작업공정도

왜 배우는가: 작업공정도는 제품 한 개가 여러 부품과 작업을 거쳐 완성되는 과정을 한 장에 그려 준다. 공정의 순서와 소요 시간, 여러 부품이 합류하는 지점을 한눈에 보이게 해서 개선할 곳을 찾는 첫 단계로 쓰인다. 두 회차에 걸쳐 같은 개념이 출제되어 기호를 정확히 그리는 능력이 필요하다.

출제 이력: 제130회 1교시 4번, 제121회 4교시 3번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

시간에 따라 기호로 나타낸 공정 분석 도표다.]

작업공정도는 공정 분석의 한 방법이다. 제품 한 개를 기준으로 부품이 어떤 작업을 어떤 순서로 거치고 시간이 얼마나 드는지를 한 장에 모은다. 답안 첫 줄은 위 정의 문장으로 시작하면 된다. 이 개념을 이해할 때 붙잡아야 할 키워드는 다음과 같다.

• 작업공정도(OPC): 작업과 검사만 기호로 표시한 공정도
• 가공 작업: 물리·화학적 성질이나 모양을 바꾸는 작업
• 검사 작업: 품질이나 수량이 기준에 맞는지 판단하는 작업
• 조립 작업: 둘 이상의 부품을 하나로 합치는 작업
• 결합 작업: 가공과 검사를 한 번에 하는 작업
• 공정 순서: 부품이 지나가는 작업의 시간적 차례
• 소요 시간: 작업 한 번에 걸리는 시간
• 공정 분석: 생산 흐름을 조사·분류·검토하는 기본 방법

2. 개념 풀이

쉬운 말로 풀면, 작업공정도는 부품 한 개가 공장 안에서 무엇을 겪으며 지나가는지 적은 일지다. 누가, 어디서, 무엇을, 얼마나 걸려 하는지를 같은 순서로 적어 두면 기다리는 시간과 되풀이되는 검사가 눈에 띈다.

정식으로 정의하면 다음과 같다. 작업공정도는 제품 또는 부품 하나를 기준으로 가공·검사·조립 같은 작업 공정만을 공정 순서에 따라 기호와 소요 시간으로 표시한 도표이다.

핵심 용어는 기호와 짝지어 익힌다. 가공(○)은 대상의 모양이나 물리·화학적 성질을 바꾸는 활동이고, 다음 공정을 위해 준비하는 상태도 여기에 든다. 두 부품을 붙이는 조립도 같은 원형 기호로 그린다. 검사(□)는 재료·부품·제품이 기준에 맞는지 가려내는 활동이다. 생산에 직접 쓰이지 않는 준비나 정리도 교재에서는 검사 쪽에 넣는다.

작업공정도가 표시하지 않는 기호도 알아 두어야 한다. 운반(→)은 대상을 한 장소에서 다른 장소로 옮기는 것이고, 지연(D)은 가공이나 검사를 받지 않은 채 멈춰 있는 상태이며, 저장(▽)은 다음 작업을 기다리며 보관하는 것이다. 운반·지연·저장까지 모두 그리는 도표는 흐름 공정도라고 따로 부른다. 작업공정도는 가공과 검사를 중심으로 공정의 뼈대를 먼저 보는 도구다.

가공과 검사를 한 번에 하는 작업은 두 기호를 겹쳐 결합 작업은 ○ 안에 □ 로 그린다. 기호를 겹치는 대신 따로 그리면 작업 수가 늘어나 합계가 틀어진다.

1교시 문항의 부품 A를 예로 들면 다음과 같다. 선반 가공 3분은 ○, 에어건 이물질 제거 15초는 0.25분으로 환산해 ○, 1분 검사는 □, 1분 조립은 ○로 그린다.

표의 시간은 분 단위로 통일해야 합계가 맞는다. 이물질 제거를 가공으로 볼지 검사 전의 준비로 볼지는 채점 기준의 정의에 따라 달라지므로, 어느 쪽으로 분류했는지 한 줄로 밝혀 두면 안전하다. 부품 A 한 개의 작업 시간 합은 5.25분이다.

3. 등장 배경과 필요성

공장에서 제품 종류가 늘고 공정이 길어지면서, 작업 순서와 시간을 말로 설명하기보다 한눈에 보이는 도표가 필요해졌다. 조립 라인처럼 반제품이 작업대 사이를 옮겨 가며 부품이 순서대로 더해지는 생산 방식에서는, 부품 여러 개가 서로 다른 시간에 가공되다가 한 제품으로 모인다. 이 구조를 글로만 적으면 누가 기다리는지가 드러나지 않는다.

공정 분석의 출발점은 1921년이다. Frank Gilbreth 가 ASME 회원들에게 「Process Charts—First Steps in Finding the One Best Way」를 발표하며 공정도 방법을 처음 체계적으로 제시했다. 이 도구는 곧 산업공학 교육에 들어갔다.

1930년대 초에는 Allan H. Mogensen 이 Work Simplification Conferences 에서 기업인에게 산업공학 도구를 가르쳤다. 1944년 그의 강좌를 거친 실무자들이 Procter & Gamble 과 Standard Register 같은 회사에서 공정도를 업무에 맞게 바꿔 썼다. 이 과정에서 정보 처리용 다중 흐름 공정도도 만들어졌다.

1947년 ASME 는 Gilbreth 의 원래 작업을 바탕으로 한 기호 체계를 공정도 표준으로 채택했다. 지금 쓰는 ASME 표준 기호의 뿌리가 여기 있다.

1교시 문항처럼 부품 A, B, C가 각각 다른 길이의 작업을 거쳐 한 제품으로 모이는 경우, 어느 흐름이 가장 오래 걸리는지 보여야 개선 대상을 고를 수 있다. 작업공정도는 바로 이 질문에 답하도록 만든 도구다. 기다리는 시간이 긴 부품을 찾으면 그 작업의 시간을 줄이거나 다른 부품 작업과 나란히 놓는 개선이 가능하다.

교재는 공정을 가공, 운반, 검사, 정체, 저장의 다섯 가지로 나누고 각 공정의 조건과 함께 분석한다고 설명한다. 작업공정도는 이 중 가공과 검사를 먼저 보는 용도이며, 뼈대가 잡힌 뒤에 운반 거리나 저장량 같은 세부 분석으로 넘어간다. 그래서 작업공정도는 공정 분석의 첫 장으로 놓인다.

4. 구성요소·원리·절차

작업공정도는 다섯 가지 구성 요소로 이루어진다. 각 요소가 무엇을 표시하고 무엇을 함께 적는지 표로 정리해 두면 그림을 그릴 때 빠뜨리는 것이 줄어든다.

작업 기호는 제품을 실제로 바꾸는 활동을 맡고, 검사 기호는 그 결과가 맞는지 가려내는 활동을 맡는다. 결합 기호는 두 활동이 한 자리에서 일어날 때 쓰며, 저장 기호는 외부에서 들어오거나 다음 작업을 기다리는 부품을 표시한다. 흐름선은 어느 부품이 어디에서 합쳐지는지를 보여 주는 선이다.

작업공정도의 원리는 세 가지다. 첫째, 부품 흐름은 위에서 아래로 그린다. 둘째, 여러 부품이 합류하는 지점은 조립 기호 한 곳에 모은다. 셋째, 모든 기호 옆에 분 단위 시간을 적고 그 합으로 전체 흐름을 판단한다. 합류 지점에서 가장 늦게 도착한 부품이 전체 공정 시간을 정한다는 점이 이 도표의 핵심 논리다.

합류 지점에서 가장 늦게 도착한 부품이 전체 공정 시간을 결정한다.

절차는 다음 순서로 밟는다.

• 완성품을 기준으로 필요한 부품을 나열한다.
• 부품마다 작업 순서를 가공, 검사, 조립 순으로 적는다.
• 외부에서 들어오는 부품은 저장 기호로 표시한다.
• 여러 부품이 합류하는 조립을 한 지점에 모은다.
• 각 기호 옆에 소요 시간을 적고 가장 긴 경로의 합계를 구한다.

4교시 문항을 예로 들면 다음과 같다. 부품 A는 가공 2분, 검사 1분, 조립 2분이라 합계가 5분이다. 부품 C의 2분 작업은 A보다 빨리 끝나므로 A가 기준이 된다. 합류 조립 1분, 최종 품질검사 2분, 포장 1분을 더하면 전체 흐름은 5 + 1 + 2 + 1 = 9분이다. 부품 B는 완제품으로 입고되므로 작업 시간이 없다고 가정한다. 작업 네 개가 이어진 9분은 한 제품의 흐름으로 상식에 맞는 길이다.

이 흐름을 기호 순서대로 옮기면 아래 도식과 같다. 가장 긴 줄이 병목이고, 합류 지점 이전의 세 줄이 같은 시각에 진행된다는 점을 읽을 수 있어야 한다.

5. 관련 법령·기준·표준

작업공정도 기호는 법령 조문으로 정해진 것이 아니라 산업공학에서 쓰는 ASME 표준 관행이다. 기준의 뿌리는 1947년 ASME 가 채택한 공정도 기호 체계이며, 국내 산업공학 교재도 이를 따른다. 그래서 답안에서는 조항 번호를 들기보다 기호의 이름과 뜻을 정확히 쓰는 것이 점수가 된다.

표의 각 값은 기호 모양과 이름을 함께 적을 때 의미가 완성된다. 예를 들어 결합 작업을 원과 사각형 두 번으로 그리면 작업 수가 늘어나 채점에서 감점된다. 시간 단위를 초와 분으로 섞으면 합계가 틀어지므로 분으로 통일하고 환산 과정을 한 줄 남긴다.

기호 체계는 제조 도면이 컴퓨터로 그려지면서 일부 옛 기호가 일반 사용에서 사라졌다. 오래된 수기 문서의 기호를 해석할 때는 표준 교재의 정의를 기준으로 삼아야 한다. 답안을 쓸 때도 익숙한 구두 표현보다 표준 기호 이름을 먼저 쓰는 편이 안전하다.

작업공정도는 공장 계획에서 고려할 항목 가운데 제품과 설비, 인간, 이동에 관한 사항을 한 그림에 묶는 도구로도 쓰인다. 이때 기준이 되는 것은 기호 체계이고, 그림이 다루는 범위를 본문에서 명확히 적는 것이 중요하다.

6. 유형과 비교

공정도는 무엇을 중심으로 그리느냐에 따라 여러 가지로 나뉜다. 작업공정도는 가공과 검사 중심이고, 흐름 공정도는 다섯 가지 활동을 모두 표시하며, 유선도는 물품이 설비 배치 위를 지나가는 경로를 보여 준다. 세 도표의 차이를 표로 비교해 두면 문항이 어떤 도표를 요구하는지 가리기 쉽다.

작업공정도는 작업자와 설비가 쓰는 시간을 보는 데 맞고, 흐름 공정도는 운반과 저장에서 생기는 낭비를 찾는 데 맞다. 유선도는 공장 배치를 바꿀 때 물품의 동선이 얼마나 긴지, 같은 길을 되돌아가는지를 보는 데 쓰인다. 세 도표는 경쟁 관계가 아니라 같은 공정을 다른 쪽에서 보는 짝이다.