컴퓨터지원공정계획(Computer-Aided Process Planning, 약칭 CAPP)은 제품이나 부품을 제조하는 데 필요한 공정 계획(process planning)을 컴퓨터 소프트웨어와 정보기술을 이용하여 수립·지원하는 학문 또는 기술 분야이다. 한국어 위키백과는 이 용어를 "컴퓨터 지원 공정 계획"으로 표기하며, 컴퓨터지원설계(CAD), 컴퓨터지원제조(CAM)와 같은 계열의 개념으로 설명한다.
공정 계획이란 주어진 설계도면이나 3D 모델을 실제 제조 단계로 옮기기 위해 재료, 가공 방법, 작업 순서, 사용 장비와 공구 등을 체계적으로 결정하는 작업을 말한다. 전통적으로는 숙련된 엔지니어가 경험에 의존해 수작업으로 수행해 왔으나, CAPP는 이 과정을 컴퓨터로 지원함으로써 설계(design)와 제조(manufacturing)를 연결하는 역할을 한다.
주요 목적과 효과
CAPP의 목적은 공정 계획을 자동화·표준화하여 일관성을 유지하고, 생산 시간과 비용을 줄이면서 품질을 확보하는 데 있다. 일반적으로 다음과 같은 효과가 언급된다.
- 공정 계획 수립에 드는 시간과 노력의 감소
- 생산 시간 및 비용을 최소화하는 공정의 최적화
- 제품 설계나 생산 요구 조건의 변경에 대한 신속한 대응
CAPP에는 주로 최적화 알고리즘이 사용되며, 비용이나 시간 또는 이 둘을 동시에 최소화하는 방향으로 공정 계획을 수립하는 것이 목표가 된다. 또한 생산 계획 수립 결과는 라우팅 시트(routing sheet), 공구 목록, 작업 목록, 작업 지시서 등 구체적인 문서 형태로 산출되는 경우가 많다.
접근 방식
CAPP의 구현 방식은 크게 두 가지로 구분된다.
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변형형 접근법(variant approach, 검색 방식): 유사한 부품에 대한 표준 공정 계획을 데이터베이스에서 검색한 뒤, 새로운 부품에 맞게 수정·적용하는 방식이다. 그룹 테크놀로지(group technology)와 부품 분류·코딩 체계(예: Opitz 시스템)에 크게 의존한다. 이해하기 쉽고 계획자가 최종 계획을 통제하기 용이하다는 장점이 있으나, 데이터베이스에 이미 존재하는 부품과 매우 유사한 부품에만 적용이 제한된다는 한계가 있다.
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생성형 접근법(generative approach): 기존 계획을 검색·수정하는 대신, 제품 데이터와 공정 데이터를 결합하여 새로운 부품에 대한 고유한 제조 계획을 처음부터 자동으로 생성하는 방식이다. 부품 형상·공차를 해석하는 부품 기반 시스템, 가용 설비와 능력을 담은 제조 데이터베이스, 작업 순서를 결정하는 시퀀싱 서브시스템, 보고서 생성기 등으로 구성되는 것이 일반적이다. 전문가 시스템(규칙 기반 추론), 머신러닝, 딥러닝, 제약 프로그래밍 등의 기법이 활용되기도 한다.
최근의 개발은 새로운 제품에 대한 공정 계획을 자동으로 생성하거나, 자원 가용성 변화에 따라 계획을 동적으로 갱신하는 생성형 CAPP에 중점을 두는 경향이 있다.
역사 및 관련 개념
CAPP 기술은 1960년대 후반에서 1970년대에 걸쳐 초기 시스템이 등장한 것으로 알려져 있다. 다만 초기 시스템의 구체적 개발 연도와 명칭에 대해서는 출처마다 서술이 달라, 세부 연혁은 확정적인 정보로 보기 어렵다.
CAPP는 컴퓨터통합제조(CIM) 시스템의 필수 구성 요소로 여겨지며, CAD·CAM 및 컴퓨터통합생산(CIM)과 밀접하게 연관된다.
참고
- 한국어 위키백과 「컴퓨터지원공정계획」
- 영어 위키백과 「Computer-aided process planning」
- CIRP Encyclopedia of Production Engineering, "Computer-Aided Process Planning"
