2014 년도한국철도학회춘계학술대회논문집 KSR2014S176 철도차량의품질및안전성확보를위한제작자품질관리요구사항에관한연구 A study for quality management system of rolling stock manufacturer aiming at quality and safety increase of rolling stocks 김상헌 *, 박수홍 *, 박진규 *, 강지성 * Sanghun Kim *, Suhong Park *, Jinkyu Park *, Jisung Kang * Abstract Quality management system conducted in the field of railway industry in Korea has been based on ISO 9001 so far. However, ISO 9001 covers to a large extent of products or service so it haven t been pertinent to domestic railway industry to be applied. And because of the purpose the Korean government tried to institute a quality management system equivalent to the international railway industry standard, there appears a demand for a new quality management system for rolling stock manufacturer. This paper reports the process drawing the clauses of requirements for managing rolling stock s quality. Keywords : Quality management system, ISO 9001, Rolling stock 초록국내철도차량제작사는 ISO 9001 품질경영시스템에의해철도차량의품질관리를하여왔으나, ISO 9001 품질경영시스템은적용되는제품의범주가포괄적이고추상적이기때문에철도차량을위한품질관리체계를구축하기에미흡한면이있었다. 또한국제수준의철도차량품질관리체계를도입하고자하는정부의정책방향에따라새로운철도차량품질관리체계가요구되었다. 이를위하여본연구에서는국내철도안전법체계조사 / 분석, 국내외특수산업분야의품질인증기준조사 / 분석, 국제품질표준규격 ISO 9001 과유럽연합의철도산업표준 IRIS 에대한조사 / 분석을통하여철도차량제작자의품질관리요구사항을도출하고자하였다. 주요어 : 철도차량, 품질관리, 품질관리체계, ISO 9001 1. 서론 2013년스페인과프랑스에서있었던철도사고는국제적으로철도안전강화의필요성을인식시켰다. 우리정부는이보다앞선 2012년철도안전법의개정을공포하며세계최고수준의철도안전확보를위한첫걸음을떼었다. 개정되는철도안전법은형식승인, 제작자승인, 완성검사를통하여철도차량의설계시점부터사전적, 예방적안전검증을실시하도록하고있다. 특히제작자승인은형식승인받은철도차량을제작자가동일한품질수준으로생산해낼수있는지능력을확인하기위한제도이며, 이를위하여국내철도차량제작자에적합한품질관리체계구축을요구한다. 본연구에서는철도차량제작자품질관리체계구축의근간이되는품질관리요구사항항목도출을위한연구내용을담고있다. 이를위해먼저기존철도안전법을분석하고, 개정된철도안전법이요구하는철도차량품질관리체계에대하여고찰하였으며, 국제적수준의철도차량품질관리체계의구축을위하여국외철도차량품질관리체계조사 분석을하였다. 교신저자 : 한국산업기술시험원강지성 (jisung58@ktl.re.kr) * 한국산업기술시험원
또한항공기, 선박, 자동차등특수산업의품질및안전인증기준을조사 분석하여유사분야품질관리체계구축사례를들여다보았다. 2. 국내철도안전법의개정및요구사항 2.1 기존철도안전법차량제작검증제도분석및고찰기존철도안전법에따른제작검증제도는크게철도용품의품질인증과철도차량의제작검사로나눌수있다. 이중철도차량제작검사는기술검토, 입고검사, 공정검사, 최종검사로구분되며, 차량제작에착수한시점부터품질및안전성이확보되고있는지여부를확인한다. 제작검사대상항목은필요한경우제작검사기관과검사신청자가협의하여따로정할수있으며, 세로제작, 조립및수입되는모든철도차량을대상으로실시한다. 이러한제작검사는대상차량의제작이완료된후이루어지기때문에차량의설계검증이부족하고, 최초제작단계에대한확인이미비하여잠재적인차량결함발견에한계가있는문제점이있다. Table 1 Details of Manufacture Inspection 구분기술검토입고검사공정검사최종검사 주요내용 철도차량및부품의제작착수전에시행하는제작검사의방법및검사기준등의기술적사항에대한서류검토실시 차량의제작 조립공정에투입하기전에재료의적정성과특성및부품의기능과성능을확인하기위하여실시, 검사시점및장소별로구분하여시행하는부품제작검사 제작자의공장에서입회점및정지점에대한검사또는시험항목을입회확인 제작완료한철도차량을공장출고하기전에요구되는검사및시험이만족스럽게실시되었는지의여부를최종적으로확인 2.2 철도안전법개정에따른차량제작검증제도개편철도안전법개정의취지는안전관리체계구축, 철도산업경쟁력강화유도, 철도안전법체계의효율성을도모하는데있다. 이를위해정부는기존사후적안전검증체계를사전적, 예방적안전검증체계로전환하고, 국가간상호인증가능한인증체계를구축하는등의방향성을제시하고있다. 개정된철도안전법내용중철도차량의안전검증체계개선방향을살펴보면철도차량제작자에대한자격강화및관리를통해철도차량제작자가차량의전체생애주기동안에걸쳐책임을지도록하고있으며, 차량제작검증제도의개편내용에서는기존의제작검사시스템에서형식승인, 제작자승인, 완성검사시스템으로전면개편된것을확인할수있다. 이중제작자승인은형식승인받은철도차량을제작자가동일한품질수준으로제작할수있는능력 ( 기술, 설비, 검사체계, 제작검사등 ) 을갖추고유지할수있는지확인하는제도로서시행될시철도차량의품질및안전제고에크게기여할것으로본다. 제작자승인제도의시행을위해선철도차량제작자의품질관리요구사항개발이선행되어야하며, 본연구의목표는품질관리요구사항의기본이되는요구사항항목을도출함에있다.
3. 국내외품질관리체계조사 분석 3.1 국내외철도차량품질관리체계조사 분석 3.1.1 ISO 9001 품질경영시스템분석 ISO 9001은조직의능력이요구사항 ( 고객, 규제, 조직등 ) 을충족시킬수있는지평가하기위한국제규격으로품질경영 8원칙 ( 고객중심, 프로세스접근방법, 지속적개선등 ) 을근간으로이루어져있다. ISO 9001의적용대상은제품의품질과관련된모든활동, 즉제품및프로세스의수명주기내의모든단계를포함하며, 많은산업분야및서비스분야등에서적용하고있다. 현대로템등국내철도차량제작사도 ISO 9001인증을취득하여품질경영활동을전개하고있는것으로파악되었다. 하지만 ISO 9001은품질경영에대한철도산업의특수성을반영하지않는다. 해외의사례를살펴보면국제철도차량제작사 BIG4라불리우는 Siemens, Bombardier, Alstom, Ansaldo Breda는각조직의특성에맞게적용한 ISO 9001 품질경영시스템을통해각기다른심사제도와방법에따라협력업체를평가하였고, 이로인해협력업체는다양한고객의수요를동시에만족시키기위해비용을증가하고효율은낮추게되어, 결국기업의상호발전에부정적인영향을주었다. 이러한사례는철도산업의특수성을포함하는새로운품질경영시스템의필요성을부각시켰다. Fig. 1 Concept of PDCA 3.1.2 IRIS 국제철도산업표준분석철도산업의배경과수요에의해유럽철도연맹 (UNIFE) 는철도차량제작사들과함께국제철도산업표준 IRIS(International Railway Industry Standard) 를제정하였다. IRIS는 ISO 9001의내용을모두포함함은물론철도산업에적용되는특징적인조항 (38개조항 ) 을더하여총 96개의조항으로구성되어있다. IRIS의구체적인특징은다음의 Fig. 2 와같다. 국내에 IRIS 인증기업은 LS CNS 와대원강업두곳이있으며, 각각 Cabling and Cabinet 및 Interiors 에대하여 IRIS 인증을보유하고있다. Fig. 2 Features of IRIS
3.2 유사산업분야품질관리체계조사 분석 3.2.1 항공분야 AS 9100 조사 분석 AS 9100은 ISO 9001을기반으로하여항공기관련요구사항을추가한항공품질경영시스템이다. 이는항공산업에최적화된품질경영시스템으로기업경영활동전반의관리와설계관련내용으로구성되어있다. 1999년 AS 9100 이제정된이래로 AS 9100A, AS 9100B, AS 9100C 의순으로개정되었으며, ISO 9001:2008 의품질관리항목에 14개의항공특수성이반영된항목이추가되었다. 추가된항목은다음의표와같다. Table 2 Special requirements of AS 9100C ISO 9001 AS 9100 ISO 9001 AS 9100 3. 용어및정의 3. 용어및정의 7.1.5 작업전송제어 3.1 위험 7.3 설계및개발 7.3 설계및개발 3.2 특별요구사항 7.3.6.1 설계및개발및검증시험 3.3 중요항목 7.3.6.2 설계및개발검증문서 3.4 주요특성 7.5 생산및서비스제공 7.5 생산및서비스제공 7. 제품실현 7. 제품질현 7.5.1.1 생산공정검증 7.1.1 제품실현계획 7.1.1 제품실현계획 7.5.1.2 생산공정변경제어 7.1.2 프로젝트관리 7.5.1.3 생산장비, 도구및소프트웨어프로그램의제어 7.1.3 리스크관리 7.5.1.4 게시물제품지원 7.1.4 구성관리 3.2.2 선박분야국제안전경영코드 (ISM Code) 조사 분석 ISM Code의목적은선박의안전경영과안전운항및오염방지를위한국제적인기준을제공하기위한것이며, 그내용이추상적이고포괄적이다. 이는각해운기업이 ISM Code에의거, 안전경영시스템을수립할때각회사의규모및특성에맞는시스템을수립할수있도록하기위함이다. ISM Code는총 13장으로구성되며해당내용은다음의표와같다. Table 3 Requirements of ISM Code 구분내용구분내용 1 장일반사항 8 장비상대책 2장 안전및환경보호방침 9장 부적합사항, 사고및위험상황에대한보고및분석 3장 회사의책임및권한 10장 선박및설비의정비 4 장안전경영책임자 ( 들 ) 11 장문서화 5 장선장의책임과권한 12 장회사의검증, 검토및평가 6 장자원및인원 13 장증서발급, 검증및관리 7 장선박운항을위한계획의개발 3.2.3 자동차분야 ISO/TS 16949 조사 분석자동차산업의품질경영시스템인 ISO/TS 16949는미국의 QS-9000, 독일의 VDA 6.1, 프랑스의 EAQF, 이태리의 AVSQ가통합되어국제규격으로제정되었다. ISO/TS 16949는 ISO 9001을기본으로 76개항목이추가적으로구성되며그부속서에는 APQP(Advanced Product Quality Plan), PPAP(Production Part Approval Process), SPC(Statistical Progress Control), FMEA(Failure
Mode Effects Analysis), MSA(Measurement Systems Analysis) 가포함되어있어통계적인방법을통한측정및모니터링을중시하고있음을알수있다. 3.2.4 의료분야 ISO 13485 조사 분석 ISO 13485는 ISO 9001을기본으로하지만해당분야에부적합한요구사항은일부제외되었다. ISO 9001이조직의문서화정도에대해합리적인반면 ISO 13485는요구사항의규제적인특성으로인하여많은문서화 / 기록요구사항을담고있다. 그예로환경조건의감시 / 관리절차또는지침, 위험성관리에대한요구사항및기록, 멸균공정의타당성확인절차및기록등이있다. 또한특징적요구사항으로제품의청결과오염관리, 멸균의료기기를위한특별요구사항등이있어 ISO 13485의규제적특성을반영하고있다. 4. 철도차량품질관리요구사항항목도출 4.1 철도차량제작자품질관리요구사항연구방향성검토앞선조사 분석을통해살펴본 6가지품질및안전관리체계규격의가장큰공통점은 ISO 9000 을기본으로하고있으며, PDCA의구성체계를근간으로하고있다는점이다. 각규격은품질경영시스템, 경영책임, 자원관리, 제품실현, 측정, 분석및개선의큰맥락을따르고있으며, 이같은프로세스가각표준의필수적요구사항이된다. 각규격은필수적요구사항에각산업의특수성또는경영시스템의목적에따라추가적으로요구사항을추가하거나, 필수조항을목적에맞추어변경한것을확인할수있다. 철도차량산업은주문생산및다품종소량생산체제를이루고있다. 수요를예측하여생산하는것이아니라일반적으로주문과입찰에의해시장이형성되기때문에이같은특징이품질경영시스템의제품실현프로세스에반영되어야한다. 또한주문을받아서설계, 재료및부품구매를거쳐생산, 완성하기까지평균 2년 6개월이소요되기때문에제품실현프로세스를하나의프로젝트로인식하여그수명주기를관리할수있는요구사항이필요하다. 철도차량제작자품질관리요구사항은이같은특수성을반영하고조직의범위, 규모및특성에맞추어적용할수있도록적용성을보장하는한편도급업체와하도급업체간의시스템격차를줄여기업의상생발전을도모할수있는절대적인기준이될필요가있으며, 최초의목적인철도차량제작자의차량제작능력을확인할수있어야할것이다. 4.2 철도차량제작자품질관리요구사항항목도출철도차량제작자품질관리요구사항의항목을도출하기위해서는제작자승인제도의목적, 국내철도산업의특수성, 국제적으로통용되는국제품질표준의적용등이고려되어야한다. 본연구에서는앞서다루었던 AS 9100, ISO/TS 16949 등의품질표준들이 ISO 9001을근간으로제정된점과국제철도산업표준 IRIS가 RAMS/LCC 등철도산업에특화된요구사항을포함하고있다는점을감안하여 ISO 9001 및 IRIS에부합하는항목을도출하고기존제작검사를승계하여국내정서에적합한품질관리항목을도출하고자하였다. 이를통해총 84개요구사항항목을도출하였으며주요내용은다음과같다.
Table 4 Formulated requirements of QMS according to ISO 9001 and IRIS 철도차량제작자품질관리요구사항 ISO 9001 IRIS 4. 철도차량제작자품질관리요구사항 4. 품질경영시스템 4. 품질관리시스템 4.1 일반사항 4.1 일반요건 4.1 일반요건 4.2 철도차량품질시스템 4.3 품질및제작관리책임 5. 경영책임 5. 관리책임 4.3.1 관리자의책임 5.1 경영의지 5.1 관리자의책임 4.3.5 자원관리 6. 자원관리 6. 자원관리 4.4 철도차량제작과생산및품질유지 7. 제품실현 7. 제품실현 4.4.7 제작검사 4.4.9 RAMS/LCC 7.11 RAMS/LCC 4.5 불만족사항의관리 8. 측정, 분석및개선 8. 측정, 분석및개선 5. 결론본연구는철도안전법개정에따라제작자의제작능력을확인할수있는품질관리요구사항의항목을도출하기위하여수행되었다. 이를위하여기존철도안전법체계와개정된철도안전법을분석하였고, ISO 9001, IRIS, AS 9100 등 6개품질및안전관리체계규격을조사 분석하여철도차량품질관리요구사항의방향성을설정하였다. 이와같은일련의연구활동을통해제작자승인제도의목적, 국내철도산업의특수성, 그리고국제적으로통용되는국제품질표준을반영한국내철도차량제작자품질관리요구사항항목을도출하였다. 본연구의결과는향후철도차량제작자품질관리요구사항과제작자의요구사항이해를돕기위한해설서의개발에활용될것이다. 6. 후기 본연구는국토교통부 철도기술연구사업, 철도차량형식승인을위한시험규격정비및기술기준개발 (13RTRP-C065526-01-000000) 에의하여수행되었습니다. 참고문헌 [1] Korea Railroad Research Institute (2014) Annual Report of Testing Standards and Technical Specifications of Railway Vehicle for Type Approval. [2] M.H. Park, B.J. Kim, J.C. Lee, D.H. Choi (2010) A Study on Quality Standard & Evaluation of Railway System Applied in Railway Industry, Spring Conference of Korean Society for Railway, pp. 1806-1813. [3] S.J. Lim, J.T. Park (2013) Main Contents & Supplementation of Revised Railway Safety Law, Journal of the Korean Society for Railway, 16(3), pp. 9-16. [4] H.U. Lee, Y.S. Bang, J.Y. Choi (2009) Action Plan for the Advanced of Railway Technical Specification, Spring Conference of Korean Society for Railway, pp. 1759-1764. [5] ISO 9001:2008 [6] IRIS Rev.02:2009