프로세스 최적화
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1. 개요
프로세스 최적화는 장비, 운영 절차, 제어 등 다양한 매개변수를 조정하여 공정의 효율성을 극대화하는 방법론이다. 장비 최적화는 장비의 병목 현상을 분석하고, 운영 절차 최적화는 표준화된 절차를 통해, 제어 최적화는 제어 루프를 최적의 상태로 유지함으로써 이루어진다. 성능 감독은 전체 공정을 지속적으로 모니터링하고 최적화하는 과정으로, 공정의 효율성을 극대화하고 잠재적인 문제점을 조기에 발견하는 데 기여한다.
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2. 공정 최적화 방법론
기본적으로 다음과 같은 3개의 매개변수가 최적 양상을 이끌어낼 수 있도록 조정된다.
- '''장비 최적화'''
프로세스 최적화의 시작은 '''장비 최적화'''로, 현존하는 장비가 최고 이익을 생산해 내고 있는지, 즉 운영 과정의 정보를 참고하여 각 장비들이 만들어 내고 있는 병목 현상이 존재하는지를 분석하여 확인하는 것이다.
- '''운영 절차'''
'''운영 절차'''는 개개인 또는 근무시간대에 따라 매우 유동적이다. 이 과정에서 공장의 자동화는 꽤 도움이 될 수 있다. 그러나 자동화는 공장을 작동시키는 사람이 제어권을 얻어 공장을 수동형으로 돌릴 경우 당연히 별 도움이 될 수 없다.
- '''컨트롤 최적화'''
화학 공장이나 정유 공장 등 전형적인 과정을 거치는 공장에서는 수 백에서 수 천 개의 제어 루프라는 것이 있다. 각 제어 루프는 온도, 수준, 흐름을 유지시키는 것과 같은 과정에서 한 부분을 제어한다.
제어 루프가 제대로 작동하지 않을 경우 생산 과정은 당연히 최적의 상태에서 벗어날 수 밖에 없다. 이 경우 공장을 돌릴 때 비용이 더욱 많이 들게 되고, 장비들 또한 쉽게 내구도가 떨어질 수 밖에 없다. 각 제어 루프를 최적의 상태로 돌리기 위해서는 센서, 밸브, 미세한 조정이 요구되는 부분을 주의깊게 살피는 것이 중요하다. 일반적으로 제어 루프의 35% 이상에 문제가 있는 것으로 잘 알려져 있다.
전체 공장을 지속적으로 모니터링하고 최적화하는 프로세스를 때로는 성능 감독이라고 한다.
2. 1. 장비 최적화
장비 최적화는 프로세스 최적화의 시작 단계로, 현재 사용 중인 장비가 최대한의 효율을 발휘하고 있는지 확인하는 과정이다. 운영 과정의 정보를 참고하여 각 장비에서 발생하는 병목 현상을 분석하여 생산성을 극대화한다.2. 2. 운영 절차 최적화
운영 절차는 작업자 간 또는 근무 시간대에 따라 생산 방식이 달라질 수 있어 표준화가 필요하다. 이 과정에서 공장 자동화 시스템 도입은 효율성을 높이는 데 큰 도움을 줄 수 있다. 그러나 작업자가 수동으로 시스템을 제어할 경우에는 자동화의 효과가 제한적일 수 있다.2. 3. 제어 최적화
제어 최적화는 화학 공장이나 정유 공장 등에서 사용되는 수많은 제어 루프를 최적의 상태로 유지하는 것을 의미한다. 각 제어 루프는 온도, 레벨, 유량 등 공정의 특정 부분을 제어하며, 제대로 작동하지 않을 경우 생산 비용 증가 및 장비 수명 단축을 야기할 수 있다. 센서, 밸브 및 기타 조정이 필요한 부분을 면밀히 점검하여 제어 루프의 성능을 최적화해야 한다. 일반적으로 제어 루프의 35% 이상에 문제가 있는 것으로 잘 알려져 있다.3. 성능 감독
성능 감독은 전체 공정을 지속적으로 모니터링하고 최적화하는 과정을 말한다. 이를 통해 공정 전반의 효율성을 극대화하고 잠재적인 문제점을 조기에 발견할 수 있다. 최적의 성능에 영향을 미치도록 조정할 수 있는 세 가지 매개변수는 다음과 같다.
- 장비 최적화: 기존 장비가 운영 데이터를 검토하여 장비 병목 현상을 식별함으로써 최대한 활용되고 있는지 확인한다.
- 운영 절차: 운영 절차는 개인별 또는 교대 근무별로 크게 다를 수 있다. 공장 자동화는 크게 도움이 될 수 있지만, 운영자가 수동으로 공장을 제어하고 운영하는 경우에는 자동화가 도움이 되지 않는다.
- 제어 최적화: 화학 공장이나 정유 공장과 같은 일반적인 공정 공장에는 수백 개 또는 수천 개의 제어 루프가 있다. 각 제어 루프는 온도, 레벨 또는 유량 유지와 같은 공정의 한 부분을 제어하는 역할을 한다. 제어 루프가 제대로 설계되고 조정되지 않으면 공정이 최적 이하로 작동하여 공정 운영 비용이 더 많이 들고 장비가 조기에 마모될 수 있다. 각 제어 루프가 최적으로 실행되려면 센서, 밸브 및 조정 문제 식별이 중요하며, 일반적으로 제어 루프의 35% 이상에 문제가 있는 것으로 알려져 있다.
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