공정 설계
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1. 개요
공정 설계는 설계를 정의하고 설계 구성 요소의 적합성을 보장하는 문서로, 블록 흐름도, 공정 흐름도, 배관 및 계장도, 사양 등을 포함한다. 공정 설계자는 운영 매뉴얼 작성, 사고 계획 수립, 환경 예측 등의 역할을 수행하며, 공정 모사를 통해 문서를 개발한다. 설계 과정에서는 목표, 제약 조건, 신뢰성, 유연성 등을 고려하며, 공정 합성, 상세 설계를 거쳐 시뮬레이션 소프트웨어를 활용한다. 작업 견적은 도면을 기반으로 작업 시간을 추정하며, 공정 설계는 작업 순서를 명시하고 지그 개조 및 레이아웃 변경을 통해 효율성을 개선한다.
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| 공정 설계 | |
|---|---|
| 공정 설계 | |
| 분야 | 화학 공학 |
| 하위 분야 | 열전달 물질 전달 유체 역학 화학 반응 공학 |
| 관련 항목 | 화학 산업 화학 엔지니어 화학 공정 단위 조작 |
| 다른 분야 | 비즈니스 프로세스 |
2. 공정 설계 문서
공정 설계 문서는 설계를 정의하고 설계 구성 요소가 함께 적합하도록 보장하는 역할을 한다. 이는 설계에 관련된 다른 엔지니어, 외부 규제 기관, 장비 공급업체 및 건설 계약업체에게 아이디어와 계획을 전달하는 데 유용하다.[1]
세부 사항이 증가하는 순서대로 공정 설계 문서는 다음을 포함한다.
- 블록 흐름도(BFD): 주요 물질 또는 에너지 흐름을 나타내는 직사각형과 선으로 구성된 매우 단순한 다이어그램.
- 공정 흐름도(PFD): 일반적으로 주요 단위 조작과 흐름 선을 나타내는 더 복잡한 다이어그램. 일반적으로 재료 수지를 포함하며 때로는 에너지 수지를 포함하여 일반적인 또는 설계 유량, 스트림 구성, 스트림 및 장비 압력과 온도를 보여준다. 이는 공정 설계의 핵심 문서이다.[1]
- 배관 및 계장도(P&ID): 배관 등급(탄소강 또는 스테인리스강) 및 파이프 크기(직경)가 있는 모든 파이프라인을 보여주는 다이어그램. 또한 계장 위치 및 공정 제어 계획과 함께 밸브를 보여준다.
- 사양: 모든 주요 장비 품목의 설계 요구 사항을 작성한 문서.
공정 설계자는 일반적으로 공정을 시작, 운영 및 종료하는 방법에 대한 운영 매뉴얼을 작성한다. 또한 사고 계획과 환경에 대한 공정 운영 예측을 개발하기도 한다.
문서는 운영 직원이 참조할 수 있도록 공정 시설 건설 후에 유지 관리된다. 또한 시설을 수정할 계획일 때 문서가 유용하다.
공정 문서를 개발하는 주요 방법은 공정 모사이다.
2. 1. 블록 흐름도 (BFD)
블록 흐름도(BFD)는 공정 설계에서 주요 물질 또는 에너지 흐름을 나타내는 가장 단순한 형태의 다이어그램이다.[1] 직사각형과 선으로 구성되어 있으며, 공정의 기본적인 흐름을 보여준다. 공정 흐름도(PFD)나 배관 및 계장도(P&ID)와 같은 더 복잡한 다이어그램의 전 단계로 활용된다.2. 2. 공정 흐름도 (PFD)
공정 설계 문서는 설계를 정의하고 설계 구성 요소가 함께 적합하도록 보장하는 역할을 한다. 이는 설계에 관련된 다른 엔지니어, 외부 규제 기관, 장비 공급업체 및 건설 계약업체에게 아이디어와 계획을 전달하는 데 유용하다.[1]공정 흐름도(PFD)는 일반적으로 주요 단위 조작과 흐름 선을 나타내는 다이어그램이다. 일반적으로 재료 수지를 포함하며 때로는 에너지 수지를 포함하여 일반적인 또는 설계 유량, 스트림 구성, 스트림 및 장비 압력과 온도를 보여준다. 이는 공정 설계의 핵심 문서이다.[1]
공정 설계자는 일반적으로 공정을 시작, 운영 및 종료하는 방법에 대한 운영 매뉴얼을 작성한다. 또한 사고 계획과 환경에 대한 공정 운영 예측을 개발하기도 한다. 문서는 운영 직원이 참조할 수 있도록 공정 시설 건설 후에 유지 관리되며, 시설을 수정할 계획일 때 유용하다. 공정 문서를 개발하는 주요 방법은 공정 모사이다.
2. 3. 배관 및 계장도 (P&ID)
배관 및 계장도(P&ID)는 배관 등급(탄소강 또는 스테인리스강) 및 파이프 크기(직경)와 함께 모든 파이프라인을 보여주는 다이어그램이다.[1] 또한 계장 위치 및 공정 제어 계획과 함께 밸브를 보여준다.[1]2. 4. 사양
공정 설계 문서는 설계를 정의하고 설계 구성 요소가 함께 적합하도록 보장하는 역할을 한다. 이는 설계에 관련된 다른 엔지니어, 외부 규제 기관, 장비 공급업체 및 건설 계약업체에게 아이디어와 계획을 전달하는 데 유용하다.[1]세부 사항이 증가하는 순서대로 공정 설계 문서는 다음을 포함한다.
- 블록 흐름도(BFD): 주요 물질 또는 에너지 흐름을 나타내는 직사각형과 선으로 구성된 매우 단순한 다이어그램.
- 공정 흐름도(PFD): 일반적으로 주요 단위 조작과 흐름 선을 나타내는 더 복잡한 다이어그램. 일반적으로 재료 수지를 포함하며 때로는 에너지 수지를 포함하여 일반적인 또는 설계 유량, 스트림 구성, 스트림 및 장비 압력과 온도를 보여준다.[1]
- 배관 및 계장도(P&ID): 배관 등급(탄소강 또는 스테인리스강) 및 파이프 크기(직경)가 있는 모든 파이프라인을 보여주는 다이어그램. 또한 계장 위치 및 공정 제어 계획과 함께 밸브를 보여준다.
- 사양: 모든 주요 장비 품목의 설계 요구 사항을 작성한 문서.
공정 설계자는 일반적으로 공정을 시작, 운영 및 종료하는 방법에 대한 운영 매뉴얼을 작성한다. 또한 사고 계획과 환경에 대한 공정 운영 예측을 개발하기도 한다.
문서는 운영 직원이 참조할 수 있도록 공정 시설 건설 후에 유지 관리된다. 또한 시설을 수정할 계획일 때 문서가 유용하다.
공정 문서를 개발하는 주요 방법은 공정 모사이다.
3. 설계 고려 사항
목표가 정의되고 제약 조건이 식별되면 설계 개념화 및 고려 사항을 시작할 수 있다.
설계가 충족하려는 '''목표'''는 다음과 같다.
:*처리율
:*공정 수율
:*제품 순도
'''제약 조건'''은 다음과 같다.
:*자본 비용: 새로운 장비 비용 및 구식 장비 폐기 비용을 포함하여 설계를 구현하는 데 필요한 투자.
:*사용 가능한 공간: 새 장비 또는 수정된 장비를 배치할 건물 내 토지 또는 방의 면적.
:*안전 문제: 사고 위험 및 위험 물질로 인한 위험.
:*환경 영향 및 예상 폐수, 배출 및 폐기물 발생량.
:*운영 및 유지 보수 비용.
설계자가 포함할 수 있는 다른 요소는 다음과 같다.
:*신뢰성
:*중복성
:*유연성
:*원료의 예상 변동성 및 제품의 허용 가능한 변동성.
3. 1. 목표
공정 설계의 '''목표'''는 다음과 같다.- 처리율
- 공정 수율
- 제품 순도
'''제약 조건'''은 다음과 같다.
- 자본 비용: 새로운 장비 비용 및 구식 장비 폐기 비용을 포함하여 설계를 구현하는 데 필요한 투자.
- 사용 가능한 공간: 새 장비 또는 수정된 장비를 배치할 건물 내 토지 또는 방의 면적.
- 안전 문제: 사고 위험 및 위험 물질로 인한 위험.
- 환경 영향 및 예상 폐수, 배출 및 폐기물 발생량.
- 운영 및 유지 보수 비용.
설계자가 포함할 수 있는 다른 요소는 다음과 같다.
- 신뢰성
- 중복성
- 유연성
- 원료의 예상 변동성 및 제품의 허용 가능한 변동성.
3. 2. 제약 조건
제약 조건은 다음과 같다.- 자본 비용: 새로운 장비 비용 및 구식 장비 폐기 비용을 포함하여 설계를 구현하는 데 필요한 투자.
- 사용 가능한 공간: 새 장비 또는 수정된 장비를 배치할 건물 내 토지 또는 방의 면적.
- 안전 문제: 사고 위험 및 위험 물질로 인한 위험.
- 환경 영향 및 예상 폐수, 배출 및 폐기물 발생량.
- 운영 및 유지 보수 비용.
설계자가 포함할 수 있는 다른 요소는 다음과 같다.
- 신뢰성
- 중복성
- 유연성
- 원료의 예상 변동성 및 제품의 허용 가능한 변동성.
3. 3. 기타 고려 사항
목표가 정의되고 제약 조건이 식별되면 설계 개념화 및 고려 사항을 시작할 수 있다. 설계가 충족하려는 '''목표'''는 처리율, 공정 수율, 제품 순도 등이다.'''제약 조건'''은 다음과 같다.
- 자본 비용: 새로운 장비 비용 및 구식 장비 폐기 비용을 포함하여 설계를 구현하는 데 필요한 투자.
- 사용 가능한 공간: 새 장비 또는 수정된 장비를 배치할 건물 내 토지 또는 방의 면적.
- 안전 문제: 사고 위험 및 위험 물질로 인한 위험.
- 환경 영향 및 예상 폐수, 배출 및 폐기물 발생량.
- 운영 및 유지 보수 비용.
설계자가 포함할 수 있는 다른 요소는 신뢰성, 중복성, 유연성, 원료의 예상 변동성 및 제품의 허용 가능한 변동성 등이다.
4. 설계 정보 출처
설계자는 일반적으로 백지 상태에서 시작하지 않으며, 특히 복잡한 프로젝트의 경우 더욱 그렇다. 엔지니어는 종종 파일럿 플랜트 데이터를 사용하거나, 또는 실제 규모의 운영 시설에서 얻은 데이터를 활용한다. 다른 정보 출처로는 공정 라이센서가 제공하는 독점적인 설계 기준, 공개된 과학 데이터, 실험실 실험, 공급 원료 및 유틸리티 공급업체가 있다.
5. 설계 과정
공정 설계는 목표 달성을 위한 기술 및 산업 설비의 선택과 조합인 공정 합성을 통해 시작된다. 다른 엔지니어와 이해 관계자가 각 단계를 승인함에 따라 개념 설계에서 상세 설계에 이르기까지 더욱 상세한 설계가 진행된다.
설계 엔지니어는 종종 시뮬레이션 소프트웨어를 사용한다. 시뮬레이션을 통해 설계의 약점을 파악하고 엔지니어가 더 나은 대안을 선택할 수 있다. 그러나 엔지니어는 여전히 공정을 설계할 때 휴리스틱, 직관 및 경험에 의존한다. 인간의 창의성은 복잡한 설계의 요소이다.
5. 1. 공정 합성
공정 설계는 목표 달성을 위한 기술 및 산업 설비의 선택과 조합인 공정 합성을 통해 시작된다. 다른 엔지니어와 이해 관계자가 각 단계를 승인함에 따라 개념 설계에서 상세 설계에 이르기까지 더욱 상세한 설계가 진행된다.설계 엔지니어는 종종 시뮬레이션 소프트웨어를 사용한다. 시뮬레이션을 통해 설계의 약점을 파악하고 엔지니어가 더 나은 대안을 선택할 수 있다. 그러나 엔지니어는 여전히 공정을 설계할 때 휴리스틱, 직관 및 경험에 의존한다. 인간의 창의성은 복잡한 설계의 요소이다.
5. 2. 상세 설계
공정 설계는 목표 달성을 위한 기술 및 산업 설비의 선택과 조합인 공정 합성을 통해 시작된다. 다른 엔지니어와 이해 관계자가 각 단계를 승인함에 따라 개념 설계에서 상세 설계에 이르기까지 더욱 상세한 설계가 진행된다.설계 엔지니어는 종종 시뮬레이션 소프트웨어를 사용한다. 시뮬레이션을 통해 설계의 약점을 파악하고 엔지니어가 더 나은 대안을 선택할 수 있다. 그러나 엔지니어는 여전히 공정을 설계할 때 휴리스틱, 직관 및 경험에 의존한다. 인간의 창의성은 복잡한 설계의 요소이다.
6. 공정 설계의 예시 (일본어 문서 기반)
공정 설계는 물건의 제작 방법에 대한 설계도인 공정 설계서를 통해, 물건을 만드는 데 필요한 절차, 재료, 설비, 시간 및 인원수를 정한다. 즉, 공정 설계를 통해 투자액이나 원가, 이익률이 거의 결정되므로, 제조업에서 매우 중요한 작업이다.
공정 설계를 수행하면, 출력값으로 공수를 얻을 수 있지만, 공정 설계의 목적은 공수를 계산하는 것이 아니다. 공정 설계의 목적은 코스트와 설계, 투자의 관계를 방정식화하는 것이다. 즉, 공정 설계서를 작성하는 것 자체가 그 목적이다. 또한, 설령 전제 조건이 같더라도, 공정 설계서는 이를 작성하는 기술자의 숙련도와 지식, 더 나아가 대상이 되는 공장 작업자의 생산성에 따라 크게 달라진다.
== 작업 견적 ==
작업 견적은 도면에서 쉽게 얻을 수 있는 수치(부품의 수, 무게, 치수 등)를 바탕으로 작업 시간을 견적하는 것이다. 작업 견적에서는 이러한 수치들이 나열되고, 그에 대응하여 작업 시간이 누적된다. 도면이 결정되면 그 안의 숫자는 더 이상 변하지 않는다.
| 작업명 | 작업시간/개 | 개수 | 작업시간 |
|---|---|---|---|
| 볼트 개수 | 0.50 | 12 | 6.00 |
| 부품 A 개수 | 3.50 | 1 | 3.50 |
| 부품 B 개수 | 3.50 | 1 | 3.50 |
| 합계 | 13.00 |
표 1은 어떤 제품의 특정 공정의 작업 시간을 견적한 예시이다. 만약 원가 목표에서 공수가 10분 이하로 설정되어 있다면, 표 1의 작업 시간으로는 목표를 달성할 수 없다(NG).
== 공정 설계 ==
표 1은 어떤 제품의 특정 공정 작업 시간을 견적한 것이다. 작업 견적에서는 도면에서 쉽게 얻을 수 있는 부품의 수, 무게, 치수와 같은 수치를 바탕으로 작업 시간을 견적한다. 도면이 결정되면 그 안의 숫자는 더 이상 변하지 않으므로, 원가 목표에서 공수가 10분 이하로 설정되어 있다면 표 1의 작업 시간으로는 목표 달성이 어렵다.
| 작업명 | 작업시간/개 | 개수 | 작업시간 |
|---|---|---|---|
| 볼트 개수 | 0.50 | 12 | 6.00 |
| 부품 A 개수 | 3.50 | 1 | 3.50 |
| 부품 B 개수 | 3.50 | 1 | 3.50 |
| 합계 | 13.00 |
표 2는 표 1과 같은 제품의 공정 설계 예시이다. 공정 설계에서는 예상되는 작업 순서대로 항목이 나열된다. 공정 설계를 보면 같은 작업이 2번 반복되는데, 부품 A와 부품 B를 동시에 장착할 수 있도록 지그를 개조하면 작업 시간을 단축할 수 있다.
| 작업명 | 원단위 | 횟수 | 공수 |
|---|---|---|---|
| 지그 JA 세트 | 1.00 | 1 | 1.00 |
| 부품 A 꺼내기 | 1.00 | 1 | 1.00 |
| 부품 A 세트 | 0.50 | 1 | 0.50 |
| 볼트 조이기 | 0.50 | 6 | 3.00 |
| 지그 JA 리셋 | 1.00 | 1 | 1.00 |
| 지그 JB 세트 | 1.00 | 1 | 1.00 |
| 부품 B 꺼내기 | 1.00 | 1 | 1.00 |
| 부품 B 세트 | 0.50 | 1 | 0.50 |
| 볼트 조이기 | 0.50 | 6 | 3.00 |
| 지그 JB 리셋 | 1.00 | 1 | 1.00 |
| 합계 | 13.00 |
표 3은 지그를 개조하여 부품 A와 부품 B를 동시에 장착할 수 있게 된 공정 설계 예시이다. 지그의 세트와 리셋이 한 번씩 줄어 공수가 감소했지만, 목표인 10분 이하에는 도달하지 못했다.
| 작업명 | 원단위 | 횟수 | 공수 |
|---|---|---|---|
| 지그 JC 세트 | 1.00 | 1 | 1.00 |
| 부품 A 꺼내기 | 1.00 | 1 | 1.00 |
| 부품 A 세트 | 0.50 | 1 | 0.50 |
| 볼트 조이기 | 0.50 | 6 | 3.00 |
| 부품 B 꺼내기 | 1.00 | 1 | 1.00 |
| 부품 B 세트 | 0.50 | 1 | 0.50 |
| 볼트 조이기 | 0.50 | 6 | 3.00 |
| 지그 JC 리셋 | 1.00 | 1 | 1.00 |
| 합계 | 11.00 |
표 4는 작업장 레이아웃을 재검토하여 부품 A와 부품 B를 동시에 잡을 수 있도록 변경한 공정 설계 예시이다. 오른손과 왼손으로 동시에 작업이 가능해져 부품 세팅 시간이 단축되었고, 그 결과 공수는 9.5분이 되어 목표 원가 달성이 가능해졌다.
| 작업명 | 원단위 | 횟수 | 공수 |
|---|---|---|---|
| 지그 JC 세트 | 1.00 | 1 | 1.00 |
| 부품 AB 꺼내기(양손) | 1.00 | 1 | 1.00 |
| 부품 AB 세트(양손) | 0.50 | 1 | 0.50 |
| 볼트 조이기 | 0.50 | 12 | 6.00 |
| 지그 JC 리셋 | 1.00 | 1 | 1.00 |
| 합계 | 9.50 |
이 공정 설계를 수행한 생산 기술자는 이 공정 설계서를 제출함과 동시에 지그의 개조 및 레이아웃 변경 수배를 해야 한다.
== 개선 ==
표 1은 특정 제품 공정의 작업 시간을 견적한 것이다. 작업 견적은 도면에서 쉽게 얻을 수 있는 부품의 수, 무게, 치수와 같은 수치를 바탕으로 작업 시간을 견적한다. 작업 견적에서는 이러한 수치들이 나열되고, 그에 대응하여 작업 시간이 누적된다. 원가 목표에서 공수가 10분 이하로 설정되어 있다면, 표 1의 작업 시간으로는 목표 달성이 어렵다.
| 작업명 | 작업시간/개 | 개수 | 작업시간 |
|---|---|---|---|
| 볼트 개수 | 0.50 | 12 | 6.00 |
| 부품 A 개수 | 3.50 | 1 | 3.50 |
| 부품 B 개수 | 3.50 | 1 | 3.50 |
| 합계 | 13.00 |
표 2는 표 1과 같은 제품의 공정 설계 예시이다. 공정 설계에서는 예상되는 작업 순서대로 항목이 나열된다. 표 2를 보면 같은 작업이 2번 반복되고 있음을 알 수 있다.
| 작업명 | 원단위 | 횟수 | 공수 |
|---|---|---|---|
| 지그 JA 세트 | 1.00 | 1 | 1.00 |
| 부품 A 꺼내기 | 1.00 | 1 | 1.00 |
| 부품 A 세트 | 0.50 | 1 | 0.50 |
| 볼트 조이기 | 0.50 | 6 | 3.00 |
| 지그 JA 리셋 | 1.00 | 1 | 1.00 |
| 지그 JB 세트 | 1.00 | 1 | 1.00 |
| 부품 B 꺼내기 | 1.00 | 1 | 1.00 |
| 부품 B 세트 | 0.50 | 1 | 0.50 |
| 볼트 조이기 | 0.50 | 6 | 3.00 |
| 지그 JB 리셋 | 1.00 | 1 | 1.00 |
| 합계 | 13.00 |
이에 따라 부품 A와 부품 B를 동시에 장착할 수 있도록 지그를 개조하여 표 3과 같이 공정 설계를 개선할 수 있다. 지그 개선으로 지그 세트와 리셋 횟수가 줄어 공수가 감소했지만, 목표인 10분 이하에는 여전히 도달하지 못한다.
| 작업명 | 원단위 | 횟수 | 공수 |
|---|---|---|---|
| 지그 JC 세트 | 1.00 | 1 | 1.00 |
| 부품 A 꺼내기 | 1.00 | 1 | 1.00 |
| 부품 A 세트 | 0.50 | 1 | 0.50 |
| 볼트 조이기 | 0.50 | 6 | 3.00 |
| 부품 B 꺼내기 | 1.00 | 1 | 1.00 |
| 부품 B 세트 | 0.50 | 1 | 0.50 |
| 볼트 조이기 | 0.50 | 6 | 3.00 |
| 지그 JC 리셋 | 1.00 | 1 | 1.00 |
| 합계 | 11.00 |
추가적으로 작업장 레이아웃을 재검토하여 부품 A와 부품 B를 동시에 잡을 수 있도록 변경하면 표 4와 같이 공정 설계를 개선할 수 있다. 오른손과 왼손으로 동시에 작업이 가능해져 부품 세팅 시간이 단축되고, 결과적으로 공정 공수는 9.5분이 되어 목표 원가를 달성할 수 있게 된다.
| 작업명 | 원단위 | 횟수 | 공수 |
|---|---|---|---|
| 지그 JC 세트 | 1.00 | 1 | 1.00 |
| 부품 AB 꺼내기(양손) | 1.00 | 1 | 1.00 |
| 부품 AB 세트(양손) | 0.50 | 1 | 0.50 |
| 볼트 조이기 | 0.50 | 12 | 6.00 |
| 지그 JC 리셋 | 1.00 | 1 | 1.00 |
| 합계 | 9.50 |
이 공정 설계를 수행한 생산 기술자는 이 공정 설계서를 제출함과 동시에 지그 개조 및 레이아웃 변경 수배를 해야 한다.
6. 1. 작업 견적
작업 견적은 도면에서 쉽게 얻을 수 있는 수치(부품의 수, 무게, 치수 등)를 바탕으로 작업 시간을 견적하는 것이다. 작업 견적에서는 이러한 수치들이 나열되고, 그에 대응하여 작업 시간이 누적된다. 도면이 결정되면 그 안의 숫자는 더 이상 변하지 않는다.| 작업명 | 작업시간/개 | 개수 | 작업시간 |
|---|---|---|---|
| 볼트 개수 | 0.50 | 12 | 6.00 |
| 부품 A 개수 | 3.50 | 1 | 3.50 |
| 부품 B 개수 | 3.50 | 1 | 3.50 |
| 합계 | 13.00 |
표 1은 어떤 제품의 특정 공정의 작업 시간을 견적한 예시이다. 만약 원가 목표에서 공수가 10분 이하로 설정되어 있다면, 표 1의 작업 시간으로는 목표를 달성할 수 없다(NG).
이후의 공정 설계 및 개선 과정은 표 2, 표 3, 표 4에 나타나 있다. 공정 설계에서는 예상되는 작업 순서대로 항목이 나열된다. 표 2에서는 동일한 작업이 2번 반복되었지만, 표 3에서는 지그 개조를 통해 부품 A와 부품 B를 동시에 장착할 수 있게 되어 지그 세트 및 리셋 횟수가 줄어들어 공수가 감소했다. 그러나 여전히 목표(10분)에는 도달하지 못하여, 표 4에서는 레이아웃 재검토를 통해 양손으로 부품을 동시에 작업 가능하게 하여 부품 세팅 시간을 단축, 최종적으로 공수 9.5분을 달성하였다.
6. 2. 공정 설계
표 1은 어떤 제품의 특정 공정 작업 시간을 견적한 것이다. 작업 견적에서는 도면에서 쉽게 얻을 수 있는 부품의 수, 무게, 치수와 같은 수치를 바탕으로 작업 시간을 견적한다. 도면이 결정되면 그 안의 숫자는 더 이상 변하지 않으므로, 원가 목표에서 공수가 10분 이하로 설정되어 있다면 표 1의 작업 시간으로는 목표 달성이 어렵다.| 작업명 | 작업시간/개 | 개수 | 작업시간 |
|---|---|---|---|
| 볼트 개수 | 0.50 | 12 | 6.00 |
| 부품 A 개수 | 3.50 | 1 | 3.50 |
| 부품 B 개수 | 3.50 | 1 | 3.50 |
| 합계 | 13.00 |
표 2는 표 1과 같은 제품의 공정 설계 예시이다. 공정 설계에서는 예상되는 작업 순서대로 항목이 나열된다. 공정 설계를 보면 같은 작업이 2번 반복되는데, 부품 A와 부품 B를 동시에 장착할 수 있도록 지그를 개조하면 작업 시간을 단축할 수 있다.
| 작업명 | 원단위 | 횟수 | 공수 |
|---|---|---|---|
| 지그 JA 세트 | 1.00 | 1 | 1.00 |
| 부품 A 꺼내기 | 1.00 | 1 | 1.00 |
| 부품 A 세트 | 0.50 | 1 | 0.50 |
| 볼트 조이기 | 0.50 | 6 | 3.00 |
| 지그 JA 리셋 | 1.00 | 1 | 1.00 |
| 지그 JB 세트 | 1.00 | 1 | 1.00 |
| 부품 B 꺼내기 | 1.00 | 1 | 1.00 |
| 부품 B 세트 | 0.50 | 1 | 0.50 |
| 볼트 조이기 | 0.50 | 6 | 3.00 |
| 지그 JB 리셋 | 1.00 | 1 | 1.00 |
| 합계 | 13.00 |
표 3은 지그를 개조하여 부품 A와 부품 B를 동시에 장착할 수 있게 된 공정 설계 예시이다. 지그의 세트와 리셋이 한 번씩 줄어 공수가 감소했지만, 목표인 10분 이하에는 도달하지 못했다.
| 작업명 | 원단위 | 횟수 | 공수 |
|---|---|---|---|
| 지그 JC 세트 | 1.00 | 1 | 1.00 |
| 부품 A 꺼내기 | 1.00 | 1 | 1.00 |
| 부품 A 세트 | 0.50 | 1 | 0.50 |
| 볼트 조이기 | 0.50 | 6 | 3.00 |
| 부품 B 꺼내기 | 1.00 | 1 | 1.00 |
| 부품 B 세트 | 0.50 | 1 | 0.50 |
| 볼트 조이기 | 0.50 | 6 | 3.00 |
| 지그 JC 리셋 | 1.00 | 1 | 1.00 |
| 합계 | 11.00 |
표 4는 작업장 레이아웃을 재검토하여 부품 A와 부품 B를 동시에 잡을 수 있도록 변경한 공정 설계 예시이다. 오른손과 왼손으로 동시에 작업이 가능해져 부품 세팅 시간이 단축되었고, 그 결과 공수는 9.5분이 되어 목표 원가 달성이 가능해졌다.
| 작업명 | 원단위 | 횟수 | 공수 |
|---|---|---|---|
| 지그 JC 세트 | 1.00 | 1 | 1.00 |
| 부품 AB 꺼내기(양손) | 1.00 | 1 | 1.00 |
| 부품 AB 세트(양손) | 0.50 | 1 | 0.50 |
| 볼트 조이기 | 0.50 | 12 | 6.00 |
| 지그 JC 리셋 | 1.00 | 1 | 1.00 |
| 합계 | 9.50 |
이 공정 설계를 수행한 생산 기술자는 이 공정 설계서를 제출함과 동시에 지그의 개조 및 레이아웃 변경 수배를 해야 한다.
6. 3. 개선
표 1은 특정 제품 공정의 작업 시간을 견적한 것이다. 작업 견적은 도면에서 쉽게 얻을 수 있는 부품의 수, 무게, 치수와 같은 수치를 바탕으로 작업 시간을 견적한다. 작업 견적에서는 이러한 수치들이 나열되고, 그에 대응하여 작업 시간이 누적된다. 원가 목표에서 공수가 10분 이하로 설정되어 있다면, 표 1의 작업 시간으로는 목표 달성이 어렵다.| 작업명 | 작업시간/개 | 개수 | 작업시간 |
|---|---|---|---|
| 볼트 개수 | 0.50 | 12 | 6.00 |
| 부품 A 개수 | 3.50 | 1 | 3.50 |
| 부품 B 개수 | 3.50 | 1 | 3.50 |
| 합계 | style="text-align:right;"| | style="text-align:right;"| | 13.00 |
표 2는 표 1과 같은 제품의 공정 설계 예시이다. 공정 설계에서는 예상되는 작업 순서대로 항목이 나열된다. 표 2를 보면 같은 작업이 2번 반복되고 있음을 알 수 있다.
| 작업명 | 원단위 | 횟수 | 공수 |
|---|---|---|---|
| 지그 JA 세트 | 1.00 | 1 | 1.00 |
| 부품 A 꺼내기 | 1.00 | 1 | 1.00 |
| 부품 A 세트 | 0.50 | 1 | 0.50 |
| 볼트 조이기 | 0.50 | 6 | 3.00 |
| 지그 JA 리셋 | 1.00 | 1 | 1.00 |
| 지그 JB 세트 | 1.00 | 1 | 1.00 |
| 부품 B 꺼내기 | 1.00 | 1 | 1.00 |
| 부품 B 세트 | 0.50 | 1 | 0.50 |
| 볼트 조이기 | 0.50 | 6 | 3.00 |
| 지그 JB 리셋 | 1.00 | 1 | 1.00 |
| 합계 | style="text-align:right;"| | style="text-align:right;"| | 13.00 |
이에 따라 부품 A와 부품 B를 동시에 장착할 수 있도록 지그를 개조하여 표 3과 같이 공정 설계를 개선할 수 있다. 지그 개선으로 지그 세트와 리셋 횟수가 줄어 공수가 감소했지만, 목표인 10분 이하에는 여전히 도달하지 못한다.
| 작업명 | 원단위 | 횟수 | 공수 |
|---|---|---|---|
| 지그 JC 세트 | 1.00 | 1 | 1.00 |
| 부품 A 꺼내기 | 1.00 | 1 | 1.00 |
| 부품 A 세트 | 0.50 | 1 | 0.50 |
| 볼트 조이기 | 0.50 | 6 | 3.00 |
| 부품 B 꺼내기 | 1.00 | 1 | 1.00 |
| 부품 B 세트 | 0.50 | 1 | 0.50 |
| 볼트 조이기 | 0.50 | 6 | 3.00 |
| 지그 JC 리셋 | 1.00 | 1 | 1.00 |
| 합계 | style="text-align:right;"| | style="text-align:right;"| | 11.00 |
추가적으로 작업장 레이아웃을 재검토하여 부품 A와 부품 B를 동시에 잡을 수 있도록 변경하면 표 4와 같이 공정 설계를 개선할 수 있다. 오른손과 왼손으로 동시에 작업이 가능해져 부품 세팅 시간이 단축되고, 결과적으로 공정 공수는 9.5분이 되어 목표 원가를 달성할 수 있게 된다.
| 작업명 | 원단위 | 횟수 | 공수 |
|---|---|---|---|
| 지그 JC 세트 | 1.00 | 1 | 1.00 |
| 부품 AB 꺼내기(양손) | 1.00 | 1 | 1.00 |
| 부품 AB 세트(양손) | 0.50 | 1 | 0.50 |
| 볼트 조이기 | 0.50 | 12 | 6.00 |
| 지그 JC 리셋 | 1.00 | 1 | 1.00 |
| 합계 | style="text-align:right;"| | style="text-align:right;"| | 9.50 |
이 공정 설계를 수행한 생산 기술자는 이 공정 설계서를 제출함과 동시에 지그 개조 및 레이아웃 변경 수배를 해야 한다.
7. 한국 제조업과 공정 설계
7. 1. 숙련 노동자와 공정 설계
7. 2. 안전과 공정 설계
7. 3. 환경과 공정 설계
8. 결론
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