생산준비시간 단축

1. 생산준비시간 단축의 중요성

 

(1) 생산준비작업

□ 앞에 하던 생산이 끝나고 다음에 계획된 품종을 생산하기 위한 작업준비를 품종교체에 따른 생산준비 작업이라고 한다.

□ 생산준비 작업을 의미하는 용어는 업종에 따라 다양한데, 기종 전환, 모델체인지(Model Change), 셋업(Setup), 라인 업(Line Up), 단취(段取 : 단도리) 등이 있는데, 각 용어가 품고 있는 뜻은 모두 동일하다.

(2) 필요성과 효과

□ 한 가지 품종 또는 제품을 대량으로 만들면 생산 측면에서의 생산성, 작업의 용이성 그리고 품질은 다소 높아진다.

□ 그러나 소비자의 욕구(Needs)는 다양화로 인하여 잦은 사양변경과 함께 소량화, 단납기화 등이 요구됨에 따라 적절한 응대가 용이하지 않다.

□ 전체적인 생산소요시간을 단축하려면 품종교체에 따른 생산준비시간을 단축하는 것이 절대적으로 요구된다.

□ 생산준비시간을 당초 소요되던 시간의 1/n로 줄이면 생산로트의 크기도 해당 공정의 부하량을 바꾸지 않고 당초의 1/n로 줄일 수 있다. 이로써 로트 당 가공시간은 1/n까지 단축되며 생산소요시간도 크게 단축되어 고객 주문에 신속하게 적응할 수 있게 된다.

□ 가령 품종교체에 따른 생산준비시간이 60분인 경우, 제품 단위당 가공시간이 1분이고, 생산로트가 1,500개라면 총 생산소요시간은 다음과 같다.

   - 총 생산소요시간 = 품종교체에 따른 생산준비시간 + 총 가공시간 = 60분 + (1분/개 × 1,500개) = 1,560분

□ 이 경우 생산준비시간을 당초의 1/10인 6분으로 줄인다면, 로트의 크기도 1/10인 150개씩 생산하여 1,500개를 1,560분(즉, 26시간)에 생산할 수 있다.

□ 그래서 JIT 시스템에서는 재고의 낭비를 배제하고 평준화 생산을 실현하기 위해서 선행적으로 생산준비시간을 단축시키는데 주력하며, 그 결과를 활용하여 생산의 소로트화를 도모한다.

□ 과거 EOQ방식에서는 생산준비비용은 고정된 것으로 간주하고 생산에 소요되는 총비용의 최소화를 기하기 위한 적정 로트 크기를 결정하였으나, JIT 시스템에서는 생산준비시간은 개선에 의해 더욱 짧아질 수 있는 가변성을 지닌 것으로 파악, 접근하고 있다.([도표 1] 참조)

□ 품종교체에 따른 생산준비시간 단축의 효과를 살펴보면 다음과 같다.

   - 재공품 재고(WIP : Work-in-Process)의 최소화

   - 생산소요기간(Lead Time)의 단축

   - 가동률 및 생산성 향상 등

 

[도표 1]  생산준비비와 로트의 축소

2. 생산준비시간 단축의 정석

 

(1) 개요

□ JIT시스템에 있어서 1단위로 제품 수요에 정확히 맞추기 위한 핵심적인 방법 중의 하나는 기계의 생산준비시간 단축을 통한 융통성(flexibility)의 고도화를 실현하는 길이다.

□ 생산준비시간의 최소화와 이를 위한 노력은 생산제품의 변경에 신속하고 효과적으로 대처할 수 있게 할 것이고, 특정한 시점에 필요로 하는 것을 정확하게 만들어 낼 수 있는 능력을 지니게 할 것이기 때문이다.

□ 최근에는 10분미만의 SMED(Single Minutes Exchange of Die) 내지 1분 이내에 이루어지는 one Touch Setup이라는 결과까지 낳고 있다. 이와 같은 결과는 생산준비과정의 철저한 분석을 토대로 낭비의 제거와 가치 있는 작업화를 위한 적극적인 창의력의 개발에 의한 결과로써 시간단축을 위한 자본의 투여 없이 이룩해 낸 것이기에 더욱 의미 있는 것으로 평가되고 있다.

□ JIT 시스템 개발과정의 이면에서 결정적인 역할을 수행해 왔던 사람 중의 한명인 신고 시게오(新鄕重夫)가 생산준비시간의 단축을 위해 제시한 내용은 다음과 같다.

   - 금형적치장의 가시관리(visual control)화 : color-coding, floor marking 등

   - 치구, 금형 및 도구 등의 사이즈 표준화

   - 금형의 입출고 및 운반전담원의 보유

   - 체결방식의 변화와 도구의 공용화

   - 외작업에 의한 사전작업준비로 모든 중심 맞추기 완료

   - 측정작업의 외준비작업(external setup)화로 소요시간의 감축

   - 조정과 기타 내준비작업(internal setup)의 외준비작업화

   - 전문 Setup man이 필요하지 않도록 작업자들의 Setup man화

   - 작업자들의 아이디어 도출 및 생산준비작업 사전연습 활동지원

□ 이상의 내용을 종합 정리하면 생산준비시간의 단축을 위해서는 먼저 4가지의 개념이 인식되어야 하고, 이 개념들을 적용하기 위해서는 6가지의 기법이 요구됨을 의미한다.

(2) 생산준비시간의 단축을 위한 4가지 개념

① 개념 1 : 생산준비 작업을 내작업(internal setup)과 외작업(external setup)으로 나눈다.

□ 내작업이란 기계가 정지된 상태에서만 가능한 작업을 의미하고, 외작업이란 기계가동 중에도 수행할 수 있는 작업을 의미한다.

□ 먼저 현재의 작업방법 중에서 외작업에 의해 생산준비작업이 가능한 것을 파악한다. 준비작업의 50% 정도는 사전 내지 사후의 외작업에 의해 이루어질 수 있다.

□ 남은 50%의 내작업에 의한 생산준비작업에 대해서는 준비의 낭비, 교환의 낭비, 조정의 낭비 등을 차례로 제거해 나가는데 주력하는 것이 중요하다.

[도표 2]  낭비의 3가지 유형 및 낭비 제거 포인트

② 개념 2 : 가능한 한 내작업을 외작업으로 전환한다.

□ 각종 도구 및 부품의 준비, 설비보전활동 등은 기계가동 중에도 할 수 있다.

□ 생산준비작업의 상당부분을 외작업화 함으로써 30∼50% 정도의 생산준비시간의 단축이 가능해지는데, 5S(정리, 정돈, 청소, 청결 그리고 생활화)의 효과적인 활용이 기여할 수 있는 부분이다.

③ 개념 3 : 조정작업(adjustment process)을 제거한다.

□ 조정 작업에 소요되는 시간은 내작업시간의 50∼70% 정도를 차지하므로 이 시간을 줄이는 것은 생산준비시간의 단축에서 가장 중요하다.

□ 원하는 작업을 한 번에 할 수 있는 설정(setting)작업으로 대체할 수 있는 방법을 철저히 연구하는 것이 중요하다.

□ 특히, 눈금을 보고 하는 조정 작업은 모두 블록게이지화하라.

□ 준비, 교환, 조정 등 세 가지 낭비 중에서도 특히 고기능을 요하는 조정의 낭비 제거는 생산준비시간의 단축에 매우 유효하다.

□ 필요에 따라서는 생산준비를 위한 각종 교체 작업의 기계화, 자동화를 생각할 필요도 있다.

④ 개념 4 : 생산준비작업 자체를 없애라.

□ 준비작업의 완전한 제거는 다양한 제품에 공통된 부품을 사용하는 방법과 저렴한 기계를 병렬로 놓고 각 설비에서 각 부품을 전용으로 생산하는 방법이 있다.

□ 이 외에도 한 가지 금형으로 세트제품을 만들어 분리하는 방법도 생각할 수 있다.

(3) 생산준비시간의 단축을 위한 6가지 기법

□ 이상의 기본적인 개념에 입각하여 생산준비시간의 단축과정에서 응용할 수 있는 6가지의 기법을 살펴보면 다음과 같다.

① 기법 1 : 외작업을 표준화한다.

□ 금형이나 공구, 재료 등의 준비작업을 충분히 순서화, 표준화한다. 이러한 내용은 작업 표준화하여 작업자가 항상 쉽게 확인할 수 있는 위치에 게시한다.

② 기법 2 : 기계의 필요부분만 표준화한다.

□ 모든 금형의 크기와 형상이 완전히 표준화되면 생산준비시간은 크게 단축될 수 있다. 그러나 이것은 많은 비용과 시간을 요한다. 따라서 저렴한 비용으로 생산준비시간을 단축하기 위해 생산준비과정에서 취급되는 특정부분, 기능만의 표준화를 도모하는 것이다.

□ 즉, 금형의 높이 표준화, 조임 부분의 두께 표준화, 금형 체결용 볼트의 높이 표준화 등이 이에 해당한다.

[도표 3]  금형 높이 표준화의 예

③ 기법 3 : 신속한 체결 구를 이용한다.

□ 되도록이면 볼트를 없애고 one-touch에 의한 체결이 가능하도록 연구가 필요하다. 가이드 블록(guide block), 카세트 방식의 도입 등도 이러한 예에 포함된다.

④ 기법 4 : 보조용구를 사용한다.

□ 금형이나 바이트를 프레스나 선반의 척(chuck)에 직접 장착하려 하면 많은 시간이 소요된다. 이것은 외작업으로 보조용구에 장착시켰다가 내작업 단계에서 이 보조용구를 one-touch로 기계에 끼워 맞추는 방법을 고려해 볼 수 있다.

[도표 4]  볼트 작업 개선에 의한 준비시간 단축의 예

⑤ 기법 5 : 병렬작업을 행한다.

□ 여러 사람에 의해 수행 가능한 생산준비작업을 표준작업조합표로 정리하고 이를 분담하여 수행시킴으로서 소요시간 단축을 모색할 수 있다.

⑥ 기법 6 : 기계적인 도구들을 활용한다.

□ 금형의 장ㆍ탈착 시 one-touch방식으로 한 번에 여러 곳을 조이거나 풀 때 유압이나 기압 등을 이용할 수 있다. 또한 펀치프레스의 금형높이는 전동장치에 의해 조절할 수도 있다. 그러나 이러한 장치들은 편리함에 반해 많은 투자를 필요로 하기 때문에 신중한 검토가 따라야 할 것이다.

3. 생산준비시간 단축의 응용

 

(1) 의료기관 수술준비 전환시간 단축

□ 생산준비시간의 단축은 제조업에서만 일어나는 것은 아니다.

□ 미국의 텍사스주 휴스턴에 있는 St. Luke's 병원의 경우 수술실에서의 수술준비전환시간(turn-around time)을 극적으로 단축하기 위하여 SMED의 원칙을 응용하고 있다.

□ 여기서 수술준비전환시간은 한 명의 환자가 수술실을 떠난 시점부터 다음 환자가 들어올 때까지의 시간을 의미하는데, 이 시간동안 이전 수술과정에서 발생한 각종 물질로부터 수술실을 청결(clean)한 상태로 확보하는 일과 함께 다음 수술에 필요한 수술집기의 준비(instruments setup)가 이루어진다.

□ 이 시간의 단축을 위해 수술준비전환과정의 모든 사항을 비디오로 촬영하고 분석해 본 결과, 몇몇 테이블이나 선반 등의 기구가 전혀 사용되지 않으면서도 수술실에 있다는 이유만으로 소독하고 있음을 발견하였다.

□ 이러한 기구들을 치우는 것만으로도 수술준비전환시간이 24분에서 17분으로 단축될 수 있었는데, 이 병원의 다음 목표는 10분이다.

[출처] 수익을 창출하는 생산경영 품질관리-제15부 생산준비시간의 단축 |작성자 성실맨