Lean 린 생산방식을 제약회사에도 도입할 수 있을까? 터렛 체인지

린 생산(Lean manufacturing)

린 생산방식은 생산 과정에서 극대화한 효율성 추구하고 낭비를 줄이며 생산성을 증대시키는 체계적인 접근 방식이다.

Toyota Production System (TPS)에서 유래된 원칙과 실천 방법을 포괄하며, 전 세계 산업에서 널리 채택되고 있다.

린 생산의 기본 철학은 모든 생산 과정에 있어 가치를 창출하지 않는 유 무형의 요소를 낭비(Waste)로 정의하고 이를 지속적으로 줄여나가는 과정이며 이 때문에 “군더더기가 없다”, “더 이상 뺄 것이 없다”는 의미의 Lean을 사용하여 린 생산이라 이름 지어졌다.

SMED(Single Minute Exchange of Dies)

린 생산의 세부 방법론 중 SMED는 설비 위주의 프로세스에서 많이 적용된다.

SMED란 10분 미만의 시간 안에 공구를 교체한다는 뜻으로 생산하는 다양한 종류의 제품의 교체(Changeover)가 이루어지는 경우 해당 제품생산에 필요한 체인지 파트를 교체해야 하는데 이때 발생하는 비가동시간이 다른 공정에 영향을 주게 되므로 이를 최소화한다면 전체적인 생산성 개선이 이루어진다는 개념을 원칙으로 한다.

SMED를 잘 보여주는 대표적인 것이 자동차 F1경기에서 볼 수 있는 Pit Stop이다.

자신이 할 일을 잘 숙지하고 있는 팀원과 철저히 수립된 작업계획이 잘 조화되어 있어야 몇 분 내에 필요한 부품교체와 연료 보급을 처리할 수 있다.

 SMED는 내부 교체와 외부 교체의 두 가지 개념이 존재하는데 내부 교체란 설비가 가동 중인 상태에서 교체나 셋업 작업이 가능한 종류를 말하고 외부 교체란 설비가 멈춰진 상태에서만 할 수 있는 준비작업을 말한다. 따라서 외부 교체시간을 줄이고 내부 교체시간을 늘린다면 설비 가동율이 높아지고 곧 생산성 향상을 기대할 수 있다.

 

터렛 교체 타정기(Turret Changeover)

제약회사에서 타정기의 비가동은 주로 생산하는 제품이 바뀌는 단계에서 발생하게 된다.

동일한 제품을 연속적으로 생산하는 캠페인 생산모드가 아닌 경우 즉, 다른 품목의 제품을 생산하는 경우 기존 생산했던 제품의 혼입을 막기 위해 타정기 내부의 완벽한 클리닝 단계를 거치게 된다.

또한 새로운 펀치와 다이세트를 다시 장착하는데 필요한 시간까지 고려하면 6~10시간 이상이 걸리게 되고 이는 설비 가동률을 낮추는 요인이 된다.

체인지오버에 의한 비가동 시간을 당연한 것으로 생각할 수도 있겠지만 린 생산의 방법론인 SMED 방법론으로 접근하면 터렛 체인지 시스템을 적용해 볼 수 있다.

아래 그림처럼 배치 투 배치(Batch to Batch) 체인지오버의 경우 터렛 세트를 미리 클리닝과 세팅해 둔 상태에서 기존 터렛과 교체하면 클리닝이 단순해지고 비가동 시간을 크게 줄일 수 있게 된다.

지속적인 개선을 통해 기존 6~10시간 이상 걸리던 작업을 1시간~2시간 이내 완료 할 수 있는 결과를 얻을 수가 있다.

같은 제조사의 터렛은 호환이 가능하기 때문에 같은 제조사의 타정기를 보유하고 운영하면 이러한 효과가 극대화 된다.

규모의 경제를 이루기가 어렵고 여러 가지 품목을 생산을 해야 하는 제약사의 현실에서 터렛 체인지는 반드시 도입해야 하는 선택지일 것이다.

신규 타정기의 도입 후 밸리데이션을 거쳐 실제 생산하기까지 6개월~10개월이 걸리는데 이에 비교할 때 추가로 터렛을 구매하는 경우에는 도입 결정 후 1~2달 이내이며 신규 설비 밸리데이션의 부담도 없게 되므로 갑작스러운 생산량 증가에 효과적으로 대처할 수 있는 등의 장점이 많다.

타정기에 있어 터렛 체인지는 이제 타정기를 선택할 때 고려해야 하는 중요한 기능이 되었다.

터렛 체인지 방식과 관련된 원천 기술도 지속적으로 개발되어 기존에 번거롭고 내구성에 문제가 많았던 중심축 고정방식에서 벗어나서 현재는 톱니바퀴가 맞물려지듯 면으로 접촉하는 퀵 커플러 방식이 적용되었다.

그 외에도 터렛과 설비본체 간 세팅 될 때 자동 센터 포지셔닝 기능은 물론 내장형 리프트 장치가 적용되어 작업자의 편의성과 운전의 안정성이 크게 향상되었다.

터렛이 오프라인 상태 즉 외부 교체 상태에서 터렛은 이동할 수 있는 전용 카트 위에 놓이게 되어 타정실 밖에서 펀치/다이는 물론 레일부품까지 세팅해 둘 수 있게 되어 있다.

터렛체인지 방식은 타정기 제조사별로 모두 다르며 그 방식에 따라 체인지 시간도 달라지므로 이를 고려하는 것이 좋다.