사출 공정 FMEA와 조건 자동검사 연계 사례
사출 성형 공정 FMEA의 핵심은 공정 조건 자체를 고장원인으로 다루는 것이다. 사출 압력, 보압, 금형 온도, 냉각 시간, 수지 건조 상태가 규격을 벗어나면 곧바로 성형 불량으로 이어지므로, 원인을 "작업자 부주의"나 "조건 관리 미흡"에서 멈추면 안 된다. 조건별로 원인을 나누고 각각에 설비 모니터링·인터록 같은 예방관리(PC)를 붙이면, 검사에 의존하지 않고 발생도(O)를 낮추는 구조가 만들어진다.
구조트리 구성
| 계층 | 내용 |
|---|---|
| 공정항목 | ○○ 부품 사출 성형 공정 |
| 공정단계 | 수지 건조 → 사출 성형 → 취출 → 게이트 절단 → 검사 |
| 공정작업요소 | 설비: 사출기, 금형, 온조기, 취출로봇 / 자재: 수지, 마스터배치 / 사람: 조건 설정, 금형 교체 / 환경: 작업장 온습도 |
대표 고장형태와 원인
| 고장형태(FM) | 주요 고장원인(FC) |
|---|---|
| 미성형(Short shot) | 사출 압력 부족, 수지 온도 저하, 게이트 막힘, 사출 속도 부족 |
| 싱크마크 | 보압 부족, 보압 시간 부족, 냉각 불균일, 육후 설계 |
| 플래시(버) | 형체력 부족, 금형 파팅면 마모, 사출 압력 과다 |
| 웰드라인 | 수지 온도 저하, 사출 속도 부적정, 게이트 위치 |
| 은조(Silver streak) | 수지 건조 불충분, 수지 온도 과다 |
| 치수 이탈 | 수축률 변동, 금형 온도 편차, 보압 조건 변동 |
| 이물 혼입 | 호퍼 오염, 수지 이송 경로 오염, 금형 오염 |
여기서 확인할 점이 있다. 같은 고장형태에 원인이 여러 개이고, 같은 원인이 여러 고장형태에 걸쳐 있다. 예를 들어 "수지 온도 저하"는 미성형과 웰드라인 양쪽의 원인이다. 이 관계를 표로 관리하면 같은 원인이 여러 행에 복제되고, 개선 시 어느 고장에 영향을 주는지 파악하기 어렵다.
조건 자동검사와 예방관리 연계
사출 공정의 강점은 주요 조건이 설비에서 실시간으로 측정된다는 점이다. 이를 예방관리로 연결하면 검출 의존도를 크게 낮출 수 있다.
| 고장원인 | 예방관리(PC) | 검출관리(DC) |
|---|---|---|
| 사출 압력 부족 | 압력 상하한 설정 및 이탈 시 자동 정지 | 성형품 육안·치수 검사 |
| 수지 건조 불충분 | 건조기 온도·시간 인터록, 수분율 측정 | 은조 육안 검사 |
| 금형 온도 편차 | 온조기 온도 감시, 채널별 편차 알람 | 치수 측정 |
| 조건 오설정 | 레시피 잠금, 변경 권한 관리, 변경 이력 | 초물 검사 |
| 금형 마모 | 타발수 기준 정비(PM), 파팅면 점검 | 플래시 육안 검사 |
여기서 자주 나오는 실수가 있다. 설비 모니터링을 검출관리 열에 적는 것이다. 조건 이탈을 감지해 정지시키는 것은 불량 발생을 막는 활동이므로 예방관리이고, 이미 만들어진 성형품에서 불량을 찾는 것이 검출관리다. 이 구분이 흐려지면 발생도와 검출도의 근거가 뒤섞인다.
초물 검사와 조건 변경 관리
사출 공정에서 불량이 로트 단위로 발생하는 대표 경로는 금형 교체와 조건 변경 직후다. 따라서 FMEA에 다음이 반영되어야 한다.
- 금형 교체 후 초물 검사 (고장형태: 조건 미복원)
- 조건 변경 시 승인 절차 (고장형태: 무단 조건 변경)
- 변경 이력 기록 (추적성 확보)
- 연속 생산 중 조건 드리프트 감시
3번이 특히 중요하다. 조건이 언제 누구에 의해 바뀌었는지 남지 않으면, 불량 발생 시 원인 추적이 불가능하다.
관리계획서 전개
FMEA에서 확정한 조건 관리는 관리계획서(CP)로 이어진다.
- 관리 특성: 사출 압력, 보압, 금형 온도, 냉각 시간, 수지 수분율
- 관리 방법: 설비 자동 감시(상하한), 초물 검사, 정기 치수 측정
- 대응 계획: 조건 이탈 시 자동 정지, 해당 구간 격리, 원인 확인 후 재개
FMEA의 예방관리와 CP의 관리방법 표현이 같아야 심사에서 불일치 지적이 나오지 않는다.
자주 묻는 질문(FAQ)
Q1. 금형별로 FMEA를 따로 만들어야 하나요?
공정 구성이 같다면 부품군으로 묶는 것이 일반적입니다. 금형 특성상 차이가 큰 항목(게이트 방식, 캐비티 수 등)은 문서에 명시합니다.
Q2. 설비 모니터링은 예방관리인가요, 검출관리인가요?
조건 이탈을 감지해 생산을 막으면 예방관리, 만들어진 제품에서 불량을 찾으면 검출관리입니다. 감시만 하고 정지시키지 않는다면 예방 효과가 제한적이라는 점도 평가에 반영해야 합니다.
Q3. 조건이 자동 감시되면 발생도를 얼마나 낮출 수 있나요?
감시 범위, 이탈 시 자동 정지 여부, 그동안의 실적으로 판단합니다. 감시 도입만으로 일괄 하향하면 근거 없는 하향이 됩니다.
Q4. 수지 로트 변경은 어떻게 다루나요?
자재 관점의 고장원인으로 등록하고, 로트 변경 시 초물 검사와 조건 재확인을 예방관리로 둡니다. 수축률 변동이 치수에 미치는 영향이 대표적입니다.
Q5. 여러 고장에 걸친 공통 원인은 어떻게 관리하나요?
같은 원인 객체로 연결해 두면 개선 시 영향받는 고장을 한 번에 확인할 수 있습니다. 개선 효과가 큰 원인을 먼저 고르는 근거가 됩니다.
Smart FMEA는 여러 고장형태에 걸친 공통 원인을 하나의 객체로 연결해, 원인 하나를 개선했을 때 영향받는 고장을 목록으로 보여 줍니다. 예방관리와 검출관리를 분리해 각각 발생도·검출도와 연결하므로, 설비 감시를 어느 쪽에 반영해야 하는지 혼동할 여지가 줄어듭니다.
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