공장은 품질 요구 사항을 만족시키는 수준에서 가장 효율적인 방법으로 적시에 납품되는 일정 수량의 부품을 생산하려 합니다. 전통적으로 제조업은 투자 수익으로 효율성을 정의했습니다. 성공은 수 천, 수십 만 개의 부품을 지속적으로 제조하는 조건으로 측정했으며 하나 이상의 기계에서 안정적인 생산을 유지하는 것을 목표로 했습니다. 그런 관점에서 보면 가동 중이고 부품을 가공하고 있는 기계가 효율적이라고 간주했습니다.

최근 제조업체는 다양한 고객 요구 사항에 따라 다품종 소량생산 가공하는 경우가 더 많아지고 있습니다. 로트 크기는 수백 개에서 한 자릿수까지 다양합니다. 그러나 공장의 모든 기계가 논스탑으로 가동되고 있는 중에도 고객은 주문한 부품을 기다리고 있을 수 있습니다. 대량 생산 전략은 소량 생산 시나리오의 유연성 및 복잡한 계획 요구 사항과 충돌합니다.

현재 제조 환경에서 진정한 제조 효율성은 최대 생산량과 다양한 개별 고객 주문의 적시 이행 사이에 유연한 균형을 유지하는 것을 포함합니다. 초점은 최종 결과인 정시 제품 배송과 고객 만족에 있습니다.


제조 업체는 생산량과 수요의 균형을 유지하면서 품질을 유지하기 위해 주의해야 합니다. 부적합한 품질의 부품을 제조하게 되면 생산 일정이 예기치 않게 변경되고 시간과 비용이 소모되며 배송이 지연됩니다. 무계획은 생산 중단을 유발하고 기계를 유휴 상태로 둘 뿐더러, 그로 인해 발생하는 예기치 않은 문제를 처리하기 위해 작업 현장의 인건비가 증가합니다.

일반적으로 공작물의 품질은 부품 치수 및 표면 조도 요구 사항을 충족하는 정도로 설명됩니다. 품질의 추가적인 측정, 즉 정시 납품 능력을 공정의 품질이라고 할 수 있습니다. 제조업체는 계획된 생산 시간 동안 작업을 완료하고 약속된 시간에 고객에게 전달하기에 충분한 정도로 프로세스를 제어해야 합니다.

공장의 기계는 항상 100% 작동 할 수 있지만 낮은 납기 대응 능력이 고객을 실망시켜서 제품 구매를 중단하게 되면 공장이 실패합니다. 고객 만족 유지가 주 목표지만 고객 만족에만 집중하는 것은 수익성을 위협할 수 있습니다. 고객에게 초점을 맞추는 것이 중요하지만 제조업체는 제품 수량, 품질 요구 사항 및 납기를 충족하면서 장비 활용도를 극대화해야합니다.

약속과 계획
성공적인 제조에는 조직 내 여러 그룹의 잘 짜여진 상호 작용이 필요합니다. 한 그룹은 고객이 주문한 부품의 비용, 품질 및 납기를 고객에게 약속합니다. 엔지니어링, 구매, 공장 직원 및 관리자를 포함한 조직의 다른 그룹은 이러한 약속을 지켜야 합니다.

효율성의 정의는 각각의 그룹마다 서로 다릅니다. 공장 직원은 최대 생산을 위해 개별 가공 프로세스를 최적화 하고자 합니다. 기술 가공 프로세스 외부의 그룹은 전체 시스템 성능 향상에 집중합니다. 이들의 분석은 전체 장비 효율성 (OEE) 및 노동 생산성과 같은 문제를 다룹니다.


효율성의 심장
기본적인 생물학적 용어로 제조 효율성을 설명하면, 모든 생산 작업의 심장은 가공 공정입니다. 인체의 심장은 필수 불가결하지만 저절로 움직이지는 않습니다. 심장은 신체의 다른 부분과 뇌와 같이 시스템(인체)의 일부입니다.

제조에서 심장이 기계 가공 기술이라면 몸은 엔지니어링, 사업 계획 및 관리를 포함한 전체 제조 조직입니다. 조직의 두뇌는 시스템의 모든 요소를 조정하는 인력 그룹입니다. 그러나 사람이 생각하는 것 만으로 심장 박동을 조절할 수 없듯이, 뇌도 심장이 더 빨리 뛰어야 한다고 결정할 수 없습니다. 마찬가지로 기계 가공 공정이 항상 합리적인 관점에서 제어 할 수 있는 것은 아닙니다.

디지털 기술과 산업용 사물 인터넷 (IIoT) 세계에서 사람들, 특히 젊은 세대들은 가공 공정을 제어하기 위한 해답과 명확한 규칙을 원합니다. 불행히도 대부분의 경우 합리적인 규칙이 없으며 예상치 못한 가공 문제를 수용하고 대응하고 해결해야합니다.

신뢰할 수 있는 가공 및 유연한 생산 시스템은 물론 지식과 숙련된 인력이 효율적인 생산을 제공합니다.

예상치 못한 문제와 숙련되지 않은 작업자
이상적인 세계에서 공장 직원은 가공 공정에서 예상치 못한 문제를 처리하는 데 필요한 지식, 기술 및 경험을 보유하고 있습니다. 그러나 많은 공장장들은 충분한 인력을 유지하는 것이 어렵다고 불평합니다.

교육이 숙련된 인력의 부족을 극복하는 방법으로 보이지만 놀랍게도 일부 공장장들은 직원들이 새로운 기술을 배우는 데 적극적이지 않기 때문에 교육에 대한 노력이 낭비되는 경우가 많다고 말합니다. 기술 교육을 제공하는 경우 대부분 고용주들은 직원들이 이미 할당된 작업을 수행하기에 충분한 지식을 갖추고 있으며 추가 교육이 필요하지 않다고 생각합니다.

전체 제조 시간
작업장의 효율성을 분석하고 낭비를 제거하면 가공에 추가적인 시간을 할애 할 수 있으므로 고객의 요구사항에 대한 유연성과 대응력이 향상됩니다. 부품을 제조하는 데 필요한 총 시간은 여러 개별 활동의 합계입니다. 여기에는 실제 가공 시간, 공구 처리, 공작물 조작, 품질 검사, 돌발 상황, 대기, 관리 작업 등이 포함됩니다.

공구 교체 및 공작물 조작과 같은 일부 작업은 필수적이며 생략할 수 없습니다. 필수적 활동 외에도 공장은 계획 변경, 품질 문제, 누락 된 툴링 또는 공작물 재료 대기와 같은 예기치 않은 상황을 처리하는 데 시간을 보냅니다.

어떤 경우에는 한 공장에서 부품 가공과 관련된 다양한 활동을 검토해 각 작업에 소요되는 시간을 확인했습니다. 실제 가공 시간은 공장 전체 가동 시간의 15% 였고, 셋업 및 대기 시간은 25% 였으며, 툴링 누락, 지연 또는 지나치게 긴 칩 제거를 위한 중단 등 돌발 상황은 또 다른 25 %를 차지했습니다. 돌발 상황, 셋업 시간, 공구 처리, 대기 및 관리에 소요되는 시간을 줄임으로써 실제 가공 시간이 전체의 50% 까지 증가했습니다. 시간이 늘어남에 따라 고객의 특별한 요구 사항에 공정을 맞출 수있는 유연성이 향상됐습니다.

앞서 언급 한 바와 같이 시간 절약에 대한 조사 결과, 다른 공장에서는 장비 스핀들이 부품을 가공하는 시간을 3배로 늘릴 수 있었습니다. 그러나 공장은 그 결과로 부품 생산량이 3 배가 되지는 않는다는 것을 발견했습니다.

추가 연구에서 이 현상에 대한 여러 원인들이 밝혀졌습니다. 중요한 원인은 원래 공정 시간 계산에 수동 디버링 작업이 포함됐다는 것입니다. 시간 절약 활동은 디버링을 공작 기계로 수행하는 것이 보다 효율적일 수 있음을 나타냅니다. 그러나 수동 디버링이 공작 기계로 옮겨지면 디버링 작업을 고려해 전체 스핀들 가동 시간이 증가했습니다. 이 상황은 한 영역에서 시간을 절약하면 다른 영역에서 시간 소비가 증가하거나 효율성이 현저하게 감소 할 수 있음을 보여줍니다.

여기에서 교훈은 전체 제조 프로세스와 관련해 운영 변경 사항을 고려해야 한다는 것입니다. 균형을 잡기는 어려우며, 가능한 한 효과적으로 가용 시간을 활용할 방법을 찾는 것 외에는 일반적인 규칙이 없습니다.

계획 변경하기
효율성과 유연성을 달성하려면 변화하는 생산 수요에 지속적으로 적응해야 합니다. 고객이 제품 설계를 수정하거나 필요한 부품 수를 변경할 때 변경 사항이 외부에서 발생하는 경우가 많습니다. 제조 공장은 이에 대응해 계획을 변경해야하지만, 이로 인해 공장의 전체 계획이 중단되고 혼란스러운 대응으로 이어질 수 있으며 추가적인 중단이 발생할 수 있습니다.

계획이 무질서할 때 일부 공장은 아무 공정에서나 작업물을 밀어내기해 사용 가능한 모든 장비에 작업을 배치하고 더 많은 문제를 유발합니다. 이런 상황은 악순환이 될 수 있습니다. 계획에 문제가 시작되면 바이러스처럼 번식 할 수 있습니다. 작은 중단은 큰 중단으로 커질 수 있습니다. 그리고 인간 바이러스처럼 파괴적인 상황이 극복하기 매우 어려울 수도 있습니다.

예비 용량 옵션
공장의 효율성과 유연성을 효과적으로 높이는 한 가지 방법은 ‘예비 가공 용량’을 추가하는 것입니다. 예비 용량의 개념은 대부분의 공장에서 이질적이며, 공장의 재무 부서는 새로운 가공 용량에 대한 투자를 승인 할 수 있지만 새로운 장비가 유휴 상태가 되지 않도록 요구할 수 있습니다. 그들은 기계를 10억~20억원의 투자로보고 있으며, 예비 용량으로 구입하면 가동하지 않고 정기적으로 아무것도 하지 않고 대기할 수 있음을 이해하지 못합니다. 그러나 실제로는 중요한 일을 합니다. 즉, 고객 행복을 보장합니다. 유연성을 지원하고 예기치 않은 문제를 쉽게 처리 할 수 있는 유용한 예비자원입니다.

어떤 상황에서는 예비 장비를 구입하는 대신 과부하가 발생할 때까지 자체 장비로 작업한 다음 하청 업체를 고용합니다. 그러나 그 하청 업체가 너무 많은 일과 부족한 직원이라는 동일한 문제로 어려움을 겪고 있다면 책임은 단순히 다음 하청으로 넘어갑니다. 기껏해야 가끔 사용할 가능성이 있는 예비 용량을 확보하도록 공장을 설득하는 것은 매우 어렵습니다.

긴 배송 시간 vs 정시 배송
정시에 납품해야하는 압력은 실제 생산 시간을 연장할 수 있습니다. 정상적인 조건에서 제품을 제조하는 데 1주일이 걸리지만, 고객이 정시 배송의 절대적인 보증을 원하는 경우 공장에서는 만약을 감안해 납기를 2주로 통보할 수 있습니다. 또 다른 예로, 고객이 특정 날짜까지 하나의 완성 된 공작물을 필요로 하는 경우, 첫 번째 부품의 가공에 돌발 상황을 감안해 두개의 공작물을 제작할 수 있습니다. 이러한 임시적인 관행은 불필요하게 생산 시간과 비용을 소비하고 실제로 배송 시간을 평소보다 더 연장합니다.

멀티태스킹 선택
공장의 효율성과 유연성을 높이는 또 다른 방법은 비용이 많이 들지만 멀티태스킹 장비와 팔레트 풀 형태의 자동화를 도입하는 것입니다. 공장은 자동화 된 셀을 한 작업에서 다른 작업으로 빠르게 변경하고 팔레트를 사용해 향후 셋업을 구축하고 저장할 수 있습니다. 이러한 시스템은 공작물 팔레트로 둘러싸여 있고 여러 공구가 포함 된 툴 매거진과 함께 로봇이 모두 처리하는 복합 가공 기계 주변에 구축 할 수 있습니다. 이런 배치에서 주간 근무 직원은 다양한 부품을 처리 하도록 기계와 팔레트를 설치할 수 있으며, 야간 근무는 부품을 생산할 수 있습니다. 그러나 이 솔루션은 상대적으로 비용이 많이 들고 모든 회사가 감당할 수 있는 투자 수준이 아닙니다.

멀티 태스킹에 대한 개선 사항
멀티 태스킹 방식에 대한 조직적 걸림돌은 밀링 부서, 선삭 부서 등을 나누어 관리하는 것처럼 기능만을 기반으로 기계를 배치하는 전형적인 공장 관행입니다. 많은 경우 기계를 셀로 구성하는 것이 좋습니다. 기계 그룹에는 특정 그룹 또는 공작물 제품군에 적합한 특정 프로세스 기능이 있습니다. 기능별로 기계를 그룹화하면 선반 작업자 또는 밀링 기계 작업자와 같이 제한된 방식으로 자신을 설명하게 됩니다. 작업자를 다기능으로 교육하고 다양한 유형의 기계를 작동 할 수 있도록 교육하면 공장에서 내부 용량 문제의 균형을 맞출 수 는 유연성을 제공합니다.

제조 효율성에는 부품 가공을 위한 최상의 방법을 찾는 것 외에 고객 만족의 강조도 필요합니다. 제조업체는 적시 납품과 수익성을 지속적으로 유지하기 위한 노력의 균형을 유지해야합니다. 가공 작업을 최적화하는 것 외에도 부품 및 프로세스 품질을 포함한 문제에 대한 세심한 주의, 전체 제조 조직의 관점에서 잘 짜여진 계획 및 가공 시간 소모 요소에 대한 지속적인 분석은 공작 기계의 가용 시간을 크게 늘릴 수 있습니다. 결과적으로 유연성과 효율성이 향상됩니다.

제조 전략의 진화는 작업자들에게 다양한 과제들을 안겨줍니다. 고도로 자동화 된 공작기계, 직관적인 소프트웨어 및 고급 절삭 공구는 작업자들의 실무 책임을 줄였습니다. 안타깝게도, 이 정교한 제조 기술의 한 가지 부작용은 일부 작업자들이 자신의 직무 기술에 대해 ‘충분히 좋은’ 상태에 안주하는 경향이 생긴다는 것입니다.

많은 공장장들은 일부 직원들이 직업 교육을 받을 때 열의가 없고 자신이 해야 할 일을 처리 할 수 있는 충분한 기술이 이미 있다고 느낀다는 사실을 알게 됐습니다. 이러한 직원들은 새로운 제조 환경에서 성장하고 발전하는 데 필요한 사고 방식이 없습니다.

플랑드르에는 이러한 사고방식을 나타내는 말이 있습니다. "읽을 능력과 의지가 없는 부엉이에게 양초와 독서용 안경을 주는 것은 소용없는 일이다” 미국의 격언으로는 "말을 물가로 데려갈 수는 있지만 물을 마시게 할 수는 없다” 가 있습니다. 기본적으로 세계 어디에서나 목표를 달성하는 데 필요한 모든 수단을 사람들에게 제공 할 수 있지만, 참여하고 싶지 않으면 노력은 헛수고가 됩니다.

대부분의 공장에는 하드웨어, 툴링 및 가공 프로그램이 존재하고 강력합니다. 따라서 사람이 제조 효율성의 핵심 요소가 됐습니다. 미래 지향적인 사고 방식과 함께 오늘날 필요한 특수기술은 컴퓨터로 작업하는 것이 아니라 기계 앞에 서서 프로세스를 듣고 관찰함으로써 가공 프로세스를 읽을 수 있는 능력입니다.

일반적으로 프로세스는 자신의 마음을 듣고 잘 진행되고 있는지 느낄 수 있는 것과 같은 방식으로 상태를 나타냅니다. 그 인식은 공식으로 계산되지 않습니다. 무엇을 주시해야 하고 공정 환경에서 유리한 요소가 무엇인지 아는 것이 중요합니다. 세코 툴스는 다양한 형태의 기술 교육, 가공 지식 및 지원을 제공합니다. 공장 직원들이 올바른 사고 방식을 가지고 있을 때 세코는 성공에 필요한 것을 배우고 적용 할 수 있도록 도와드립니다. [글=패트릭 드 보스(Patrick de Vos)/ 비즈니스 개발 관리자 & 기술 교육 관리자 세코 컨설턴시]