프로세스 분석과 개선

공정기호

기출: 109-1-5, 121-3-4

공정분석(Operations analysis)은 작업 효율성을 높이기 위해 생산 과정과 작업 흐름을 평가하는 과정이다.

공정분석을 위해 사용되는 공정기호(Flowchart symbols)는 작업 흐름을 시각적으로 나타내기 위한 기호로, 각 단계 작업이나 활동을 명확하게 표현하는데 사용된다. 이러한 기호는 작업 분석, 개선 그리고 최적화 작업을 효과적으로 수행할 수 있게 도음을 준다.

youtube.com/watch?v=RXpHGa9ToAE&t

아래는 공정기호를 이용한 공정도표 작성 예제이다.

http://business.chosun.ac.kr

라인 밸런싱

기출: 112-2-6

라인 밸런싱은 공정 분석에 있어 중요한 요소이다. 작업장 내 여러 작업 사이에 균형을 맞추는 활동이다. 이는 각 작업이 동일한 시간 동안 수행되도록 하여 전체 라인 효율성을 높이는데 목표를 두고 있다. 라인 밸런싱을 통해 생산 시간을 줄이고 병목 현상을 방지하며 자원 활용을 최적화할 수 있다.

라인 밸런스 계산

1대씩 기계가 배치된 흐름공정 작업시간이 다음 표와 같을 경우, 일일 생산량이 15개/일 이상일때까지 기계를 추가로 배치하여 공정분할을 실시하고, 그 때 일일 생산량 및 라인 밸런스 효율을 구하시오(실제 가동시간 = 8시간/일).

공정 1 2 3 4 5 6
시간(분) 30 30 42 31 32 35

\[ \frac{\text{가동시간 8시간 x 60분}}{15개} = 32(분) \]

주어진 조건에서는 일 15개 생산을 위해서는 각 공정이 32분 이내가 되도록 공정을 설계해야 한다. 따라서 3, 6, 7번 공정은 추가 기계를 배치하여 32분 이내로 공정이 진행될 수 있도록 구성한다.

공정 1 2 3 4 5 6 7 8 9
시간(분) 30 30 21 21 31 32 18 17 18

위 조건으로 라인 밸런스 효율을 계산하면 다음과 같다.

\[ E_b = \frac{\sum{T_i}}{n \times c_T} = \frac{236}{10 \times 32} \times 100 = 73.75(\%) \]

준비교체 개선활동

기출: 97-1-1, 109-2-5, 130-2-2

준비교체 시간이란 현 제품 생산 종료 시점으로부터 다음 제품으로 교체/조정을 하여 완전히 양품이 생산되기까지의 시간을 말한다. 치공구 해체, 청소, 다음 제품에 사용할 치공구 준비, 금형류 준비, 세팅, 시가공, 조정, 측정 시간 등을 포함한다.

준비교체 시간 단축 필요성
시장 요구에 맞춰 다품종화 되면서 가동률이 저하되는 추이를 보였다. 빈번한 기종 교체에 대응 및 준비 교체 시간 단축으로 가동률 향상을 위해 준비교체 시간 개선이 필요하게 되었다.

준비교체시 발생하는 3대 낭비는 다음과 같다.

flowchart TB
0[준비작업 낭비] --- 1[내준비교체<br>작업 낭비] & 2[외준비교체<br>작업 낭비]
1 --- 11[**교환 낭비**] & 12[**조정 낭비**]
2 --- 21[사전 **준비 낭비**] & 22[후처리 낭비]

준비교체 낭비

내준비 시 교환 낭비, 조정 낭비가, 외준비 시 준비 낭비 발생한다.

교환 낭비
  • 치공구 교환, Press 금형/성형 등 금형 준비, Drill 등 교환
  • 조립라인의 조립품이나 부품 교체, 가공라인의 재료 교체 준비
조정 낭비
  • 정밀 절살 가공이나 화확 장치 등에서 기준을 변경 및 조정하는 작업
  • 준비 작업자 테크릭을 발휘할 수 있는 조정 작업
준비 낭비
  • 생산 시작 전에 여러 가지 준비 작업
  • 작업자나 기계 준비, 도면 확인, 청소 등 후처리를 포함
준비시간
내준비 시간
  • 현재 가공이 끝날 때부터 다음 가공을 위해 양품이 나올 때까지의 시간으로 기계가 가공물에 부가가치를 생성하지 않는 시간
외주비 시간
  • 기계가 가동하고 있을 때 기계 밖에서 준비 교체를 위한 사전 준비, 후처리를 하는 시간

https://www.youtube.com/watch?app=desktop&v=8-kmV4wR2xo
개선 절차
  1. 현상 파악
    • 가동 분석을 통해 현 실태를 파악하고 현재 실시하고 있는 방법을 분석한다.
  2. 낭비제거
    • 정리 정돈으로 상당한 시간을 줄일 수 있다.
  3. 내/외 준비 분리
    • 내준비, 외준비, 로스 분리를 명확힌 한다. 반드시 설비를 정지시키지 않아도 가능한 작업은 외 준비로 한다.
  4. 내준비를 외준비화
    • 내준비 작업을 개선하여 외준비화 한다.
  5. 내준비 교체 개선
    • 내준비 단축을 위해 지그 공구 부착, 제거 작업 간소화/표준화, 카세트 방식 도입, 빠른 장금장치를 이용한 체겨 간소화, 중개 지그 활용, 병행 작업 실시, 조정 작업 폐지 등을 시도한다.
  6. 외준비 교체 개선
    • 외준비 시간도 단축하여 준비교체 총 시간을 단축한다.

준비교체 시간 단축은 로트 사이즈를 작게 하여 고객 요구에 맞는 생산 진행으로 재고를 줄이고 리드타임을 단축하여 시장 경쟁력을 향상시킬 수 있다.

단축효과
  • 재공품(WIP, Work In Process) 최소화 - 대기시간 단축
  • 생산 소요시간(Lead time) 단축 - Lead time = 가공 + 정체시간
  • 가동률 및 생산성 향상(준비 교체 유실 감소)
교체준비 시간 단축 추진 절차
  1. 준비 시간 실태 파악
  2. 준비 개선 추진팀 편성
  3. 현장 관찰 및 가동 분석
  4. 헛수고 없애기와 결론 발상법
  5. 개선 실시 계획 작성
  6. 개선 실시
  7. 평가결과 횡전재

Less Engineering

기출: 97-1-2, 127-2-1

낭비를 발생시키는 구체적인 현상을 완전히 제거하고자 하는 관점에서 시작된 것으로 개선 4원칙 중 가장 효과적인 배제에 주안점을 두고 적은 비용으로 큰 영영 성과를 달성하고자 하는 방안이다.

개선 4원칙(ECRS)

기출: 130-1-12
  1. 제거 (Eliminate):
    • 불필요한 재고를 줄이기 위해 적시 생산 시스템(JIT)을 도입한다.
    • 작업장에서 불필요한 이동을 줄이기 위해 작업 공간을 최적화한다.
    • 생산 과정에서 발생하는 비효율적인 단계를 제거한다.
  2. 병합 (Combine):
    • 유사한 작업을 한 번에 처리하도록 작업 순서를 병합한다.
    • 기계 및 장비를 다기능화하여 다양한 작업을 한 번에 처리한다.
  3. 재배치 (Rearrange):
    • 작업 순서를 분석하고 최적의 순서로 재배치하여 작업 시간을 단축한다.
    • 생산 라인을 재설계하여 물류 흐름을 개선한다.
  4. 단순화 (Simplify):
    • 복잡한 작업을 간소화하여 작업자의 업무 부담을 줄인다.
    • 표준 작업 절차를 도입하여 일관성을 높이고 오류를 줄인다.

이렇게 하면 제조 공정의 효율성을 크게 향상시킬 수 있다.

다음과 같은 유형이 있다.

  • Walk Less - 보행 낭비 없애기
  • Search Less - 찾는 낭비 없애기
  • Air Less - 빈 공간 없애기
  • Over stock Less - 과잉 재고 없애기
  • Air Cut Less - 공구 절삭 낭비 없애기
  • Conveyor Less - 불필요한 컨베이어 없애기
  • Dust Less - 분진방지, 먼지 발생 원인 없애기
  • Rough Motion Less - 불필요한 동작 없애기
구분 예시
Man - Walk Less: 작업자의 낭비 보행을 없앤다.
- Search Less: 물품을 찾는 시간적 낭비를 없앤다.
- Rough Motion Less: 동작의 원칙에 벗어난 움직임을 없앤다.
Machine - Dust Less: 분진을 발생시키는 기계나 장비의 원인을 없앤다.
- Conveyor Less: 불필요한 컨베이어를 없앤다.
Material - Material Less: 원재료 사용의 낭비를 없앤다.
Method - Air Less: 부가가치를 낳지 않는 공간을 없앤다.

3정 5S

3정(3定)과 5S는 모두 효율적인 작업 환경을 만들고, 생산성과 품질을 향상시키기 위한 관리 방법론이다. 특히 3정은 일본에서 개발된 5S의 기초가 되는 개념으로, 정리, 정돈, 청소의 세 가지 원칙을 강조한다. 5S는 여기에 두 가지 추가 원칙을 포함하여 더 체계적이고 구체적인 방법을 제시한다.

3정 (3定)
  • 정리(整理, Seiri): 필요한 것과 불필요한 것을 구분하여 불필요한 물건을 제거하고, 작업 공간을 깔끔하게 유지한다.
  • 정돈(整頓, Seiton): 필요한 물건이나 도구는 쉽게 찾을 수 있도록 정리하여, 효율적인 작업이 가능하도록 한다. 작업에 필요한 모든 것이 제자리에 있어야 한다.
  • 청소(清掃, Seiso): 작업 환경과 기계, 장비를 청소하여 깨끗하고 안전한 작업 환경을 유지한다. 청소는 품질 관리와 안전성 향상에도 중요하다.

5S는 3정의 개념을 바탕으로 두 가지 추가 원칙을 더한 것으로, 더 체계적이고 구체적인 관리 방법을 제공한다. 5S는 다음과 같은 다섯 가지 원칙으로 구성된다.

5S
  1. 정리 (Seiri, 整理): 필요 없는 물건을 제거하고, 필요한 것만 남긴다.
  2. 정돈 (Seiton, 整頓): 필요한 물건을 쉽게 찾을 수 있도록 정리하여, 작업 효율을 높인다.
  3. 청소 (Seiso, 清掃): 작업 공간을 깨끗하게 유지하고, 기계나 도구가 오염되지 않도록 관리한다.
  4. 청결 (Seiketsu, 清潔): 정리, 정돈, 청소가 일상적으로 잘 유지될 수 있도록 표준화하고 관리한다. 이는 일상적인 관리 및 점검을 통해 이루어진다.
  5. 습관 (Shitsuke, 躾): 5S 활동을 지속적으로 유지하고 개선하려는 습관을 형성한다. 5S가 일상적으로 실천되도록 하고, 모든 직원이 이를 지키도록 한다.
5S 목적
  • 코스트 감축
  • 능률 향상
  • 품질 향상
  • 고장 감축
  • 안전보장, 공해방지
  • 의욕 향상
5S 추진단계
  1. 5S 추진체제 확립
  2. 5S 추진계획입안
  3. 5S 운동 선언
  4. 사내 계몽 및 교육
  5. 실시
  6. 평가 및 유지
3정과 5S 관계
  • 3정은 5S의 기초가 되는 개념으로, 5S는 이를 더 확장하여 지속적이고 체계적인 관리 방법을 제시한다.
  • 3정은 기본적인 정리, 정돈, 청소를 중심으로 한 관리 방법이고, 5S는 이들 세 가지 원칙을 더 발전시켜 청결습관을 추가하여, 일상적으로 실천되고 유지되도록 한다.
3정과 5S의 장점
  • 효율성 향상: 불필요한 물건을 없애고, 작업 환경을 정리함으로써 시간과 자원을 절약할 수 있다.
  • 안전성 강화: 깨끗하고 정돈된 작업 환경은 안전사고를 예방하고, 작업자의 안전을 보장한다.
  • 품질 향상: 청결하고 정돈된 환경에서 작업을 수행하면, 제품 품질이 향상된다.
  • 직원 참여: 5S는 직원들이 자발적으로 참여하고 지속적으로 개선하는 문화를 형성하게 도와준다.

3정5S는 조직 내에서 효과적인 생산성과 품질을 유지하고, 지속적인 개선을 이루는 데 중요한 역할을 한다.