제조경쟁력★ 한국TPM연구소 ▒ TPM활동 방법론 ☞ MP설계·초기관리

TPM 활동 이론 및 실무 소개

MP설계 및 초기유동관리 활동의 추진방법

㈜ATPM컨설팅/한국TPM연구소 대표/공학박사·기술사·지도사 권오운

★ 목 차 ★

1. MP·초기유동관리란 무엇인가

2. MP·초기관리의 체계확립 및 활동전개 순서

3. MP·초기관리의 STEP별 활동전개방법의 구체화

4. 제품초기관리와 설비초기관리의 관계

5. MP·초기유동관리의 성공포인트

1. MP·초기유동관리란 무엇인가

MP란 Maintenance Prevention의 약자로서 보전예방을 의미한다. 이는 신설비의 계획이나 설치시 신뢰성, 보전성, 경제성, 조작성, 안전성, 융통성, 작업성 및 자주보전성 등의 측면에서 정상 가동전에 사전검토하여 초기유동기간을 단축하고 정상가동 중에 설비트러블을 최소로 하여 보전비나 열화손실을 최소로 하는 활동을 말한다

MP·초기유동관리는 설비초기관리라고도 하며 설비의 설계, 제작, 설치 및 시운전, 초기유동관리 등이 주요 활동범위가 되며, 이 활동에서는 경제성평가기술(LCC의 최적화)과 MP설계기술의 발휘가 중요하다.

여기서 LCC란 Life Cycle Cost를 뜻하는 것으로 제품이나 설비(시스템)의 생애에 걸쳐(설계에서 폐기까지) 들어가는 코스트를 말한다. 미국 예산국에서의 정의를 보면 ‘LCC는 시스템의 예정된 유효기간 중의 직접·간접, 발생 및 관련 코스트이며, 이는 설계·개발·생산·조업·보전·지원 과정에서 발생하는 것과 발생하리라고 예측되는 것을 포함한 총 코스트다.’로 정의된다. 구체적으로 LCC란 Initial Cost(취득비용)와 Running Cost(운전유지비, 예방보전비, 수리비, 유휴손실비 등)을 합한 설비의 라이프사이클 전체의 Total코스트로서『 LCC =구입가격+(운영유지비+예방보전비+수리비+유휴손실비+기타손실비)-잔존가치』로 나타낼 수 있으며, 이것을 최소로 하는 설계가 LCC설계이다.

그리고 설비의 기능, 신뢰성, 보전성 등과 합쳐서 LCC를 설계제원에 추가하는 것이 LCC설계의 특색이다. 즉 MP설계란 신설비의 구상 및 도입 단계에서 고장나지 않고, 불량을 발생시키지 않는 설비를 설계하기 위해 기존의 유사설비의 문제점을 연구하고 그것을 설계에 Feedback하여 설비가 갖추어야 할 기본적 성질인 신뢰성, 보전성, 경제성, 조작성, 안전성, 융통성, 작업성 및 자주보전성 등을 높이는 활동으로 최종적으로 추구하는 것은 ‘보전이 필요없는 설비를 설계하는 것’을 의미한다.

또한 초기유동관리란 설비의 설치, 시운전 완료 후 실제로 제품을 생산하면서 문제점을 디버깅(설계단계에서는 DR을 실시하며 DR이란 Design Review, 즉 설계검토를 의미하며 DR체크리스트에 의거 설계상의 문제점에 대한 디버깅활동을 행함)하고 조기 안정가동을 꾀하는 활동이다(단, 설치, 시운전을 초기유동관리에 포함시키거나 이것을 함께 하여 시운전이라고 부르는 경우도 있다).

그리고 종전의 기존 설비개조로 신제품을 생산하는 경우도 이 가운데 들어간다. 물론 사전 단계에 면밀한 체크를 거듭하면서 만전을 기하여 문제점을 초기유동관리 단계로까지 끌고 가지 않는 것이 기본이며, 이 단계는 사전에 예측이 불가능했던 문제점을 디버깅하는 마지막 수단이라고 생각해야 한다. 이 단계에 고장이나 불량이 빈발한다면 사전 단계의 기술력 발휘가 얼마나 소홀했던가를 증명하는 것이다. 따라서 초기유동관리 단계에서의 디버깅 대상은 초기유동단계의 제품의 공정능력, 품질트러블, 재료 투입 및 반송의 트러블에 중점을 두게 된다.

MP·초기유동관리(설비초기관리라고도 함)의 목적은 설비중심의 설계로부터 탈피하여 Man-Machine System의 관점에서 고장이 없고 품질을 보증하기 쉬운 설비를 만들기 위한 것, 즉 보전이 필요없는 설비를 설계하기 위함이다.

구체적으로는 ① 설비투자계획 단계에서 검토, 결정된 제약을 지키면서 목표를 달성하는 것, ② 설계로부터 안정가동까지의 기간을 단축하는 것, ③ 이 기간을 중심으로 업무가 치우치지 않도록 그리고 적은 인력으로 효율적으로 추진하는 것, ④ 설계된 설비가 신뢰성, 보전성, 경제성, 조작성, 안전성, 융통성, 작업성 및 자주보전성 등이 높은 설비일 것 등으로 보고 있다.

MP설계를 할 때는 설비가 갖추어야 할 기본적 성질인 신뢰성, 보전성, 경제성, 조작성, 안전성, 융통성, 작업성 및 자주보전성 등을 과제로 다루어야 한다. 이것에 대한 정의를 <도표 1>에 제시하였다.

<도표 1> 설비가 갖추어야 할 기본적 성질

기본적 성질

정 의

구체적 내용

신뢰성

Reliability

기능저하, 기능정지를 일으키지 않는 성질

* 고장발생빈도→低

* 잠깐정지발생빈도→低

* 불량발생빈도→低

* 준비·교체·조정 →低

* 머신Cycle Time→안정성

* 정적·동적정도측정→용이

보전성

Maintainability

열화의 측정, 열화복원의 용이성을 나타내는 성질 (MTTR이 짧음)

* 고장부위 발견의 신속성

* 부품교환의 용이

* 기능복귀 확인시간의 신속

* 열화부위 발견의 신속성

* 급유·갱유의 용이성

* Overhaul의 용이성

자주보전성

Autonomous

Maintainability

사용자가 짧은 시간에

간단히 청소, 급유, 점검 등의 보전활동을 할 수 있는 성질

* 청소, 급유, 점검이 용이

* 소수리·소정비가 용이

* 품질보전이 용이

* 발생원, 비산의 국소화 정도

조작성

Operability

설비의 운전과 준비시 조작이 정확·신속하고 쉽게 행해지는 성질

* 준비·조정이 용이

* 공구교환 및 조정이 용이

* 조작용이(높이, 배치, 형상, 색)

* 운반·설치의 용이

경제성

Economy

Energy, 공구, 유지류 등 설비의 운전에 필요한 자원의 효율을 좋게 하는 성질

* 자원, Energy의 原단위 절감

* 자원의 Recycling 提高

안전성

Safety

인체에 직·간접으로 위해를 끼치지 않는 성질

* 고장, 잠깐정지, 품질불량 등의 처리를 위한 작업의 간소화

* 회전, 구동부분의 노출이 적을 것

* 돌기물, 장애물이 없을 것, 대피성이 양호

융통성

Flexibility

종래 제품의 변화를 예측해 두고 제품이 바뀌었을 때 설비변경의 용이성을 나타내는 성질

* 현재 가공 제품과 변경

제품간 허용범위가 큼

* 변경허용 제품에 대한 설

비개선 비용이 적음

* 변경허용 범위에 대한 설

비개선기간이 짧을 것

목차로

2. MP·초기관리의 체계확립 및 활동전개 순서

설비의 초기관리를 체계적이고 효과적으로 추진하기 위한 단계별 초기관리 활동의 추진방법에 대해 요약제시해 보면 다음과 같다.

▶ 제0 STEP : 도입검토 및 준비활동

(1) MP·초기유동관리 주관 및 관련부서 선정

(2) MP·초기유동관리 (사외)교육수강으로 개념 파악

(3) 사외 관련자료 수집

▶ 제1 STEP : 현상조사분석(현상파악, 자료수집 및 지표분석)

(1) 시스템구축을 위한 활동흐름별 현상조사분석(과거 유사라인 대상) 및 대책입안

→ 현상조사분석표 활용

(2) 시스템구축을 위한 관련 자료의 수집, 지표분석 및 목표설정

▶ 제2 STEP : MP·초기유동관리 시스템 확립

(1) 활동체계 수립 및 시스템 적용범위 설정

→ 기본개념, 기본사고, 추진조직 및 기능, 활동체계도, 중장기 Master Plan, 활동평가방법 등의

활동체계수립과 MP·초기관리체계의 적용범위 명확화

(2) 활동전개방법 정립(지침서 혹은 매뉴얼)

→ 투자계획단계, 설계단계, 제작·입고·설치 및 시운전, 試作 및 초기유동관리, 量産 등의 단계별

활동전개요령의 구체적 정립

(3) 각종 표준류 작성 (운영기준) → 설비투자경제성 평가, MP·초기유동관리 등의 업무 표준화

(4) 각종 활동양식 및 장표류 준비

(5) 관련 조직과의 문제점 조기해결을 위한 MP·초기유동관리위원회 발족

▶ 제3 STEP : MP·초기유동관리 신 시스템의 디버깅(Debugging, 수정보완)과 교육

→ Model설비에 대한 적용 활동

(1) 테마별 초기관리의 각 STEP별 전개 → Model프로젝트에 대한 초기관리 적용 및 MP정보 축적

(2) 실시에 필요한 관련 표준·기준 및 기법에 대한 교육·훈련의 병행 추진

(3) 기존의 자료에 의한 MP정보로서의 가치가 있는 것을 대상으로 MP정보 수집과 활용

(4) 새로운 수법의 활용 → QA매트릭스, 4M분석, FMEA/FTA, PM분석, 신뢰성·보전성 분석기법 등

(5) 각종 표준, 장표류의 개정·보완

▶ 제4 STEP : 신 시스템의 전면 활용 및 정착 → 全설비에 대한 적용 활동

(1) 신시스템의 전 Project 적용

(2) LCC최적화 활동 → 운영유지비, 예방보전비, 수리비, 유휴손실비 등의 低減을 위한 개선활동 추진

(3) MP정보 축적활동 실시 및 MP설계·개별개선에의 MP정보반영 → 정상가동기간 중 설비상의 문제

점에 대한 개별개선 결과로서의 개선Sheet, 개선OPL, MP제안서 등을 각 부문으로 부터 수집해

서 MP정보를 축적하고 또한 MP설계기준서화를 해 두어 신설비에 대한 초기관리에 따른

Debugging시나 기존설비의 개선활동에 활용 유도

(4) CD(원가절감) 체제 구축 → 에너지 原單位감소를 위한 설비 설계 및 MP정보의 개선활동에 활용

상기와 같은 MP·초기관리 체계확립 및 활동전개 순서는 TPM활동 중 설비계획부문에서 추진할 MP·초기관리 Master Plan 설정과도 연계되는 것이다.

목차로

3. MP·초기관리의 STEP별 활동전개 방법의 구체화

MP·초기유동관리(설비초기관리)의 활동전개 및 운영에 대해 위에서 살펴 본 바와 같이 MP·초기유동관리는 시스템확립 하에 이의 모델활동 전개 및 디버깅이 행해지며 MP·초기관리의 활동단계 중 제2 STEP인 MP·초기유동관리 시스템확립이 중요한 사항이므로 이에 대해 좀 더 구체적으로 살펴보기로 한다.

MP·초기관리의 단계별활동 중 각 단계마다 전문가를 모아 디버깅활동을 충실히 행함으로써 정상 가동중에 문제점을 최소로 할 수 있다. 투자계획, 기본설계, 상세설계, 제작, 설치 및 시운전, 試作 및 초기유동관리 등의 단계별 디버깅활동을 통해서 문제점의 발견 및 수정을 사전에 행함으로써 설비의 초기유동기간의 단축 등 설비초기관리가 목적으로 하는 바를 용이하게 달성할 수 있을 것이다.

설비를 설치한 다음 안정가동에 들어가기까지의 기간은 LCC를 증감시키는 요소이며, 오늘날과 같이 기술혁신이 격심한 시기에 생산계획을 달성하지 못한다면 경영상 큰 손실을 미치게 된다. 따라서 MP설계항목 고려요소 가운데 초기유동기간 중의 설비효율의 손실, 초기유동기간 등을 포함하여 관리하도록 한다.

그리고 설비초기관리 중 자주 등장하는 디버깅(Debugging)에 대해 좀 더 살펴 보면 이는 바퀴벌레를 제거한다는 사전상의 의미이나, 여기서는 문제점 제거 혹은 수정보완의 뜻으로 쓰이며, MP설계의 그물눈에서 누락된 문제점을 제거하고 초기유동기로 넘기지 않는, 즉 설치 후에 일발양품 생산을 실현시키기 위한 활동이다.

이 디버깅의 중요도는 ① 설계, ② 제작, ② 시운전, ④ 설치의 순이며, 어떻게 설계단계에 디버깅을 철저히 하는가가 중요한 요점이 된다.

설비초기관리 Step별 활동전개상의 주요 내용으로서는 다음 <도표 2>와 같이 요약해 볼 수 있다.

<도표 2> 설비초기관리 Step별 활동전개상의 주요 내용

단계

구분

주요 추진내용

관련 양식 및 장표류

투자

계획

중장기계획

수립

① 설비고성능화 및 다양화,

② 설비자동화 및 성력화, ③ 공장재배치

중장기계획서

투자계획

① 투자계획수립, ② 설계사전검토

투자계획 및 실적서, 설계사전검토내역서

부문별MP

정보수집

① MP설계정보, ② 초기유동관리정보,

③ 신기술정보, ④ 보전 및 개선정보,

⑤ Line가동정보, ⑥ 안전정보

Line 및 설비신뢰성분석표, Overhaul기록

양식, 설비이력카드, 보전일지, 개별개선Sheet, 제안서, 개선OPL, MP제안서

공정설계 및

설비사양 구상

① 공정계획표 작성, ② Layout편성,

③ 최적설비배치 검토, ④ 설비사양구상,

⑤ 공정설계

공정계획표, Layout편성 디버깅Check List(C/L), 상호관계도, 공간계산Sheet,

제조공정도, 공정QA매트릭스표,

4M분석표, 공정FMEA

설비투자

사전검토

설비능력검토

Line 및 설비능력 검토서

기본요구

시방접수

① 설비별시방접수

② 설비사양구상

고장재발항목 List (기존설비)

설비사양 체크시트

투자경제성

평가

투자경제성 분석 및 평가

투자수익율분석서, 투자채산성검토서

설계사전

검토

① 견적 접수및 설계사전 검토

② 설비사양비교검토서 작성

③ 투자계획 결정

Step별사전검토관리표, 견적시방서,

설비사양비교검토서

제작

입고

제작

① 부품준비, ② 설비제작 및 확인,

③ 중간검사

Step별사전검토관리표, 상세설계도, Spec(사양), 검사성적서(Maker)

입고

입회검사 및 입고

현품표

설치 및

시운전

설치

① 설치, ② 설치정적精度검사,

③ 설비요구상 문제점 수정 보완

Step별 사전검토관리표, 공사일정표,

정적精度검사Sheet, 보전작업일지

시운전

① 시운전 및 평가

② 설치 및 문제점 대책실시

시운전 디버깅체크리스트, 시운전매뉴얼

試作

및 초기유동관리

초기유동

관리지정

목표치 및 기간 설정

Step별 사전검토관리표, FMEA분석표,

초기유동관리지정통보서,

초기유동관리일지

초기유동

관리 평가

및 해제

초기유동관리완료보고

설비초기유동관리보고서,

초기유동관리진단체크시트,

초기유동관리해제통보서,

설비완료보고서

진단 및 설치

완료보고

진단 및 설비설치완료보고

양산

(量産)

양산

① 생산가동 및 평가

② 문제점 및 MP정보Feedback

③ 개선활동 및 실적Feedback

가동일지, 설비고장보고서,

개별개선실적보고서

목차로

4. 제품초기관리와 설비초기관리의 관계

TPM활동 중 기존의 설비계획부문의 활동인 MP·초기유동관리 외에 또한 제품의 초기관리활동이 일본에서는 TPM활동의 일환으로서 추진하고 있다. 이는 도요타차체가 PM상을 수상한 1986년부터 만들기 쉬운 제품설계, 즉 신제품 개발단계에까지 거슬러 올라가 로스의 미연방지를 위한 활동을 하는 생산부문만이 아니고 제품개발부문도 참여하여 TPM을 전개한다는 것이다.

이의 배경으로서 제품의 다양화와 제품라이프사이클의 단축화에 따라 제품개발에서부터 양품생산개시까지의 기간단축이 중요하며, 가장 효율적인 제품개발과 설비초기관리를 하는 것을 중요한 과제로 인식하고 있다. 즉 사용자의 욕구를 예측한 경쟁력있고, 잘 팔리며, 만들기 쉽고, 불량이 나오지 않는 제품을 효율적으로 개발하는 것과, 이 제품화를 위한 4M조건(원재료, 설비, 방법, 사람)을 분명히 하고 이를 만드는 설비의 7대 로스제로, 투자효율 최고, 즉 사용하기 쉽고 보전하기 쉬우며, 불량을 만들지 않고 신뢰성 높은 효율적인 설비를 만드는 것을 중요한 과제로 보고 있다. 일본의 TPM에서는 설비계획부문활동의 일환으로서 제품의 초기관리와 설비의 초기관리 활동을 모두 중요시하고 PM상 심사기준에서도 이들의 활동을 평가하고 있다.

우리나라에서도 신제품개발에 따른 제품의 초기관리 중 설비의 초기관리가 가미되어 종합적으로 검토되는 즉 제품의 초기관리활동과 설비의 초기관리활동을 모두 평가하여 설비 및 제품의 초기유동기간의 단축, 정상가동중 설비의 문제점해소를 위해 보다 효율적으로 대처하는 방향으로 향후 검토될 것으로 본다.

목차로

5. MP·초기유동관리의 성공포인트

MP·초기유동관리활동은 TPM의 분야별 활동중 상대적으로 추진이 난해하다고들 한다. 이는 설비의 설계기능을 고려해야 되고 단계별 디버깅을 실시하기 위한 MP정보의 수집에 따른 MP설계기준서 및 디버깅체크리스트의 준비 등에 대해 설계로부터 시운전까지 여러 부문에 걸친 활동이기 때문으로 여겨진다.

필자가 TPM컨설팅을 통하여 본 MP·초기유동관리활동의 성공 측면에서 중요하다고 여겨지는 몇 가지 항목에 대해 적어 보면 다음과 같으므로 참조한 후 TPM추진회사에서 도움이 되었으면 한다.

첫째, 추진체계상에서 계획(설계)부문, 생산기술부문, 사용부문, 품질관리부문, 보전부문 등이 각각 역할분담을 명확히 하고 협조체제 아래 추진되도록 하는 점이다. 초기유동관리는 설계와 운전, 보전의 중첩부문이 되는 활동으로 주관부서(통상 생산기술조직에서 담당함)가 정해지면 관련부서의 유기적 협력 및 정보교류를 통한 부문간에 걸쳐진 문제점에 대한 사전해결을 위해 공동노력하는 것이 중요하다고 본다.

둘째, 초기유동관리의 지정과 해제를 명확히 정하여야 한다는 점이다. 초기유동관리 지정시점에서 생산능력이나 고장정지율, 고장강도율 및 불량률 등에 대해 해제항목을 미리 지정하여야 한다는 점이다.

셋째, 설계의 기준화가 중요하며, 신제품개발 및 제품개량이나 신설비설치 및 설비개조에 신뢰성, 보전성, 경제성, 조작성, 안전성, 융통성, 작업성 및 자주보전성 등이 원활히 반영되지 않는 것은 기술 및 MP정보의 축적과 傳承의 미비가 가장 큰 요인이라고 생각할 수 있으므로 기존설비의 개선정보에 대해 향후 신설비설치시나 라인이나 설비의 대 改造 등에 축적된 정보를 MP·초기유동관리활동에 잘 활용하기 위해서는 평소에 이러한 정보들을 모니터링할 수 있는 체계화에 따라 MP정보의 MP설계기준화가 중요하다고 본다.

넷째, 디버깅체크리스트(설계단계에서는 DR체크리스트라고 하기도 함)의 합리적인 사전준비를 들 수 있다. 정상가동 중 트러블을 미리 방지하기 위한 효과적인 수단으로서는 MP설계기준에 따라서 설비의 계획, 설계, 제작, 설치, 시운전, 초기유동관리의 단계별로 만들어진 디버깅체크리스트에 의한 설계자의 자주 체크와 관계자에 의한 디버깅을 빼놓을 수 없다.

그러나 이 같이 미리 준비된 표준적 체크리스트의 활용만으로는 디버깅이 불충분하고 단계별로 체크내용과 대책결과를 다시 검토하고 트러블의 가능성을 추정하여 다음 단계에 중점적으로 체크해야 할 항목을 정리함으로써, 표준적인 체크리스트로는 커버할 수 없는 그 설비 고유의 항목을 보충하여 더욱 합리화하도록 한다.

다섯째, TPM활동의 관련기능인 개별개선활동에 의한 개선사례의 MP정보화로서 TPM활동을 통한 개선사례Sheet, 개별개선실시보고서, 개선OPL 등의 개별개선실적을 MP정보로서 축적하여 향후 신설비 설치시나 Line 및 설비의 개조에 적극적으로 활용하도록 한다.

목차로

TPM 이론 및 실무 메인으로 자료실 메인으로