[논문]6 시그마 기법에 의한 인체공학적 전자제품 제조라인 구축

김화식; 공병채; 최성대

[국내논문] 6 시그마 기법에 의한 인체공학적 전자제품 제조라인 구축
The Construction of Ergonomic Electronic Goods Assemble Line by 6 Sigma Technique 원문보기

The automation and Cell-Line of manufacturing process are going to be new trend in the industry spot. But workers bodily burden by manual labour is still doing repeatedly at many processes. It is appearing to workers bodily burden (Shoulder, waist, hand, wrist, leg) with repeating works at assembly line which is from the static working space. The analysis with 6 Sigma Tool at specific standard assembly line improve the point at issue for unsuitable items and analyzed objects. Physical pain of worker is solved by the improvement action for the factor of 7 items with the result of analysis. It was known to be improved by solving of workers burden related to the change of 6 Sigma level from 2.16 to 4.1 at assembly line.

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문제 정의

본 연구에서는 전자제품 제조라인을 대상으로 6 Sigma Tool^5),6)을 이용하여 제조공정에서 작업자들이 느끼는 신체부담의 원인을 분석하고 개선하고자 한다. 그리고 개선결과를 유, 무형효과로 산출하여 경영에 반영하기 위하여 정량적 방법인 6시그마 수준으로 검증하였다.
Table 1과 같이 FDM 기능전개 매트릭스를 이용하여 근골격계 질환(어깨, 목, 허리, 손목)의 주원인 항목별로 분석한 결과 작업대 높이, 부품상자 위치, 모니터높이, 랙 이동, 전면공급대 각도의 요소가 높은 점수로 나타나고 있는 것을 볼 수 있었으며 작업자의 신체부담을 해소하고자 우선적으로 개선을 추진하고자 선정하였다.

제안 방법

을 이용하여 제조공정에서 작업자들이 느끼는 신체부담의 원인을 분석하고 개선하고자 한다. 그리고 개선결과를 유, 무형효과로 산출하여 경영에 반영하기 위하여 정량적 방법인 6시그마 수준으로 검증하였다.
작업자가 가장 많이 느끼는 신체부담의 원인이 무엇인지 파악하기 위하여 Fig. 2와 같이 C&E Diagram을 이용하여 Method, Environment, Material, Man 4개 항목으로 분석하였다.
본 연구의 범위는 Fig. 1과 같이 Process중에서 특히, 자재입고부터 제조, 조립, 검사, 포장, 출하공정이며 공정별로 작업자들이 느끼는 신체적인 부담원인을 분석하여 개선항목으로 선정하였다.
본 연구의 Define 단계에서는 Project Mission으로서 Problem Statement, Objectives, Expected Result와 Project Scope 등을 선정하였다.
6 Sigma 기법을 이용하여 작업자의 신체부담을 주는 원인을 분석한 결과 Table 2와 같이 주요X's List의 결과를 7개 항목(작업대의 높이, 부품상자 전, 후 및 상, 하 위치, 모니터 높이, 랙이동방법, 자재 공급대의 각도, 전원 S/W On. Off방법, 포장재 이동방법) 등으로 도출하였다.
본 연구에서는 6 시그마 분석방법 DMAIC 기법을 이용하여 인체공학 전자제품 제조라인 적용방안에 대하여 정량적으로 개선하여 유, 무형효과를 산출하였다.

이론/모형

분석평가 방법은 6 Sigma 기법을 활용하여 추진하였으며 제조공정에 대하여 추진하기 위해서는 DMAIC 기법을 적용하였다. 6 Sigma는 제조업에서 불량을 최소한으로 줄이거나 수율을 최대로 늘이기 위해 필요한 모든 절차들을 관리하는 기법이다.
주요 X's 인자별 7개 분석대상에 대한 분석 목적 및 DATA 수집 세부방법을 수립하여 Table 3과 같이 분석대상별 시료수를 10개씩 계량형과 계수형으로 수집하여 작업자와의 부담작업 관계여부를 분석 Tool인 Gab 분석과 미니탭의 One Sample t 기법을 이용하여 검정하였다.

성능/효과

분석인자별로 Analysis Tool인 Gab 분석과 One Sample t를 활용하여 분석한 결과 Fig. 3, 5, 7과 같이 작업대 높이, 랙 이동 중량물 작업, 포장재 이동작업이 작업자에게 신체부담을 줄 수 있음을 알 수 있었다.
5와 같이 500kg인 Rack을 이. 적재 작업시 2명의 작업자가 수작업으로 경사로를 통하여 이동하면서 작업을 하여 허리, 어깨, 손목에 부담을 주는 것을 알 수 있었다.
프린터 포장재 SET 이재작업에 대한 GAP 분석결과 Fig. 7과 같이 포장공정의 완제품(20-40kg) SET를 1일 600회 수평으로 들고 이동하여 포장을 하는 동작으로 작업자가 어깨, 허리의 통증이 있음을 알 수 있었다.
전자제품 제조라인에서 느끼는 작업자의 신체부담 원인을 파악하고 주요 개선항목을 선정하여 Table 6과 같이 총 7개의 X's 항목을 발굴하여 부적합한 부분을 개선하고 작업자별 설문을 실시한 결과 작업자들이 느끼는 신체적인 통증부담(어깨, 목, 손목, 허리)이 해소된 것을 알 수 있었다.
또한 다른 3개의 라인에도 주요 개선 포인트를 발굴하여 작업자의 신체 통증 부담을 해소함으로서 생산성을 향상시키므로 유. 무형 효과 산출로 경영성과에 이바지할 수 있음을 알 수 있었다.
2. 제조라인 작업자의 신체부담 원인을 개선(작업대 높이를 55cm → 80cm 향상, 부품 상자 위치를 100cm → 58cm 감소, 모니터 높이를 눈각도 50도 → 0도 낮춤, 랙 이동반 자동화, 전면공급대 경사각도 20도 →60도로 향상, 전원 s/w 자동전환 장치 적용 포장재 자동 이송장치 설치)한 결과 작업자의 통증부담 만족도가 향상되었고 생산성을 30% 높일 수 있는 계기가 되었다.
1. 개선 전 제조공정에서 발생되는 불량률(어깨, 목, 손목, 허리 등 신체부담)이 6 시그마 수준이 2.16이었다. 그러나 작업자들의 부담 원인이 되는 공정의 문제점을 개선 하여 적용한 결과 6 시그마 수준은 4.
16이었다. 그러나 작업자들의 부담 원인이 되는 공정의 문제점을 개선 하여 적용한 결과 6 시그마 수준은 4.1로 향상되었다.

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