제조 현장 체인지오버 시간 단축: SMED와 표준 작업으로 효율성 가속화

모든 제조 기업은 체인지오버 시간을 단축하고 싶어 합니다. 체인지오버 프로세스는 산업에 따라 며칠 또는 몇 주가 걸릴 수도 있고, 단 몇 분만에 끝날 수도 있습니다. 소량 다품종이나 단품 생산 산업에서는 지속적 개선 프로그램, SMED(단분 금형 교환), 표준 작업을 통한 정기적 체인지오버 시간 단축이 효율성과 설비 가동률을 크게 높일 수 있습니다.

체인지오버 시간이란?

체인지오버 시간은 이전 런의 마지막 양품과 다음 런의 첫 양품 사이의 총 경과 시간입니다. 다음 런의 첫 제품은 품질 표준과 사양을 충족해야 합니다. '다이얼인(Dial-in)' 시간도 체인지오버 시간에 포함되어야 합니다.

내부 체인지오버 시간과 외부 체인지오버 시간의 중요한 구분이 있습니다. 내부 체인지오버 시간은 위에서 설명한 경과 시간을 나타냅니다. 외부 체인지오버 시간은 작업자, 기술자, 기타 직원이 체인지오버를 준비하는 데 소요되는 시간입니다.

외부 체인지오버 시간 변수는 총 내부 체인지오버 시간에 영향을 줄 수 있습니다. 예를 들어:

• 자재를 근처에 미리 준비해 대기 시간 단축
• 머신 공구를 캐러셀 추가를 위해 미리 준비
• 전문 인력을 근처에 배치해 체인지오버 지원이나 사양 확인

이러한 변수는 내부 체인지오버 시간에 영향을 주므로 이를 단축하는 데 도움이 됩니다.

체인지오버 시간 단축의 이점

체인지오버가 발생하지 않으면 머신이 가동될 수 있다는 사실과 연관된 체인지오버 시간 단축의 수많은 이점이 있습니다. 주요 이점은 다음과 같습니다:

• 제조 비용 절감: 설비 유휴 시간이 줄어들어 더 많은 부가가치 생산 능력을 확보할 수 있습니다.
• 소량 배치/로트 사이즈 가능: 체인지오버 시간 단축으로 기업은 배치 사이즈를 줄이고 단품 로트 사이즈도 효율적으로 생산할 수 있습니다.
• 재고 및 WIP 감소: 체인지오버 시간 단축으로 설비 정지와 재가동이 빨라져 WIP가 감소합니다. 전체 설비 효율성이 향상되어 재고가 린 원칙에 따라 JIT(Just-in-Time) 상태에 가까워집니다.
• 스타트업 및 품질 개선: 체인지오버가 모범 사례로 표준화되고 문서화되면 스타트업이 더 원활해집니다. 이는 첫 양품을 달성하는 데 필요한 다이얼인 시간을 줄여줍니다.
• 경쟁 우위: 기업은 더 적은 수량의 제품을 생산할 수 있습니다. 결과적으로 최소 주문 수량을 요구하는 경쟁사보다 유연하게 고객 수요에 대응할 수 있습니다. 이는 수탁 제조업체나 다품종 소량 생산 공장에 특히 유용합니다.

설정 시간 vs 체인지오버 시간

설정 시간과 체인지오버 시간에는 중요한 차이가 있으며, 예시로 가장 잘 설명됩니다. 설정 시간은 보통 단일 머신을 나타냅니다. 이는 기존 금형에서 신규 금형으로 교체하는 단일 CNC나, 다른 사양으로 가공하기 위해 캐러셀의 머신 공구를 교체하는 경우일 수 있습니다.

체인지오버 시간은 더 넓은 시스템이나 머신 그룹에 적용됩니다. 예를 들어, CNC 머신 회사의 완전한 체인지오버는 드릴링, 밀링, 절삭, 보링 및 기타 부가가치 작업을 여러 머신이나 완전한 생산 라인에서 수행해 완제품이나 제품을 완성하는 것을 포함할 수 있습니다. 이 경우 모든 장비에 새로운 설정이 필요합니다.

본질적으로 설정 시간은 머신 그룹(생산 라인 등)의 전체 체인지오버 시간의 일부이거나, 단일 머신에만 영향을 미치는 경우 체인지오버 시간과 동일할 수 있습니다.

SMED(단분 금형 교환)와 표준화된 작업

린 제조의 출현으로 체인지오버 시간을 간소화하고 프로세스를 표준화하기 위한 많은 혁신이 있었습니다. CNC 가공에서 많이 사용되는 가장 중요한 혁신 중 하나는 단분 금형 교환(SMED)입니다.

시게오 시노(Shigeo Shingo)는 린 제조 운동 초기에 SMED 시스템을 구상했습니다. 이 시스템은 체인지오버의 내부 및 외부 요소를 인식하고, 지속적 개선을 위한 체인지오버 단축 프로세스 요소를 분석하는 데 초점을 맞춥니다.

SMED 프로세스는 명확한 작업 지침을 사용해 필수 표준 작업을 공식화하고 체인지오버 시간을 단축합니다. 이 프로세스로 많은 기업이 다운타임을 최대 94%까지 단축했습니다.

SMED 프로세스에 사용되는 5단계는 다음과 같습니다:

1. 체인지오버 대상 식별: 개선 영역 식별로 구성됩니다. 많은 기업은 체인지오버 횟수 감소를 목표로 시작합니다.
2. 체인지오버 요소 식별: 수행해야 할 작업과 각 작업이 수반하는 내용을 문서화하는 것을 포함합니다.
3. 외부 요소 분리: 체인지오버의 많은 측면은 마지막 양품 완료 전에 할 수 있는 것들에 의존합니다. 이 준비에는 공구, 장비, 인력, 기타 리소스를 정지 전 머신 근처에 준비하는 것이 포함됩니다.
4. 내부 요소를 외부 요소로 전환: 내부 체인지오버 단계에 대한 집중적인 공정 감사를 통해 많은 공정 요소를 외부 요소 범주로 이동할 수 있습니다.
5. 간소화(Streamline): 남은 모든 요소를 검토해 어디서 간소화할 수 있는지 식별합니다. 이 간소화에는 수치 설정 표준화나 지그·픽스처 사용으로 최종 위치로 더 빠르게 이동하는 것이 포함될 수 있습니다. 표준 작업 문서는 변경과 개선이 완료되면 각 단계를 상세히 명시합니다. 오디오나 시각적 도구도 체인지오버 담당자를 안내하는 데 도움이 될 수 있습니다.

이 퍼즐의 또 다른 중요한 조각은 체인지오버 시간을 정확히 추적하는 것입니다. 수동으로 시도하면 지연되고 부정확한 데이터가 발생해 처리와 분석이 어렵습니다. 작업자가 모든 것을 수동으로 문서화하는 데 소요되는 시간도 만만치 않습니다.

MachineMetrics 같은 머신 데이터 플랫폼으로 생산 데이터를 자율적으로 추적하면 지속적 개선 관리자와 엔지니어가 체인지오버, 설정, 기타 KPI에 대한 즉각적인 통찰을 얻을 수 있습니다.

이는 정확한 벤치마크 수립과 현실적인 기대치 설정뿐만 아니라, 어떤 지속적 개선 이니셔티브를 추구해야 하고 얼마나 효과적으로 작동하는지 식별하는 데 도움이 됩니다.

체인지오버 시간 단축하기

데모 예약

직장에서 체인지오버를 줄이는 상위 10가지 방법

체인지오버 시간의 사소한 개선도 기업의 가용 용량에 며칠을 더할 수 있습니다. 큰 개선은 몇 주 또는 몇 달의 용량을 더할 수 있습니다.

제조업체는 SMED 분석을 수행하고 체인지오버 시간에 대한 표준 프로세스를 만들 때 몇 가지 방법에 집중함으로써 많은 이점을 실현할 수 있습니다. 이러한 모범 사례 방법에는 다음이 포함됩니다:

1. 체크리스트 활용: 네, 체크리스트는 구식입니다. 하지만 개선 프로세스 초기 단계에서는 해야 할 일을 추적하는 강력한 방법이 될 수 있습니다. 팀원이 작업을 잊지 않게 방지합니다.
2. 고장난 장비 수리: 게이지, 공구, 생산 머신에 적용됩니다. 머신을 최적 가동 상태로 수리해야 체인지오버 시간을 낮출 수 있습니다.
3. 최신 정보 유지: 데이터가 필수적입니다. 올바른 프로그램 번호, 설정 및 조작 지침, 머신 설정 등을 확보하면 표준 작업 문서가 현실과 일치하고 양품이 생산됩니다.
4. 치트 시트로 정보 공유: CNC 가공 제조업체 같은 회사에서는 작업자가 효율적으로 작업하는 데 사용하는 지식을 공식 로그로 남기는 경우가 많습니다. 이러한 팁과 요령을 작업 지침에 공식화해 모든 작업자와 공유할 수 있습니다.
5. 자체 제작 작업 보조도구 개선: 매일 머신을 조작하고 가공에 숙련된 작업자들이 직접 만든 지그와 픽스처가 많습니다. 이 도구들은 체인지오버 내 요소를 들어올리고, 위치시키고, 고정하고, 정렬해 작업 시간을 단축합니다. 이 도구들을 개선해 현장 전체에서 사용할 수 있습니다.
6. 체인지오버 인원 증원: 제조 장비는 크기가 커서 체인지오버 담당 직원이 머신 양쪽에서 작업해야 할 수 있습니다. 결과적으로 체인지오버 시간이 늘어납니다. 개선 프로세스에서 이 단계들을 분석하면 필요한 총 노동력을 파악하고 두 명 이상이 함께 작업해 체인지오버 시간을 단축할 수 있습니다.
7. 툴링에 인색하지 않기: 많은 기업이 비용 절감을 위해 공구 홀더를 아낍니다. 이 절약은 설정 시 홀더를 수동으로 탈착하게 만듭니다. 여러 공구 홀더가 있으면 이 작업을 외부 체인지오버 요소로 이동할 수 있습니다. 이는 '플러그 앤 플레이'가 되어 체인지오버 시간을 단축합니다.
8. 체인지오버가 필요 없는 경우 인지하기: 특정 대량 생산 부품의 경우, 특정 부품을 지속적으로 가동하도록 머신을 전담시키는 것이 가능할 수 있습니다. 또한 소수의 머신 공구만 필요한 작업들을 홀더에 여분의 공구가 있는 머신에 그룹화하는 것도 가능합니다.
9. 감에 의존하지 않기: 표준 작업의 가장 강력한 측면 중 하나는 모두가 같은 일을 같은 방식으로 한다는 것입니다. 자율에 맡기면 체인지오버 담당 직원이 나사 토크, 회전 수 등을 '감'에 의존할 수 있습니다. 표준 작업을 사용하면 이러한 작업이 간소화되고 표준화됩니다.
10. 수공구 없애기: 많은 체인지오버에서 알렌 렌치나 스타 드라이브 같은 특수 나사가 필요합니다. 핸드 트위스트와 1/4턴 패스너를 사용하면 작업 속도가 빨라집니다.

데이터로 현장 가시화하고 체인지오버 시간 단축하기

MachineMetrics는 모든 장비에서 데이터를 자율적으로 수집하고, 정보를 공통 모델로 표준화하며, 생산 리포트와 대시보드에 데이터를 시각화해 실행 가능한 통찰을 제공합니다. 또한 과거 데이터를 사용해 가장 중요한 지표에 대한 벤치마크 수립 등 생산 성과를 정확히 평가할 수 있습니다.

체인지오버 시간 단축, 숨겨진 용량 발굴, 다운타임 이벤트 빠른 대응 등 효율성 증대와 관련해 MachineMetrics는 제조 리더가 가장 수익성 있는 기회를 식별해 지속적 개선 이니셔티브의 우선순위를 올바르게 정할 수 있도록 돕습니다.

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