생산 vs 제조 vs 가공: 제조업 필수 용어의 차이점과 위계 구조

세 용어의 관계와 경계

자연 유기/무기 자원으로부터 제품을 만드는 실현 가능성은 과학의 발전에 달려 있으며, 인간의 필요에 의해 가속화됩니다. 그러나 원자재를 고객 요구사항에 맞춰 쉽고 효율적, 생산적, 경제적, 인체공학적으로 유용한 제품으로 변환하는 것은 기술의 성장과 관리 및 계획의 지원에 의존합니다. 모든 요구사항을 단일 제품에 담는 것이 항상 가능한 것은 아니지만, 경쟁 시장에서 생존하기 위해 성공적인 기업들은 제품 가격을 올리거나 다른 필수 품질을 희생하지 않으면서 가능한 한 많은 기능을 단일 제품에 담으려 노력합니다.

기계 엔지니어에게는 글로벌 시장에서 끊임없이 성과를 업그레이드해 새로운 경지에 도달하는 것이 최대 과제입니다. 모든 변환 공정은 수많은 단계를 포함하며 동시에 다른 분야의 지원을 받습니다. 이에 따라 생산(Production), 제조(Manufacturing), 가공(Machining) 세 용어가 등장했는데, 이들은 때로 혼용되지만 정확히 같은 의미는 아닙니다. 최종 소비자 제품 제작 관점에서 이들의 경계와 관계를 살펴보겠습니다.

생산(Production)이란?

생산은 제작 공정과 관련된 모든 분야를 포괄하는 시스템(system)입니다. 단순히 원자재를 가공해 의도한 품목을 생산하는 단계가 아니라, 관련된 모든 단계를 포함합니다. 주로 시장 조사로 시작해 이전 유사 제품과 신규 요구사항에 대한 정보를 고객으로부터 직접 수집하고 분석해 새로운 아이디어를 도출합니다. 경영진의 승인을 받아 신제품을 확정하며, 경영진은 안전, 법적 측면 등 타 부서의 의견도 검토합니다.

아이디어가 승인되면 디자인 팀이 제조 가능성을 고려해 제품에 심미적 외관을 부여합니다. 설계는 제조를 통해 실제 물리적 제품으로 구현됩니다. 여기에서도 유지보수, 검사 등 여러 분야가 직간접적으로 투입됩니다. 제조된 제품은 엄격한 품질 관리를 통과해야 하며, 합격하면 최종 제품이 되어 적절한 포장 후 소비자에게 판매됩니다. 다시 고객으로부터 피드백을 수집해 새로운 아이디어를 얻는 데 활용합니다.

이처럼 고객 제품 제작을 위한 모든 입력을 포괄하는 폐루프 시스템(closed-loop system)입니다. 생산의 경계에 속하는 대표적 분야로는 예측, 관리, 계획, 설계, 구매, 저장, 스케줄링, 제조, 유지보수, 검사, 품질 관리, 포장, 영업, 고객 관계 등이 있습니다. 따라서 제조는 생산 집합의 한 요소에 불과합니다.

제조(Manufacturing)이란?

제조는 원자재나 스크랩을 원하는 제품으로 실제로 변환하는 생산 내의 한 단계(step)입니다. 시스템도 아니고 공정도 아닙니다. 그러나 이 단계는 원자재나 스크랩을 원하는 제품으로 효율적이고 경제적으로 변환해 충분한 가치를 더하는 다수의 공정으로 구성됩니다.

기술의 급속한 발전으로 오늘날 다양한 재료를 여러 방식으로 가공하기 위한 광범위한 제조 공정이 존재합니다. 주조, 성형, 접합, 가공, 열처리, 코팅 및 착색, 급속 조형, 분말 야금 등이 이에 해당하며, 각각 특정 형상 집합을 체계적으로 생산하는 고유한 능력을 가집니다.

따라서 제조 단계는 위 공정 중 하나 이상에 의해 수행됩니다. 즉, 가공은 전체 생산 시스템에서 제조 단계에 속하는 하나의 공정(process)입니다.

가공(Machining)이란?

가공은 절삭 공구를 사용해 예성 블랭크에서 여분의 재료를 점진적으로 제거함으로써 의도한 형상, 크기, 형상을 부여하는 절삭 제조 공정(subtractive manufacturing process) 중 하나입니다. 가공의 주목적은 기본 공작물에서 층별로 재료를 제거해 치수 정밀도와 공차 수준을 개선하는 것입니다. 가공 공정은 실제 작업을 수행하는 여러 작업(operation)을 포함하며, 실제 요구사항을 충족하기 위한 다양한 작업이 존재합니다.

가공 공정은 크게 일반 공정(금속 절삭기 사용), 연마 공정(연마 절삭기 사용), 비전통 공정(소위 절삭기를 사용하지 않음)으로 분류됩니다. 선삭, 나사 가공, 테이퍼링, 챔퍼링, 스피닝, 탭핑, 넥킹, 필렛팅, 페이싱, 그루빙, 파팅, 널링, 드릴링, 밀링, 성형, 평삭, 슬로팅, 보링, 호빙, 브로칭 등은 일반 가공 공정의 작업에 속합니다. 연마, 호닝, 래핑, 버핑, 폴리싱, 초정밀 가공 등은 연마 절삭 작업으로 간주됩니다. AJM, USM, WJM, EDM, ECM, LBM, PAM, IBM 등은 비전통 가공 작업입니다.

위계 구조 요약

따라서 다음과 같은 위계 구조로 정리할 수 있습니다:

• 생산(Production): 제품 제작과 관련된 모든 단계를 나타내는 시스템
• 제조(Manufacturing): 실질적 가치를 더해 원자재를 원하는 제품으로 변환하는 단계
• 가공(Machining): 제조 단계를 실현하는 데 도움을 주는 공정 (하나 이상)
• 작업(Operation): 선삭, 밀링 등 실제 가공 작업을 수행하는 단위 작업

즉, 선삭, 밀링 등(작업)은 가공(공정) 내에 속하며, 이는 생산(시스템)의 제조(단계)에 속합니다.

참고 자료

1. Difference Between Production, Manufacturing and Machining - difference.minaprem.com
2. Principles of Engineering Manufacture - V. Chiles, S. Black, A. Lissaman, S. Martin (3rd edition, Butterworth-Heinemann)