포스텍 애플 디벨로퍼 아카데미 교육 회고

23.04.23(일) Apple 스마트 품질 랩 교육 회고| SME의 제품 품질 개선 지원

석히 2023. 4. 23. 20:34

 이번 포스팅은 Apple 스마트 품질 랩에서 진행되었던 SME의 제품 품질 개선 지원 교육에 대한 회고이다. 목차는 아래와 같다.

 1. 품질의 기본 요소

  • 제품 품질에 대한 정의
  • 제품 품질 개선의 이유
  • 제품 품질 개선 방안
    • 근본 원인 분석(RCA)
    • 어골도(Fishbone Diagram)
    • 고장모드 및 영향 분석(FMEA)
    • Eight disciplines problem-solving(8D)
  • 품질의 미래

2. 고장 분석 방법론

 3. FA 랩 소개 및 데모

  • 시나리오
    • LED 스트립 라이트
  • 사용되는 장비
    • 현미경
    • 멀티미터
    • 소스미터

 

 1. 품질의 기본 요소

 제품 품질이란?

 제품 품질의 정의는 고객의 요구 사항을 충족시키고 그 이상을 제공하는 것이다. 이것의 예시로 Apple의 맥북 프로 신형의 패키징 박스를 볼 수 있었다. 고객 기대치 이상을 제공하고자 놀라움과 만족감, 세부사항까지 고려해서 패키징 박스가 한 번에 확 열리지 않고 천천히 열리면서 고객의 기대감을 극대화 시킬 수 있도록 설계되었다. 이를 통해 Apple이 제품 품질에 얼마나 신경을 쓰고 있는지 확인할 수 있었다.

 제품 품질 개선을 해야하는 이유는?

 품질을 개선하게 될 경우 고객 측면에서는 고객 만족도와 제품 충성도가 올라가고 고객 유지에 도움이 된다. 회사 측면에서는 낭비 감소, 비용 절감, 효율성 개선, 생산성 증대의 효과가 있다. 직원 측면에서는 동기 부여, 직업 만족도 향상, 생산성 향상, 혁신 개선의 효과가 있다.

 

 제품 품질 개선을 하는 방법은?

 개선 접근 방식에 대해 알아보면 제품과 조직 각각에 대한 방법이 있다. 제품 품질이란 제품 구현의 모든 단계에서 품질에 기여하는 것이다. 제품 구현의 단계는 설계, 공정, 테스트의 3단계가 있다. 설계 단계에서는 품질이 담기도록 제품을 설계하는 것이고 공정 단계에서는 정밀 모니터링 및 생산 관리이다. 테스트 단계에서는 상호작용 요소들의 고장 가속화 테스트이다. 또 품질 동심원을 통해서도 품질 개선이 이뤄질 수 있다. 품질 동심원의 구성 요소로는 신뢰성, 공학적 성능, 공정 변동성, 제품 디자인이 있다. 이 중에서도 신뢰성을 개선하는 경우에는 고객 기대치를 충족 시키고 그 이상을 제공할 수 있다. 또 다른 방법으로는 근본 원인을 파악하기 위한 고장 분석으로 이를 위해 근본 원인 분석(RCA), 어골도, 고장모드 및 영향 분석(FMEA), Eight disciplines problem-solving(8D)가 있다. 이 중에서 FMEA의 경우 가장 많이 쓰이는 고장 분석 방법론이다. 마지막으로 6-sigma tool인 DMAIC 고정을 통한 품질의 지속적 개선 방법이 있다.

 조직 품질 관리 시스템이란 조직 수준의 표준화 및 문화를 의미한다. 품질 정책 및 목표의 기록을 보관하기 위해 공정, 절차, 책무 등을 문서화 하는 공식화된 시스템이다. 하위 레벨 직원에서 부터 최상위 레벨 임원까지 모든 구성원이 품질 개선에 집중하는 것이 중요하다.

이러한 사용자의 참여를 유도하기 위해서는 주인 정신 및 책임, 품질에 대한 자세, 효율적인 그룹 및 팀 간 지식 공유를 동반 해야한다.

 

제품 품질의 미래는?

 1800년대의 1.0 품질은 측정 및 검사, 생산성 극대화, 검사는 많이 할 수록 유리하다는 특징을 가졌다. 이후에 등장한 1900년대 초중반의 2.0 품질은 표준 준수, 통계적 공정 관리, 품질의 경제학 = 스크랩/리워크의 특징을 가졌다. 그리고 1900년대 중후반의 3.0 품질은 비즈니스의 필수 요소, 조직 수준의 표준화, 고객 중심 지속적 개선의 특징을 가지고 있었다. 현재 4.0 품질의 경우에는 디지털 변환, ML 기반 생산성 및 품질, 비즈니스 및 시스템 디자인과의 통합이라는 특징을 갖는다. 이런 특징으로 미루어보아 앞으로 품질은 머신 러닝과 스마트 펙토리를 활용하는 4.0 품질로 발전할 것이라는 예측을 할 수 있다.

 

2. 고장 분석 방법론

 이슈 제거 방향의 고장 분석 방법론은 유용성, 문제 개선, 관리 시스템으로 구성되며 각각의 이슈를 하나씩 제거해나가는 방식으로 고장을 분석하는 방법이다. Apple 제조업 R&D 지원센터의 고장 분석 랩은 현재 1단계 성능을 가지고 있고 무료로 이용할 수 있다. 구조적 분석, 전기적 분석, 재료적 분석으로 구분된다. 구조적 분석을 위한 장비는 CT Scan, 2D X-ray, Stereoscope, High-Resolution microscope, Ion Beam Miller, Polisher가 구비되어 있다. 전기적 분석을 위한 장비는 Lock-in Thermography, Time Domain Reflectometery, Probe Station, Oscilloscope, Sourcee Measurement Unit이 구비되어 있다. 재료적 분석을 위한 장비는 Focused Ion Beam with Energy Dispersive Spectroscopy, FTIR, Atomic Force Microscope(AFM)이 구비되어 있다.

 스마트 품질 랩의 사용자 흐름은 아래와 같다. 

Apple 제조업 R&D 지원센터의 스마트 품질 랩 사용자는 위와 같은 과정을 통해 스마트 품질 랩을 활용할 수 있다.

 

3. FA 랩 소개 및 데모

 랩 데모 시나리오: LED 스트립 라이트

 사용되는 장비: 현미경, 멀티미터, 소스미터

위의 조건으로 랩 데모를 시작해보자. 먼저 고장 분석 접근 방법론 단계에서 근본 원인 분석(RCA) 공정을 사용한다. 다음으로 가능한 원인 파악을 위해 어골도를 사용한다. 데이터 수집 및 분석 단계에서는 현미경과 소스미터 및 멀티미터를 활용한 비파괴 고장 분석을 통해 고장을 분석한다. 이런 과정을 거쳐 전기적으로 오픈 특성인 근본 원인을 찾아낸다. 추가적으로 X-ray 또는 CT 검사를 통해 이상 부분을 검사할 수 있고 이상 부분에 전자 현미경 성분 분석을 통해 원인을 파악하는 방법을 사용할 수도 있다. 

 

 교육 소감을 정리하자면

 제품 품질 개선을 위한 개념적 이해와 실무에서 쓰이는 장비들에 대한 부분을 상세하게 배울 수 있는 기회가 되었다. 특히 고장 분석을 위해 사용되는 각종 장비들이 실제 동 작하는 방식을 배울 수 있었다. 우리가 병원에서 흔히 볼 수 있다고 생각했던 X-ray 장비와 CT 장비들이 제조업에서 어떤 방식으로 활용 되는지 배울 수 있어 흥미로웠다. 실제 제조업 현장에서 사용되는 장비들에 대해 Apple 제조업 R&D 지원센터 내에서 진행 된 다른 교육들 보다도 가장 많이 배울 수 있어서 좋은 경험이 되었다. 또한 대부분의 중소기업에서 투자하기 힘든 금액의 장비들도 많이 있어서 아주 인상 깊은 교육이었다. 기회가 된다면 스마트 품질 랩에서 진행하는 다른 교육에도 지원하고 싶다.