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문제 정의
- 이 연구에서는 유럽 및 미국의 강화된 배기가스 규제에 맞춰 배기가스 재순환 장치의 효율 증대를 목표로 잡고 실험을 실시하였다.
- 이번 연구는 유럽 및 미국의 강화된 배기가스 규제에 맞춰 배기가스 재순환 장치의 효율 증대를 목표로 잡고 실험을 실시하였다.
- AHP분석법을 이용하여 배기가스 재순환 장치 성능에 영향을 미치는 주요 인자가 시트리크와 위치 감지센서편차 라는 것을 확인 할 수 있었다. 개선 목표를 세우기 위해 월별 공정능력을 분석하여 가장 높은 월의 공정능력을 목표로 개선을 실시하였다.
제안 방법
- EGR 효율 증대를 위한 개선인자 도출을 각 팀 CFT 인원들에게 설문 조사를 해본 결과 각기 생각하는 인자가 틀리기 때문에 합리 적인 의사결정을 위해 AHP 기법을 단계별로 다음과 같이 실시한다.
- 계층화 구조도를 기준으로 설문지를 작성하여 생산기술팀, 품질관리팀, 연구개발팀, 품질보증팀, 시작평가팀 담당자 에게 중요성 선정 설문을 실시한 결과 다음 표와 같았다.
- 시작평가팀 가중치 1순위 시트리크, 일관성 비율 2.5% 다음으로 부서별 가중치를 정하기 위해 쌍대 비교를 실시해 보았다.
- 단, 부서별 가중치는 회사 근속년수 및 EGR 담당년수 분석능력 등을 등급으로 나누어 실시하였다.
- 복합우선 순위 확인 결과 시트리크, 센서편차, 응답성 순으로 영향을 많이 끼칠 것으로 판단되었으며 이번 연구에서는 센서편차, 시트리크를 개선인자로 선정하였다.
- AHP 기법을 이용해 결정된 EGR 성능개선 인자 시트리크에 대해 개선을 실시하였다.
- 시트리크 값에 영향을 미치는 인자를 파악하기 위해 EGR 시트리크 값을 반복 측정 하여 리크 량 상, 하한 그룹을 각 5EA 선별 후 분해(T/Down) 을 실시하였다.
- AHP 기법을 이용해 결정된 EGR 성능개선 인자 센서편차에 대해 개선을 실시하였다.
- 센서편차에 영향을 미치는 인자를 파악하기 위해 EGR 센서편차 값을 반복 측정 하여 편차량 의 상, 하한 그룹을 각 5EA 선별 후 분해(T/Down) 을 실시하였다. 각 단품을 비교 측정한 결과 다음과 같았다.
- 최적 조건으로 선정된 스프링 포스 25N, 스템높이 0.25mm로 생산 후 센서편차 개선 효과를 파악해 보았다. 그 결과 개선 전 공정능력 1.
대상 데이터
- 생산기술팀, 품질관리팀, 연구개발팀, 품질보증팀, 시작평가팀 EGR 담당자들 회의를 소집하여 EGR효율 증대를 위한 개선인자 도출이라는 주제를 가지고 브레인스토밍법을 실시하여 인자를 나열해 본결과 EGR 센서 편차, 응답성, 시트리크, 유지전류, 조립부치수, 복원력 등 다양한 의견이 나왔다. 그 중 그동안 발생된 문제점 분석결과를 토대로 EGR 센서편차, 응답성, 시트리크를 개선 후보로 선정하였다.
데이터처리
- 시트리크, 위치 감지센서 편차에 추정원인을 찾기 위해 상/하한 그룹의 제품을 T/Down 하여 각 단품을 측정 편차 발생품에 대해 상관 회귀분석을 실시하였고 2원 실험계획법을 이용 분산분석 및 최적조건을 찾을 수 있었다.
성능/효과
- AHP분석법을 이용하여 배기가스 재순환 장치 성능에 영향을 미치는 주요 인자가 시트리크와 위치 감지센서편차 라는 것을 확인 할 수 있었다. 개선 목표를 세우기 위해 월별 공정능력을 분석하여 가장 높은 월의 공정능력을 목표로 개선을 실시하였다[5][6].
- 생산기술팀, 품질관리팀, 연구개발팀, 품질보증팀, 시작평가팀 EGR 담당자들 회의를 소집하여 EGR효율 증대를 위한 개선인자 도출이라는 주제를 가지고 브레인스토밍법을 실시하여 인자를 나열해 본결과 EGR 센서 편차, 응답성, 시트리크, 유지전류, 조립부치수, 복원력 등 다양한 의견이 나왔다. 그 중 그동안 발생된 문제점 분석결과를 토대로 EGR 센서편차, 응답성, 시트리크를 개선 후보로 선정하였다.
- 설문 조사 결과를 토대로 가중치 및 일관성 검증을 실시해 본 결과 일관성 검증은 모두 10% 이내로 양호한 결과를 얻을 수 있었다.
- 쌍비교 행렬 측정결과 일관성 비율 3.5%로 분석결과가 양호 한 것으로 확인되었다.
- 측정을 통해 찾은 시트리크 추정인자 소켓의 진원도, 소켓의 동심도, 레이저 용접 전 리크 값을 독립변수로 시트리크를 종속변수 로 선정하여 상관 분석을 실시한 결과 레이저 용접 전 리크량 은 강한 양의 상관관계(+0.937)를 소켓의 진원도 는 강한 음의 상관관계(-0.888)를 타나 내는 것을 확인 하였고 소켓의 동심도는 무상관 관계임 을 알 수 있었다.
- 상관분석 결과 소켓의 동심도는 시트 리크와 영향성이 작은 것으로 판단되어 영향인자 제외 후 레이저 용접 전 리크와 소켓 진원도를 기준으로 회귀 분석을 실시한 결과 결정계수, 유의 수준 수준인 회귀식을 구할 수 있었다.
- 각 5개의 군으로 나눈 후 5회 반복 실험 후 확인결과 99% 유의수준을 만족하는 최적 조건은 A5, B3인 것을 확인 하였다.
- 최적 조건으로 선정된 소켓의 진원도 0.03이내, 용접 전 리크량 0.9kg/h로 생산 후 시트리크 개선효과를 파악해 보았다 그 결과 개선 전 공정능력 1.25, 표준편차 0.05이상 에서 개선 후 공정능력 10.14, 표준편차 0.016으로 공정이 월등히 높아지는 것을 확인 할 수 있었다.
- 센서편차를 현재 관리치는 ±0.25Volt 로 20일간 25EA 측정데이터를 분석해 본 결과 공정능력이 1.41, 표준편차 0.03으로 안정적이었으나 고객 요청 관리치인 1.67에는 다소 부족한 상태였다.
- 측정을 통해 찾은 센서 편차 추정인자 스프링 포스와 스템 높이를 독립변수로 센서 편차를 종속변수로 선정하여 상관 분석을 실시 한 결과 스프링 포스는 강한 음의 상관관계를(-0.946) 스템 높이는 강한 양의 상관관계를 보였다(0.732).
- 각 5개로 나눈 후 5회 반복 실험을 실시한 결과 99% 신뢰수준을 만족하는 양산 조건은 A2, B2인 것을 확인하였다. ※ 측정데이터는 반복측정 후 평균값으로 기입함
- 25mm로 생산 후 센서편차 개선 효과를 파악해 보았다. 그 결과 개선 전 공정능력 1.41에서 개선 후 공정능력 3.38으로 월등히 높아지는 것을 확인 할 수 있었다.
- 최적 조건을 관리계획서에 추가하여 배기가스 재순환장치를 생산하여 시트리크, 위치감지센서 편차에 대한 공정능력을 분석한 결과 초기 목표했던 공정능력치보다 월등히 높은 값을 얻을 수 있었다.
- 개선품 적용 후 출고된 차량 5만대에 대한 EGR 오작동율 및 고객 불만 접수사항이 약 84% 감소하는 효과를 확인 할 수 있었다.
- 이번 연구를 통해 배기가스 재순환 장치의 성능에 대해서는 만족한 결과를 얻을 수 있었다. 하지만 실제 EGR 효율 증대와 차량의 배기가스 저감량에 상관관계에 대해 분석이 미흡한 아쉬움이 남았다.
후속연구
- 차기 연구를 통해 배기가스 재순환 장치의 성능향상과 배기가스 저감량에 대한 비교를 실시하도록 하겠다.
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