제4장. 공정설계와 제조공학

1. 제품 및 공정설계의 개요 제품결정: 제품의 선정, 신제품개발, 제품의 설계에 관한 의사결정. 제품설계 완료 후 생산시스템 내에서 원재료 투입에서 제품으로 전 환시키는 변환과정(공정)이 중요 공정은 일련의 작업이 수행되어야 하고, 이를 뒷받침하는 기술, 장 비, 인력이 있어야 함. → 이들을 결정하는 것이 공정설계(Process Planning) 공업경영

2. 연구개발과 제품설계 연구개발 (R&D: Research & Development) 연구개발의 목적 새로운 지식의 발견과 확충 신제품⋅신공정의 개발 기존제품⋅기존공정의 개선 부산물⋅폐기물의 이용 순수연구(Pure Research) 상업적 목적을 의식하지 않고 순수하게 새로운 지식을 얻기 위하여 수행되는 연구 순수연구는 많은 금액이 투자되는 반면 연구 성과가 불확실하고 상업적 가치가 적으 므로 주로 정부, 대학, 공공연구기관 등 비영리기관에서 수행 응용연구(Applied Research) 실용적인 목적을 달성하기 위하여 수행되는 연구 제품연구, 제조방법연구, 재료연구 등으로 구분할 수 있으며 주로 개별 기업이나 산업 계에 의하여 수행 개발(Development) 응용연구의 단계에서는 실용적인 아이디어나 원리를 발견하게 되고, 개발 단계에서는 새로운 제품이나 공정으로 구체화시키는 것 공업경영

2. 연구개발과 제품설계 신제품 개발의 과정 1) 신제품 아이디어의 원천 2) 제품선정 신제품 아이디어는 시장에서의 소비자요구 와 기업 내의 기술보유로부터 나옴 시장조사와 R&D활동, Brain Storming 방 법, 종업원 제안제도, 경쟁상품의 분석 등도 신제품 아이디어의 원천이 될 수 있음. 2) 제품선정 새로운 제품 아이디어에 대해 취사선택하는 검토과정이 필요 아이디어의 타당성 조사: ①이익잠재력, ② 기업의 목적, ③자본한도액, ④관리 혹은 기 술 한도, ⑤설비와 시설에 적합 <그림 4-1> 신제품 개발 절차 공업경영

2. 연구개발과 제품설계 신제품 개발의 과정 3) 제품설계 예비설계(개념설계) 최종설계(상세설계) 제품 아이디어의 개념적 특성(Conceptual Features)을 충족시킬 몇 가지 설계안을 개발하는 단계 예비설계가 인정되면 제품원형 (Prototype)들을 개발하여 여러 가지 조건 에서 시험하고 분석 예비설계 단계에서 신뢰성, 유지가능성 및 사용기간 등 주요한 제품특성을 잠정적으 로 명시. 최종설계(상세설계) 제품의 완전한 규격, 그의 부품 및 조립도 확정 단계 제품의 기능, 형태 및 대략적 생산방법을 설계 <그림 4-1> 신제품 개발 절차 공업경영

3. 공정설계와 공정형태의 결정 공정설계의 의의 공정설계시스템 공정설계 : 주어진 제품의 생산방법을 구상하는 것 생산시스템의 공정형태, 생산단계, 가공방법과 기술, 기계 및 장비, 인력소요 등 결정 부적절한 공정설계 → 낮은 생산성, 낮은 품질 시스템의 성과(생산성, 생산원가, 품질, 시스템의 신축성)를 장기간에 걸쳐 좌 우하게 됨 공정설계시스템 공정설계는 제품설계, 제품수요, 가용자원에 관한 정보를 알고 그것에 적합한 생산방법(자작, 외주, 공정형태, 가공방법)을 결정하는 활동 생산방법을 결정하기 위해서는 제품분석과 공정연구 필요 공업경영

3. 공정설계와 공정형태의 결정 공정형태의 결정 – 생산흐름에 따라(자재,에너지,정보,서류,인간) (1) 연속공정(Continuous Process) 제품이 고정경로를 연속적으로 이동하면서 완성되어가는 공정 표준화된 제품을 대량생산하기에 적합한 공정형태로서 자동차, 전자제품의 조립 공장 이나 제강, 정유, 플라스틱, 제당, 제지 등 장치산업 전문장치와 인원을 작업 순으로 배치하여 전용의 생산라인을 형성 : 제품별 배치 (Product Layout) – 고정경로 운반장치 사용 공업경영

3. 공정설계와 공정형태의 결정 공정형태의 결정 (2) 단속공정(Intermittent Process) – Job Shop 생산의 흐름이 가변적이고 비연속적인 공정이며, 다품종소량생산시스템에서 흔히 사용 설비와 작업자를 기능별로 배치하고 가공대상물은 로트(Lot)나 배치(Batch)단위로 가 공 일반목적용(범용) 기계(General-purpose Machines) 설치 - 기계공작소, 자동차정비, 종합병원 공업경영

3. 공정설계와 공정형태의 결정 공정형태의 결정 (3) 프로젝트 공정(project process) 프로젝트란 규모가 큰 비반복적(non-repetitive)인 생산 활동. 대체로 한 번으로 끝나 는 활동 - 예: 조선, 항공기제작, 댐건설, 연구개발, 영화제작 등 가공대상은 정 위치에 고정되고 생산요소(작업자, 장비, 자재 등)가 이동 하면서 작업 을 수행 다른 공정형태에 비하여 공정의 표준화, 기계화, 연속화하기가 어려움 공업경영

4. 제조공정 1) 가공과 조립공정 2) 기타 공정 가공공정 조립공정 자재 취급(운반) 및 보관 검사 및 시험 제어 및 통제 공작물의 형상, 물리적인 특성 또는 외관을 변형시켜 원자재에 가치를 부여해 나아가 는 과정 성형공정, 성질향상공정, 표면처리공정으로 구분 조립공정 두 개 이상의 부품을 결합하여 하나의 새로운 개체를 형성하는 공정 영구적 결합(용접, 납땜, 접착제)과 기계적 체결(나사 등) 2) 기타 공정 자재 취급(운반) 및 보관 검사 및 시험 제어 및 통제 공업경영

4. 제조공정 제조공정(가공 및 조립)의 범주 공업경영

5.제조공학 제조공학의 발전과 개념 제조공학의 활동분야 초기 제조공학(manufacturing engineering)은 전통적 공학 분야로부터 발전 공장배치, 방법연구, 작업측정, 원가분석 및 자재취급 등과 같은 전통적 산업공 학기술의 많은 부분이 제조공학 학문분야 제조엔지니어들의 직무책임은 관리 및 감독 책임과 동시에 제조방법의 개발, 제조 공구 및 장비를 설계하는 일이 포함 제조공학의 활동분야 제조공정의 선정과 설계 제품의 제작, 조립 및 시험을 위한 공정순서와 작업방법의 결정 생산설비의 선정과 설계 공구 및 시험장비의 선정과 설계 공장건물, 기계, 장비, 자재 및 창고설비의 배치 제조공정을 위한 표준시간의 결정 제조시스템의 선정과 설계 및 컴퓨터 지원 제조기법 제조원가견적, 원가분석 및 원가관리연구 공업경영

5.제조공학 제조공학의 기능 제품이 경제적으로 제조되도록 하는 체계적 계획, 설계 및 방법의 배열에 관한 것 제조에 관한 연구ㆍ개발 제조생산 가능성을 보증하기 위한 제품설계와 명세서의 검토 제조운영의 관리, 조정 및 통제 제조공학의 기능 제품이 경제적으로 제조되도록 하는 체계적 계획, 설계 및 방법의 배열에 관한 것 공정기술, 공구기술, 표준, 설비관리, 관리 및 통제 등을 포함 생산공학(production engineering), 공정공학(process engineering), 또는 산 업 및 생산공학(industrial and production engineering)등으로 불리어지기도 함 공업경영

5.제조공학 제조공학의 기능 <그림 4-3> 제조공학의 개략도 공업경영