As modular production becomes increasingly widespread in globalized manufacturing industries, sub modules or parts of the final product are being provided by many suppliers. Some part suppliers design their own products for themselves. In many cases, these part suppliers provide the same type of product to multiple OEM companies. Because all part suppliers and OEM companies typically do not use the same CAD system, engineering changes in the CAD model of one company cannot be directly propagated to related CAD models of other companies.
Even if two companies use the same CAD system, it may be difficult to share their CAD model due to corporate security policy. To improve the efficiency of the present collaborative engineering process, a means to protect the intellectual properties of companies who are collaborating in the product development is needed.
In the top-down modeling approach, functionalities of a product, relationships among those functionalities, and shapes of parts developed from those functional requirements can be precisely defined using a skeleton model. The skeleton model is an effective means of representing only the relationships and functional interfaces among parts that constitute a product and are designed by separate companies. It also can take into consideration the space demand for each part and kinematical motion of parts. Hence, the top-down modeling approach is mainly applied to technologically mature industrial sectors, and is suitable for environments where the collaborative product design process is primarily led by an OEM company.
In terms of collaboration among companies, each designer can perform the design process independently of the design status of other components because the detailed information for spatial arrangements of parts in an assembly and interfaces between them are specified in the skeleton model. If the skeleton model is modified according to an engineering change (EC) request and then propagated to other companies, designers in charge of individual parts and sub-assemblies can make changes by referring to the updated skeleton model. Therefore, in the distributed collaborative design environment, the sharing and propagation of EC information is enabled by the product development system which is based on the skeleton model and top-down modeling approach.
A method to share the simplified design information which is essential for collaboration as well as to ensure the security of the company’s intellectual property has been proposed. To this end, a collaborative process designed to meet the aforementioned demands has been established and the essential design information to be shared in the collaborative process has been listed. From the extracted essential design information, a neutral model has been defined.
For sharing the essential geometry design information, a neutral collaboration model that consists of a neutral skeleton model and an external reference data model is proposed as a new medium for the sharing and propagation of engineering change information among collaborating companies.
제조업에 있어 글로벌화에 따라 모듈화 생산 방식 역시 확산되는 추세이기에, 최종 제품의 부속품은 복수의 공급업체으로부터 공급되어질 수 있다. 또한 많은 경우에 있어, 이러한 공급업체들은 동일한 형태의 생산품을 복수의 완제품 생산업체에 납품하기도 한다. 이와 같은 경우에 있어, 부품 공급업체와 완제품 생산업체가 동일한 CAD 시스템을 사용하지 않을 수도 있기 때문에, 하나의 기업으로부터 발생한 CAD 모델의 설계 변경(engineering change)이 다른 기업들의 연관된 CAD 모델들에 직접적으로 전파될 수 없다. 동일한 CAD 시스템을 사용하는 경우일지라도, 각 기업의 지적 자산 보안 문제로 인해 CAD 모델을 직접적으로 공유하는 것은 불가능할 수도 있다. 이와 같은 환경에서, 현재의 협업 엔지니어링 프로세스를 효율적으로 개선하기 위해서는, 제품 개발을 위해 협업하는 기업들의 지적 자산을 보호할 수 있는 새로운 방법론의 제안이 요구된다.
하향식 설계 방법론에서는, 제품의 기능이나 기능들 간의 관계, 기능 상의 요구에 따른 부품들의 형상 등이 골격 모델을 이용하여 명시적으로 선언될 수 있다. 골격 모델은 제품을 구성하는 분산된 조직들이 설계하는 부품들 간의 관계나 기능 상의 인터페이스를 표현하는 효율적인 방법이다. 이는 역시 각 부품들의 요구 공간이나 부품들의 기구학적 운동을 명시하는 데 사용될 수 있다. 따라서, 하향식 설계 방법론은 성숙한 제조 분야에 적용하기 수월하며, 완제품 생산업체가 주도하는 협업적 제품 설계 프로세스 적용 환경에 매우 적합하다.
기업 간의 협업에 있어, 조립품을 구성하는 부품 및 부분 조립품과 다른 부품들 간의 상호 관계, 각 부품들의 크기, 위치, 방향과 같은 공간 상의 제약조건에 대한 상세 정보가 골격 모델에 표현되어 있기 때문에, 일단 골격 모델이 주어지면 설계자는 다른 부품의 설계 상황에 상관없이 독립적인 설계를 수행할 수 있다. 설계 변경 요구에 따라 골격 모델을 수정하고 이를 다른 기업들에 전파한 경우, 각 하위 컴포넌트의 설계를 담당한 설계자들은 수정된 골격 모델을 참조하여 자신이 담당한 컴포넌트의 갱신을 쉽게 수행할 수 있다.
따라서, 분산된 협업 설계 환경에 있어, 설계 변경 정보의 공유 및 전파는 하향식 설계 방법론 및 골격 모델의 적용에 기반을 둔 제품 개발 시스템에 의해 쉽게 업무 적용이 가능하다.
본 연구에서는, 기업의 지적 자산을 보호함과 동시에 협업에 필수적인 단순화된 설계 정보들을 공유하는 방법을 제안하였다. 먼저, 상기 요구 사항들에 부합하는 협업 프로세스를 수립하였으며, 공유되어야 하는 필수 설계 정보들을 추출하여 정리하였다. 추출된 필수 설계 정보들로부터, 각 설계 정보들의 표현에 적용할 수 있는 중립 데이터 모델을 정의하였다.
공유되어야 하는 필수 형상 설계 정보에 있어, 중립 골격 모델과 외부 참조 모델로 구성된 중립 협업 모델을 새롭게 제안하였으며, 이는, 협업 조직 간의 설계 변경 정보의 공유 및 전파에 대한 새로운 매개체로서 사용될 수 있다.
