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공장의 롤스로이스
품질과 오랫동안 동의어인 회사는 내장된 품질 및 안정성 분석을 통해 사이버-물리적 시스템 통합을 한 단계 더 발전시켰습니다.
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도전: 개선을 위한 국제 표준을 채택하여 전 세계 롤스로이스 제조 시설에서 비용을 절감하고 수율을 높입니다. 공급망에서 단일 지점 오류를 제거하고 지적 재산을 생성합니다.
해결책: Rolls-Royce의 엔진 상태 모니터링 그룹이 JMP®를 사용하여 연간 100만 파운드를 절약한 개선 사항을 개발했다는 사실을 알게 된 후 제조 엔지니어링 시스템 책임자인 Dan Middleton은 제조 분야에서 소프트웨어 라이선스를 부여하기로 결정했습니다. 내부 hack-a-thon 형태로 사용 가능한 도구를 직접 비교한 것은 개념 증명이었습니다. Python을 사용하는 엔지니어는 3일, Minitab을 사용하는 엔지니어는 6일이 소요되는 작업을 JMP로 8시간 만에 완료할 수 있었습니다.
결과: JMP를 통해 더 많은 데이터 기반 의사 결정을 더 빠르게 내릴 수 있는 Rolls-Royce의 능력은 광범위한 부가 가치 서비스와 비용 효율성을 가져왔습니다. 단 9개월 만에 단일 엔지니어가 JMP를 사용하여 서로 다른 지역의 다양한 Rolls-Royce 공장에서 15가지 고유한 제조 문제에 대한 솔루션을 개발했습니다. 회사는 현재 이러한 개선 사항을 확대하기 위해 적극적으로 노력하고 있습니다.
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인더스트리 4.0은 제조의 미래에 대한 혁신적인 비전을 제시합니다. 사이버-물리적 시스템 통합은 지속적이고 자유롭게 흐르는 데이터 스트림을 생성할 것입니다. 클라우드 컴퓨팅은 해당 데이터에 액세스하고 분석하는 새로운 방법을 제공할 것입니다. 그리고 머신 러닝은 데이터를 보다 창의적이고 정확하며 효율적으로 사용할 것입니다. 의심할 여지 없이 매우 매력적인 제안입니다. 그러나 대부분의 기업이 스마트 제조를 흥미로운 가능성으로 보고 있지만 이론을 성공적으로 실행한 기업은 거의 없습니다.
롤스로이스를 제외하고는 거의 없습니다.
2018년에 롤스로이스는 한 제조 시설에만 6천만 파운드 이상을 투자했습니다. 그 중 700만 파운드는 IT 통합을 위해 명시적으로 할당되었습니다. 회사의 제조 엔지니어링 시스템 책임자인 댄 미들턴(Dan Middleton)은 "비즈니스 사례는 [통합]이 스스로 비용을 지불하는 것"이기 때문에 '당연한 일'이라고 부르는 대규모 투자라고 말했습니다.
JMP를 통해 더 많은 데이터 기반 의사 결정을 더 빠르게 내릴 수 있는 Rolls-Royce의 능력은 광범위한 부가 가치 서비스와 비용 효율성을 가져왔습니다.
그 추정은 멀지 않다. Rolls-Royce는 이미 투자 수익을 보고 있다고 Middleton은 말합니다. 실제로 개조된 현장은 현재 35~45% 더 많은 생산량을 달성하고 있습니다. 물론 그 혜택의 일부는 업그레이드된 기계에 기인할 수 있지만 분석 통합이 엄청난 영향을 미치고 있다는 데는 의심의 여지가 없습니다. 그리고 미들턴은 올바른 소프트웨어를 보유하는 것이 ROI가 매우 빠르게 제공되는 이유 중 일부라고 말합니다.
다른 부서의 100만 파운드 성공 사례에서 배우기
업그레이드된 시설이 2018년에 온라인 상태가 되었을 때 Middleton은 회사의 툴링 환경에 대한 감사를 시작했습니다. 그는 Rolls-Royce의 이미 광범위한 소프트웨어 포트폴리오를 평가하여 엔지니어링 팀이 새로운 데이터 스트림을 활용하는 데 도움이 될 수 있는 원스톱 도구를 식별하려고 했습니다. 결국 솔루션은 Rolls-Royce의 EHM(Engine Health Monitoring) 사업부 캠퍼스 바로 건너편에 있었습니다.
2018년 초 EHM이 비공식 분석 세미나를 발표했을 때 Middleton과 영국 더비에 있는 Rolls-Royce ABCF(Advanced Blade Casting Facility)의 제조 시스템 엔지니어인 Russell Bayes는 참석하기로 결정했습니다. 그들이 본 것은 흥미로웠습니다. EHM 팀은 JMP®라는 통계 소프트웨어를 사용하여 연간 100만 파운드 이상을 절약할 수 있는 새로운 모니터링 방법을 개발했습니다.
미들턴은 롤스로이스의 제조 분야에서 JMP에 대해 많은 생각을 한 것은 이번이 처음이라고 설명합니다. “우리는 실제로 도구의 기능에 놀랐습니다. 우리는 괜찮다고 생각했습니다. JMP를 사용해 보고 실제로 무엇을 할 수 있는지 봅시다.”라고 그는 말합니다. “우리는 처음에 약간 회의적이었습니다. 하지만 약 4개월 이내에 우리는 이 도구에 대해 뭔가가 있음을 확인했습니다. 우리는 그것이 무엇인지 아직 확신할 수 없었지만 매우 영리한 수학을 할 수 있게 해주었습니다.”
Middleton은 JMP를 배우고 Rolls-Royce의 제조 운영에서 JMP가 어떤 역할을 할 수 있는지 결정하는 데 전적으로 집중하기 위해 새로운 엔지니어 Aman Datta를 영입했습니다."[JMP]에서 우리가 보는 중요성은 우리가 엔지니어가 1년 동안 소프트웨어를 플레이할 수 있도록 효율적으로 풀어준 것입니다."라고 Middleton은 말합니다. 손에 든 새로운 도구인 Datta, Middleton 및 Bayes는 함께 협력하여 수년간 ABCF를 괴롭혔던 여러 문제를 분류했습니다. JMP의 테스트 케이스였으며 실망하지 않았습니다.
경영진은 "이를 어떻게 더 많이 할 수 있습니까?"에 주목합니다.
Rolls-Royce의 다른 스마트 공장 현장과 마찬가지로 ABCF는 시설의 가치 흐름을 통과하는 모든 단일 엔진 구성 요소의 수명 주기에 대한 상세한 데이터 맵을 생성할 수 있습니다. 충분히 강력한 소프트웨어를 통해 엔지니어는 이러한 데이터 서명을 사용하여 어떤 구성 요소가 실패하거나 부적합할 가능성이 가장 높은지 식별하는 데 도움이 되는 동적 통계 모델을 구성할 수 있습니다. 이 정보를 통해 다음 단계로 진행해야 하는 부품과 폐기하거나 우선 순위를 낮추어야 하는 부품에 대한 전략적 결정을 내릴 수 있습니다.
생산 주기 초기에 사양을 벗어난 부품을 제거함으로써 Middleton과 그의 동료와 같은 제조 엔지니어는 재작업이 필요한 비품질 구성 요소에 투자하는 시간과 리소스를 줄일 수 있습니다. 누적적으로 이러한 절감은 최종 비용에 막대한 영향을 미칠 수 있습니다.
Middleton은 JMP를 사용한 초기 시험에서 팀이 상당한 이점을 가져온 4가지 주요 문제를 해결했다고 설명합니다. “우리는 [달성] 부사장이 '이 일을 더 많이 할 수 있는 방법은 무엇입니까?'라고 물을 정도였습니다. 그래서 41개의 JMP 라이선스를 추가로 구매했습니다. 9개월 만에 [JMP] 1개에서 41개로 늘어났습니다." 이 그룹에는 현재 JMP Pro를 사용하는 30명의 제조 엔지니어도 있습니다.
이러한 개선 사항의 확장성을 인식한 이후, Rolls-Royce는 Middleton과 Datta를 재배치하여 전 세계 시설에서 그들의 전문 지식을 활용할 수 있도록 했습니다. Datta는 동료들이 직면한 현장별 문제를 이해하고 JMP를 사용하여 솔루션을 찾기 위해 공장 현장에서 시간을 보냅니다. Middleton이 설명하는 제안은 다음과 같습니다. 내가 당신을 위해 [당신의 문제]를 해결하도록 할게요.”
단 9개월 만에 Datta는 전 세계 여러 지역의 Rolls-Royce 공장에서 15가지 고유한 제조 문제에 대한 솔루션을 개발했습니다. 그리고 모든 새로운 도전은 롤스로이스 운영의 더 큰 그림에서 데이터 포인트라고 미들턴은 말합니다.
그는 그들이 보고 있는 문제가 다른 것보다 비슷할 때가 더 많다고 덧붙입니다. "이는 문화적 변화의 일부입니다. 한 시설에서 다른 시설로 혜택을 배포하는 것입니다." 그리고 더 많은 Rolls-Royce 시설이 디지털 통합 분석 시스템과 함께 온라인 상태가 됨에 따라 제조 엔지니어링에 대해 보다 사전 예방적이고 예측하기가 더 쉬워질 것입니다. “생각을 바꿔서 시간과 자원을 낭비하지 말라고 말해야 합니다.”
페일-패스트 철학 수용, 클라우드 컴퓨팅으로 확장
문화 변화가 나타난 방식 중 하나는 페일 패스트 철학을 수용하는 것입니다. Rolls-Royce처럼 높이 평가되는 조직이 실패를 수용 가능한 것으로 간주하고 심지어 권장하기까지 하는 것이 이상하게 보일 수 있습니다. 그러나 회사는 약속이 없을 때 프로젝트를 일찍 포기하는 것이 더 낫다는 것을 배웠습니다. (예를 들어, Middleton은 팀이 더 유망한 경향을 조사하기 위해 이동함에 따라 R 값이 0.5 미만인 탐색적 분석이 보류될 수 있다고 말합니다.)
우선 순위를 정할 수 있도록 Rolls-Royce는 매주 거버넌스 세션을 운영합니다. 프로젝트에서 약속을 보지 못하는 엔지니어는 해당 프로젝트를 의제에서 제외하고 계속 진행할 것입니다. "그것은 일을 하는 매우 성숙한 방식입니다."라고 Middleton은 말합니다. 이전에는 엔지니어가 프로젝트에 대해 매우 보호적이 되었을 수 있지만 빠른 실패 정신으로 인해 결과를 얻을 수 없을 것 같은 개선 아이디어를 버릴 수 있습니다. 이는 용량 증가와 더 많은 개선 프로젝트를 의미합니다.
“[스마트 팩토리 시스템의] 문제는 우리가 지금 너무 빨리 물건을 찾고 있다는 것입니다.”라고 Middleton은 말합니다. “여기서 우리는 이제 클라우드 기술을 사용합니다. 인간은 그 동안만 일할 수 있다. 그러나 기계는 모델을 만드는 작업으로 설정할 수 있습니다.
“JMP는 이 모든 것을 가속화합니다. 효과적으로 우리는 일주일에 걸쳐 데이터를 분석하던 것에서 이틀 만에 분석할 수 있게 되었습니다.” 대량의 데이터를 클라우드에 업로드하고 여러 모델을 동시에 실행할 수 있습니다. 흥미로운 것을 보고 짧은 시간 내에 분석을 조정하거나 다시 실행하십시오.
"어느 정도까지는 더 이상 스스로 할 필요가 없습니다."라고 Middleton은 설명합니다. “모델을 직접 만들지만 모델링이 훨씬 쉬워졌습니다. 주말 동안 실행한 상태로 두고 월요일에 다시 오면 이 모든 데이터를 수집하고 답이나 새로운 방향을 제시합니다. 그 방향은 다른 조사를 하거나 DOE(실험 설계)를 하는 것일 수 있습니다.”
JMP의 모델링과 결합된 클라우드 기반 기술은 문제 해결 및 지원을 촉진합니다. 미들턴은 엔지니어가 "롤스로이스를 조직으로 원활하게 흐르게 하는" 방식으로 데이터에 액세스할 수 있다고 말합니다.
“우리의 전체 문화는 하룻밤 사이에 바뀌었습니다”
인더스트리 4.0 변환은 일반적으로 그렇게 빨리 흐르지 않습니다. 그러나 Rolls-Royce에서 증거의 증가는 조직의 모든 계층에 걸쳐 통계적 사고에 큰 변화를 불러일으켰다고 Middleton은 설명합니다. 가장 직접적인 사례 중 하나는 2018년 회사 해커톤(hack-a-thon)으로, 롤스-로이스의 여러 부서 팀이 이전에는 해결할 수 없었던 제조 문제를 해결하기 위해 경쟁했습니다. 그렇게 함으로써 그들은 사용 가능한 소프트웨어 옵션을 직접 비교하게 되었습니다.
이 사건은 매우 복잡하고 일련의 프로세스와 상호 작용을 포함했습니다. 한 팀은 Minitab을, 한 팀은 Python, 다른 팀은 R을 사용했습니다. Middleton의 팀은 JMP를 사용했습니다. "우리는 출력 관점에서 민감했기 때문에 이 문제를 다른 방식으로 처리하기로 결정했습니다. 그래서 우리 팀은 JMP를 사용했습니다."라고 그는 말합니다. "그리고 8시간 이내에 문제를 해결했습니다."
Middleton의 팀이 솔루션에 도착했을 때 그는 이렇게 말했습니다. “Python을 사용하는 사람들은 이제 막 모델을 만들기 시작했을 뿐입니다. Minitab을 사용하는 사람들은 아직 데이터를 구조화하지도 않았습니다.”
결국 오픈 소스 소프트웨어를 사용하는 팀은 3일 만에 솔루션에 도달했습니다. Minitab을 사용하는 팀은 6일이 걸렸습니다. JMP를 사용하는 팀은 단 8시간이면 충분했습니다. 미들턴은 결과가 좋았고 롤스로이스의 리더십이 주목을 받았다고 말했습니다. "우리 문화 전체가 하룻밤 사이에 바뀌었습니다."
Rolls-Royce는 이제 전 세계의 주제 전문가와 데이터 과학자로 구성된 팀이 회사의 가장 어려운 문제를 해결하고 큰 아이디어를 도출하기 위해 협력할 수 있도록 해커톤 모델을 확장하고 있습니다. Middleton은 "[hack-a-thon 모델]을 통해 우리는 엔지니어링 문제를 더 잘 이해하고 물리학의 한계를 더욱 확장할 수 있습니다."라고 덧붙이며 글로벌 접근 방식은 Rolls-Royce가 국제 표준을 채택하고 단일 공급망의 포인트 실패.
지적 재산 생성
회사는 운영 표준화를 넘어 중요한 깨달음을 얻었습니다. 분석을 매우 효과적으로 사용함으로써 Rolls-Royce는 실제로 생성 지적 재산(IP). 그런 다음 해당 IP를 활용하여 기존의 지속적인 개선 위에 새로운 자금 흐름을 생성할 수 있다고 Middleton은 주장합니다. “우리는 상상조차 하지 못했습니다. 시작했을 때 우리는 오늘날의 문제를 해결하고 제품과 프로세스를 개선하고 고객에게 더 나은 성능의 엔진을 제공하기 위해 분석을 사용하는 것에 대해 생각했습니다."
예를 들어 hack-a-thon에서 제시된 사례를 살펴보겠습니다. “그 하나의 문제를 통해 우리는 두 개의 IP를 효과적으로 생성했습니다. 하나는 [높은 보호를 받으며] Rolls-Royce가 공장을 설립하는 방법을 안내할 것입니다. 다른 하나는 공급업체 및 고객과 공유할 것입니다. 그리고 공급망입니다.”라고 Middleton은 설명합니다.
“JMP를 통해 우리는 다양한 질문을 하고 해당 분야 전문가의 생각에 도전할 수 있었습니다.… 예를 들어, 우리는 약 20년 동안 [a] 고각 경계의 결함을 해결하려고 노력해 왔습니다. 그리고 우리가 [JMP를 통해] 보여준 것은 장비 설계에 근본적으로 잘못된 것이 있다는 것입니다. 주제 전문가들은 이전에 한 번도 생각해 본 적이 없었습니다. 그것은 당신이 그들에게 너무 많은 데이터를 가져오고 그것을 모델링하고 모델링 도구를 가져올 수 있기 때문입니다.
“이제 우리는 장비 제공업체에게 돌아가서 설계에 근본적으로 잘못된 것이 있다고 말할 수 있습니다. 물론 우리가 발견한 것이 무엇인지 정확히 말하지는 않았습니다. IP를 효과적으로 개발했기 때문입니다.”
회사의 새로 통합된 시설이 온라인 상태가 된 지 1년이 지난 미들턴에 따르면 관련된 모든 사람들이 이제 더 현명한 결정을 내리고 경험을 통해 더 많은 것을 배우고 있습니다. 이러한 결정은 부가 가치 서비스와 비용 효율성을 모두 가져왔다고 그는 덧붙입니다. “엔진을 더 뜨겁게 달릴 수 있다면 더 효율적인 엔진을 얻게 될 것입니다. 부품을 더 빠르게 만들 수 있다면 시장에 공급할 수 있습니다. 엔진을 더 싸게 만든다면 우리는 더 경쟁력이 있을 것입니다.”
궁극적으로 이러한 개선은 Rolls-Royce와 공급망뿐만 아니라 고객에게도 이익이 됩니다. 그리고 그것이 궁극적인 목표라고 Middleton은 설명합니다. “Rolls-Royce의 고객은 우리가 하는 모든 일의 중심에 있습니다. 이것이 바로 우리가 기술을 활용한 이유입니다. 고객에게 더 나은 제품을 제공하기 위해서입니다.”
