기업의 에너지 위기 대응 및 변화 전략 - 장치산업의 사례 중심으로

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1 기업의 에너지 위기 대응 및 변화 전략 - 장치산업의 사례 중심으로
기업의 에너지 위기 대응 및 변화 전략 - 장치산업의 사례 중심으로 목 차 Ⅰ. 사 례 1. Glass Furnace 공정 2. 합섬 및 Film 공정 3. 플라스틱 사출 공정 4. 클린룸 Ⅱ. 장치산업에서의 에너지 대응 전략 1. “Control–In”은 표준화의 검증이자, 방향을 제시하는 Tool !! 2. “Control-In”의 확보를 통한 기대 효과 금오공과대학교 조 진 형

2 Ⅰ. 사 례 1. Glass Furnace 공정 : 외란관리가 4M 표준화의 Infra
1) 기류관리(ambient control) : 외란관리 The status of the temperature and the pressure in the furnace house Experimental model LCD Glass Panel 공정, LGP(도광판), 휴대폰 등 정밀 공정은 클린룸 혹은 클린룸에 가까운 Ambient Control로 공정을 관리하고 있음.

3 爐에 투입되는 원재료인 흙, 돌, 모래, 유리 등의 입자크기의 층별화 및 원재료 투입 시
2) Input 관리 : 외란관리 爐에 투입되는 원재료인 흙, 돌, 모래, 유리 등의 입자크기의 층별화 및 원재료 투입 시 입도 크기 조합(input mix by particle size)의 균질화가 중요함. Input 외란 방지의 예 추세변동 포함 추세변동 제거 군내변동 Cullet 층별 실험 1 0.830 0.529 0.345 실험 2 1.665 0.473 0.350 실험 3 1.116 0.495 0.370 Cullet 비 층별 1.062 0.774 0.537 로의 중요 온도의 산포가 추세변동을 제거한 후 층별화 시기의 표준편차가 0.473~0.529로 비 층별화 시기인 0.774보다 작은(좋은)것이 판명됨. 군내변동도 마찬가지임.

4 :필름 PV OP CE DR 2. 합섬 및 Film 공정 : Tenter 내부 온도 상승의 최소 및 균일화
Tenter 구조(추가 TC설치) :필름 PV OP CE DR : 기존 SENSOR : 추가 SENSOR

5 전반적으로 Ppk 값은 높으나, Control-in 이 되지 않음. 이것은 Ppk 값의 재현성 확보가
공정구분 기존 앞부분 TC추가 기존 중간부분 TC추가 기존 뒷부분 TC추가 전반적으로 Ppk 값은 높으나, Control-in 이 되지 않음. 이것은 Ppk 값의 재현성 확보가 어려우며 엄청나게 좋은 σ (Cp:공정능력지수)를 가지고 있으나 이에 반해서 Ppk가 상대적으로 좋지 않다는 것임. 이는 과설비 운영으로 이어져서 COPQ(cost of poor quality)의 증가로 이어짐. Control–In : ± 3σ의 관리한계 안

6 2) Tenter 내 적정 온도 산포 유지 방법 (Step2,3)
앞의 Data로 볼 때 앞부분이 중간부분보다 덕트 외부 온도 산포 관리가 더 나쁘다고 할 수 있음. 전반적으로 덕트 내부온도가 그림에서 보는 것과 같이 덕트 외부 온도보다 높고 또한 산포는 작게 나타남. 이것은 덕트 외부 온도 산포과 중심값의 관리가 용이하지 못함을 뜻하고 있다. 다품종 소량생산체제에 필요한 유연성(flexibility)이 부족함. 특히 앞부분은 DR의 경우에 덕트 외부 온도가 덕트 내부보다 15℃ 정도 차이가 나고 산포도 2.5배 이상으로 나타남. 2) Tenter 내 적정 온도 산포 유지 방법 (Step2,3) 여러 번의 Tenter 내ㆍ외부간의 차압측정을 하였는바 압차 형성이 이루어 지지 않음. 물론 개방된 Tenter 이기 때문에 급기를 계속한다 할지라도 양압의 형성이 용이하지 않고, 더욱 Oligomer 때문에 배기를 많이 하는 상황에서는 양압의 형성이 불가능 할 수 있음. 그러나 온도의 산포를 줄임으로써 생산되는 필름의 품질을 높이고 또한 파단을 방지하며 에너지 절약도 할 수 있는 Tenter 내 적정 양압의 설정과 유지가 필요하다고 사료됨. (실제로 배기 밸브를 조정함으로써 양압형성은 실증된 바 있음.) Simulation Model 개발 PID와 SPC의 연결

7 3. 플라스틱 사출 공정 : 양품률 극대화(Nokia의 예)
1) 온도 습도 관리 : Ambient Control 온도 25℃±4℃, 습도 ±10% → 적정 온도, 습도 관리로 에너지 낭비 예방 2) 이상(異狀) 고온시설의 분리 : Resin 전처리 과정(건습 및 온도 상승) Resin Resin 전처리 공정(건습 및 고온)과 사출공정을 분리 → 효율적인 공정관리 및 에너지 관리 사출기 클린룸 Control–In 의 실현 S사 사출업체 간부 曰 ‘국내의 어떠한 1류 기업에서도 따라 잡을 수 없다.’

8 4. 클린룸 : 효율적 내부온도 균일화 1) Glass Furnace(LCD)의 예
그 효과가 미비함. 로 주위의 온도를 일정하게 가져갈 수 있도록 하기 위해서는 기류변화에 대한 지식과 노하우가 필요함. 고온 공정 클린룸

9 2) Printing, PDP Rib용 Powder의 예
Squeeze Pressure Screen Tension Mask와 PCB의 Gap Viscosity 관리를 위한 Temperature 관리 주요 규격 적용분야 및 용도 ㆍ 고정밀 인쇄기 ㆍ 반도산업㈜ ㆍ BS-300AT ㆍ 1200×1200×1500mm ㆍ 제조공정에 이용 ㆍ Paste 도포 실험 ㆍ 각종 재료의 표면인쇄 ㆍ Paste의 Viscosity SPC, Filid Viscosity SPC 에서의 온도관리의 영향성 파악

10 物性(material property)의 Sol 상태에서는 점도(viscosity)의 측정이 힘들기 때문에 점도관리를
Powder 공정 : 점도관리 物性(material property)의 Sol 상태에서는 점도(viscosity)의 측정이 힘들기 때문에 점도관리를 하는 것보다 점도는 온도에 따라 변하므로 점도관리는 온도관리로 대체하는 것이 효율적임. Powder제조의 Powder수준에 영향을 주는 인자 Inlet의 온도 Outlet의 온도 정압 점도

11 <Powder 제조시 powder수분에 영향을 주는 인자>
Y(Moisture:수분) BY X1(inlet의 온도) X2(outlet의 온도) X3(정압) X4(점도) Source of Variation Sum of Squares DF Mean Square F Significancy of F X1 1 3.236 0.099 X2 5.063 0.081 0.782 X3 1.563 0.025 0.877 X4 72.079 Explained 4 18.855 Residual 11 62.744 Total 15

12 Ⅱ. 장치산업에서의 에너지 대응 전략(energy conservation in instrumental process)
1. “Control–In”은 표준화의 검증이자, 방향을 제시하는 Tool !! 수 많은 경영혁신 및 개선 기법(tool)들이 국내에 도입되었고, 또한 새로운 기법이 계속해서 도입 적용되고 있지만, 아직 확고히 정착시키지 못하는 근본적인 원인은 “Control-In” 개념의 부족과 미확보에 있음. ← 통계적 마인드의 정착이 중요(‘통계적 기법이 아니라’) SQC TQC TQM TPM 6σ-SPC TPS Lean/6σ Shewhart Chart(1930년대)의 “Control-In” 개념에 기반을 둠.

13 1) JIT(just in time) 방식 적용의 예
S사의 경우, Toyota의 JIT 생산방식을 도입하여 적용하려 하였으나 실패함. 공정안정화(control-in)의 미확보 때문임. SAP, Oracle을 이용한 ERP 구축 : 의미 감소 L사의 경우, Toyota의 JIT 자문의 예 2) Cell 생산방식 적용의 예 L사의 경우, 1990년대 Cell 생산방식을 도입하였으나 실패함. : 너무 많은 체결수 때문임(공정안정화, control-in 미확보) Volvo(Ghent 공장)의 경우, LEGO 조립식(체결수 최소화) 모듈생산 방식 적용 C사 S사 L사 Cell 방식 적용

14 일본에서도 표준화에 대한 중요성을 깨닫고 강조를 하고 있음(1995년부터)
팀워크 / Communication 사기진작 / Motivation( Incentive) 5S(整理, 整頓, 淸掃, 淸潔, ) 표준화 (4M) 6σ SPC, ERP 등 ● 이윤 극대화 계속기업 추구 (going concern)

15 ※ Item 선정(시장진출)이 기업의 가장 중요한 이슈이기는 하지만, 공정경쟁력 또한 매우 중요한 이슈이다(특히 협력업체).
2. “Control-In”의 확보를 통한 기대 효과 Energy Conservation 공수 생력화 Mr. Stevens LG실트론 Critical Process의 의미 생력화 → 공정 경쟁력 Shinets와 삼성전자 ※ Item 선정(시장진출)이 기업의 가장 중요한 이슈이기는 하지만, 공정경쟁력 또한 매우 중요한 이슈이다(특히 협력업체). → 대기업(BMW)의 예도 있음