시스템공학 접근을 통한 모션컨트롤러 설계 프로세스 개발

Abstract

모션컨트롤러는 디스플레이, 반도체, 자동차, 전자, 식품, 음료, 섬유, 인쇄에 이르기까지 제품 생산을 위한 정확한 가공과 위치의 설정, 속도의 제어를 수행하는 장비로서 전체 제조 설비의 공정시간을 좌우하며 생산량에 결정적인 역할을 한다. 최근 디스플레이 장비, 반도체 장비, 전자조립 장비 업체의 요구사항은 고속 고정밀의 높은 생산성, 균등한 고품질의 제품 생산, 저렴한 가격, 적응 유연성(생산장비 구축과 가동 초기시간 감소), 기존 시스템과의 용이한 통합성이다. 모듈형 모션컨트롤러는 이러한 장비업체들의 요구사항을 갖춘 시스템으로서 단일 시스템상에서 멀티 도메인을 갖는다. 한편, 업체사례를 통하여 국내 모션컨트롤러 개발과정의 문제점을 살펴 보면 다음과 같다. 개발과제 수행 중 요건이 빈번하게 변경되는 경우가 있으며, 기술적 요건등에 대한 검토없이 개발을 시작하여 시제품 평가 시 설계의 대규모 수정 사항 발생하고, 일정지연과 개발 비용이 상승하는 등의 문제점 발생되었다. 개발완료 후 문제점은 소프트웨어의 기능추가 및 수정의 보완작업이 어렵고, 수정시간이 장기간 소요되며, 다양한 Application 적용을 위한 파생 제품 개발 시 소프트웨어의 재 사용성이 떨어지는 등의 문제점이 있었다. 그러므로 기존의 문제점을 해결하기 위한 방법으로서 시스템공학 프로세스 중 요건 및 아키텍처 정의 프로세스를 적용한다. 또한 개발공정을 단축하고, 소프트웨어의 재 사용성을 높이기 위하여 프로덕트 라인 개발방식을 아키텍처 정의단계에 적용 조정하는 것을 연구 목적으로 한다. 시스템공학적 접근을 통하여 개선된 모션컨트롤러의 설계 프로세스를 구현하기 위하여, 모듈형 모션컨트롤러의 이해 당사자간의 요건을 분석하고, 기능분석 및 할당을 통하여 아키텍처를 정의하였다. 요건은 소프트웨어 기능요건, 하드웨어 기능요건, 성능요건으로 분석하였다. 도출된 요건을 기능에 할당하여 6가지의 소프트웨어 기능, 하드웨어 기능, 개발툴 기능을 분석하였다. 소프트웨어 아키텍처는 재 사용성을 높이기 위하여 프로덕트 라인 방식을 적용하여 정의하였다. 하드웨어는 시스템 확장성을 위하여 모듈형 아키텍처로 정의하였다. 기존의 개발 프로세스와 개선된 프로세스를 비교하고 개선의 효과성을 검증하기 위하여 CMMI 공정 능력 성숙도 모델을 이용하여 능력단계를 평가하였다.