반도체 부품 SPC 구축 사례｜스마트 공장 고도화로 불량률 56.9% 감소 달성

SPC 구축 사례 개요

반도체 산업은 초정밀 제조 공정과 엄격한 품질 기준이 요구되는 대표적인 첨단 산업입니다. 사이버테크프랜드는 반도체 장비부품 제조 전문업체와 함께 스마트공장 구축 및 고도화 사업(고도화1)을 통해 SPC 시스템을 구축한 사례를 소개합니다.

 

본 사례는 정부지원사업을 활용하여 측정기 자동 연계, 품질 통계 분석, 공정 불량 예측, 제품 이미지 이력관리 등 통합 품질관리 체계를 구축함으로써 공정 불량률 약 59.6% 감소, 시간당 생산량 23.8% 향상이라는 탁월한 성과를 달성한 대표적인 디지털 전환(DX) 성공 사례입니다.

 

반도체 부품 SPC 구축 전후 불량률과 생산량 비교

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도입 배경과 과제

도입 기업: (주)예·· / 주요공정 : 소성 가공

 

반도체 산업의 호황으로 발주 수량이 크게 증가하면서 다음과 같은 현장 과제에 직면했습니다.

• 수기 측정 기록의 한계: 측정 후 측정 기록을 수기로 작성하면서 검사 지연이 빈번하게 발생
• 납기 준수 어려움: 검사 지연이 출하 지연으로 이어져 고객사 납기를 맞추기 어려운 상황
• 품질 데이터 신뢰성 부족: 수기 기록 과정에서 오기·오타가 발생하여 데이터의 정확성 저하
• 품질 분석 시간 과다: 수기 데이터를 엑셀로 옮겨 분석하는 데 많은 시간 소요
• 제품 이미지 이력관리 부재: 열처리·도금 후 제품 이미지를 육안으로만 확인하고 이력 저장이 안 됨
• 고객사 품질 요구 강화: 고객사의 품질 문제 대응 요구사항이 점점 엄격해지는 상황

이러한 과제를 해결하기 위해 측정기 추가 도입과 함께 SPC 시스템을 구축하여 품질관리 프로세스를 디지털화하기로 결정했습니다.

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정부지원사업 활용 스마트공장 고도화

본 SPC 구축 프로젝트는 중소벤처기업부 스마트공장 구축 및 고도화 사업(고도화1)을 통해 진행되었습니다. 고도화 사업은 기초 단계 스마트공장을 운영 중인 기업이 더 높은 수준의 스마트제조 환경을 구축할 수 있도록 지원하는 정부지원사업입니다.

 

고도화 단계에서는 단순한 데이터 수집을 넘어 실시간 분석, 예측, 자동화 등 보다 고도화된 품질관리 체계를 구축할 수 있어 SPC 시스템 도입에 최적의 사업입니다.

 

스마트공장 고도화 사업의 장점

• 심화된 디지털 전환 지원: 기초 단계를 넘어 분석·예측·자동화 영역까지 구축
• SPC·MES·QMS 통합 환경 구축: 품질·생산관리 시스템의 통합 구축
• 현장 맞춤형 솔루션 도입: 기업별 현장 특성에 맞는 솔루션 선택
• 정부 지원으로 비용 부담 완화: 정부 지원금을 통해 기업 부담을 줄이며 본격적인 시스템 구축

제조 중소·중견기업이라면 스마트공장 구축 및 고도화 사업을 활용하여 SPC, QMS, AI 품질관리 등 디지털 전환을 부담 없이 진행할 수 있습니다. 자세한 사업 정보는 스마트공장 사업관리시스템(www.smart-factory.kr)에서 확인할 수 있습니다.

 

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구축 목적

본 SPC 시스템 구축의 핵심 목적은 다음과 같습니다.

 

1. 측정기 추가 도입을 통한 검사 역량 확대
증가하는 발주 수량에 대응하기 위해 측정기를 추가 도입하여 검사 처리 능력을 확대합니다.

 

2. SPC 시스템 구축으로 검사 자동화
측정기와 SPC 시스템을 연계하여 측정 데이터가 자동으로 입력되도록 함으로써 검사 지연 문제를 해결합니다.

 

3. 고객사 품질 요구사항 충족
고객사의 엄격한 품질 요구사항을 충족할 수 있는 체계적이고 신뢰성 있는 품질관리 체계를 구축합니다.

 

4. 납기 준수 능력 강화
검사 자동화와 효율적인 품질관리를 통해 출하 지연을 방지하고 고객사 납기를 안정적으로 준수합니다.

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구축 내용

본 구축 프로젝트는 5가지 핵심 영역에서 품질관리 체계의 전면적인 디지털 전환을 실현했습니다.

1. 품질 통계 분석 자동화

수기로 데이터를 등록하고 분석 자료를 작성하던 기존 방식을 개선하여, 제품 및 각 검사 항목별로 원하는 기준의 품질 분석 자료를 즉시 제공받을 수 있게 되었습니다. Xbar-R 관리도, Cp, Cpk 등 핵심 SPC 통계 분석이 자동으로 수행됩니다.

2. 공정 불량 예측

기존 Check Sheet에 데이터를 수기 기록하고 단순 합·부 판정만 하던 방식에서 벗어나, 측정과 동시에 데이터가 시스템에 입력되어 과거 데이터와의 산포 분석을 통해 공정 이상을 사전에 예측할 수 있게 되었습니다.

3. 품질 데이터 이력관리

Check Sheet에만 기록하여 정확한 이력관리가 어려웠던 부분을 개선하여, 현재 품질 상태뿐만 아니라 과거 데이터와 연계하여 산포의 변화량을 파악하고 품질 이력을 체계적으로 관리할 수 있게 되었습니다.

4. 제품 이미지 이력 조회

열처리 후·도금 후 제품 이미지를 육안으로만 확인하던 한계를 극복하여, 제품 이미지와 품목코드를 매핑하여 저장함으로써 즉시 조회가 가능하고 품질 문제 발생 시 이력을 체계적으로 관리할 수 있게 되었습니다. 반도체 부품 특성상 표면 상태가 매우 중요하기 때문에 이미지 이력관리는 큰 가치가 있습니다.

5. 제품 검사 자동화

측정기를 이용하여 측정한 후 데이터를 수기로 기록하여 검사 시기 미준수, 오기, 오타 등으로 데이터 신뢰성이 부족하던 문제를 해결했습니다. 측정기와 인터페이스(I/F)하여 측정 데이터를 측정 후 자동으로 입력받음으로써 오기·오타가 없으며 데이터의 신뢰성을 확보했습니다.

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구축 효과

SPC 시스템 구축을 통해 품질·생산성·운영 효율성 측면에서 가시적인 성과를 달성했습니다.

1. 품질 통계 분석 효율화

통계 분석 자료 작성 시간이 대폭 단축되어 절약된 시간을 품질 개선 관리에 할애할 수 있게 되었습니다. 데이터 정리 업무 대신 본질적인 품질 향상 활동에 집중하는 환경이 만들어졌습니다.

2. 공정 불량 감소

단순 합·부 판정이 아닌 데이터 산포 분석을 통한 예측과 개선 대응이 가능해져 공정 불량이 크게 감소했습니다.

3. 품질 이력관리 체계 정착

정확한 품질 검사 이력 정보를 제공하고 과거 데이터와 연계하여 공정 이상을 예측·예방할 수 있는 체계가 구축되었습니다.

4. 제품 이미지 이력관리

제품 이미지의 이력관리가 가능해져 필요할 때 언제든 조회할 수 있으며, 합격·불합격 제품의 비교 분석도 즉시 수행할 수 있게 되었습니다.

5. 검사 자동화로 작업성 향상

수기 기록이 필요 없어 작업성이 크게 향상되었고, 데이터의 신뢰성 확보를 통해 정확한 품질 통계 분석이 가능해졌습니다.

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정량 성과 지표

본 SPC 시스템 구축의 효과는 다음과 같은 정량 지표로 명확히 입증되었습니다.

사이버테크프랜드 SPC 구축사례 정량 성과 지표

1. 공정 불량률 약 59.6% 감소

SPC 시스템 구축 전 47,600 PPM이었던 공정 불량률이 구축 후 19,231 PPM으로 감소했습니다. 이는 약 59.6%의 불량률 감소를 의미하며, 측정기 자동 연계와 데이터 기반 개선 활동의 명확한 효과를 보여줍니다.

2. 시간당 생산량 23.8% 향상

시간당 생산량이 42 EA에서 52 EA로 23.8% 향상되었습니다. 검사 자동화로 검사 지연이 해소되고 불량률이 감소하면서 생산성이 크게 향상되었습니다.

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도입 전후 비교

SPC 시스템 도입 전후의 품질관리 방식 변화를 정리하면 다음과 같습니다.

 

도입 전 (수기 검사 중심)

• 측정값을 수기로 기록하여 검사 지연 빈번
• 오기·오타로 데이터 신뢰성 부족
• 단순 합·부 판정 위주 관리
• 제품 이미지 이력 저장 불가
• 품질 분석 자료 작성에 많은 시간 소요
• 공정 불량률 47,600 PPM, 시간당 생산량 42 EA

도입 후 (측정기 자동 연계 SPC 시스템)

• 측정기 자동 연계로 데이터 신뢰성 확보
• Xbar-R 관리도, Cp·Cpk 자동 분석
• 산포 분석을 통한 공정 불량 예측
• 제품 이미지 이력관리 가능
• 품질 분석 자동화로 개선 활동에 시간 집중
• 공정 불량률 19,231 PPM(59.6% 감소), 시간당 생산량 52 EA(23.8% 향상)

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본 사례의 핵심 성공 요인

본 SPC 구축 사례가 성공할 수 있었던 핵심 요인은 다음과 같습니다.

 

1. 정부지원사업의 적극적 활용
스마트공장 구축 및 고도화 사업을 활용하여 비용 부담을 최소화하면서 본격적인 SPC 시스템 구축을 추진할 수 있었습니다.

 

2. 측정기 자동 연계의 디지털 인프라
측정기와 SPC 시스템의 인터페이스 연계를 통해 데이터의 신뢰성과 실시간성을 동시에 확보했습니다.

 

3. 반도체 산업 특성에 맞춘 솔루션
제품 이미지 이력관리 등 반도체 부품 제조의 특성을 반영한 맞춤형 기능을 구축하여 실효성 있는 시스템이 되었습니다.

 

4. 데이터 기반 예측·예방 체계 정착
단순한 합·부 판정을 넘어 산포 분석을 통한 공정 이상 예측 체계를 정착시켜 사후 대응이 아닌 선제적 품질관리 문화를 만들었습니다.

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사이버테크프랜드의 구축 실적

사이버테크프랜드는 30년간 자동차, 반도체, 전자, 정밀 기계 등 다양한 제조업 분야에서 SPC·QMS·AI 품질관리 시스템 구축 경험을 축적해왔습니다. 이번 예○사의 SPC 구축 사례도 이러한 풍부한 경험을 바탕으로 성공적으로 완료될 수 있었습니다.

 

사이버테크프랜드 QMS SPC 시스템 구축 주요 고객사 로고

 

 

* 일부 구축 실적만 기재 (자동차 1~3차 협력사, 전기, 화학, 반도체, 방산, 전자, 사출, 중공업,정밀 가공, 프레스 등 다수 구축)

 

현대트랜시스, 현대위아, 평화발레오, 카펙발레오, 포스코모빌리티솔루션, 엔캠, 모트롤, 보그워너, 엔에스케이, 위아마그나, 한국원자력연구원, 코리아디펜스인더스트리, 브이엠, 미코세라믹스, 오토, 델파이, 엠알인프라오토, 천일엔지니어링, 모나미, 메가젠임플란트, 동신관유리공업, 디에스, 한국단자, 대성아이엔지, 수산세보틱스, 폴리텍, 윈팩, 플라맥스, 인팩이피엠, 풍산, 대륙, 보아, 한국마스터, 우성전자, 성신전장, 셈코, 세광전자, 한창, 지앤, 삼오텍, 신안정밀, 태성지에스티, 대성하이피오토, 광명전자, 엠피텍솔루션, 엠텍, 휴렉스, 유인, 영신기계, 윈젠, 효성기계, 대영전장, 동우전공, IMB, JH테크, 우림기어, 서진테크원, 동평테크, 영진정공, 서울에프엔디, 본하이테크, 화성정기, 청명, 정진정공, 범우정밀, IMT, 대호정밀, 영엽, 신광테크, 선우정밀, 대덕테크, 나산, 인성금속, 일성기계, 호성정공, 기남산업, 웅전공업, 와이앤씨, 제이엠기어, 대진테크, 비엠, 유성하이테크, 세명정공, 제이씨, 삼영MT, 한일산업, LT정밀 등

 

사이버테크프랜드는 대기업부터 중소·중견 제조기업까지 다양한 규모의 고객사와 함께 디지털 품질관리 체계를 구축해왔으며, 각 기업의 현장 특성과 산업별 요구사항에 맞춤화된 솔루션을 제공합니다.

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본 SPC 구축 사례는 반도체 부품 제조업에서 정부지원사업을 활용한 스마트공장 고도화가 어떻게 가시적인 품질·생산성 향상을 가져올 수 있는지를 보여주는 대표적인 사례입니다. 공정 불량률 59.6% 감소, 시간당 생산량 23.8% 향상이라는 정량 성과는 SPC 시스템과 측정기 자동 연계의 효과를 명확히 입증합니다.

 

사이버테크프랜드는 30년간 축적한 제조업 현장 경험과 SPC·QMS 전문성을 바탕으로 반도체·자동차·정밀 기계 부품 제조업의 스마트공장 구축을 적극 지원하고 있습니다.

📌 (주)사이버테크프랜드

제조기업의 경쟁력 강화를 위한 QMS·SPC·AI 품질관리 솔루션 전문 기업
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