[논문]중소정밀부품가공기업의 실패비용 감소를 위한 로트추적시스템 구축

하영수; 박수용; 이동형

doi:10.11627/jkise.2019.42.3.080

중소정밀부품가공기업의 실패비용 감소를 위한 로트추적시스템 구축
Construction on Lot Tracking System for Failure Cost Reduction of a Small and Medium Precision Parts Processing Company 원문보기

Journal of Korean Society of Industrial and Systems Engineering = 한국산업경영시스템학회지, v.42 no.3, 2019년, pp.80 - 88

하영수 (한밭대학교 스마트생산경영공학과) , 박수용 (한밭대학교 스마트생산경영공학과) , 이동형 (한밭대학교 스마트생산경영공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

Recently, automobile manufacturing companies, which are major customers of them, are requiring IATF 16949 (ISO/TS 16949) certification as a mandatory requirement to secure product quality. In particular, IATF 16949 : 2016, revised in October 2016, was reinforced product traceability requirements for production information management by lot in the production process. Therefore, small and medium-sized precision parts processing companies in the automobile industry are very difficult to survive due to quality and price competition for customers satisfaction. MES (Manufacturing Execution System) is required to solve this problem. However, small and medium sized precision parts processing enterprises are reluctant to introduce the MES which is not suitable for the manufacturing environment of them such as high cost and low utilization. Even if the system is introduced, it is difficult to operate and maintain the system because the lack of computer manpower. In this paper, we propose a method for building a lot tracking system for small and medium precision parts processing companies by reviewing relevant literature and analyzing cases. In addition, by managing the production history for each lot of the final product in the system, we will grasp the effect of reducing the quality failure cost obtained by minimizing the range of defect selection.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

이에 본 연구에서는 관련문헌 연구와 로트추적시스템 구축사례 분석을 통해 중소정밀부품가공기업들이 비용 부담 없이 로트추적시스템 구축하는 방안을 제시하고자 한다. 또한 최종 제품의 로트별 생산이력을 시스템으로 관리함으로써 불량선별의 범위를 최소화하여 얻어지는 품질실패비용 감소효과를 파악하고자 한다.
본 연구에서는 이를 해결하기 위한 중소기업에 적합한 저비용 로트추적관리 시스템의 구축 및 활용 방안을 제안하였다. 사례기업에 적용한 결과, 투자비를 제외하고 내용연수동안 매년 약 1,100만원의 절감효과를 거두는 것으로 나타났다.
이에 본 연구에서는 관련문헌 연구와 로트추적시스템 구축사례 분석을 통해 중소정밀부품가공기업들이 비용 부담 없이 로트추적시스템 구축하는 방안을 제시하고자 한다. 또한 최종 제품의 로트별 생산이력을 시스템으로 관리함으로써 불량선별의 범위를 최소화하여 얻어지는 품질실패비용 감소효과를 파악하고자 한다.
이에 본 연구에서는 로트추적시스템을 구축하려는 기업의 특성과 환경에 맞도록 범위를 축소하거나 기존시스템을 사용하면서 특정화된 기능을 추가해 기존 시스템과 연계 유지할 수 있는 커스터마이징된 시스템 구축을 목적으로 하였다. 따라서 본 연구결과는 중소기업이 시스템을 구축할 때 고비용 부담을 최소화하고 기업의 특성에 적합한 환경구축을 통해 시스템의 지속적인 유지 운영을 가능케 한다는 점에서 의의를 가진다.
김현수, 정해준[2]은 콜드체인관리가 요구되는 학교급식재료 유통과정에서의 온도, 습도 등의 환경조건 관리 뿐만 아니라 식재료의 품질변화 관리 방안으로 유통이력 및 추적관리와 제품의 안전성과 신뢰성을 보증할 수 있는 RFID/USN 기반의 e-pedigree 시스템을 제안하였다. 즉, 공급사슬의 이력추적과 더불어 특정 온도 및 습도를 관리함으로써 제품의 품질문제를 효율적으로 예방할 수 있는 모델을 제시하였다.

제안 방법

S사의 공정특성을 이해하고 기존에 운영하고 있는 정보화시스템을 분석한다.
공정마다 로트정보를 생성해 PDA의 바코드 스캔기능으로 로트정보를 읽어 서버의 DB에 자료를 수집하고 [Figure 5]와 같이 원재료 투입부터 출하까지의 생산이력을 적용테이블과 파일을 통해 로트추적현황 프로그램을 구현하고 추적하는 체계를 구축하였다.
유정호[15]는 추적성 관리 시스템의 효과적 도입 및 운용을 위해 표준 제조 업무를 선정하고 추적성 관리의 기능적 범위를 정하였다. 그 범위에서 필수적으로 요구되는 추적성 관리대상 데이터를 선정, 시스템의 도입모델을 제시하고 로트 관리가 제대로 이루어지고 있지 않은 제조업체에 적용하였다. 자재창고, 생산현장, 제품창고로 이어지는 생산프로세스 전체에 대해 로트관리 대상을 선정하고 이의 효과적으로 관리를 위한 기능설계 및 구현을 통해 얻어지는 기대효과를 분석하였다.
로트추적현황 화면에서 생산에 대한 원재료 투입정보, 공정실적정보, 불량정보, 출하정보를 생산지시에 의해 생성된 로트번호로 조회해 해당 제품의 생산이력을 확인한다. 공정별로 투입된 원재료의 로트번호와 작업지시번호를 맵핑시킨 데이터를 사용해 작업지시번호를 통해 제품에 소요된 자재를 추적할 수 있다.
생산지시에 따라 생산하고자하는 품목의 원재료를 PDA의 원자재불출등록화면에서 PDA의 바코드리더 기능으로 원재료에 부착시킨 물품표의 바코드를 스캔하고 화면에 나타난 읽어 들인 품목정보를 확인하고 원재료를 불출시켜 등록시킨다. 불출된 원재료는 시스템의 원자재불출등록화면에서 조회할 수 있다.
생산지시에 따라 생산한 품목의 실적을 하루작업 종료 시 작업자가 PDA의 가공실적 등록화면을 사용해 PDA의 바코드스캔기능으로 배포 받은 공정이동표의 바코드정보를 읽어 작업 실적을 등록한다. 등록한 생산실적은 시스템의 가공실적등록화면에서 조회할 수 있다.
즉, 구축한 로트추적시스템을 통해 기업에서는 불량, 부적합의 문제발생시 해당 로트를 추적해 신속하게 대응하고 불량선별의 범위를 최소화하여 불량발생으로 인한 품질비용을 최소화하는 효과를 거두었다. 이때 투입된 시스템개발 및 설치비용은 내용연수가 5년인 연가로 계산해 투입대비 효과를 산출하였다.
그 범위에서 필수적으로 요구되는 추적성 관리대상 데이터를 선정, 시스템의 도입모델을 제시하고 로트 관리가 제대로 이루어지고 있지 않은 제조업체에 적용하였다. 자재창고, 생산현장, 제품창고로 이어지는 생산프로세스 전체에 대해 로트관리 대상을 선정하고 이의 효과적으로 관리를 위한 기능설계 및 구현을 통해 얻어지는 기대효과를 분석하였다.
박성영[8]은 국내 중소조선기자재 기업에서 출하된 제품의 불량원인규명이 어려운 문제점을 해결하기 위해 효율적인 자재추적관리시스템을 설계, 구축하였다. 즉, 원자재 입고에서부터 완제품의 출하까지 모든 공정에서 발생되는 자재정보들을 웹 기반 하에서 실시간 통합관리 및 역추적을 통해 각 부서 간 원활한 의사소통 및 동시작업이 가능한 생산현장 실시간 관리방안을 제시하였다.

대상 데이터

S사는 2001년 1월에 법인설립 하였으며 본사는 현재 대전시 유성구에, 공장은 충북 청주시에 위치하고 있다. 25명의 종업원이 자동차 및 전자식 계량기 관련 초정밀 샤프트와 기계부품, 전기기기 복합조립품을 생산하고 있으며 연매출은 60억 원이다.

성능/효과

이에 본 연구에서는 로트추적시스템을 구축하려는 기업의 특성과 환경에 맞도록 범위를 축소하거나 기존시스템을 사용하면서 특정화된 기능을 추가해 기존 시스템과 연계 유지할 수 있는 커스터마이징된 시스템 구축을 목적으로 하였다. 따라서 본 연구결과는 중소기업이 시스템을 구축할 때 고비용 부담을 최소화하고 기업의 특성에 적합한 환경구축을 통해 시스템의 지속적인 유지 운영을 가능케 한다는 점에서 의의를 가진다.
본 연구에서는 이를 해결하기 위한 중소기업에 적합한 저비용 로트추적관리 시스템의 구축 및 활용 방안을 제안하였다. 사례기업에 적용한 결과, 투자비를 제외하고 내용연수동안 매년 약 1,100만원의 절감효과를 거두는 것으로 나타났다.
사례기업 S사에서는 기존에 사용하고 있는 ERP와 해당 기업의 업종에 맞게 설계한 로트추적시스템을 연계해 시스템 도입비용을 최소화한 결과, [Table 1]과 같은 기대효과를 거두었다. 즉, 구축한 로트추적시스템을 통해 기업에서는 불량, 부적합의 문제발생시 해당 로트를 추적해 신속하게 대응하고 불량선별의 범위를 최소화하여 불량발생으로 인한 품질비용을 최소화하는 효과를 거두었다. 이때 투입된 시스템개발 및 설치비용은 내용연수가 5년인 연가로 계산해 투입대비 효과를 산출하였다.
즉, 투입금액은 시스템 개발 및 설치비용(연가) 9,632,320원과 유지관리비(연가) 963,230원으로 총 10,595,550원이 소요된 반면 절감액은 불량선별시간 감소 4,320,000원/년, 불량로트추적시간 감소 2,700,000원/년, 로트생산이력 수 작업 기록시간 단축 13,824,000원/년, 로트추적 모니터링 기능향상 900,000원/년으로 연간 총 21,744,000원의 경비절감효과를 거두어 내용연수동안 총 11,148,450원/년의 절감효과를 얻었다.

후속연구

본 연구결과는 규모와 업종이 비슷한 열악한 중소기업에서도 손쉽게 적용할 수 있을 것이며 관련기업의 경쟁력 제고에 크게 기여할 것으로 기대된다. 추후 연구과제로서는 바코드 대신에 RFID를 활용해 사용자의 편리성을 증대시킬 수 있는 방안을 강구할 필요가 있다.
이와 같이 본 연구에서 제안된 로트추적시스템 구축은 앞으로 발생될 수 있는 불량, 부적합 제품을 신속하게 추적해 격리하고 불량선별의 범위를 최소화하여 불량발생으로 인한 손실비용을 최소화하는 효과를 기대할 수 있다.
본 연구결과는 규모와 업종이 비슷한 열악한 중소기업에서도 손쉽게 적용할 수 있을 것이며 관련기업의 경쟁력 제고에 크게 기여할 것으로 기대된다. 추후 연구과제로서는 바코드 대신에 RFID를 활용해 사용자의 편리성을 증대시킬 수 있는 방안을 강구할 필요가 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	품질비용이란 무엇인가?	실패비용(failure cost)은 품질비용의 일부분을 구성하고 있다. 품질비용이란 100% 완전하지는 못한 품질의 생산에 기인한 모든 비용을 말한다. 품질비용은 통제비용과 실패비용으로 구분된다.
	실패비용의 발생처는 어디인가?	실패비용(failure cost)이란 완성된 제품의 품질이 일정한 품질수준에 미달함으로써 발생하는 비용을 말한다. 실패비용은 생산 공정 중, 즉 생산시스템 내부에서 발생 할 수도 있고 제품이 고객에게 인도된 다음, 즉 외부에서 발생할 수도 있다. 전자를 내부 실패비용이라고 하고 후자를 외부 실패비용이라고 한다.
	MES는 어떠한 문제를 해결하기 위해 도입되었는가?	질경쟁으로 생존하기가 매우 힘든 업종이다. 게다가 2016년 10월 개정된 IATF 16949 : 2016에서는 제품추적성 요구사항이 강화되어 생산 공정의 로트별 생산정보관리 문제가 중요한 과제로 대두되고 있다.

참고문헌 (15)

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Sim, S.S., A Case Study on Traceability Improvement of Gas Valve Manufacturer Implementing Smart Factory [master’s thesis], [Busan, Korea] : Dong-A University, 2016.
Son, Y.I., Effective Auditing Method of ISO/TS 16949 Quality Management System, [master’s thesis], [Gyeonam, Korea] : Changwon National University, 2012.
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Yoo, J.H., Traceability System of Manufacturing Execution System for a Manufacturing Competitiveness [master’s thesis], [Incheon, Korea] : Incheon National University, 2005.

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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