칼럼[임병욱 위원의 ‘세상속의 경영노트’]_준비교체작업과 생산효율향상 본지는 임병욱 전문위원의 칼럼을 게재, 세계에서 벌어지는 사회경제적인 이슈를 통해 기업경영에 도움이 되는 경영이론과 관리기법의 개념을 파악하고 구체적인 실천 방법을 알기 쉽게 제공하고 있습니다.10월 14일 영암 서킷에서 치러진 2012 F1 코리아그랑프리 레이스. 제바스티안 페텔(25·레드불)이 1시간36분28초651로 1위를 차지했다. 포디움 꼭대기에 올라선 페텔은 랭킹 포인트 25점(총 215점)을 획득, 드라이버 순위에서도 페르난도 알론소(페라리·209점)를 제치고 1위에 올랐다. 28일 인도 부다 서킷에서 열린 2012 F1 인도그랑프리에서도 우승하며 페델은 4연승을 이어갔다. 올림픽, FIFA월드컵과 함께 F1(Formula one)은 6억의 인구가 TV를 통해 시청하는 세계 3대 스포츠로 꼽힌다. 해마다 세계 19개국을 돌면서 개최된다는 점에서 세계 최대라고 보는 견해도 있다. 매년 1개국에서 1경기씩만 치른다는 원칙으로 10월에 개최되는 한국 경기는 '코리아그랑프리'라고 불린다.1950년에 영국 실버스톤 서킷에서 시작된 F1는 FIA(국제자동차연맹)가 주최하는 1인승 4륜 자동차 경기다. 구불구불한 서킷을 최고속도 시속 360km 이상으로 달리는 모습이 가장 큰 매력이다. 2400cc 정도의 엔진이지만 약 750마력의 고성능을 자랑한다. 1만 8,000RPM(엔진회전수)에 달하는 극한의 상황으로 주행하기 때문에 3~5회 출전하면 엔진을 통째로 교체해야 할 정도다.▷ F1 경주용 머신과 준비교체작업차라고 부르기보다 ‘머신’이라고 불리는 F1 경주용 자동차. 제작사들은 0.001초의 기록을 단축하기 위해 각종 신기술을 쏟아낸다. F1 머신은 평균 750마력, 8기통 엔진을 사용한다. 알루미늄 차체에 와류를 효과적으로 이용하기 위한 윙을 설치하고, 머신 후미 바닥의 공기흐름을 빠르게 해 다운포스를 증가시켜주는 디퓨저를 장착한다. 맥라렌이 도입한 에프덕트(F-duct)는 차체를 타고 흐르는 공기 흐름에 변화를 주어 직선주로에서 3~4km의 속도향상 효과를 얻어냈다. 신기술의 결정체, 머신이 내는 속도는 가히 놀라움을 초월한다. 장에릭 베르뉴(프랑스)는 2012 F1 코리아그랑프리 결선 레이스의 직선 구간에서 순간 속도 시속 324.5㎞로 서킷을 달렸다. 또한 마크 웨버는 1분42초037만에 5.615㎞의 서킷 한 바퀴를 평균 시속 198.104㎞로 달렸다. F1 경주에서 마른 노면에 사용하는 드라이 타이어는 표면에 그루브(지면에 닿는 홈이나 문양)가 없는 타이어로 접지력이 20%정도 향상된다. 드라이 타이어는 섭씨 80도~100도에서 최상의 성능을 발휘하기 때문에 경기 시작 전에 타이어를 워밍업한다. 젖은 노면에서 사용하는 ‘웨트 타이어’는 물에 닿으면 끈적끈적해지는 특성을 갖고 있으며, 35도~55도에서 최적인 이 타이어는 시속 300km로 주행 시 4개의 타이어에서 초당 61리터의 물을 배출해낸다. 그리고 중간정도 상황에 사용하는 ‘인터미디어트 타이어’는 물이 고여 있지는 않지만 트랙이 젖은 상태일 때 사용하며 시속 300km로 주행 시 초당 34리터의 물을 배출한다. ‘웨트 타이어’와 ‘인터미디어트 타이어’는 표면의 그루브가 물을 배출하는 역할을 한다. F1 경기 중에서 가장 큰 볼거리 중에 하나는 바로 타이어 교체(피트 스톱: Pit Stop)다. F1 머신들은 워낙 빠른 속도로 달리기 때문에 주행 도중 피트에 들어와 타이어를 교체하거나 정비해야 한다. 이때 시간을 얼마나 단축하느냐에 따라 순위가 얼마든지 뒤바뀔 수 있다. 피트에 차가 들어오면 앞, 뒤에서 차를 띄우고 동시에 각각의 휠의 볼트를 풀고 새 타이어가 달린 휠로 교체하고 다시 볼트를 조이는 작업이 순식간에 이루어진다. 차가 피트 안에 정차 후 타이어를 교체하고 다시 출발하기까지 걸리는 시간은 단 3~4초, 역대 최단시간 기록은 2.9초라 한다. ▷ 준비교체시간 단축이 곧 생산효율향상생산도 F1 경주와 똑같다. 생산속도와 함께 정지시간을 최소화해야 경쟁에서 이길 수 있다. 주로 설비가 생산을 담당하는 생산시스템의 경우는 더욱 그렇다. 설비가 쉼 없이 제 속도로 생산하는 것이 최상이다. 그러나 그것은 이상일 뿐이다. 먼저, 고장이 일어나면 가동을 정지하고 수리를 해야 하는데 그 결과는 효율저하로 나타난다. 그러니 좋은 설비의 조건으로 고장이 나지 않는 즉, 신뢰성을 강조하게 된다. 기술이 발전됨에 따라 설비고장은 상당히 줄고 있는 것을 현장에서 보게 된다. 고장으로 인한 낭비는 많이 줄고 있다는 얘기다.그 다음이 준비교체로 인한 정지시간이다. 시장에서 고객이 요구하는 다양한 제품에 부응하는 길은 다품종 제품을 생산할 수 있는 생산시스템이다. 그러나 모든 품목을 각각 전용설비로 생산하는 것은 소량 생산에 따른 가동률 저하로 수익을 기대할 수 없다. 적은 수의 설비로 많은 품목을 생산하면서도 최고의 효율을 달성해야 하는 것이 현실이다. 당연히 준비교체시간을 획기적으로 단축하는 길이 최선이다. 싱글셋업(Single Set-Up), 제로셋업(Zero Set-Up)이 그것이다.요즘에는 생산설비 가동을 정지하지 않고 다품종의 제품을 연속, 자동으로 생산할 수 있는 FMS(Flexible Manufacturing System)가 도입되는 것을 볼 수 있다. 공장자동화(Factory Automation)의 기반이 되는 시스템화 기술의 극치이다. 전기적 명령어 시퀀스(릴레이, PLC), 마이크로프로세서 또는 컴퓨터에 의해서 제어되는 기기, 수치제어 가공기, 자동조립기, 로봇, CAD/CAM 등의 자동화 기기와 이를 이용하여 생산성과 유연성을 높일 수 있도록 하는 생산 공정의 시스템화를 의미한다. 고가의 설비로 고부가가치 제품을 생산하는 공정에 제한적으로 적용될 수 있으며 일반 생산시스템의 모습과는 거리가 멀다.그럼, 일반적인 생산설비에서는 준비교체시간을 어떻게 단축해야 할 것인가? 우선 설비의 구조와 기능을 개선하는 방법이다. 어차피 일어날 수밖에 없는 준비교체작업을 쉽게 할 수 있는 구조와 기능을 갖추어야 한다. 금형(Die) 기준면과 고정홈의 통일, 자동체결장치의 채택, 원터치 세트화, 회전식 테이블 등이 그것이다. 이러한 장치들은 설비를 사용하면서 바꾸기란 그리 쉽지 않다. 설비를 설계하고 제작하는 단계로부터 준비교체작업을 쉽고 빠르게 수행할 수 있도록 설비에 반영해야 한다.다음으로 사용단계에서의 개선방법을 살펴보자. 준비교체작업은 크게 설비 가동을 중지하고 해야 하는 내준비작업시간((Internal Set-up Time)과 가동 중에 할 수 있는 외준비작업시간(External Set-up Time), 그리고 낭비시간으로 구분할 수 있다. 설비가동이 중지되는 시간을 최소화 하는 길이 효율을 향상하는 길이다. 그러기 위해서는 설비가 가동하는 시간에 준비할 수 있는 것은 미리 준비하는 개선이 있어야 한다. 내준비작업의 외준비작업으로의 위치 이동이다.더불어 내준비작업도 설비의 가동중지 시간을 단축하는 개선이 일어나야 한다. 나사 수를 줄이는 개선, 정상 작업역 내에서 준비교체작업을 할 수 있도록 하는 개선, 조정작업을 최소화시키는 개선, 고정 블록과 핀을 활용하는 개선, 검사구를 지그화 하는 개선 등이 그것이다. 이러한 개선은 생산설비 운전을 담당하는 작업자의 창의적인 아이디어가 필요한 개선점이다. 그들의 참여를 유발할 수 있는 동기부여가 함께 있어야 하는 이유다.생산 속도와 함께 준비교체시간을 단축하는 것은 제조F1의 승리를 보장하는 길이다. 생산설비의 가동중지 시간을 최소화하면서 다품종 제품을 생산하는 것이 생산효율을 향상시키는 핵심과제다. 자동으로 준비교체작업이 수행되는 설비와 준비교체작업을 쉽게 할 수 있는 구조를 갖춘 설비가 계획돼야 한다. 더불어 사용단계에서도 준비교체작업의 창의적인 개선이 요구되며 이는 작업자의 참여로 이뤄진다. 설비효율을 향상시키는 요체가 준비교체작업의 개선이다.임병욱 위원 프로필 산업일보 전문위원 큐비컨설팅 대표컨설턴트 한국생산성본부 전임컨설턴트 (bwlim0354@naver.com)

칼럼[임병욱 위원의 ‘세상속의 경영노트’]_준비교체작업과 생산효율향상

기사입력 2012-11-08 00:06:18

[산업일보]

본지는 임병욱 전문위원의 칼럼을 게재, 세계에서 벌어지는 사회경제적인 이슈를 통해 기업경영에 도움이 되는 경영이론과 관리기법의 개념을 파악하고 구체적인 실천 방법을 알기 쉽게 제공하고 있습니다.

10월 14일 영암 서킷에서 치러진 2012 F1 코리아그랑프리 레이스. 제바스티안 페텔(25·레드불)이 1시간36분28초651로 1위를 차지했다. 포디움 꼭대기에 올라선 페텔은 랭킹 포인트 25점(총 215점)을 획득, 드라이버 순위에서도 페르난도 알론소(페라리·209점)를 제치고 1위에 올랐다. 28일 인도 부다 서킷에서 열린 2012 F1 인도그랑프리에서도 우승하며 페델은 4연승을 이어갔다.

올림픽, FIFA월드컵과 함께 F1(Formula one)은 6억의 인구가 TV를 통해 시청하는 세계 3대 스포츠로 꼽힌다. 해마다 세계 19개국을 돌면서 개최된다는 점에서 세계 최대라고 보는 견해도 있다. 매년 1개국에서 1경기씩만 치른다는 원칙으로 10월에 개최되는 한국 경기는 '코리아그랑프리'라고 불린다.

1950년에 영국 실버스톤 서킷에서 시작된 F1는 FIA(국제자동차연맹)가 주최하는 1인승 4륜 자동차 경기다. 구불구불한 서킷을 최고속도 시속 360km 이상으로 달리는 모습이 가장 큰 매력이다. 2400cc 정도의 엔진이지만 약 750마력의 고성능을 자랑한다. 1만 8,000RPM(엔진회전수)에 달하는 극한의 상황으로 주행하기 때문에 3~5회 출전하면 엔진을 통째로 교체해야 할 정도다.

▷ F1 경주용 머신과 준비교체작업

차라고 부르기보다 ‘머신’이라고 불리는 F1 경주용 자동차. 제작사들은 0.001초의 기록을 단축하기 위해 각종 신기술을 쏟아낸다. F1 머신은 평균 750마력, 8기통 엔진을 사용한다. 알루미늄 차체에 와류를 효과적으로 이용하기 위한 윙을 설치하고, 머신 후미 바닥의 공기흐름을 빠르게 해 다운포스를 증가시켜주는 디퓨저를 장착한다. 맥라렌이 도입한 에프덕트(F-duct)는 차체를 타고 흐르는 공기 흐름에 변화를 주어 직선주로에서 3~4km의 속도향상 효과를 얻어냈다.

신기술의 결정체, 머신이 내는 속도는 가히 놀라움을 초월한다. 장에릭 베르뉴(프랑스)는 2012 F1 코리아그랑프리 결선 레이스의 직선 구간에서 순간 속도 시속 324.5㎞로 서킷을 달렸다. 또한 마크 웨버는 1분42초037만에 5.615㎞의 서킷 한 바퀴를 평균 시속 198.104㎞로 달렸다.

F1 경주에서 마른 노면에 사용하는 드라이 타이어는 표면에 그루브(지면에 닿는 홈이나 문양)가 없는 타이어로 접지력이 20%정도 향상된다. 드라이 타이어는 섭씨 80도~100도에서 최상의 성능을 발휘하기 때문에 경기 시작 전에 타이어를 워밍업한다. 젖은 노면에서 사용하는 ‘웨트 타이어’는 물에 닿으면 끈적끈적해지는 특성을 갖고 있으며, 35도~55도에서 최적인 이 타이어는 시속 300km로 주행 시 4개의 타이어에서 초당 61리터의 물을 배출해낸다. 그리고 중간정도 상황에 사용하는 ‘인터미디어트 타이어’는 물이 고여 있지는 않지만 트랙이 젖은 상태일 때 사용하며 시속 300km로 주행 시 초당 34리터의 물을 배출한다. ‘웨트 타이어’와 ‘인터미디어트 타이어’는 표면의 그루브가 물을 배출하는 역할을 한다.

F1 경기 중에서 가장 큰 볼거리 중에 하나는 바로 타이어 교체(피트 스톱: Pit Stop)다. F1 머신들은 워낙 빠른 속도로 달리기 때문에 주행 도중 피트에 들어와 타이어를 교체하거나 정비해야 한다. 이때 시간을 얼마나 단축하느냐에 따라 순위가 얼마든지 뒤바뀔 수 있다. 피트에 차가 들어오면 앞, 뒤에서 차를 띄우고 동시에 각각의 휠의 볼트를 풀고 새 타이어가 달린 휠로 교체하고 다시 볼트를 조이는 작업이 순식간에 이루어진다. 차가 피트 안에 정차 후 타이어를 교체하고 다시 출발하기까지 걸리는 시간은 단 3~4초, 역대 최단시간 기록은 2.9초라 한다.

▷ 준비교체시간 단축이 곧 생산효율향상

생산도 F1 경주와 똑같다. 생산속도와 함께 정지시간을 최소화해야 경쟁에서 이길 수 있다. 주로 설비가 생산을 담당하는 생산시스템의 경우는 더욱 그렇다. 설비가 쉼 없이 제 속도로 생산하는 것이 최상이다. 그러나 그것은 이상일 뿐이다. 먼저, 고장이 일어나면 가동을 정지하고 수리를 해야 하는데 그 결과는 효율저하로 나타난다. 그러니 좋은 설비의 조건으로 고장이 나지 않는 즉, 신뢰성을 강조하게 된다. 기술이 발전됨에 따라 설비고장은 상당히 줄고 있는 것을 현장에서 보게 된다. 고장으로 인한 낭비는 많이 줄고 있다는 얘기다.

그 다음이 준비교체로 인한 정지시간이다. 시장에서 고객이 요구하는 다양한 제품에 부응하는 길은 다품종 제품을 생산할 수 있는 생산시스템이다. 그러나 모든 품목을 각각 전용설비로 생산하는 것은 소량 생산에 따른 가동률 저하로 수익을 기대할 수 없다. 적은 수의 설비로 많은 품목을 생산하면서도 최고의 효율을 달성해야 하는 것이 현실이다. 당연히 준비교체시간을 획기적으로 단축하는 길이 최선이다. 싱글셋업(Single Set-Up), 제로셋업(Zero Set-Up)이 그것이다.

요즘에는 생산설비 가동을 정지하지 않고 다품종의 제품을 연속, 자동으로 생산할 수 있는 FMS(Flexible Manufacturing System)가 도입되는 것을 볼 수 있다. 공장자동화(Factory Automation)의 기반이 되는 시스템화 기술의 극치이다. 전기적 명령어 시퀀스(릴레이, PLC), 마이크로프로세서 또는 컴퓨터에 의해서 제어되는 기기, 수치제어 가공기, 자동조립기, 로봇, CAD/CAM 등의 자동화 기기와 이를 이용하여 생산성과 유연성을 높일 수 있도록 하는 생산 공정의 시스템화를 의미한다. 고가의 설비로 고부가가치 제품을 생산하는 공정에 제한적으로 적용될 수 있으며 일반 생산시스템의 모습과는 거리가 멀다.

그럼, 일반적인 생산설비에서는 준비교체시간을 어떻게 단축해야 할 것인가? 우선 설비의 구조와 기능을 개선하는 방법이다. 어차피 일어날 수밖에 없는 준비교체작업을 쉽게 할 수 있는 구조와 기능을 갖추어야 한다. 금형(Die) 기준면과 고정홈의 통일, 자동체결장치의 채택, 원터치 세트화, 회전식 테이블 등이 그것이다. 이러한 장치들은 설비를 사용하면서 바꾸기란 그리 쉽지 않다. 설비를 설계하고 제작하는 단계로부터 준비교체작업을 쉽고 빠르게 수행할 수 있도록 설비에 반영해야 한다.

다음으로 사용단계에서의 개선방법을 살펴보자. 준비교체작업은 크게 설비 가동을 중지하고 해야 하는 내준비작업시간((Internal Set-up Time)과 가동 중에 할 수 있는 외준비작업시간(External Set-up Time), 그리고 낭비시간으로 구분할 수 있다. 설비가동이 중지되는 시간을 최소화 하는 길이 효율을 향상하는 길이다. 그러기 위해서는 설비가 가동하는 시간에 준비할 수 있는 것은 미리 준비하는 개선이 있어야 한다. 내준비작업의 외준비작업으로의 위치 이동이다.

더불어 내준비작업도 설비의 가동중지 시간을 단축하는 개선이 일어나야 한다. 나사 수를 줄이는 개선, 정상 작업역 내에서 준비교체작업을 할 수 있도록 하는 개선, 조정작업을 최소화시키는 개선, 고정 블록과 핀을 활용하는 개선, 검사구를 지그화 하는 개선 등이 그것이다. 이러한 개선은 생산설비 운전을 담당하는 작업자의 창의적인 아이디어가 필요한 개선점이다. 그들의 참여를 유발할 수 있는 동기부여가 함께 있어야 하는 이유다.

생산 속도와 함께 준비교체시간을 단축하는 것은 제조F1의 승리를 보장하는 길이다. 생산설비의 가동중지 시간을 최소화하면서 다품종 제품을 생산하는 것이 생산효율을 향상시키는 핵심과제다. 자동으로 준비교체작업이 수행되는 설비와 준비교체작업을 쉽게 할 수 있는 구조를 갖춘 설비가 계획돼야 한다. 더불어 사용단계에서도 준비교체작업의 창의적인 개선이 요구되며 이는 작업자의 참여로 이뤄진다. 설비효율을 향상시키는 요체가 준비교체작업의 개선이다.

임병욱 위원 프로필

산업일보 전문위원
큐비컨설팅 대표컨설턴트
한국생산성본부 전임컨설턴트
(bwlim0354@naver.com)

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온라인 뉴스팀 kidd@kidd.co.kr

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