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TPM 활동 이론 및 실무 소개

불량률 제로를 위한 품질보전활동의 추진방안

㈜ATPM컨설팅/한국TPM연구소 대표/공학박사·기술사·지도사 권오운

★ 목 차 ★

1. 품질보전이란 무엇인가

2. 품질보전 추진의 전제 및 전개범위

3. TPM의 5대기능과 품질보전의 관계

4. TPM활동 전개수준에 따른 품질보전의 중장기적 추진방향

5. 품질불량제로화를 위한 품질보전활동의 구체적 추진방법

6. 품질보전활동의 합리적 운영 포인트

1. 품질보전이란 무엇인가

품질보전이란 간단히 ‘품질의 완전성을 유지할 것’ 달리 말하면 ‘품질불량 제로를 위한 보전’이라고 요약하여 말할 수 있으며, 구체적인 정의로서는 ‘품질의 완전함(100% 양품의 상태)을 유지하기 위해 품질불량이 나오지 않는 설비를 지향하여 불량제로의 조건을 설정하고, 그 조건을 시계열적으로 점검·측정하여 그 측정치를 기준치 이내로 조절함으로써 품질불량을 예방하고, 측정치의 추이를 관찰하여 품질불량발생 가능성을 예지하여 사전에 대책을 세운다’는 것으로 된다.

이와 같은 품질보전은 종래의 제조공정관리에서 사람, 설비, 재료, 방법의 4가지 공정요소에서 설비가 점점 자동화·고급화 및 성인화로의 진전으로 생산주체가 사람에서 설비에로 옮겨가는 경향에 따른, 즉 설비의 상태가 제조공정 품질확보의 관건이 되는 이유로 해서 TPM활동에서도 ‘효과적인 설비보전으로 고수준의 품질유지 및 향상을 꾀함’을 기본이념으로 한 품질보전의 중요성이 증대하게 되었다.

품질보전의 체제를 구축하기 위해서는 ① 품질불량이 나지 않는 설비를 만들 것, ② 품질불량이 나오지 않는 조건을 설정하는 것, ③ 품질불량을 내지 않는 조건을 관리하는 것 등의 활동이 필요한데, 종래의 통계적 품질관리(SQC)를 기초로 한 품질관리활동은 제조공정으로부터 만들어진 제품의 품질불량인 결과계를 관리하는 것이 주체로 되어 있으나, TPM활동의 일환으로서의 품질보전활동은 제품을 만들어 내는 제조공정의 4요소, 즉 사람, 설비, 재료, 방법의 요인계를 대상으로 공정조건을 설정하고 이 조건을 유지관리 및 개선하는 것을 주체로 하는 즉 요인계 관리체계 구축의 구체적 방책으로써 품질보전이 생겨났다고 말할 수 있다.

목차로

2. 품질보전 추진의 전제 및 전개범위

우선 품질보전의 추진 전제로서, 품질보전은 TPM활동의 궁극적 목표인 고장제로·불량제로·재해제로 3가지중 불량제로에 관계되는 것으로서 TPM의 활동전개에 의한 TPM도입시 대비 불량률이 거의 제로에 가까운 상태에서 추진해야 효과적인 바, 이러한 수준에 도달하려면 자주보전 및 계획보전의 STEP활동 전개 및 개별개선활동 전개로 먼저 설비의 顯在불합리인 발생원·곤란개소·결함 등이 배제되고 설비의 종합효율 저해 가공형 7대 로스인 ① 고장로스, ② 작업준비 및 조정로스, ③ 공구로스(바이트로스), ④ 잠깐정지로스, ⑤ 속도저하로스, ⑥ 불량로스, ⑦ 초기수율저하로스 등과 또한 장치산업형에 해당하는 8대 로스인 ① SD(SHUT DOWN)로스, ② 생산조정로스, ③ 설비고장로스, ④ 프로세스고장로스, ⑤ 정상생산로스, ⑥ 비정상생산로스, ⑦ 품질불량로스, ⑧ 재가공로스 등 8대 로스의 제거로 顯在불합리 및 중대 LOSS 등을 제거시켜서 고장제로·불량제로·재해제로에 근접하는 수준으로 개선활동을 내실화시킨 후 고장·불량의 만성적 측면의 요인해결을 시키는 수단으로써 품질보전활동을 추진하는 것이다.

품질보전활동 실시를 위한 전제 조건으로서, 첫째 강제열화가 철저히 배제되고 자연열화만이 진행되는 안정된 설비상태일 것, 둘째 관리자 및 오퍼레이터가 설비에 강하고 설비의 기능 및 구조를 제대로 이해하고 충분한 점검기능을 지니고 있을 것 등 2가지가 사전충족될 필요가 있다.

이러한 2가지를 충족할 수 있는 자주보전의 추진STEP은 5 STEP 종료시점으로 볼 수 있으며, 설비주변의 정리·정돈·청소를 중심으로 한 5행의 확실한 유지와 담당 설비에 대한 자주보전기준서가 확실히 지켜지는 상태 등을 만족시켜야 품질보전활동을 추진할 수 있는 수준으로 볼 수 있는 것이다.

이제 품질보전의 추진전개 범위에 대해 살펴 보면 신제품개발에 따른 과정을 다음의 4가지, 즉 ‘① 제품개발→② 제품설계→③ 공정설계→④ 생산’의 4단계로 나눌 때 ①과 ②는 설계품질에 관계되고 ③과 ④는 제조품질(適合품질)에 관계되는 것이다.

품질보전은 이들 중 ③, ④의 제조품질확보, 즉 결과계인 제품의 품질확보를 목표로 요인계인 4요소, 즉 4M(사람 MAN, 설비 MACHINE, 재료 MATERIAL, 방법 METHOD)의 사전관리를 위한 TPM의 구체적 수단인 품질보전활동을 한다. 그리고 종래의 품질보전은 설비 및 재료를 중심으로 한 전개가 주류를 이루었으나 근래에는 4M으로 확대해 사람, 방법 등으로도 확대시켜 품질보전을 추진하는데 이는 제조공정 특성상 수작업을 중심으로 한 가공조립산업의 공정품질 확보는 사람과 방법(작업방법, 관리방법)도 크게 제조공정품질에 관계하기 때문이다.

목차로

3. TPM의 5대 기능과 품질보전의 관계

앞의 품질보전 실시를 위한 전제조건에서도 잠시 살펴 보았으나 품질보전을 전개하기 위해서는 품질확보 측면상 제조공정이 중요한 즉 ‘제조공정에서 품질을 만들어 낸다’는 것과 같이 제조공정에서 공정제품 품질확보를 위한 그 구성요소인 사람의 인적 기능, 설비(공구 및 지그 포함) 상태, 작업방법 등을 ‘본래의 모습’으로 하는 것이 전제조건이 되며, 이를 위해서는 TPM의 전개 8대 기능 중에서 자주보전, 개별개선, 계획보전, 설비초기관리 및 TPM교육·훈련의 5대 기능을 사전에 확실하게 전개시켜야 효과적이다.

이러한 TPM 5대 기능의 확실한 실시를 바탕으로 제조공정에서 만들어지는 제품의 품질이 확보될 수 있는 것이다. 각 기능별 주요 활동의 내용을 <도표1> TPM전개 5대 기능과 품질보전과의 관계에 제시했다.

품질보전은 이상의 <도표1>의 5대 기능의 활동을 기초로 ‘불량을 내지 않는 설비의 조건설정’을 확실히 정해 ‘불량이 나지 않는 설비의 조건관리’을 틀림없이 준수함으로써 불량제로를 유지하는 활동이다.

목차로

4. TPM활동 전개수준에 따른 품질보전의 중장기적 추진방향

앞의 ‘품질보전 추진의 전제조건’ 및 ‘TPM의 5대 기능과 품질보전과의 관계’에서 언급한 바와 같이 품질보전은 그 실시를 위한 전제조건이 만족되어야 하며, 품질보전은 품질불량제로를 지향하는 활동인 만큼 TPM활동 전개개시부터 고장제로화 4 PHASE(국면)에 따라 관련 TPM활동인 자주보전 및 계획보전의 STEP추진과 설비효율화의 개별개선활동 등을 과정별로 내실있게 추진하여야 효과적이다.

품질보전의 추진은 크게 다음 3단계로 나눠 볼 수 있는데, 첫 번째 단계로서 자주보전 준비단계(0 STEP)부터 3 STEP추진 수준까지는 설비의 불합리(발생원, 곤란개소, 결함) 개별개선, 즉 전문보전조직의 자주보전지원형 개별개선을 중점 추진해서 顯在불합리(가시적으로 쉽게 드러나는 불합리)을 없애도록 현장개선유도하고, 두 번째 단계로서 자주보전 4, 5 STEP추진 수준에서는 설비종합효율 저해 중대 LOSS개선, 즉 가공조립산업형 7대 LOSS, 장치산업형 8대 LOSS의 중점개선을 통한 이익추구형 개별개선을 추진하여 미결함 배제 및 설비의 종합효율향상을 도모하며, 세 번째 단계로서 자주보전 6, 7 STEP추진 수준에서는 품질불량제로화 품질보전, 즉 품질불량 유발 설비의 품질불량 유발 부위 혹은 개소의 개선을 통한 공정조건 설정 및 관리를 행하도록 한다.

고장제로화 4 PHASE(국면)에 따른 지정활동들에 대한 구체적 추진방책으로서 자주보전, 계획보전 STEP활동 등이 실시되며, 이러한 STEP별 지정된 활동의 체계적 추진이 되면서 개선활동인 설비효율화의 개별개선이 병행되어 품질불량을 목표치로 하는 제로화 수준으로 이룩할 수 있고 또한 불량제로화를 위한 품질보전활동도 효과적으로 추진할 수 있는 것이다. (고장제로화 4 PHASE에 따른 TPM분야별 활동전개 방법에 대해서는 TPM의 본질에 대한 제시된 자료를 참조바랍니다.)

<도표1> TPM전개 5대 기능과 품질보전과의 관계

목차로

5. 품질불량제로화를 위한 품질보전활동의 구체적 추진방법

품질보전활동의 본격적 실시는 자주보전 실시 STEP으로 볼 때 6 STEP인 ‘자주보전 SYSTEM화’에서 추진되는데 ① 설비·품질 대상 최 적화, ② 물류·공정 대상 최적화, ③ 오퍼레이터 역할확립 등의 크게 3가지 활동중 ①항의 구체적 활동수단으로써 설비·품질 연관조사 및 표준화 활동이 이루어 진다. 이는 바로 품질보전이 자주보전 6 STEP활동의 지정된 추진내용으로서 활동이 이뤄지며, STEP 지정기간내에 문제설비를 대상으로 모델활동을 실시하도록 유도하고 있다.

그러나 불량제로화활동은 자주보전 5 STEP까지의 STEP별 지정활동 및 계획보전 STEP별 활동 등을 추진하면서 개선활동으로서의 개별개선이 병행해서 이루어져 품질보전의 기반이 이루어 지도록 하고 있다. 그리고 품질보전활동은 설비사용부문의 활동성격이 크므로 여기서는 설비사용부문의 활동인 자주보전, 개별개선 및 품질보전활동에 대해 상호관계적인 측면에서만 체계적으로 살펴보도록 한다.

자주보전 STEP추진 經過에 맞는 품질불량低減을 위한 TPM운영방향에 대해 살펴보면 자주보전 추진수준에 따라 다음과 같이 크게 3구분으로 나눠 볼 수 있으며, 구체적인 활동에 대해 구분별 추진방향을 제시해 보고자 한다.

첫째, 자주보전 3 STEP이하 추진중인 분임조에 대한 운영방향으로서, ① 활동방향으로서는 자주보전지원형 개별개선(불합리개선활동)추진의 강화를 꾀하고, ② 활동중점으로서 顯在불합리(드러나는 불합리) 중 품질불량발생원에 대한 중점개선을 추진하며, ③ 추진방법에 대해서는 2가지로 나눠 볼 때 먼저 일상청소·점검에 따른 품질불량발생원 적출 및 FOLLOW-UP에 대해서는 자주보전 1 STEP부터 사용되는 불합리발견LIST를 활용하여 추진하며, 그리고 중대불합리 개별개선에 대해서는 품질불량발생원의 경우 A급은 TFT(공무 + 생산), B 및 C급은 분임조활동으로 하여 개별개선테마등록표를 활용한 주요 개선테마를 등록시킨후 개별개선추진스케쥴관리표를 활용하여 개선STEP별 일정관리를 한후 개별개선실시완료보고서를 활용하여 실시완료보고를 하되, 소집단별(분임조, TFT) 년간 개선테마해결건수는 4 내지 6건으로 하여 무리가 되지 않는 범위내에서 추진하도록 한다.

둘째, 자주보전 4∼5STEP추진 분임조에 대한 운영방향으로서, ① 활동방향으로서는 이익추구형 개별개선(설비종합효율 향상활동)을 실시하며, ② 활동중점으로서는 가공조립형 7대 로스, 장치공업형 8대 로스에 대해 LOSS분석후 품질불량 저해 중대LOSS 저감을 위한 개별개선 추진강화를 꾀하고, ③ 추진방법에 대해서는 아래와 같은 순서로 LOSS를 정량화시킨 후 중대 LOSS에 대해 테마등록하여 개선을 추진하도록 한다.

1) LOSS 구성분석→ LOSS구조도를 활용하여 일정기간의 DATA(6개월 내지 1년간의 DATA에 의거하면 좋음)의 LOSS구조 즉 LOSS발생량, LOSS시간, 점유율 등을 파악한다.

2) 중요요인 도출→ 시간가동률, 성능가동률, 양품률을 저해시키는 세부 LOSS 항목 및 LOSS발생량, 점유율 등을 파악후 품질불량 유발 중대 LOSS요인을 도출시킨다.

3) LOSS 등급분류→ 난이도 구분평가표를 활용하여 고난도는 A급, 중난도는 B급, 저난도는 C급으로 하되 소집단별 연간테마해결 가능건수를 고려하여 A급은 TFT활동, B나 C급은 자주보전분임조활동으로 개선을 유도하도록 등급을 분류시킨다.

4) 테마등록→ 개별개선 테마등록표를 활용하여 테마등록을 시키되 A나 B급은 각각 연간 총 4∼6건을 해결하도록 부문실행팀(부문별 추진사무국)에 테마등록을 추진한다.

5) 진척스케쥴관리→ 개별개선 추진스케쥴관리표를 활용하여 추진스케쥴관리를 한다.

6) 개별개선 실시기록→ TPM분임조회의록에 개선 STEP인 1 ST∼6 ST까지의 주요 내용을 기록한다.

7) 개별개선 실시완료보고→ 개별개선 실시완료보고서를 활용하여 개선완료보고를 한다.

그리고 세부활동 STEP에 따른 추진양식 및 관리표 등은 ATPM컨설팅의 TPM사내교육과정의 TPM종합입문과정을 참조하여 추진하면 효과적이다.

셋째, 자주보전 6∼7 STEP을 추진중인 분임조로서 품질불량제로화 품질보전활동을 한다. 그런데 제조공정조건의 표준화활동이 미흡한 회사에서는 품질보전활동 개시전 즉 자주보전 6 STEP개시 이전에 우선 제조공정조건표준화 추진이 필요하며, 제조공정조건 표준화로서는 QC공정도, 공정별 작업지도서, 중점관리표 등이 해당하며 공정품질 안정 및 품질불량 방지를 위한 제조공정관리 측면에서 매우 중요한 표준들이다.

이들에 대해 6 STEP이 추진되기 이전에 공장장방침에 의거 미리 각 팀별 장기 계획수립하에 하나씩 작성하여 체계를 사전구축해 놓는 것이 좋을 것이다. (단, 제조공정조건 표준화는 일정한 작성요령에 대해 사전에 매뉴얼교육을 실시하여 작성요령에 대해 충분히 숙지후 추진할 필요가 있다.) 이러한 제조공정조건 설정이 된 분임조는 품질보전 本활동 즉 품질보전을 실시하는데, 자주보전은 6∼7 STEP추진 정도이고 품질보전실시 전제조건 2가지가 충족되는 분임조에 해당한다.

품질보전활동은 ① 활동방향으로서 품질불량이 거의 제로화 수준에 가까운 시점에서 품질보전활동을 추진하도록 하고, ② 활동중점으로서는 품질불량 유발 설비의 품질불량 발생 부위의 개선(설비와 품질과의 연관조사, 설비와 품질과의 조건관리)을 꾀하고, ③ 추진방법에 대해 살펴보면 품질보전은 설비종합효율 산출단위를 기준으로 아래의 순서대로 체계적으로 실시하도록 한다.

① 1ST : 현상파악→ 품질의 실태를 조사후 층별을 한다. (가공조건, 작업조건의 실태조사를 병행)

② 2ST : 제1차 불합리의 복원→ 조사결과 가공조건이나 작업조건 가운데 이상한 조건이나 원인과 대책을 알고 있는 불합리 항목의 철저한 대책실시를 행한다.

③ 3ST : 만성불량의 요인분석→ 원인을 모르는 불량의 요인분석실시를 한다. (PM분석표를 활용하면 효과적이다.)

④ 4ST : 만성불량의 원인박멸→ PM분석에서 얻은 “생각되는 요인”을 철저 조사후 그 결과 조금이라도 불량하다고 생각되는 항목의 대책(복원, 개선) 실시하여 만성불량 박멸을 꾀한다.

⑤ 5ST : 불량제로의 조건설정→ “만성불량의 요인분석” 결과 찾아낸 요인은 모두(대책실시된 것만에 국한되지 않음) 불량제로의 조건으로서 품질특성과의 상관을 품질보전매트릭스표(QM매트릭스표)로 정리하며, 이것을 기초로 점검항목은 자주보전 및 전문보전의 기준에 추가시킨다.

⑥ 6ST : 불량제로의 조건관리→ 점검기준에 근거하여 점검을 실시하며, 점검결과를 경향관리하여 異常値 직전에서 불합리의 복원을 실시한다. (불량이 나기 전에 조치) (이때 Q-COMPONENT의 부착관리 및 점검계획표를 활용하면 효과적이다.〕

⑦ 7ST : 불량제로의 조건개선→ 점검방법, 점검주기, 점검결과의 판단기준 등을 고쳐서 보다 효율적인 불량제로의 조건으로 개선실시를 한다.

위와 같은 품질보전의 단계적 추진에 따른 PM분석, QM매트릭스표 등의 구체적인 사례는 ATPM컨설팅의 TPM사내교육과정의 품질보전활동실무과정을 참조하여 구체적으로 추진하도록 하면 효과적이다.

품질불량제로화를 위한 크게 3가지의 구분으로 과정별 활동방법을 살펴 보았는데 이들 활동의 내실화를 위해서는 활동결과의 관리및 활용이 중요하며 이들의 주요 포인트에 대해 살펴보면 다음과 같다.

첫째, 설비종합효율 관리로서, 설비종합효율 관리그래프를 활용하여 설비의 종합적 지표를 향상시키도록 한다.

둘째, 공정불량률 관리(혹은 양품률관리)로서 공정불량률 추이그래프를 활용하여 구체적 불량감소 추이를 살핀다.

셋째, 개선사례 관리로서, 개선SHEET활용(주요 개선부위의 개선전후 定點촬영에 의한 사례축적)하여 주요개선의 사례축적을 꾀하며, 축적된 개선정보는 MP정보가 되며 MP설계기준서 작성에 향후 활용한다.

넷째, 개선테마 활동결과 관리로서, 되도록 ① 개별개선실시완료보고서, ② PM분석표(LOSS분석에 따른 테마해결에 해당함), ③ 주요 개선SHEET 이 세 가지를 테마완료 후 SET로 사례관리되도록 하여 개선활동의 횡전개의 모델로서 활용한다.

다섯째, 품질보전 활동결과 관리로서, QM매트릭스표, 점검계획표, Q-컴포넌트 등의 현장관리용으로 설비에 부착 혹은 게시하여 불량방지를 위한 눈으로 보는 관리의 용이화를 꾀한다.

목차로

6. 품질보전활동의 합리적 운영 포인트

품질보전활동은 TPM활동 중 불량제로화 활동의 고수준활동이 되며, 또한 품질보전 실시를 위해서는 전제조건 활동이 선행되어야 하며, 불량현상의 물리적 해석 등을 위한 활동의 뒷받침 등 TPM활동전개의 마무리단계에서 주로 활동되는 만큼 상대적으로 활동성격상 TPM의 관련활동이 체계적이지 못하면 품질보전활동이 효과를 내지 못한다고 볼 수 있다. 아래에 품질보전활동의 합리적운영 포인트에 대해 제시해 보았으므로 TPM추진회사에서는 TPM추진 중도활동의 내실화를 통한 품질보전활동의 참된 성과를 내도록 참고바랍니다.

첫째, 품질보전 조직운영 측면으로서, 품질담당 조직에서 전사주관 조직이 되어 활동체계 및 추진방법 등에 대한 주무 역할을 하도록 하고, 설비사용부문 및 설비전문보전조직에서는 개선활동실시 주체가 되어 품질불량제로화를 위해 노력하도록 해야 한다는 점이다.

둘째, 품질보전 실시 전제조건인 ① 강제열화배제, ② 관리자 및 오퍼레이터 SKILL-UP이 충족되어야 하므로 특히 설비사용부문의 자주보전STEP활동과 이에 따른 개별개선의 내실화로 설비의 顯在불합리 및 微결함을 제거시키도록 내실있는 활동을 추구하고 또한 오퍼레이터의 기능향상을 위해 요소별 총점검 및 기능교육(기계요소, 구동장치, 윤활장치, 유공압장치, 전기장치, 계장류 등에 대한 총점검매뉴얼 활용) 및 담당설비별 설비매뉴얼 교육(구조·명칭·기능 및 사양, 작동원리, 운전요령, TROUBLE SHOOTING, 점검, 정비 등에 대한 담당설비의 매뉴얼 활용) 등을 통한 SKILL-UP을 시키도록 장기적인 설비보전 기능교육·훈련을 체계적으로 추진하여 능력향상을 유도시킨다.

셋째, 개선기법의 적용 내실화로 개별개선을 통한 문제해결시 고장·불량현상의 물리적해석 기법인 PM분석과 W-W분석, 신뢰성·보전성, FMEA/FTA 등 관련 설비문제 해결용 기법교육을 통해 문제해결력을 높인다.

넷째, 전문보전의 자주보전지원활동 내실화로 자주보전분임조에서 불합리를 도출한 후 해결난해한 것에 대해 공무에 조치의뢰된 불합리의 개선지원 철저 및 문제해결을 위한 TFT운영시 멤버로 활동하여 현장설비 개선의 질적수준 향상에 기여하도록 한다.

다섯째, 종래의 품질관리활동이 미흡한 회사에서는 품질보전활동 실시전 제조공정조건 표준화를 사전실시해 공정안정 및 품질불량 방지를 위한 공정관리 측면에서 QC공정도, 공정별 작업지도서 등 현장 제조공정관리 수단에도 힘쓰도록 한다.

여섯째, 품질보전활동 개시전에 사내 혹은 사외 품질보 전교육 및 WORKSHOP을 통한 품질보전분석 관련 기법습득을 시키도록 사내 교육·훈련 주관부서와 사전검토 및 추진을 해야 효과적이다.

마지막으로, 앞에서 살펴 본 바와 같이 품질보전은 개별개선활동과 밀접한 관계가 있으므로 불합리개선 중 에서 품질불량원 개선, LOSS개선 중에서 불량LOSS의 개선 등 품질보전 실시를 위한 사전활동의 추진으로 품질보전 본활동의 내실화에 기여하도록 TPM 추진경과별 개별개선활동의 충실화를 꾀하도록 한다.

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