이 들어갈 공간이 있도록 여러 커넥터를 재배치했습니다. 또한 팀은 부품을 이동하여(뚜껑, 바닥 및 상자 한쪽에 장착 포함) 더 짧고 덜 복잡한 하니스로 배선을 연결했습니다(표 3 참조)
표 3. 적정 재 설계
최종 결과는 부품 비용이 30% 감소하고 인건비와 조립 시간이 50% 감소하여 총 비용 절감이 전체적으로 40% 감소했습니다. Mikhail은 "DFMA는 전기, 기계 및 조립 문제를 해결하고 충족하기 위한 체계적이고 구조화된 접근 방식을 제공했습니다."라고 말합니다. "그것은 심지어 DFMA를 사용한 첫 번째 프로젝트에서도 성과를 거두었습니다."
지급 금
재설계된 전자 박스는 IGT의 향후 게임 기계에 포함될 예정입니다. 새로운 설계안은 조립 및 서비스 시간을 줄이고, 잠재적인 엔지니어링 변경 주문을 줄이며, 설계 모듈성을 촉진할 것으로 기대됩니다.
그 이상으로, 이 프로젝트는 DFMA를 제품 개발 전략으로 사용하는 것을 검증했습니다. Mikhail은 "저희의 목표는 IGT에서 지속적인 제품 개선과 린 설계를 촉진하는 것입니다."라고 말합니다. "이제 DFMA의 가치가 증명되었으므로, DFMA를 제품 설계 수명 주기에 통합할 것입니다."
회사는 또한 어떤 부품이 재설계에서 가장 빠르고 가장 큰 잠재적 수익을 제공할 수 있는지를 결정하기 위해 그들의 기존 게임 기계들을 주의 깊게 살펴볼 것입니다. "한 가지 확실한 것은 있습니다"라고 Mikhail은 덧붙였습니다. "여기 있는 그 누구도 그 정도의 조립과 서비스 시간 절약을 생산하는 디자인 도구를 외면하지 않을 것입니다.“
그리고 그것에 베팅할 수 있습니다.
초기 설계
위에는 많은 IGT 기계에 사용되는 전자 상자가 있습니다. 여러 개의 와이어 하네스, 플러그 및 접지 고정 장치 때문에 조립 및 서비스에 시간이 많이 걸렸습니다. 한 설계 팀은 BDI사의 DFMA소프트웨어를 사용한 파일럿 재설계 프로젝트를 위해 이 전자 상자를 선택했습니다.
재 설계
DFMA 소프트웨어는 재설계 팀이 부품들을 제거, 통합 및 재배치하도록 안내했습니다. 재설계된 전자 상자는 부품 비용을 30% 절감하고 조립 시간과 비용을 50% 절감했습니다.
