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병현 탄
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http://iepknu.webnode.kr/ 공업경영학 Industrial Engineering 제품계 물류경영 획시스템설계및 공정설계 Part.

1 공업경영학 Industrial Engineering 제품계 물류경영 획시스템설계및 공정설계 Part. 시스템설계및운영 제 9 장. 공정설계및분석 품질관리 운영 생산운영관리 예비학습 용어와개념 9. 서론 9. 생산시스템의평가지표 9. 방법연구 9. 시간연구

2 예비학습 () 공정 (process) 의개념과예 철강제품의생산공정 ( 제선, 제강, 압연포함한일관제철공정 ) 99

<> 작업 (operation) 은 () 다른기계에서수행되는가공활동은다른작업으로구분된다 ( 즉, 하나의기계에서수행되는모든가공활동은하나의작업이라고할수있다 ). () 한기계에서이루어지는가공활동이라고하더라도여러개의작업으로구분될수가공물있다.

3 예비학습 () 공정, 작업, 요소작업의정의와구별 기준 : 가공주체 ( 기계, 공작물및공구 ) 재료 완성품 < 수직형밀링머신 > <> 요소작업 (operation element) 은 하나의작업을수행하기위해필요한서로다른성격의더작은단위의활동을말하며, 예를들면, 공작물의설치, 고정 공구의설치, 고정 공작물 ( 또는공구 ) 의탈거 재료의흐름을따라생산과정을살펴보면서문제점을발견하고개선하고자하는것이공정분석이다. <> 작업 (operation) 은 () 다른기계에서수행되는가공활동은다른작업으로구분된다 ( 즉, 하나의기계에서수행되는모든가공활동은하나의작업이라고할수있다 ). () 한기계에서이루어지는가공활동이라고하더라도여러개의작업으로구분될수가공물있다. 가공물을새로설치, 고정하여어떤가공을수행할때에는서로다른작업으로나뉘어진다. 사용되는공구가달라지면서로다른작업으로나뉘어진다. 공구가같더라도가공면이달라지면서로다른작업으로나뉘어진다. <> 이런작업들다수가특정한순서로진행되어완성품이만들어지며, 이들작업전체를통칭하여공정 (process) 라고한다. /9/9

4 9. 서론 공정설계와작업설계 제품 공정계획 계획 사양 공정 설계 도면에지시된부품제작에필요한작업과작업들의순서및작업에사용될생산설비등을결정 제품 설계 설계도면 제품구조 모양 크기 제작조건 작업 설계 각작업에대해수행해야할작업내용과작업방법등을구체적으로결정하여작업표준을설정 작업지시서 공정표 99

5 9. 서론 공정분석 작업, 조립공정분석 제품흐름분석 시설배치 라인밸런싱및조립라인설계 방법연구 작업분석 공동작업분석 셋업 (setup) 분석 작업장배치 자재운반 작업관리 동작분석 서어블릭 (therblig) 분석 마이크로모션연구 동작경제의원칙 메모모션연구 직접측정시간연구간접측정 그림 9. 작업관리의범위 스톱워치법 실적자료법 PTS 법 워크샘플링법 표준자료법 99

) 도중요함 효과중시 산출투입 = 효율 산출 = 효과 저렴 ( 제품원가 ) 한제품의생산능력이기업의핵심경쟁력대량생산 (mass production)

6 9. 생산시스템의평가지표 효율 (efficiency) 과효과 (effectiveness) 효율 = 산출 (= 효과 ) 투입 (= 비용 ) 소비자 : 제품만족도생산자 : 제품판매수익 소비자 : 제품구입비용생산자 : 제품제조비용 효율중시 적은비용으로많은산출 ( 높은효율 ) 을얻음 산출자체의크기 ( 효과 ) 도중요함 효과중시 산출투입 = 효율 산출 = 효과 저렴 ( 제품원가 ) 한제품의생산능력이기업의핵심경쟁력대량생산 (mass production) 체제하에서중요한평가지표 경제환경의변화, 소비자의인식변화 좀더비싸더라도고객의욕구충족능력이핵심경쟁력맞춤화 (customization) 생산체제하에서중요한평가지표 99 6

7 9. 생산시스템의평가지표 () 효율성관련평가지표 생산성 정의 : 산출량 생산개수, 생산물의금액 투입량 노동력 ( 근로자수, 작업시간 ), 투입된자금 예 : 물적생산성, 가치생산성, 노동생산성, 자본생산성 효율 = ( 생산량 x 표준시간 ) / 투입시간 ( 예 ) 백화점의류매장의연간총매출액을의류매장의직원수로나누면, 인당매출액 = 가치노동생산성 물적노동생산성자동차생산대수 = 근로자의수 99 7

8 9. 생산시스템의평가지표 () 효율성관련평가지표 예제 9. 생산성분석의예 기준기간 () 당해기간 () 생산량,( 개 ) 7,( 개 ) 생산액 ( 억원 ) ( 억원 ) 작업인원 8( 명 ) ( 명 ) 총작업 ManHour 6,(MH) 7,(MH) 표준시간.8( 시간 ).9( 시간 ) 년생산성 물적노동생산성 (인당) =,( 개 )/8( 명 ) =,87( 개 / 명 ) 물적노동생산성 (MH당) =,( 개 )/6,(MH) =.9( 개 /MH) 가치노동생산성 (인당) = ( 억원 )/8( 명 ) =.( 억원 / 명 ) 가치노동생산성 (MH당) = ( 억원 )/6,(MH) = 7.( 만원 /MH) 효율 =.8( 시간 )x,( 개 )/6,(MH) = 7.% 년생산성 물적노동생산성 (인당) = 7,( 개 )/( 명 ) =,7( 개 / 명 ) 물적노동생산성 (MH당) = 7,( 개 )/7,(MH) =.( 개 /MH) 가치노동생산성 (인당) = ( 억원 )/( 명 ) =.( 억원 / 명 ) 가치노동생산성 (MH당) = ( 억원 )/7,(MH) = 7.6( 만원 /MH) 효율 =.9( 시간 )x7,( 개 )/7,(MH) = 9.% 기준연도 (년) 대비당해연도 (년) 생산성비교 (= 생산성지수 ) 물적노동생산성 ( 인당 ) = (,7/,87)x = 9.7(%) 물적노동생산성 (MH 당 ) = (./.9)x = 6.(%) 가치노동생산성 ( 인당 ) = (./.)x = 8.(%) 가치노동생산성 (MH 당 ) = (7.6/7.)x = 9.(%) 효율 = (9/7)x =.% 99 8

9 품질 납기 / 유연성 9. 생산시스템의평가지표 () 효과성관련평가지표 불량률 재작업률 수율 (yield) 반품율 생산리드타임 주문리드타임 납기준수율 재고수준 생산량 99 9

10 9. 생산시스템의평가지표 () 효과성관련평가지표 비부가가치시간 생산리드타임 (%) 부가가치시간 실질적인생산작업과무관하게드는시간 생산시간 9% % 작업장사이의운반, 작업장에서의대기 ( 정체 / 지연 ), 작업장에서의일시저장, 작업장에서의불량검사등 실제생산활동에사용되는시간 리드타임 을줄이기위해서는비부가가치시간을줄여야한다. 가장효과적 99

11 9. 방법연구 강철코일 절단프레스용접도장 주기능 공정을구성하는작업을대상으로낭비적이거나비합리적요소를제거 ( 어느작업에서문제가존재하는가?) 조립 검사 주조엔진가공엔진조립 고객 (a) 제품의생산과정 ( 공정분석 ) : 공정을구성하는작업들을대상으로분석함 부품 조립부품 B 조립중간검사 (b) 조립작업장에서의작업과정 ( 작업분석 ) : 작업을더작은단위 ( 요소작업 ) 로나누어분석함 주기능 공정분석의결과인비효율적인작업을대상으로한분석 / 개선활동 꼭필요한작업인가? 순서를바꾸면? 다른작업과결합하면? 더작게분할하면? 기계위치를옮기면? 부품 B 를집는다이동한다공구를잡는다공구를이용, 조인다 (c) 부품 B 조립작업자의요소동작 ( 동작분석 ) : 요소작업을구성하는미세동작요소에대해분석함. 즉, 사람신체의움직임을대상으로조사 / 분석함 그림 9. 방법연구의구분 작업자의신체동작을대상으로낭비적인동작을제거하기위한분석활동 99 주기능

12 9. 방법연구 () 공정분석 공정순서에따라공정내작업의흐름을따라가면서작업자의활동, 작업순서, 제품, 기계등을조사, 분석하여공정상의낭비나비합리적인요소 ( 작업 ) 를제거하여 [ 기존제품 ] 생산공정의개선방안을모색하거나 [ 신제품 ] 최적의생산공정을결정하여표준으로활용 분석도구 : 흐름공정도 (flow process chart) 가지공정기호를활용하여각공정의특성을나타내고 문제가되는요소를발견하여 ( 작업분석을수행하여 ) 설비재배치, 작업방법개선, 작업순서조정, 작업제거등을통해문제해결 99

13 9. 방법연구 () 공정분석 공정기호 흐름공정도 공정기호 의미작업검사운반저장정체 내용 작업물을물리적 / 화학적으로변경 작업물의품질또는수량확인 작업물이나작업자의위치이동 작업물의저장 작업물또는작업자의다음작업을위한대기 흐름공정도에의한공정분석의개요 작업 은원하는결과물을얻기위해서는꼭필요한과정이기때문에없앨수없지만, 그외 가지는직접적인제작활동은아니기때문에낭비또는비합리적인요소로볼수있고제작과정을단축하기위해서는없애거나줄이는것이필요 ( 일반적으로낭비가가장큰것부터우선적으로제거하여개선 ) 99

14 9. 방법연구 공정 공정기호 공정내용설명 소요시간 ( 분 /LOT) 투입 원자재투입 공정간이동거리 (m) 이동 원자재이동 정체 D 원자재정체 기준홀 기준홀가공 이동 제품이동 정체 D 제품정체 9 내충전처리 표면오염제거, 조도형성 정체 D 제품정체 9 노광내 내층회로형성 9 이동 제품이동 6 정체 D 제품정체 에칭내 불필요한동박제거 6 이동 제품이동 정체 D 제품정체 내층검사 내층불량검사 날짜 : 년 월 일작성자 : 을지문덕 공정기호발생회수소요시간 ( 작업 / 가공 ),9 ( 검사 ) 6 99 ( 운반 ) 68 D ( 정체 ) 8,7 ( 저장 ) 합계, ( 분석결과 ) 정체에따른시간비중이현저하게높으므로정체가발생하는작업장을조사 / 분석하고정체의원인을규명하여최소화할수있도록방법을찾아야한다. 그림 9. 흐름공정도예 99

15 9. 방법연구 () 작업분석 작업방법, 작업순서, 사용공구및재료, 자원위치등을조사 / 분석하는방법 예 : 자원위치 ( 설비배치 ) 제품종류 Process Layout ( 공정별배치 ) Group Layout ( 그룹배치 ) FixedPosition Layout ( 고정위치배치 ) Product Layout ( 제품별배치 ) 그림 9. 생산환경별배치형태 생산량 99

16 (=Group Layout) 9. 방법연구 레이아웃비교 99 6

() 작업분석 요구조건 대량의생산량 ( 수요량 ) 안정적이고장기적인수요 제품의표준화 / 호환성 원활한원자재공급장점 자재흐름이원활 적은재공품재고 작업자의업무습득쉬움 관리용이단점 한설비나작업자의문제가라인전체에영향 제품이나설계변경에대응이어려움 시설에많은자본투자필요 병목공정에의해전체시스템의생산성이결정됨 9.

17 () 작업분석 요구조건 대량의생산량 ( 수요량 ) 안정적이고장기적인수요 제품의표준화 / 호환성 원활한원자재공급장점 자재흐름이원활 적은재공품재고 작업자의업무습득쉬움 관리용이단점 한설비나작업자의문제가라인전체에영향 제품이나설계변경에대응이어려움 시설에많은자본투자필요 병목공정에의해전체시스템의생산성이결정됨 9. 방법연구 가지배치형태별비교 제품별배치 고정위치배치 배치형태 공정별배치 그룹배치 요구조건 대형제품 ( 이동곤란 ) 제품 : 고정 자재, 설비, 인력 : 이동 이슬라이드의내용은 가지배치유형별특징을정리한자료입니다. 차후관련수업에서다루게될때를대비해참고용으로제공합니다. 요구조건 다수의제품을하나의공장에서생산장점 범용기계의여러종류제품생산 ( 높은기계가동율 ) 변화에융통성있게대응단점 물류흐름이복잡 WIP 가많음 진도파악이어려움 다양한작업 ( 높은숙련도 ) 요구조건 가공공정의유사성존재 부품군형성가능특징 다품종소량생산및중품중량생산에서제품별배치를적용할수있게한다. 99 7

18 기계 # 9. 방법연구 () 작업분석 부품,B,C,D,E 투입 각부품이어느기계에서가공되는지분석한다. # 기계 # 기계 셀을형성하기위한규칙을적용한다. ( 예 : ROC 알고리즘 ) B C D E 그룹배치 (GT 셀배치 ) 를위한셀형성방법 ( 개념사례 ) # 기계 # 기계 기계 부품행렬을만든다. 부품 # B C D E B D E C 합 8 B D E C 합 8 합 8 합 8 모두감소하 는순으로나열되면정지 99 8 부품군과기계셀을형성한다. Part Part B Part C Part D Part E

19 셀형성 클러스트분석기법 슬라이드 9~ 는이해를돕기위한예시자료이므로세부적인전개과정은설명하지않고결과만간단히설명합니다 ( 일반적으로석사과정에서취급 ). pplication for part family formation Sample Coding for Components 부품 기계행렬작성 Rank Order Clustering algorithm Dept. of SW LTHE LTHE DRL MILL MILL GRIND GRIND6 INSP INSP6 9

20 셀형성글러스트분석기법 공정이다른다수작업물을처리하므로, 제품별배치는적용이부적하고, 따라서이경우는공정별배치를적용한다. 입구 SW LTHE LTHE DRL MILL MILL GRIND GRIND6 SW LTHE LTHE DRL MILL MILL GRIND GRIND6 INSP Dept. of INSP6 INSP INSP6 출구 공정별배치에서는부품이공정경로에서이탈하기도하고, 여러선행작업들로부터나온가공물이한작업장에집중되는등혼란이일어나며, 따라서공정도중에대기현상이빈번히발생하는등의다양한문제점이발생한다.

21 셀형성글러스트분석기법 ROC algorithm step 슬라이드 9~ 는이해를돕기위한예시자료이므로세부적인전개과정은설명하지않고결과만간단히설명합니다 ( 일반적으로석사과정에서취급 ). ROC algorithm step SW SW 8 LTHE 6 LTHE LTHE 8 LTHE 96 DRL 6 DRL 6 MILL MILL 8 8 MILL 6 MILL 7 9 GRIND 8 GRIND 8 GRIND6 GRIND6 INSP INSP 7 INSP6 INSP6 Dept. of

22 셀형성글러스트분석기법 슬라이드 9~ 는이해를돕기위한예시자료이므로세부적인전개과정은설명하지않고결과만간단히설명합니다 ( 일반적으로석사과정에서취급 ). ROC algorithm step ROC algorithm step INSP6 INSP6 6 SW 6 SW 8 LTHE 8 LTHE LTHE 6 LTHE 96 GRIND GRIND 8 DRL 6 DRL 6 INSP 8 INSP 7 9 MILL MILL MILL MILL 7 GRIND6 GRIND Dept. of

23 셀형성글러스트분석기법 슬라이드 9~ 는이해를돕기위한예시자료이므로세부적인전개과정은설명하지않고결과만간단히설명합니다 ( 일반적으로석사과정에서취급 ). ROC algorithm step ROC algorithm step 의결과 INSP6 INSP6 6 SW LTHE LTHE GRIND DRL MILL GRIND6 INSP SW LTHE LTHE GRIND DRL MILL GRIND6 INSP 감소하는순으로배열됨 MILL MILL Dept. of 감소하는순으로배열됨

24 셀형성글러스트분석기법 슬라이드 9~ 는이해를돕기위한예시자료이므로세부적인전개과정은설명하지않고결과만간단히설명합니다 ( 일반적으로석사과정에서취급 ). 동일 Operation 의추가로대처 Part Family # Part Family # INSP6 SW LTHE LTHE GRIND DRL MILL GRIND6 INSP MILL M/C Group # M/C Group # Dept. of

25 GT layout(gt 설비배치 ) 결과 슬라이드 9~ 는이해를돕기위한예시자료이므로세부적인전개과정은설명하지않고결과만간단히설명합니다 ( 일반적으로석사과정에서취급 ). 다수의부품 하나의 GT cell Saw Lathe Lathe Grind Insp6 다수의부품 전용생산라인 ( 흐름생산 ) Mill Mill Drl Grind 6 또다른하나의 GT cell Insp Insp6 전용생산라인 ( 흐름생산 ) Dept. of

26 9. 방법연구 () 동작분석 작업자의작업동작에포함되어있는낭비나비합리적인요소를제거하기위해작업자의동작 ( 미세동작요소 ) 을분석하는방법 목적 도구 작업자의피로감소, 안전한작업방법, 효율적인작업수행등이가능하도록작업장을새로설계하거나개선함 동작경제의원칙» 인체활용에관한원칙 (7)» 작업장에관한원칙 (8)» 공구및설비에관한원칙 (6) 99 6

27 9. 방법연구 인체의활용 (Use of The Human Body). 양손은동시에동작을시작하여동시에끝내야한다.. 양손은휴식기간외에는동시에쉬어서는안된다.. 두팔은서로반대의대칭적인작업으로동시에움직여야한다.. 손과몸의동작은일을만족스럽게수행하는데필요한최소한도로한정하여야한다.. 일에도움이될때는가급적관성 (Momentum) 을이용하지만, 작업자의힘으로관성을극복하는일은최소한으로줄여야한다. 6. 손의동작에있어서는급격하고날카로운방향전환을수반하는직선적인동작보다는부드럽고연속적이며곡선적인동작이바람직하다. 7. 구속적 (Restricted) 이거나통제된 (Controlled) 동작보다는탄도적동작 (Ballistic Movements) 이더빠르고용이하고정확하다. 8. 가급적용이하고자연스러운리듬을타고일할수있도록작업을꾸민다. 9. 작업자의시선의이동횟수와이동범위가가급적적도록한다. 99 7

28 9. 방법연구 작업장배열 (rrangement of The Work Place). 모든공구와재료는정위치에놓도록한다.. 공구, 재료및제어장치는사용장소에가깝게배치한다.. 재료를가급적사용장소가까이에보내려고할때는중력을이용한공급상자나공급용기 (Gravityfeed Bins and Containers) 를사용한다.. 가급적이면낙하투입장치 (Drop Delivery) 를사용하도록한다.. 재료와공구는최선의동작순서에따라배치되어야한다.. 충분한조명을하여작업자가잘볼수있도록한다. 6. 작업대와의자의높이는작업중에앉았다섰다하기가용이하도록정한다. 7. 각작업자에게좋은자세를취할수있는모양과높이의의자가제공되어야한다. 99 8

29 9. 방법연구 공구와장비의설계 (Design of Tools and Equipment) 8. 지그 (Jig), 고정구 (Fixture), 또는발로조작하는장치를사용함으로써보다능률적으로할수있는일에는손을사용하지말아야한다. 9. 가급적이면여러개의공구를결합하여하나의공구로만든다.. 공구와재료는가급적이면미리정위치에갖다놓도록한다.. 타자를칠때와같이손가락마다독특한동작을해야할경우에는각손가락의능력에알맞게작업량을배정하여야한다.. 레버 (Levers), 크로스바 (Crossbar), 핸들 (Handles) 은작업자가되도록몸의위치를바꾸지아니하면서최소의힘으로조작할수있는위치에있어야한다.. 한번에여러작업을수행할수있도록한다. 99 9

30 9. 시간연구 시간연구란 특정한작업을 정상적인속도로, 정상적인환경에서, 적정한숙련도의작업자가수행할때소요되는시간 (= 표준시간 ) 을설정하는것을말함 의의 생산성을평가하려면기준이되는시간이필요 기준으로삼는시간 ( 표준시간 ) 은합리적이어야한다. 99

31 9. 시간연구 표준시간의구성 표준시간 정미시간 여유시간 주작업부수적작업 : 셋업, 검사안전여유불가피지연피로여유특수여유 표준시간의구성요소 ( 참고그림 ) 국제노동기구의권장여유율기준 99

32 9. 시간연구 () 실적자료법 동일또는유사한작업의과거데이터를이용하여표준시간을결정하는방법 예 : 어떤제품을과거에총 ( 시간 ) 동안 ( 개 ) 생산 표준시간 : (x6)/ = ( 분 / 개 ) 99

33 9. 시간연구 () 스톱워치법 스톱워치를사용하여실제작업자의작업시간을측정하여표준시간을결정하는방법 가장보편적임 계산식 : 표준시간 = ( 측정된시간평균 ) 작업자속도계수 ( + 여유율 ) 일반적인여유율 : % 이상 예 : = 정미시간» 볼펜평균조립시간 ( 회측정 ) = 6( 초 )» 회사에서정한표준작업속도의 (%) 속도로수행판단, 노사합의에따른여유율 % 답표준시간 = =. ( 초 ) 99

34 9. 시간연구 () 표준자료법 여러작업조건과작업과의관계를찾아내어공식화하고 ( 정미시간계산식 ), 여유시간을반영하여표준시간을결정하는방법 예 : 선삭 ( 선반작업 ) T = π D L V f r D : 작업물의외경 f r : 작업물 회전당공구이송량 V : 절삭속도 L : 절삭길이 99

35 9. 시간연구 () PTS 법 작업을기본동작으로구분하고, 각동작에정해져있는시간을적용, 합산하여정미시간을결정하는방법 기본동작 Reach Move Turn pply Pressure Grasp, etc. 99

36 9. 시간연구 () 워크샘플링법 무작위샘플링으로수집된자료를근거로표준시간을추정하는방법 예 :» 어떤장비를 주일간 회랜덤관측결과 가동중 : 7( 회 ), 비가동중 : ( 회 ) 관측» 가동율 = (7/)x = 87.(%)» 주일간작업시간 :,( 분 ) 이었을때, 실제로제품을가공한것으로추정되는시간 =,x.87 =,7( 분 )» 주일간생산량 : ( 개 ) 였다면, 정미시간 =,7/ =.( 분 / 개 )» 여유율 : % 이면, 표준시간 =.(+.) =.8( 분 ) 99 6

Microsoft PowerPoint - [008]공장배치 분석

Microsoft PowerPoint - [008]공장배치 분석 Where We Are 1 부. 서론 2 부. 방법공학 3 부. 작업측정 작업관리의개요 문제해결의과정 공정분석작업분석연합작업분석라인작업분석공장배치동작분석동작경제의원칙표준작업방법 표준시간 ( 측정, 여유, 레이팅 ) PTS MTM 워크샘플링표준자료법 목차 공장배치개요 공장배치의유형및특성 체계적시설배치계획 병원시설배치사례 공장배치의개요 공장설계 = 공장입지 +