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조립라인
조립라인(組立line, Assembly Line)은 여러 부품을 모아 컨베이어 시스템에서 제품으로 조립하여 가는 생산라인을 의미한다. 쉽게 말하면 주로 조립을 하는 생산라인이다.[1]
개요
생산라인은 구성 요소를 조립하여 완제품을 만들거나 재료 처리 과정을 거쳐 향후 소비에 적합한 제품을 생산하는 공장에서 설정된 일련의 순차적 작업이다. 필요에 따라 가공, 도장, 조립, 검사 등 일련의 과정을 거치는데 여기에서 어떤 작업이 위주로 하느냐에 따라서 가공라인, 도장라인, 조립라인, 검사라인 등등으로 나눌 수 있는데 조립라인은 주로 조립을 위주로 하는 생산라인이다. 어셈블리 라인이라고도 한다.
조립라인의 가장 보편적인 예는 자동차 조립라인 및 반도체 조립 등 컨베이어 라인으로 구성되어 연속 조합의 설비로 흐름 공정의 시스템을 구성한다.
조립라인은 사전 제작된 상호 교환 가능한 부품을 사용하여 완제품을 조립하는 산업 생산 유형이다. 가장 기본적인 조립 시스템은 완제품이 완성될 때까지 일련의 워크스테이션을 통해 제품을 운반하는 간단한 컨베이어 벨트로 구성된다. 더 복잡한 라인은 라인을 따라 워크스테이션으로 부품을 운반하는 피더 벨트를 포함하며 자동차 및 기타 복잡한 장비를 제조하는 데 사용된다. 조립 라인의 개발은 제조에 혁명을 일으켰으며 산업 혁명의 주요 선수들의 막대한 재산에 기여했다.
어셈블리 라인이 출현하기 전에 상용 제품을 제조할 때 일반적으로 개별적으로 제작된 부품을 손으로 제작했다. 한 번에 너무 많은 제품을 만들 수 있기 때문에 공장 생산은 사용 가능한 공간으로 제한되어 있었고 직원들은 처음부터 끝까지 프로젝트를 보려고 했다. 19세기 중반에 식품업계의 많은 회사들이 공정을 보다 효율적으로 만들기 위해 조립 라인과 비슷한 것을 만들기 시작했지만 전체적으로 간소화되지는 않았다. 초기 자동차 및 증기 엔진과 같은 물품은 여전히 손으로 제작되었다.
1908년 헨리 포드(Henry Ford)는 대중에게 자동차를 가져올 수 있는 방법을 찾고 있었다. 포드는 자동차를 저렴하게 만들 수 있다면 대중화될 것이라고 확신했지만, 느리고 힘들게 사용되는 제조 방법은 포드가 자동차 가격을 낮추는 것을 허용하지 않았다. 포드는 회사의 다른 사람들과의 협의를 통해 근로자의 노동이 완성된 전체에 기여할 구체적인 임무로 나누어지는 생산 라인을 생각했다. 이 초기 조립 라인에 대한 영감은 여러 산업에서 나왔을 가능성이 있지만, 많은 역사가들은 시카고 도살장의 분해 라인에 설치된 레일에서 아이디어를 얻었다고 한다.
조립라인은 매우 효율적이며 비용 효율성이 높도록 설계되었다. 근로자들은 전반적인 전체의 작은 부분에 초점을 맞추어 광범위한 훈련이 필요하지 않음을 의미한다. 부품은 컨베이어 벨트 또는 일련의 벨트를 따라 공급되어 작업자가 원하는 제품을 연속적으로 흐르게 한다. 생산이 최고조에 이르렀을 때 포드의 라인은 매 3분마다 새로운 자동차가 나오기 시작했다. 특히 현대의 자동차 조립 라인은 자동화된 기계와 사람 손잡이를 결합할 때 더욱 빨라질 수 있다. 다만 조립 라인과 관련된 위험이 있다.
- 첫 번째는 반복적인 움직임이 신체에 해를 끼칠 수 있으므로 근로자의 위험이다. 2차 세계대전 후 이 문제에 대한 인식이 높아지면서 조립 환경이 개혁되었다.
- 두 번째 문제는 한 워크스테이션에서 생산 중단으로 인해 전체 라인에 영향을 미쳐 잠재적으로 상황을 수정할 수 있을 때까지 중단될 수 있다는 것이다.
그러나 대부분의 현대의 제조업체는 정기적인 점검을 통해 이를 방지하기 위해 노력하고 일부 제조업체, 특히 자동차 제조업체는 조립 라인과 제품을 더 잘 만드는 방법에 대한 직원의 의견과 생각을 환영한다.[2]
역사와 발전
고정식 조립라인
1901년, 생산을 시작한 올즈모빌 공장은 세계 최초의 자동차 생산 공장이 아니었다. 같은 시기 이미 벤츠, 푸조, 르노, 피아트 등 세계 여러 나라의 회사들이 각자의 공장에서 자동차를 생산하고 있었다. 그러나 올즈모빌 공장은 세계 최초로 내연기관 자동차를 대량생산한 공장이었다.
랜섬 올즈(1864~1950)는 자동차 설계에만 전념하지 않았다. 다재다능했던 그에게 생산할 자동차 설계는 이미 끝난 것이었고, 이 복잡한 기계를 어떻게 생산할 것인지가 당면한 과제였다. 오늘날에도 생산 프로세스는 공과대학 전공이 따로 있을 정도로 전문적인 분야인데, 영리한 올즈가 생각해 낸 것이 바로 조립라인이었다.
올즈의 조립라인은 오늘날 우리가 알고 있는 조립라인과는 다른 것이다. 제품은 라인에 그대로 있고, 작업자들이 자리를 옮겨가며 조립하는 고정식 조립라인이었다. 사실 이 방법은 예전부터 있던 것인데, 그의 아버지가 전문이었던 당시의 주조가 대표적이다. 많은 거푸집들을 줄 세워 놓고 작업자가 쇳물을 퍼서 붓는 주조는 제품이 움직이지 않고 작업자가 이동한다. 그러나 자동차 생산은 단순한 주조와 달리 공정이 많고 복잡했으니, 당시 어느 누구도 이를 자동차 생산에 활용할 것을 생각하지 못했다. 이점이 올즈가 대량생산의 선구자가 되게 한 것이다.
오늘날 이동식 조립라인이 익숙한 우리에게 올즈의 방법은 구식으로 여겨질 수 있지만, 차 한 대가 완성되기까지 여러 작업자가, 겹치는 작업 동선으로 노동력과 시간을 허비하던 당시의 생산을 생각할 때, 고정식 조립라인은 혁신이었다.
당시 벤츠의 1년 생산대수가 300대 정도였고 호르히의 1908년 생산대수가 100대 정도였다. 올즈모빌의 첫해 생산대수는 425대였는데 이는 공장에 발생한 불의의 사고, 화재로 생산이 원활하지 않은 상황에서 나온 물량이었다. 불은 올즈모빌을 제외한 모든 모델을 태워버렸다. 올즈는 불에 타고 남은 올즈모빌 생산에 초점을 맞추었으며 재기에 성공하였다. 그는 노동자들이 총을 조립하고 있던 머스킷 총 공장에 대한 기억을 바탕으로 자동차 조립 라인을 구상했으며 이 아이디어를 수개월간 실행에 옮겼다. 이 조립 라인을 사용하여 이듬해 1902년의 생산대수는 5배 이상 증가한 2,500대로 자동차 생산을 증가시켰다.
효율성을 높여준 기술인 자동차 조립 라인은 자동차 생산성을 극적으로 증가시켰다. 올즈는 자신이 보유한 아이디어로 제조 산업에 혁명을 불러일으켰다. 수년 후 헨리 포드는 효율성을 높이기 위해 올즈의 개념을 채택하여 다시 연구에 돌입했다. [3][4]
이동식 조립라인
1908년 생산된 T형 자동차는 다른 자동차들과 같은 기존의 생산방식으로 생산되었다. 각 작업자들은 조립한 반제품 자동차를 다음 공정으로 보내기 전에 많은 부품을 조립하였다. 예를 들면 작업자 한 명이 바퀴, 스프링, 엔진, 변속기, 발전기와 같은 모든 기계부품을 차대에 장착했는데, 이러한 작업은 많은 시간이 소요되는 것이었다. 즉 고정된 자동차 작업대에서 작업을 해야만 했다. 또한 부품의 표준화가 이루어지지 않았기 때문에 부품을 가공한 후에 조립이 가능했다.
포드는 부품의 호환성과 표준화를 실현하였고 그 무렵 작업의 세분화와 분업화를 시행한다. 그는 조립 작업자들이 단일 작업만을 수행하고 작업대 사이를 이동하며 작업하는 이동 조립을 생각한 것이다. 이동식 조립 라인에 대한 영감은 시카고로 여행하던 중 당시로서는 혁신적이라고 할 수 있는 '움직이는 조립 라인'방식을 착안했다. 포드는 도축장 주인이 레일을 이용해서 이동시키면서 부위별로 고기를 발라내는 광경을 목격하고 자동차 조립공정에 이것을 반대로 적용한다. 아울러 생산부문 엔지니어들이 이송장치와 컨베이어 벨트 등의 아이디어를 실험하면서 더욱 조립 속도는 향상되었다.
1910년 헨리 포드는 4층으로 된 하일랜드 파크(Highland Park) 공장을 세워 ‘차체 만들기 → 타이어 끼우기, 차체 페인트 작업 → 나머지 모든 부품 조립 → 최종 검사 → 출고’ 순으로 위층에서 아래층으로 작업이 이어지도록 했다.
1913년엔 컨베이어 벨트로 연결된 완전한 조립라인 구축을 완성해 작업과정에서 자동차는 이동하고 노동자는 작업 위치에 고정되었다. 1차 컨베이어 조립을 발전기와 엔진에 적용한 다음 섀시에 적용했다(조립 시간이 절반으로 단축됨). 또한 노동 효율성을 높이기 위해 두 개의 컨베이어 라인이 곧 다른 작업자를 위해 시작되었다.
이러한 조립라인과 이동 조립을 이용한 생산은 산업 생산 방식의 일대 전환을 가져왔고, 생산 증대의 효과도 커졌다. 작업 속도는 획기적으로 빨라졌다. 이전에 노동자 한 사람당 연간 자동차 3대를 생산했다면 1911년에는 19대를 생산해 낼 수 있었다. 이후에는 한 시간에 한 대로 자동차가 만들어졌으며, 1914년에는 24초당 1대가 생산되는 경이적인 속도에 도달했다. 포드사의 생산량은 1910년 1만 9000대에서 1913년 24만 8천대로 급격히 증가했고 이후에는 포드사가 만든 자동차 대수와 나머지 전체 업체가 만든 대수가 같을 정도였다.
결과적으로 자동차를 생산하는데 소요되는 시간과 비용이 큰 폭으로 감소하면서 포드 회사 노동자의 임금은 올라가고 모델T 자동차의 가격은 대중들이 구매할 수 있을 만큼 낮게 내려가게 되었다. 이 때문에 소수의 부유층들의 전유물이던 자동차는 모델T 자동차를 구매하는 대중들에 의해 점차 도로를 채워갔다. 게다가 당시 미국에서 고속도로의 개발이 한창 진행되고 있었고, 이때부터 자동차로 멀리 여행을 떠나는 모습이 일상으로 자리 잡게 되었다. 이로써 헨리 포드가 바라던 자동차의 대중화 시대가 실현되었다.
포드가 만들어낸 이동 조립과 컨베이어 시스템 등을 포드시스템이라 하며 오늘날 현대의 자동차 조립 라인은 자동화된 기계를 사용하여 기계는 상당 부분 인간 노동력을 대체하였으며, 현재 시장에서 대량생산되는 제품들은 모두 이러한 조립라인에 기반하고 있다.[5]
셀(Cell) 생산 방식
지난 20세기 대량생산 체제가 안고 있었던 가장 큰 문제점 가운데 하나는 바로 '인간의 능력'을 과소평가했다는 점이다. 그러한 체제의 주역은 바로 '컨베이어 라인 생산방식'이었는데, 수년 전부터 해외 기업(특히 일본 기업)에서는 이를 대체할 새로운 생산방식으로써 '셀 생산방식'이 확산되고 있다.
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셀 생산방식은 과거 대량생산 방식의 상징물이었던 컨베이어 라인 대신에 시작 공정부터 마지막 공정까지를 한 명 혹은 몇 명의 작업자가 팀을 구성해 부품의 창작에서부터 조립, 검사까지의 모든 공정 혹은 일부 공정을 담당하는 생산방식이다. 1990년대에 들어 휴대폰과 AV 기기(청각이나 시각을 통해서 정보를 주는 장치의 총칭), 컴퓨터 등 빈번히 모델 변경이 발생하는 전자제품의 조립 생산 공정에 활용되기 시작했다. 그 이후 공장기계와 자동차 등과 같은 크고 무거운 제품에도 점차 도입되기 시작했다. 일반적으로 셀 생산방식을 도입하게 되면 생산성은 20~30% 향상된다고 알려져 있으며, 그 효과는 이미 일본 및 일부 국내 기업들에게서 증명되고 있다.
지금껏 컨베이어 라인 생산방식을 구축하기 위해서는 수개월에 걸쳐 막대한 시간과 비용을 투자해야 했으나, 셀 생산방식은 모델 변경이나 사양 변경도 간단할 뿐만 아니라 동시에 그 설비투자액은 기존 방식의 10분의 1, 재고는 5분의 1, 작업 공간은 2분의 1까지 줄어드는 등 엄청난 제조 원가를 절약할 수 있다고 한다. 왜냐하면 컨베이어 라인은 일단 부품이 투입되면 생산을 통제하는 것이 불가능하게 되어 있기 때문이다. 제품이 얼마나 팔리느냐를 고려할 수 없는 시스템이다. 생산효율을 높일수록 재고만 늘어나게 되고, 판매회사도 밀려나온 제품을 보관하기 위해 창고를 더 지어야만 했다. 또한 컨베이어 라인은 작업자들에게 일이 주어진다는 수동적인 의식을 가지도록 만드는 반면 셀 방식은 작업자들이 내가 제품을 만든다는 능동적인 사고를 일깨웠다. 이러한 의식의 차이는 생산성과 곧바로 직결된다. 이렇게 높아진 생산성은 생산현장에서 필요한 인원의 수를 줄여 인건비 절감뿐 아니라 불필요한 인원을 다른 업무에 이동 배치함으로써 기업이 인적 자원을 효율적으로 활용할 수 있게 한다.
셀 방식의 조립라인은 상황에 따라 합리적인 레이아웃을 선택하여 셀(Cell)을 단위로 하여 설계하며 기본적으로 형태에 따라 직선형, U형, L형, O형 등으로 나눌 수 있다. 셀 설계의 10가지 법칙은 아래와 같다.
- 각각 셀의 생산성 관련 밸런스를 유지해야 한다.
- 셀을 최소의 크기로 해서 인원의 이동, 물류의 흐름을 최적화한다.
- 제조 인원과 대화하여 업무분장을 합리적으로 한다.
- 셀을 인체 공학적으로 만들어야 한다.
- 움직임을 경제적으로 해야 한다.
- 부품의 표기를 최적화한다.
- 온라인으로 일을 처리한다.
- 수작업의 로스(Loss)를 줄인다.
- 어느 조직이든 소통은 중요하다. 이러한 소통을 위해 라인의 여러 상황을 각 제조 인원에게 공유하여 소통을 원활하게 한다.
- 셀을 간단한 구조로 설계한다.[6][7]
동영상
각주
- ↑ 〈조립라인〉, 《네이버 국어사전》
- ↑ 〈조립 라인이란 무엇입니까?〉, 《지식》, 2018-12-13
- ↑ 〈조립 라인목〉, 《네이버 지식백과》
- ↑ 삼성화재교통박물관, 〈자동차 대량생산의 선구자, 랜섬 엘리 올즈〉, 《네이버 블로그》, 2021-06-09
- ↑ 〈최초의 자동차 조립 라인의 출현 최초의 자동차 조립 라인〉, 《오토립》, 2021-09-14
- ↑ kingkangcucu, 〈셀 생산방식〉, 《네이버 블로그》, 2013-12-25
- ↑ tea3343, 〈셀생산시스템 설계를 위한 10개 법칙 10Rules of lean Cell Design(워크 스마트 시스템) 〉, 《네이버 블로그》, 2019-05-16
참고 자료
- 〈조립라인〉, 《네이버 국어사전》
- 〈조립 라인〉, 《네이버 지식백과》
- 〈조립 라인이란 무엇입니까?〉, 《지식》, 2018-12-13
- 삼성화재교통박물관, 〈자동차 대량생산의 선구자, 랜섬 엘리 올즈〉, 《네이버 블로그》, 2021-06-09
- 〈최초의 자동차 조립 라인의 출현 최초의 자동차 조립 라인〉, 《오토립》, 2021-09-14
- kingkangcucu, 〈셀 생산방식〉, 《네이버 블로그》, 2013-12-25
- tea3343, 〈셀생산시스템 설계를 위한 10개 법칙 10Rules of lean Cell Design(워크 스마트 시스템) 〉, 《네이버 블로그》, 2019-05-16
같이 보기
