1. Design for Assembly and Serviceability의 정의

Design for Assembly and Serviceability는 제품과 기계를 설계할 때 제조단계의 조립뿐 아니라, 설치 이후의 점검, 조정, 청소, 윤활, 수리, 부품교체 및 재조립까지 고려하는 설계 접근방법이다.

이 영역은 크게 두 부분으로 구성된다.

Design for Assembly

부품과 모듈을 빠르고 정확하며 반복 가능하게 조립할 수 있도록 설계한다.

주요목표:

• 부품수 감소

• 조립방향 단순화

• 체결작업 최소화

• 조립오류 방지

• 공구 접근성 확보

• 자동화 가능성 향상

• 조립시간 단축

• 작업자 편차 감소

Design for Serviceability

설치된 기계를 안전하고 효율적으로 점검·정비할 수 있도록 설계한다.

주요목표:

• 점검 접근성 확보

• 고장진단시간 단축

• 부품교체 용이성

• 정비작업 안전성

• 재조립정밀도 확보

• 유지보수비용 절감

• 설비정지시간 단축

• 수명주기 성능 유지

이 영역의 핵심은 다음과 같다.

기계가 쉽게 조립될 수 있도록 설계하는 것과, 사용 중 쉽게 점검하고 복구할 수 있도록 설계하는 것은 동일한 수명주기 설계 문제이다.

2. 조립성과 정비성을 함께 검토해야 하는 이유

조립과 정비는 서로 다른 시점에 수행되지만, 실제로는 동일한 구조와 체결부, 인터페이스 및 작업공간을 사용한다.

예를 들어 다음 설계요소는 조립과 정비 모두에 영향을 준다.

• 부품 접근방향

• 볼트 위치

• 커넥터 위치

• 커버 분해방식

• 케이블 여유

• 위치결정 핀

• 모듈 분리면

• 인양점

• 기준면

조립은 쉬우나 정비가 어려운 구조 또는 정비는 가능하지만 초기조립이 복잡한 구조는 전체 수명주기 비용을 증가시킨다.

3. 주요 설계목표

Design for Assembly and Serviceability는 다음 목표를 달성해야 한다.

• 조립공정 단순화

• 작업단계 감소

• 부품식별 용이성

• 조립오류 예방

• 조립품질 재현성 향상

• 생산자동화 대응

• 점검시간 단축

• 고장위치 식별 용이성

• 소모품 교체시간 단축

• 정비 후 기능복원

• 설비가동률 향상

• 총소유비용 절감

4. 제품수명주기 관점

조립성과 정비성은 제품수명주기 전체에서 검토해야 한다.

주요단계:

1. 부품제조

2. 하위조립

3. 최종조립

4. 공장시험

5. 운송

6. 현장설치

7. 운전

8. 정기점검

9. 예방정비

10. 고장수리

11. 개조 및 업그레이드

12. 해체 및 폐기

초기조립만을 기준으로 최적화하면 현장설치와 정비단계에서 문제가 발생할 수 있다.

5. Assembly와 Service의 구분

Assembly

새로운 부품과 모듈을 결합하여 기능을 완성하는 과정이다.

주요활동:

• 위치결정

• 체결

• 배선

• 배관

• 정렬

• 조정

• 검사

Service

운전 중 발생하는 성능저하, 마모, 오염 또는 고장을 확인하고 정상상태로 복구하는 과정이다.

주요활동:

• 점검

• 청소

• 윤활

• 조정

• 진단

• 수리

• 교체

• 교정

설계에서는 두 작업의 공통점과 차이점을 모두 고려해야 한다.

6. 부품수 최소화

부품수가 많을수록 다음이 증가한다.

• 조립시간

• 구매관리 항목

• 재고

• 조립오류 가능성

• 체결부 수

• 검사대상

• 유지보수 부품수

부품수 감소방법:

• 일체형 부품

• 기능통합

• 표준부품 공용화

• 브래킷 통합

• 커버와 지지구조 통합

• 불필요한 조정기구 제거

단, 지나친 일체화는 정비와 교체비용을 증가시킬 수 있다.

7. 부품통합과 교체성의 균형

부품통합은 조립성을 높이지만, 고장 시 전체모듈을 교체해야 할 수 있다.

검토사항:

• 고장빈도

• 부품가격

• 교체시간

• 현장수리 가능성

• 정밀조정 필요성

• 예비품 관리

• 폐기비용

수명이 긴 구조부품은 통합하고, 마모부품과 고장가능성이 높은 부품은 분리하는 것이 일반적으로 유리하다.

8. 조립방향의 단순화

조립방향은 가능한 한 적게 구성해야 한다.

이상적인 조건:

• 한 방향 조립

• 상부에서 하부로 조립

• 중력 활용

• 부품 뒤집기 최소화

• 조립체 회전 최소화

조립방향이 자주 바뀌면 다음 문제가 발생한다.

• 작업시간 증가

• 지그 복잡화

• 낙하위험

• 위치오류

• 자동화 난이도 증가

9. Base Part와 조립기준

조립의 시작점이 되는 Base Part를 명확히 정의해야 한다.

Base Part의 조건:

• 충분한 강성

• 안정적인 지지

• 명확한 기준면

• 지그 고정 용이

• 후속부품 접근성

• 변형이 적음

Base Part는 조립기준과 측정기준을 동시에 제공하는 것이 좋다.

10. Self-Locating Design

부품이 조립 과정에서 자연스럽게 올바른 위치로 유도되도록 설계한다.

적용방법:

• 가이드면

• 테이퍼

• 모따기

• 인로

• 위치결정 핀

• V홈

• 조립용 리드인

• 대칭제거

Self-Locating 구조는 작업자의 미세조정 의존도를 낮춘다.

11. Self-Aligning Design

조립 시 부품의 중심이나 각도가 자연스럽게 맞춰지도록 설계한다.

적용예:

• 구면와셔

• 플로팅 너트

• 가이드부시

• 테이퍼축

• 정렬핀

• 플렉시블 커플링

• 자동센터링 지그

다만 Self-Aligning 구조가 기능정밀도 부족을 보상하는 용도로 남용되어서는 안 된다.

12. 대칭과 비대칭

대칭부품은 방향구분이 필요 없어 조립성이 좋다.

그러나 특정방향으로만 조립해야 하는 부품은 의도적으로 비대칭으로 설계해야 한다.

적용방법:

• 키

• 오프셋 홀

• 서로 다른 핀간격

• 비대칭 플랜지

• 방향성 커넥터

• 형상코딩

이러한 구조는 잘못된 방향의 조립을 물리적으로 방지한다.

13. Poka-Yoke

Poka-Yoke는 조립오류를 예방하거나 즉시 검출하는 구조와 절차이다.

적용예:

• 잘못된 방향으로 삽입되지 않는 형상

• 서로 다른 커넥터 사용

• 색상구분

• 핀수 차별화

• 위치결정 키

• 부품감지 센서

• 체결완료 감지

• 바코드 확인

좋은 오류방지는 교육과 주의보다 구조적 예방을 우선한다.

14. 부품식별성

작업자가 부품을 쉽게 구분할 수 있어야 한다.

식별방법:

• 부품번호

• 레이저마킹

• 색상

• 형상차이

• 방향표시

• 라벨

• QR 코드

• 포장구분

외형이 유사하면서 사양이 다른 부품은 특히 명확하게 구분해야 한다.

15. 체결방식의 단순화

체결방식은 가능한 한 표준화한다.

검토항목:

• 체결부품 종류

• 볼트크기

• 공구종류

• 체결방향

• 체결횟수

• 토크조건

• 풀림방지 방식

서로 다른 볼트크기와 공구를 지나치게 많이 사용하면 조립시간과 오류가 증가한다.

16. Fastener Variety Reduction

한 장비에서 사용하는 체결부품 종류를 줄이는 것이 좋다.

통합대상:

• 볼트직경

• 볼트머리 형상

• 와셔

• 너트

• 나사산 규격

• 드라이버 비트

단, 하중과 공간조건이 다른 체결부를 무리하게 동일화해서는 안 된다.

17. Captive Fastener

Captive Fastener는 볼트나 너트가 커버 또는 부품에서 완전히 분리되지 않도록 하는 구조이다.

장점:

• 분실방지

• 장비내 낙하방지

• 정비시간 단축

• 청정환경 대응

• 작업안전 향상

적용대상:

• 자주 분리하는 커버

• 필터커버

• 전장함 도어

• 점검판

• 보호가드

18. 공구 접근성

체결부에는 공구가 충분히 접근할 수 있어야 한다.

검토항목:

• 공구진입방향

• 렌치회전공간

• 소켓외경

• 드라이버길이

• 토크렌치 사용

• 주변부품 간섭

• 작업자 시야

CAD상에서 볼트가 보인다고 실제공구 접근이 가능한 것은 아니다.

19. 체결부 가시성

작업자가 체결부를 직접 볼 수 있으면 조립품질이 향상된다.

Blind Assembly가 필요한 경우 다음을 적용할 수 있다.

• 가이드핀

• Captive Nut

• 플로팅 너트

• 조립창

• 위치표시

• 카메라 또는 내시경

• 사전조립 모듈

20. 공구수와 공구교체 최소화

조립공정에서 공구교체가 많을수록 시간이 증가한다.

개선방법:

• 동일한 볼트머리 사용

• 동일토크군 구성

• 한 방향 체결

• 자동공구 적용

• 프리셋 공구 사용

• 체결순서 단순화

21. 체결토크 설계

조립성과 품질을 위해 체결토크를 명확히 정의해야 한다.

검토항목:

• 볼트재질

• 강도구분

• 나사산

• 윤활상태

• 체결면재질

• 와셔

• 반복체결

• 목표축력

지나치게 다양한 토크값은 작업오류를 증가시킨다.

22. 조립순서 설계

조립순서는 설계단계에서 검토해야 한다.

좋은 조립순서는 다음을 만족한다.

• 기준이 명확하다.

• 접근성이 유지된다.

• 후속부품이 이전부품을 가리지 않는다.

• 정밀부품이 늦게 설치된다.

• 오염가능성이 낮다.

• 재측정이 가능하다.

• 재작업 범위가 작다.

23. 선행조립과 모듈조립

복잡한 기계는 하위모듈을 사전에 조립한 후 최종조립하는 것이 효율적이다.

적용모듈:

• 구동모듈

• 스핀들모듈

• 제어반

• 밸브매니폴드

• 센서브래킷

• 안전가드

• 유틸리티모듈

모듈은 독립적으로 검사할 수 있어야 한다.

24. 모듈화 설계

모듈화는 기능단위를 독립된 조립체로 구성하는 것이다.

장점:

• 병렬조립

• 사전검사

• 표준화

• 교체용이

• 옵션구성

• 생산성 향상

• 현장설치 단순화

모듈경계에는 기계, 전기, 공압 및 제어 인터페이스를 명확히 정의해야 한다.

25. 모듈 인터페이스

모듈 사이의 인터페이스에는 다음을 정의한다.

기계 인터페이스

• 기준면

• 위치결정

• 체결부

• 하중전달

• 허용오차

전기 인터페이스

• 전원

• 커넥터

• 접지

• 신호

• 통신

공압 인터페이스

• 공급압력

• 포트

• 튜브

• 유량

• 배기

제어 인터페이스

• I/O

• 명령

• 완료신호

• 알람

• 안전신호

26. 커넥터화

직접배선보다 커넥터를 사용하면 조립과 정비시간을 단축할 수 있다.

장점:

• 빠른 연결

• 오배선 감소

• 모듈교체 용이

• 검사 단순화

• 현장설치 용이

검토항목:

• 전류용량

• 핀수

• 키잉

• 방수등급

• 잠금방식

• 반복삽입수명

• 차폐

• 케이블인장방지

27. Quick Connection

공압, 유체 및 전기 인터페이스에는 신속연결 구조를 적용할 수 있다.

예:

• 원터치 피팅

• 퀵커플러

• 멀티커넥터

• 플러그인 밸브

• 착탈식 단자대

• 모듈형 전원커넥터

Quick Connection은 잘못된 연결과 불완전한 체결을 방지하도록 설계해야 한다.

28. 케이블과 배관의 조립성

케이블과 튜브는 조립순서와 접근성을 고려해 설계한다.

검토항목:

• 배선경로

• 최소굽힘반경

• 길이

• 고정위치

• 커넥터 접근성

• 배관분리 가능성

• 라벨

• 교체경로

케이블과 튜브가 다른 부품을 제거해야만 분리되는 구조는 정비성을 낮춘다.

29. 케이블 여유와 스트레인 릴리프

케이블에는 조립과 정비에 필요한 적절한 여유가 있어야 한다.

과도한 여유의 문제:

• 간섭

• 마모

• 노이즈

• 외관저하

여유부족의 문제:

• 인장력

• 커넥터손상

• 이동제한

• 분해곤란

스트레인 릴리프를 통해 케이블 인장력이 단자와 커넥터로 전달되지 않도록 한다.

30. 조립지그와 기준구조

반복조립이 필요한 경우 지그 사용을 고려한다.

지그의 기능:

• 위치결정

• 부품지지

• 방향유지

• 체결보조

• 검사기준 제공

• 작업자안전

제품자체에 지그기준면과 기준홀을 설계하면 조립재현성이 향상된다.

31. 조립 자동화 대응

자동조립을 고려할 경우 다음 특성이 필요하다.

• 일정한 부품공급 방향

• 그리퍼 접근공간

• 명확한 파지면

• 단순한 삽입동작

• 넓은 조립공차

• 자동검사 가능성

• 체결위치 반복성

• 부품감지기능

사람에게 쉬운 구조가 반드시 로봇에게도 쉬운 것은 아니다.

32. 조립공차

조립공차는 실제 작업과 측정능력을 고려하여 설정한다.

지나치게 엄격한 공차는 다음을 증가시킨다.

• 조정시간

• Shim 사용

• 선별조립

• 재작업

• 측정비용

기능에 필요한 공차와 조립이 가능한 공차 사이의 균형이 필요하다.

33. 조정기구

조정기구는 공차누적과 설치오차를 보정할 수 있다.

적용예:

• 장공

• 조정나사

• 편심캠

• Shim

• 턴버클

• 높이조절볼트

• 미세조정스테이지

조정기구에는 조정범위, 잠금방법 및 기준눈금이 필요하다.

34. 조정과 고정의 분리

조정기능과 고정기능을 한 부품에 과도하게 의존하면 조정값이 체결 중 변할 수 있다.

개선방법:

• 조정나사와 고정볼트 분리

• 미세조정 후 클램프

• 기준핀과 체결볼트 분리

• 조정 후 Lock Nut 적용

35. 재조립 정밀도

정비 후 원래 위치와 정밀도를 복원할 수 있어야 한다.

적용방법:

• 위치결정 핀

• 인로

• 기준면

• 테이퍼핀

• 키

• 기준마크

• Shim 기록

• 조정값 기록

볼트홀 간극만으로 위치를 결정하면 재조립정밀도가 낮아질 수 있다.

36. Serviceability의 기본목표

정비성 설계는 다음 질문에서 시작한다.

• 무엇을 점검해야 하는가

• 어떤 부품이 마모되는가

• 어떤 부품이 자주 고장나는가

• 얼마나 자주 교체해야 하는가

• 정비 중 어떤 위험이 존재하는가

• 어떤 공구가 필요한가

• 정비 후 무엇을 재조정해야 하는가

37. 유지보수 유형

일상점검

• 오염

• 누설

• 소음

• 진동

• 압력

• 온도

• 안전장치

예방정비

• 필터교체

• 윤활

• 벨트장력 조정

• 체결확인

• 소모품교체

고장정비

• 고장진단

• 부품교체

• 수리

• 재설정

• 기능확인

예지정비

• 진동분석

• 온도추세

• 전류감시

• 압력변화

• 수명데이터

38. 정비접근성

점검 및 교체대상 부품에는 충분한 접근공간이 있어야 한다.

검토항목:

• 작업자 손 접근

• 공구 접근

• 시야

• 부품 인출방향

• 교체경로

• 작업자 자세

• 조명

• 주변부품 보호

접근성은 단순한 공간확보뿐 아니라 실제 작업순서로 검토해야 한다.

39. Service Envelope

Service Envelope는 정비작업에 필요한 공간범위이다.

포함요소:

• 작업자 몸

• 손과 팔

• 공구

• 부품인출

• 커버개방

• 인양장비

• 측정기

CAD에서 Service Envelope를 별도 공간으로 모델링할 수 있다.

40. 커버와 점검도어

커버와 점검도어는 안전을 유지하면서도 점검이 가능해야 한다.

검토항목:

• 개방방향

• 힌지

• 잠금장치

• Captive Fastener

• 도어지지

• 개방각도

• 인터록

• 중량

• 손잡이

자주 여는 커버는 완전분리형보다 힌지형이 유리한 경우가 많다.

41. 부품교체성

교체부품은 주변구조를 최소한으로 분해하고 제거할 수 있어야 한다.

교체성 평가항목:

• 분해부품수

• 작업시간

• 공구수

• 조정필요성

• 교정필요성

• 중량

• 인양장비

• 소모품 손상가능성

42. Line-Replaceable Unit

Line-Replaceable Unit은 현장에서 빠르게 교체할 수 있도록 구성된 모듈이다.

적용예:

• 모터모듈

• 센서모듈

• 제어기

• 전원공급장치

• 밸브매니폴드

• 펌프모듈

• 필터유닛

LRU는 명확한 인터페이스와 교체절차를 가져야 한다.

43. 마모부품의 위치

마모부품은 가능한 한 접근하기 쉬운 위치에 배치해야 한다.

대표적인 마모부품:

• 베어링

• 벨트

• 체인

• 씰

• 패킹

• 브레이크

• 필터

• 진공패드

• 가이드부시

마모부품 교체를 위해 기계 전체를 분해해야 하는 구조는 피하는 것이 좋다.

44. 소모품 교체

소모품은 주기적으로 교체되므로 교체작업을 단순화해야 한다.

검토항목:

• 교체주기

• 접근성

• 방향성

• 잔량확인

• 오염방지

• 폐기방법

• 교체후 리셋

• 교체이력

45. 윤활성

윤활점은 쉽게 식별하고 접근할 수 있어야 한다.

설계방법:

• 집중윤활

• 원격그리스 니플

• 자동윤활장치

• 투명 오일게이지

• 윤활라벨

• 윤활포트 통합

윤활작업 중 가드 제거가 필요한 경우 안전절차를 고려해야 한다.

46. 청소성

분진, 절삭유, 제품찌꺼기 또는 식품잔류물이 발생하는 장비는 청소성을 고려해야 한다.

검토항목:

• 오염축적부

• 수평면

• 막힌 코너

• 배수

• 세척액 접근

• 부품분리

• 재질

• 부식

• 청소도구 접근

청소가 어려운 구조는 품질과 수명뿐 아니라 안전에도 영향을 준다.

47. 필터와 드레인 접근성

필터와 드레인은 정기점검 대상이다.

검토항목:

• 필터 인출방향

• 교체공간

• 드레인배출경로

• 오염물 수거

• 차단밸브

• 압력해제

• 교체주기 표시

48. 벨트와 체인 정비

벨트와 체인은 장력조정과 교체가 가능해야 한다.

필요요소:

• 점검창

• 장력조정기구

• 정렬기준

• 커버분해성

• 장력측정공간

• 교체경로

49. 베어링 정비

베어링 교체를 고려하여 다음을 검토한다.

• 풀러 접근

• 압입지지면

• 고정부품

• 씰분리

• 윤활

• 축손상 방지

• 하우징분할

• 교체후 예압조정

50. 센서 정비

센서는 비교적 고장과 오염이 자주 발생할 수 있다.

설계요소:

• 커넥터 분리

• 위치조정

• 기준마크

• 브래킷 강성

• 교체후 재설정

• 센서상태 표시

• 케이블 분리성

센서교체 후 원래 검출위치를 쉽게 복원할 수 있어야 한다.

51. 모터와 구동부 정비

모터, 감속기 및 커플링은 교체와 정렬을 고려해야 한다.

검토항목:

• 인양공간

• 커플링 분리

• 모터베이스

• 장력해제

• 전원커넥터

• 브레이크

• 정렬기준

• 교체후 시험

52. 전장정비성

제어반과 전기장치는 안전하게 점검하고 교체할 수 있어야 한다.

검토항목:

• 단자접근성

• 기기교체공간

• 도어개방각

• 조명

• 절연커버

• 예비단자

• 선번

• 도면보관

• 전원차단

• 활선부 보호

53. 공압정비성

공압시스템은 배관식별과 잔압처리가 중요하다.

검토항목:

• 튜브번호

• 밸브번호

• 수동조작

• 압력표시

• 차단밸브

• 잔압배출

• 매니폴드 교체

• 피팅 접근

• 누설검사

54. 유압 및 유체정비성

유압과 유체시스템은 오염과 누유를 고려해야 한다.

검토항목:

• 차단밸브

• 압력해제

• 드레인

• 오일수거

• 필터교체

• 호스교체

• 오염방지

• 에어빼기

• 재충전

55. 진단성

진단성은 고장원인을 빠르게 식별할 수 있는 능력이다.

설계요소:

• 상태표시

• 알람코드

• 테스트포인트

• 압력계

• 점검창

• 센서LED

• 전류모니터

• 로그

• 원격진단

• 자기진단

정비시간은 수리시간보다 고장탐색시간에 더 크게 좌우될 수 있다.

56. 테스트 포인트

전기, 공압 및 제어시스템에 테스트 포인트를 제공할 수 있다.

예:

• 전압측정단자

• 통신진단포트

• 압력측정포트

• 유량측정포트

• 센서출력확인점

• 접지확인점

테스트 포인트는 안전하고 오접촉 가능성이 낮아야 한다.

57. 상태모니터링

중요부품은 상태를 지속적으로 모니터링할 수 있다.

대상:

• 베어링 진동

• 모터전류

• 온도

• 압력

• 유량

• 필터차압

• 윤활상태

• 사이클수

상태모니터링은 계획정비와 예지정비에 활용된다.

58. 정비안전

정비작업 중 발생할 수 있는 위험을 설계단계에서 제거하거나 감소시켜야 한다.

주요위험:

• 전기충격

• 잔압

• 낙하

• 예기치 않은 기동

• 고온

• 날카로운 모서리

• 중량물

• 협착

59. Lockout and Tagout

정비 중 에너지원이 재투입되지 않도록 Lockout and Tagout을 적용할 수 있어야 한다.

대상에너지:

• 전기

• 공압

• 유압

• 중력

• 스프링

• 열

• 회전체 관성

설계요소:

• 잠금가능 차단기

• 잠금가능 밸브

• 잔압확인

• 방전시간 표시

• 다중잠금

• 경고라벨

60. 잔류에너지 관리

전원을 차단해도 에너지가 남아 있을 수 있다.

예:

• 콘덴서 전압

• 공압잔압

• 유압축압기

• 상승축 위치에너지

• 압축스프링

• 고온부품

• 회전체 관성

정비 전에 잔류에너지를 제거하거나 안전하게 구속할 수 있어야 한다.

61. 중량부품과 인양

중량부품은 안전하게 분리하고 이동할 수 있어야 한다.

설계요소:

• 아이볼트

• 인양홀

• 리프팅러그

• 무게중심 표시

• 포크리프트 삽입부

• 분리형 모듈

• 인양경로

부품중량과 권장 인양방법을 문서화해야 한다.

62. 작업자 자세와 인간공학

정비작업은 무리한 자세를 최소화해야 한다.

피해야 할 조건:

• 장시간 쪼그림

• 머리 위 작업

• 깊은 내부 접근

• 한손 중량지지

• 보이지 않는 체결

• 과도한 작업력

가능한 경우 정비대상을 허리와 어깨 사이의 작업영역에 배치한다.

63. 공구관리와 특수공구

표준공구로 정비할 수 있도록 설계하는 것이 좋다.

특수공구가 필요한 경우:

• 공구사양 명시

• 보관위치 제공

• 분실방지

• 사용절차 제공

• 교체품과 함께 공급

• 교정관리

64. 교체 후 조정

부품교체 후 필요한 조정항목을 최소화해야 한다.

가능한 방법:

• 고정스톱

• 기준핀

• 프리셋 모듈

• 자동교정

• 파라미터 자동인식

• 기준마크

• 교체용 게이지

65. 교체 후 기능검증

정비 후에는 정상복구 여부를 확인해야 한다.

검사항목:

• 체결상태

• 정렬

• 센서

• 윤활

• 누설

• I/O

• 인터록

• 수동운전

• 자동운전

• 성능

66. 예비품 전략

정비성은 예비품 운영과 연결된다.

예비품 선정기준:

• 고장빈도

• 조달기간

• 생산중단 영향

• 가격

• 수명

• 표준화

• 수리 가능성

예비품은 부품번호와 적용장비가 명확해야 한다.

67. 표준부품과 공용화

표준부품 공용화는 조립과 정비 모두에 유리하다.

장점:

• 구매단순화

• 재고감소

• 교육단순화

• 공구통합

• 교체용이

• 긴급대응 향상

68. 업그레이드와 개조

장비의 수명 중 기능추가와 개조가 발생할 수 있다.

설계 시 고려할 사항:

• 예비공간

• 예비I/O

• 예비전원

• 모듈경계

• 소프트웨어 확장

• 네트워크 포트

• 구조강성

• 문서개정

69. 해체와 폐기

제품수명 종료 시 안전하게 해체할 수 있어야 한다.

검토항목:

• 재질분리

• 유해물질

• 잔류유체

• 배터리

• 중량부품

• 재활용

• 분해순서

• 폐기표시

70. 조립시간 분석

조립공정을 작업단위로 분석할 수 있다.

분석항목:

• 부품취급시간

• 방향확인시간

• 삽입시간

• 체결시간

• 공구교체시간

• 측정시간

• 재조정시간

• 이동시간

부가가치가 낮은 동작을 줄이는 것이 중요하다.

71. Service Time 분석

정비시간은 다음 요소로 구분할 수 있다.

• 고장검출시간

• 접근시간

• 분해시간

• 교체시간

• 조정시간

• 재조립시간

• 기능확인시간

부품교체 자체가 짧아도 접근과 복구가 오래 걸리면 정비성이 낮다.

72. MTTR

MTTR은 고장 후 평균복구시간을 의미한다.

MTTR에 영향을 주는 요소:

• 진단성

• 접근성

• 부품교체성

• 예비품

• 작업자숙련도

• 문서

• 특수공구

• 재조정

• 시험절차

정비성 설계의 핵심목표 중 하나는 MTTR 감소이다.

73. 설계검토 방법

Design for Assembly and Serviceability는 다음 방법으로 검토할 수 있다.

• 3D CAD 검토

• 디지털 목업

• 조립 시뮬레이션

• 서비스 시뮬레이션

• 작업자 동선분석

• 지그검토

• Mock-Up

• 프로토타입 조립

• 정비성 시험

74. 조립성 평가질문

• 부품수를 줄일 수 있는가

• 한 방향으로 조립할 수 있는가

• 부품방향이 명확한가

• 잘못된 조립이 물리적으로 방지되는가

• 체결부품 종류가 적절한가

• 공구접근이 가능한가

• 체결부가 보이는가

• 조립기준이 명확한가

• 조정작업이 최소화되어 있는가

• 하위모듈을 사전검사할 수 있는가

• 케이블과 튜브가 쉽게 연결되는가

• 자동화 가능성이 있는가

75. 정비성 평가질문

• 정기점검 대상에 쉽게 접근할 수 있는가

• 소모품을 빠르게 교체할 수 있는가

• 마모부품 교체에 주변부품 분해가 필요한가

• 잔압과 전원을 안전하게 차단할 수 있는가

• 고장위치를 쉽게 진단할 수 있는가

• 부품교체 후 위치와 정밀도를 복원할 수 있는가

• 중량부품을 안전하게 인양할 수 있는가

• 정비자세가 적절한가

• 특수공구가 필요한가

• 교체 후 기능시험 절차가 있는가

• 예비품이 표준화되어 있는가

• 정비기록을 남길 수 있는가

76. 조립성 및 정비성의 주요 불량유형

조립성 문제

• 공구가 들어가지 않음

• 부품방향 혼동

• 체결부 가림

• 지나친 부품수

• 조립순서 충돌

• 케이블 길이 부족

• 위치결정 불명확

• 과도한 조정

정비성 문제

• 커버분해 과다

• 소모품 접근곤란

• 잔압제거 불가

• 부품인출공간 부족

• 교체 후 재정렬 복잡

• 라벨 부족

• 고장진단 정보 부족

• 인양점 부재

77. 설계개선 방법

• 부품 통합

• 체결부 표준화

• 조립방향 단순화

• 가이드와 모따기 추가

• Poka-Yoke 적용

• Captive Fastener 적용

• 커넥터화

• 모듈화

• 점검도어 추가

• 서비스 공간 확보

• 위치결정 핀 추가

• 테스트 포인트 추가

• 상태표시 강화

• 정비 절차 단순화

78. 주요 설계 및 품질 산출물

79. 조립성과 정비성의 균형

조립성을 높이는 설계가 항상 정비성도 높이는 것은 아니다.

예:

• 일체형 부품은 조립은 쉽지만 부분수리가 어렵다.

• 접착은 체결부품을 줄이지만 분해가 어렵다.

• 내부배선은 외관이 좋지만 교체가 어렵다.

• 완전밀폐 구조는 보호성이 높지만 접근성이 낮다.

따라서 다음 요소 사이의 균형이 필요하다.

• 초기조립시간

• 부품비용

• 신뢰성

• 정비빈도

• 수리비용

• 설비정지시간

• 안전성

• 제품수명

80. 결론

Design for Assembly and Serviceability는 생산단계의 조립효율만을 높이거나 유지보수 편의성만을 개선하는 개별활동이 아니다.

기계의 제작, 설치, 운전, 점검, 수리, 개조 및 폐기까지 연결하는 수명주기 설계방법이다.

그 핵심은 다음 관계를 일관되게 관리하는 것이다.

• 부품수와 기능통합

• 조립방향과 작업동선

• 체결부와 공구 접근성

• 조립공차와 조정시간

• 모듈화와 교체성

• 커넥터와 인터페이스

• 보호커버와 점검접근성

• 마모부품과 교체주기

• 고장진단과 복구시간

• 정비작업과 잔류에너지

• 초기조립비용과 수명주기비용

• 현장정비와 재조립정밀도

좋은 조립성 설계는 부품을 적게 사용하고, 올바른 방향으로 자연스럽게 조립되며, 최소한의 공구와 조정으로 일관된 품질을 구현한다.

좋은 정비성 설계는 고장을 빠르게 진단하고, 위험에 노출되지 않은 상태에서 부품에 접근하며, 최소한의 분해와 조정으로 기능을 복구할 수 있도록 한다.

이를 통해 Design for Assembly and Serviceability는 단순한 생산성 개선기법이 아니라, 기계의 품질, 안전, 가동률 및 총소유비용을 함께 결정하는 핵심 설계원칙이 된다.