부품개발 프로세스의 이해 (주)한국자동차산업교육원

FORD 자동차의 고민 기 술 변 경 횟 수 FORD TOYOTA -22 -16 -3 3 신차종 개발기간 중 기술변경횟수

개발절차 혁신의 필요성 World Class Timing 시장 경쟁 상태 심화 Buyer’s Market으로의 시장 변모 개발기간 단축 투자비용의 절감 일본 자동차사에 비해 과도한 개발기간 및 비용 소모 TOYOTA 타도 World Class Timing

APQP APQP의 배경 및 필요성 품질비용, 개발기간의 차이 배 경 선행성 FMEA Team Approach CFT,PDT 배 경 FORD社의 연구: 일본 TOYOTA社에 비해 신차종 개발기간 중 기술(설계)변경횟수가 많음 APQP 품질비용, 개발기간의 차이 선행성 FMEA Team Approach CFT,PDT 고객만족 QFD 동시공학 Simultaneous Engineering

ISO/TS-16949 과 APQP 개요 TS-16949 품질시스템 (Manual) 고객 사별 특별 요구사항 ( α ) 부속서 고객 사별 특별 요구사항 ( α ) GM : Global APQP Ford : APQP Status Reporting DCX : Process Sign-Off HD/KIA : 신차부품품질보증 매뉴얼 사전 제품 품질계획 및 관리 계획 <APQP> 잠재적 고장형태 및 영향분석 <FMEA> 양산부품승인 절차 <PPAP> 측정시스템 분석 <MSA> 통계적 공정관리 <SPC> 품질시스템 감사 <QSA> 등

특별특성 분석도구 연계성 1단계 2단계 3단계 4단계 양산 ○ ○ KCDS 제품보증계획 예 방 예방 / 검출 검 출 정의/분석/선정 제품 및 제조 프로세스 양산 타당성 확인 & 지속적 개선 제품특성규명(KPC) 예비BOM 설계구상서(품질목표) 공정특성규명(KCC) 공정흐름도 선행양산 C.P PPAP Ppk GAGE R&R 작업표준서 제품요구사항 고객만족 QFD D-FMEA P-FMEA Control Plan S P C 제품보증계획 예 방 예방 / 검출 검 출 지속적 개선 설계대로 만들 수 있는 공정인지? 에러/실수 방지 통계적 공정관리 (SPC) 기능 + Hardware 설계대로 만들면 되는지? 과거유사설계비교 GD ＆T CAE DVP TEST 설계문서검토 SPC 최적화된 공정관리 체크리스트 실수방지 시스템 측정시스템분석 특별원인 (제거) 우연원인 (감소) KCDS 고객만족 ○ ○ P S 품질향상 경쟁력확보

제품품질 계획 정 의 : 고객을 만족시키는 제품을 보장하기 위해 단계를 정의하고 수립하는 구체화된 방법 목 적 : 모든 요구되는 계획이 단계별로 계획된 시점에서 완료됨을 보장하기 위함 효 과 : > 고객을 만족시키기 위한 자원 제공 > 요구되는 변경의 조기 파악 > 때늦은 변경의 방지 > 최소의 비용으로 적기에 양질의 제품 공급

제품품질계획 사이클 조 치 계 획 지속적 개선 기술 및 개념 개발 공정유효성 확인 제품확인 및 제품/공정 개발 및 시작품 검증 조 치 계 획 지속적 개선 기술 및 개념 개발 피드백 평가 및 시정조치 계획 및 정의 제품 및 공정유효성 확인 제품설계 및 개발 공정유효성 확인 제품확인 및 공정설계 및 개발 제품/공정 개발 및 시작품 검증 검 토 실 행

배경 크라이슬러, 포드, GM의 각기 서로 다른 제품품질계획 지침 및 서식 사용으로 인한 공급자 자원의 추가적인 손실이 초래 BIG 3의 TASK FORCE로부터 인가된 "APQP & CP"팀에 의해 개발 APQP 매뉴얼은 공급자가 실제로 제품품질계획을 수행하고 있음을 보장하기 위한 계획서 및 CHECK LIST 작성을 위한 일반적 지침서가 필요하다. 공급자는 설계/제조단계에서 제품품질계획시 APQP 매뉴얼 및 서식을 이용하여야 한다.

APQP 매뉴얼 제정 목적 크라이슬러, 포드, GM이 합의하여 개발한 "제품품질계획 및 관리계획"의 지침을 공급자(내/외부)와 2차 공급자에게 전달하기 위함 이용효과 : - 고객과 공급자에 대한 제품품질계획의 복잡성 감소 - 공급자와 외주업체간의 제품품질계획 사항의 용이한 정보 교환수단 제공

제품품질계획 과정 팀 구 성 : 설계, 제조, 원자재관리, 구매, 품질, 판매, 정비사업소, 협력업체, 고객대표 등을 적절하게 포함하여 상호기능팀 (CROSS FUNCTIONAL TEAM) 구성 범위설정 : 다음사항을 포함한 고객의 필요, 기대, 요구사항을 파악 · 계획의 진행책임자 선정 · 각 부문별 업무 및 책임 정의 · 내·외부 고객 파악 · 고객 요구사항 정의(QFD 활용) · 문서화 절차 & 방법 정의 · 팀의 SCOPE 재정의(필요 불필요 부문 재정의) · 고객의 기대파악(설계, 실험횟수 등) · 설계, 성능, 제조공정의 타당성 평가 · 고객지원 요구사항 파악

팀 대 팀 훈 련 고객/공급자 참여 해당고객 이외의 고객 및 공급자 팀과 의사소통 라인을 수립해야 한다. 훈 련 고객요구사항 및 개발된 기술을 전달하는 효과적인 훈련 프로그램을 마련한다. 고객/공급자 참여 고객은 공급자와 함께 제품품질계획을 시작할 수 있으나, 공급자는 제품품질계획 과정을 관리할 상호기능팀을 만들어야 한다.

관리계획서 : 제품 및 공정을 관리하기 위한 시스템을 문서화 한 것 동시공학 상호기능팀들이 공동목표를 달성하기 위한 과정으로 각 단계의 실행 결과가 다음단계의 실행을 위해 전달되는 순차적인 일련의 과정을 수행 한다. 관리계획서 : 제품 및 공정을 관리하기 위한 시스템을 문서화 한 것 · 시 작 : 시작품 제작 기간동안 발생하는 치수측정, 재료 및 성능시험 기술 · 양산선행 : 시작후 양산전에 발생하는 치수측정, 재료 및 성능시험 기술 · 양 산 : 양산시 발생하는 제품/공정특성, 공정관리, 시험 및 측정시스템의 포괄적인 문서화 문제해결 제품품질계획 기간동안 발생하는 설계 및 공정 관련 문제점 해결을 위해 책임과 권한이 포함된 매트릭스로 문서화되어야 한다.

제품품질 일정계획 일정표 관련 계획 일정계획시 제품의 유형, 복잡성, 고객의 기대를 고려하여 계획사항, 조치사항 및 일정계획시 제품의 유형, 복잡성, 고객의 기대를 고려하여 계획사항, 조치사항 및 일정 등이 팀원의 합의하에 계획되어야 한다. 계획은 CPM 등이 적용될 수 있다. 일정표 관련 계획 제품품질계획 사이클이 순환하는 동안 결함예방을 위해 제품 및 제조 기술 활동 수행시 동시공학이 추진되어야 한다. 제품품질계획팀은 고객의 일정계획을 충족 또는 초과 달성함을 보장할 책임이 있다.

제품품질계획 책임 매트릭스 정의 목적 책임 매트릭스 고려사항 * 공급자 유형에 따른 제품품질계획 단계별 업무기능 및 책임 상관관계 목적 * 공급자가 계획책임의 범위를 정의할 때의 GUIDE LINE 책임 매트릭스 고려사항 * 공급자의 모든 유형을 나타낸 것이 아니며, 책임의 범위는 공급자에 의해 정의됨

제품품질계획 TIMING CHART 피드백 , 평가 및 시정조치 계 획 제품 설계 개발 공정 유효성 확인 양 산 개념 고안 / 승인 프로그램 Prototype PILOT Launch 계획 정의 제품설계 검증 공정설계

제품/ 공정개발 Activity Process

입력 출력 1단계 계 획 제품 설계 및 개발 공정 설계 및 개발 제품 및 공정 유효성 확인 양 산 피드백 , 평가 및 시정조치 프로그램 계획 및 정의 개념 고안 / 승인 프로그램 승인 PROTOTYPE PILOT 양산(LAUNCH) 계 획 제품 설계 및 개발 입력 ­고객의 소리 ­사업계획/마케팅전략 ­제품/공정 B/M 자료 ­제품/공정 가정 ­제품 신뢰성 연구 ­고객입력물 공정 설계 및 개발 고객의 요구와 기대를 경쟁사 보다도 더 나은 제품을 제공한다는 관점에서 설계요구사항으로 변환시켜가는 과정 제품 및 공정 유효성 확인 양 산 피드백 , 평가 및 시정조치 출력 ­설계목표 ­신뢰성 및 품질목표 ­예비BOM ­예비공정흐름도 ­특별제품 및 공정특성의 예비목록 ­제품보증계획 ­경영자지원 7

입력 2단계 계 획 제품 설계 및 개발 공정 설계 및 개발 제품 및 공정 유효성 확인 양 산 피드백 , 평가 및 시정조치 제품설계 및 개발 개념 고안 / 승인 프로그램 승인 PROTOTYPE PILOT 양산(LAUNCH) 계 획 설계특성이 최종형태로 개발되는 동안의 계획과정 요소를 설명 시작품 제작 포함(목표에 대한 검증) 일정목표와 기술적 요구사항을 충족함을 보장 특별제품특성과 공정관리가 필요한 특성 선정 입력 ­설계목표 ­신뢰성 및 품질목표 ­예비BOM ­예비공정흐름도 ­특별제품 및 공정특성의 예비목록 ­제품보증계획 ­경영자지원 제품 설계 및 개발 공정 설계 및 개발 제품 및 공정 유효성 확인 양 산 피드백 , 평가 및 시정조치 * 설계활동에 의한 출력물 ­ 설계FMEA - DFM & DFA - 설계검증 - 설계검토 - 시작품제작 - 엔지니어링 도면 - 기술사양 - 재료사양 - 도면 및 사양변경 * 사전제품품질 계획팀에 의한 출력물 ­ 신장비, 금형 및 설비 요구사항 - 특별제품 및 공정특성 - 시작 관리계획 - 게이지/시험장비 요구사항 - 팀 타당성 확인 및 경영자 지원 7

3단계 계 획 제품 설계 및 개발 공정 설계 및 개발 제품 및 공정 유효성 확인 양 산 피드백 , 평가 및 시정조치 공정설계 및 개발 개념 고안 / 승인 프로그램 승인 PROTOTYPE PILOT 양산(LAUNCH) 제조 시스템을 개발하는 주요특징과 제품을 생산하기위한 관리계획을 논의 한다. 효과적인 제조시스템의 개발을 보장하고 이는 고객의 요구, 필요, 기대치를 충족시킴을 보장해야 한다 계 획 제품 설계 및 개발 * 설계활동에 의한 입력물 ­ 설계FMEA - DFM & DFA - 설계검증 - 설계검토 시작품제작 - 관리계획 엔지니어링 도면 - 기술사양 - 재료사양 - 도면 및 사양변경 공정 설계 및 개발 제품 및 공정 유효성 확인 양 산 피드백 , 평가 및 시정조치 * 사전제품품질 계획팀에 의한 입력물 ­ 신장비, 금형 및 설비 요구사항 - 특별제품 및 공정특성 - 시작 관리계획 - 게이지/시험장비 - 팀 타당성 확인 및 경영자 지원 ­ 포장규격 - 품질시스템검토 - 공정흐름도 - 공정배치계획도 특성매트릭스 - PFMEA - 양산선행 관리계획 - 공정지침서 - MSA계획 초기공정능력조사계획 - 포장사양 7

4단계 계 획 제품 설계 및 개발 공정 설계 및 개발 제품 및 공정 유효성 확인 양 산 피드백 , 평가 및 시정조치 제품 및 공정 유효성확인 개념 고안 / 승인 프로그램 승인 PROTOTYPE PILOT 양산(LAUNCH) 계 획 양산의 시행평가로 제조공정의 유효성평가. 양산시험가동 동안 품질계획팀은 관리계획과 공정흐름도가 실행되고. 고객의 요구에 일치 한다는 것의 유효성이 나타나야 한다 제품 설계 및 개발 공정 설계 및 개발 ­포장규격 - 품질시스템검토 - 공정흐름도 - 공정배치계획도 특성매트릭스 - PFMEA - 양산선행 관리계획 - 공정지침서 - MSA계획 초기공정능력조사계획 - 포장사양 제품 및 공정 유효성 확인 양 산 피드백 , 평가 및 시정조치 -양산시험 가동 -측정시스템 평가 -초기공정능력 조사 -양산 부품승인 -양산 유효성확인 시험 -포장 평가 -양산관리 계획 -품질계획 완료확인 및 경영자 지원 7

5단계 계 획 제품 설계 및 개발 공정 설계 및 개발 제품 및 공정 유효성 확인 양 산 피드백 , 평가 및 시정조치 양 산 개념 고안 / 승인 프로그램 승인 PROTOTYPE PILOT 양산(LAUNCH) 계 획 산포의 모든 이상원인과 우연원인이 나타날 때 평가할 수 있어야 하고, 통계적 공정관리와 같은 조치가 취해져야 한다. 제품 품질계획의 효과 및 서비스를 평가한다 제품 설계 및 개발 공정 설계 및 개발 제품 및 공정 유효성 확인 양 산 -양산시험 가동 -측정시스템 평가 -초기공정능력 조사 -양산 부품승인 -양산 유효성확인 시험 -포장 평가 -양산관리 계획 -품질계획 완료확인 및 경영자 지원 피드백 , 평가 및 시정조치 감소된 산포 고객만족 인도 및 서비스 7

공정흐름도→ FMEA→ 관리계획서→ 작업지침서 PFMMEA 관리계획서 상호 연계성 공정흐름도 OPER MOVE STORE INSP. STEP # 1 2 3 4 5 6 7 PFMEA’s JOB 공정의 “그림” 공정의 흐름묘사 PFMEA, 관리계획서, 공정배치게획도의 기본 토대 관리계획서 각 공정의 기술 현재의 공정관리 기술 권고조치사항에 따라 관리를 강화 KPC's,PQC, KCC's에 대한 특별한 관리 각 공정별로: 검사의 주기 게이지 및 검사도구 부적합품에 대한 이상조치대응게획 작업지침서 각 공정별로: 표준작업개시 검사의 주기 게이지 및 검사도구 부적합품에 대한 이상조치 대응계획

고장형태→특성요인→ FTA→ PFMEA 작성

관리계획서 개발의 논리적 흐름 공정이 관리되는가? 실행 No 공정흐름도 공정 FMEA 공정관리 계획 설비 및 시설물 게이지,금형 및 치공구 작업 지침서 작업자 근본원인 결정 문제해결 Yes 측정 및 작업기록 잠재적 공정결함/고장예측 공정결함 최소화방안에 대한 조치활동의 집합 RPN 감소활동의 추진 생산부문 품질관리 및 기술부문 경영층

1) 공정흐름도 공정 흐름도의 중요성 공정의 시각적 도식표현이 의사소통에 도움을 준다. 지속적으로 팀이 집중할 수 있도록 유지해 준다. 공정의 진행과정을 보여준다. 개략적으로 기술된 내용이 세부사항을 도출하고, 구성하는 데 도움을 준다. [공정흐름도를 세부적으로 작성하는 것을 의미하는 것이 아니다. 세부사항을 다음단계에서 다룬다] 공정의 특성(제품과 공정)을 작성하는데 집중한다. [물리적 형태보다 기능에 집중] 필요에 따라 특성 매트릭스등의 보조 분석방법을 이용한다.

공정 흐름도에 대하여 권장되는 기본 요구사항들 제조공정의 명칭 번호 부여 및 코드명명 체계 모든 작업공정의 포함 - 측정 및 제품특성관련 작업 공정들 - 재작업 장소 - 부적합품 격리 장소 - 출하 선적 기호사용의 핵심 : 일관된 동일 기호의 사용

공정 흐름도가 어떻게 P-FMEA와 연결되는가? ▶ 즉 공정흐름도의 기본 배치는 공정작업 별 고장형태의 근본원인 분석 및 예방조치를 도출하기 위한 기본 선행작업으로 사용된다. 공정흐름도는 공정작업 요소 별로 작업단계를 목록화 하기 위한 논리적 방법을 제공해 준다. 공정흐름도는 제조공정의 전체를 가시화할 수 있는 방식으로 구성된다. P-FMEA는 공정흐름도에서 제조공정을 가시적으로 도식화한 순서로 구성된다.

1) 위험의 분석 선택과 위험 (3차원) 발생도 : Y좌표 중요도(심각도) : X좌표 검출도: Z좌표 높은 위험! 심각도 × 발생도 × 검출도 = RPN (Risk Priority Number) 검출도: Z좌표 발생도 : Y좌표 중요도(심각도) : X좌표 높은 위험!

2) FMEA의 구조 그 영향은 무엇인가 얼마나 나쁜가 무엇을 해야 하는가 -설계변경 -공정변경 -특별관리 -표준, 절차 지침의 변경 기능,특징 또는 요구사항은 무엇인가 조치한 내용은 무엇이고 조치결과는 어떤가 추가 개선조치가 필요한가 그 원인은 무엇인가 얼마나 자주 일어나는가 무엇이 잘못 될 수 있는가 -기능상실 -저하된 기능 -간헐적 기능 -의도되지 않은 기능 그것을 어떻게 예방 및 검출 할 수 있는가 언제/누가 조치할 것인가 검출은 얼마나 신뢰할 수 있는가

2) 공정 FMEA 실습 공정흐름도의 공정순서를 P-FMEA의 공정기능/요구사항 항목으로 전환한다. 브레인스토밍 과정에서 주관자는 목적하는 제품을 만드는 공정에서 문제를 유 발하거나, 고객에게 불만족을 가져오거나, 고객에게 해를 끼치거나, 정부의 규 제를 어기거나 또는 안전에 유해한 영향을 미칠 수 있는 잘못될 수 있는 사항 에 대한 아이디어를 기술한다. 각 고장형태에 대한 잠재적 원인을 [4M1E]의 범주에서 기술한다. 필요한 경우 5whys, 특성요인도 또는 약식 Fault Tree Analysis 사용. 하나의 고장형태는 다수의 원인을 가질 수 있음을 명심한다. 위험우선수 [RPN]는 고장원인 별로 하나씩 존재하며, 각 원인의 예상 발생빈 도 및 현재 관리의 검출 가능성, 고객영향의 심각성으로부터 산출한다. 이를 통하여 위험의 정도를 우선 순위화 한다.

3) 관리계획서 실습 공정흐름도 및 공정FMEA의 공정순서를 관리계획서의 공정순서 항목으로 전환한다. 팀장은 PFMEA에서 도출된 고장형태의 잠재적 원인들이 발생하는 작업지점에서 무엇을 할 필요가 있는지에 대한 아이디어를 기술한다. 목적은 부적합품의 발생을 예방하고, 고객에게 100% 적합제품만이 인도될 수 있도록 부적합품을 검출 하는데 있다.

관리 계획서 관리계획서 (CONTROL PLAN) 문서 NO : □ 시작품 ■ 파이롯트 □ 양 산 담당자/TEL NO: □ 시작품 ■ 파이롯트 □ 양 산 담당자/TEL NO: 최초작성일자 : 품번/차종 : 팀원명: 최근개정일자: 품명/공정명: 승인자/승인일자: 고객기술승인일자: 업체명: 기타승인/일자: 고객품질승인일자: 관련법규 공정 번호 공정흐름도 공정명/작업설명 설비명 관리항목 점검항목 M A I N S U B 외 주 특 성 중 요 도 담 당 이상 처리 관리 기준 측정방법 시료 수량 주기 기록양식 및 관리표준 방 법 NO 제·개정일 개정사유 작성 품보 생산 승인 고객

미국자동차 산업계의 반성과 APQP 전략 문제점과 반성 품질경쟁력을 위한 방향 1. 모든 기업들은 이제 양산품질에서 선행품질로 그들의 자원을 집중시켜야 한다. 2. 선행품질을 위해서는 제품 개발 사이클내에서 다양한 관점과 기능 조직상에서 동시적 의사 소통이 유지되어야 함. 3. APQP는 적극적 팀 활동의 결과이다. 이를 위해 각 기능 조직간 의사소통을 위한 정보관리체계가 구축되어야 한다. 4. 고객의 요구, DFMEA, DVP&R 활동의 연계성과 PFMEA, Control Plan, 공정지침서의 연계성. 설계 부문과 제조 부문의 의사소통 공정설계 부문 과 제조부분의 의사소통 이 APQP의 핵심이다. ▶ 2000년 J.D Power 전차종 조사 - 상위 25개 차중 미국차는 1대뿐 - 대부분 도요타, 벤츠가 상위권 차지 ▶ QS 9000에 심혈을 기울였으나 - 시스템인증만으로는 되지 않음을 깨달음 - 실제적 품질개선단계로 진전시켜나가야 함 ▶ APQP 시스템의 문제는 - APQP를 문서화 작업으로만 인식 - 품질도구가 APQP 시스템 내에서 상호 연계성을 가지지 못함