다품종 소량생산 공정에서는 동일 특성을 가지는 제품의 제작 개수가 절대적으로 적기 때문에 전통적인 공정제어 기법인 통계적 공정관리(Statistical Process Control)를 적용하기에는 어려움이 많이 존재한다. 그러므로 통계적인 접근법과 아울러 다양한 제품 특성을 규정짓기 위한 다양한 조건의 조합으로 이루어지는 SPEC규칙, 그리고 엔지니어의 경험에 기반한 노하우가 응집되어 있는 KNOWHOW규칙을 유연하게 설정하여 공정을 제어할 수 있는 규칙기반 공정관리 기술의 접목이 필요하다. 본 연구는 다품종 소량생산 공정에 적용 가능한 규칙기반 공정관리(Rule-based Process Control) 시스템을 제안하고, 이 시스템을 실제 반도체 생산 공정에 적용하여 그 성과를 검증하였다.
본 연구는 다품종소량 생산시스템에서 적용되는 새로운 SPC 기법에 대한 문헌을 고찰하고 검토하는데 목적이 있다. 기존의 SPC 기법은 주로 소품종 대량생산 시스템에서 적용되어 큰 효과를 보았으나 최근의 생산시스템은 다양한 수요자의 요구를 충족시킬 수 있도록 유연성 있는 다품종 소량생산체제로 이행되고 있다. 본 연구에서 사용된 분류체계는 다품종소량생산시스템의 SPC 기법을 우선 계량형과 계수형으로 크게 구분하고 계량형에서는 이를 다시 여덟 가지 차트로 계수형에서는 세 가지 차트로 재분류하여 고찰하며 향후 새롭게 적용될 수 있는 응용기법 등을 제시한다. 특히 현장의 실무진도 쉽게 접근이 가능하고 이해하기 쉽도록 기존의 SPC 기법의 대표적 분류체계인 계량형·계수형 구분방법을 사용하였다.
산업사회의 발달과 급변하는 시장수요로 인하여 제춤의 라이프 사이클이 짧아지고, 이에 따라 제품의 소량, 다품종 생산이 절실히 요구되고 있다. 따라서 생산시스템분야에서는 상품제조의 경비를 절감하고 소비자의 다양한 욕구를 만족시키는 다품종 소량 생산체제로의 전환을 위하여 생산설비의 자동화, 고속화, 유연화를 추구하고 있다. 본 연구에서는 생산 공정에서 직접 활용 가능한 자재취급(Materal handling) 및 기구작업(tool operating)용 직교 3자유도 위치결정용 로보트를 설계, 제작하고 IBM-PC와 인터페이스하여 PID제어계를 구성하여 로보트를 제어하며 특성 실험을 통하여 성능 측정을 하고자 한다.
최근 우리나라에서 도요타를 벤치마킹하여 TPS를 도입하는 회사가 늘어나고 있다. 다품종 소량생산의 Lean 생산방식을 적용하기 위해서는 셋업시간의 단축 뿐만 아니라 이에 따른 셋업 품질능력이 향상되어야 한다. 따라서, 공정을 셋업하는 작업자들에게 이러한 Complex Target & Control Chart를 적용한다면, 통계적인 지식 없이도 공정의 불량을 예방 할 수 있으리라 확신한다. 이러한 관리도를 사용하여 공정능력을 향상한다면, 일본과 같은 높은 수준의 공정능력을 확보 할 수 있을 것이다. 단, 본 관리도는 현장 작업자를 위한 불량예방을 위한 품질관리 도구이며, 공정변동을 관리하기 위해서는 엔지니어 측면에서 관리도의 활용도 병행되어야 한다.
GT란 부품들을 그룹별로 분류하고 각 그룹에 동일한 기술을 사용하여 부품을 생산하는 방법으로 이러한 생산방식에서 얻을 수 있는 이점은 대량생산에서와 같은 높은 생산성을 다품종 소량생산에서도 얻을 수 있다는데 있다. GT도입을 위해서는 부품의 분류기준인 부품분류시스템이 필요하며 한국기계연구원에서는 공작기계 제조업체를 대상으로 한 부품분류시스템을 개발하였다.
생산공정의 합리화를 위한 자동화는 성력화와 공정효율의 극대화 및 제품 품질의 개선 효과를 가져오는 반면 생산유연성의 감소에 따른 다품종 소량생산에는 부적합한 경우가 많다. 특히 공정수가 많은 설비산업에서 다양한 품조의 생산이 요구되는 생산체제는 각각의 품종에 맞는 가공을 위하여 공정하인이 복잡해지고, 이에 따라 중간제품의 이동이 많아지며 실제 공정처리를 위한 시간 보다는 적제 및 이동을 위한 시간이 많이 소요되는 문제가 발생한다. (중략)
몇년 안으로 다가오는 21세기에는 정보화사회의 정착이 예견되고 있다. 정보화사회가 되면 노동조직은 단순반복적인 노동을 컴퓨터화된 제어장치가 대행하게되고, 산업구조는 대량생산에서 다양한 소비자의 욕구를 충족시켜 줄 수 있는 다품종소량체제로 변환될 것이며, 정보가 경쟁력의 원천으로 부각될 것이다. 정보화사회의 구축에는 에너지 다소비요소가 내재되어 있다. 예컨대 다품종 소량체계는 대량생산체계보다 에너지다소비형이고, 다양한 정보유통을 위하여는 대용량·고속정보통신망의 구축이 필요하게 될 것이다.
다품종 소량생산, 단납기로 대표되는 제품 개발 환경에서 금형비와 공정을 단축하는 것은 매우 중요하다. 전통적인 프레스 제품의 개발시 금형(Die)을 제작하지 않고 Forming 제품을 직접 생산하는 방법을 점진판재성형공법(incremental sheet metal forming)이라 한다. 점진판재성형 공법은 금형을 사용하지 않고도 3차원 형상의 성형이 가능하므로 다품종 소량 생산시 금형 제작비용 및 시간을 획기적으로 단축할 수 있어 자동차, 항공, 가전 산업 등 그 파급효과가 매우 크다고 할 수 있다.(중략)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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