건설공사의 신 품질관리 경원대학교 서 상 욱

품질의 의의 v 물건의 좋고 나쁜 바탕이나 성질 v 품질을 사용하는 사람 혹은 그 서비스를 받는 사 람의 입장에서 생각해야 함 v 품질의 분류 - 그 품질이 만들어지는 프로세스의 품질 - 사용되는 단계에서의 품질 - 사용자 이외에 영향을 미치는 품질 - 사용 후에 생기는 품질(공해문제 등)

목적품질과 적합품질 v Life Cycle 전체에 걸친 품질 확보가 중요함. - 고객의 요구품질을 달성하기 위한 목적품질 - 품질시방을 만족시키기 위한 적합품질

관리 사이클 *관리사이클을 돌리는 것이 강 조되는 이유 - 문제에 대한 체계적 생각 - 관리 능력 향상 -사실에 바탕을 두고 계획과의 차이를 파악(좋은품질과 직결) -Top policy의 추진을 조직적으 로 하는 유력한 수단

반복공정의 피드백 v PLAN 1. 2. 3. 4. 5. 대상작업공정의 선정 작업공정 단계의 소거, 생략, 중첩에 대한 검토 안전성 확보에 대한 공정체크 경험에 근거하여 발생 가능한 문제점 및 대책수립 노무, 장비 등 최적의 자원 할당 v DO 6. 최초 반복단계에서 당초계획의 실행 v CHECK 7. 실제상황의 측정 v ACT 8. 작업수행 팀의 소집, 공정자료의 검토 및 개선방안의 공유 9. 개선의 여지에 대한 지속적인 조치 (PLAN으로 피드백)

품질관리 관련 용어(1) v 품질방침(Quality Policy) : 최고경영층에 의하여 공식적으로 표명된 품질에 관 한 조직의 전반적인 의지와 방향. v 품질경영(Quality Management) : 품질방침, 목표 및 책임 등을 결정하고 실행하는 총 체적인 경영기능의 양상 및 품질계획 수립, 품질관리, 품질보증, 품질개선 등과 같은 수단에 의하여 품질시 스템 내에서 실행하는 전반적 관리기능에 관한 모든 활동

품질관리 관련 용어(2) v 품질시스템(Quality System) : 품질경영을 실행하기 위한 조직구조, 책임, 절차, 과 정 및 자원. v 품질관리(Quality Control) : 품질에 관한 요건을 충족시키기 위하여 사용되는 운 영기법 및 활동 v 품질보증(Quality Assurance) : 제품이나 서비스가 주어진 품질요건을 만족시킬 것 이라는 적절한 신뢰감을 주는 데 필요한 모든 계획적 이고 체계적인 행위

품질관리 관련 용어(3) v TQC(Total Quality Control) : 회사의 모든 계층과 모든 부문의 사람들이 참가하는 전사적 품질관리(CWQC ; Company Wide Quality Control) v TQM(Total Quality Management) : TQC와는 관리와 경영의 개념 차이로써 비교할 수 있 으나, 본질적으로 추구하는 바는 동일함. v 설계품질 : 품질을 설계도서 상에 계획하고 설계한 것 v 시공품질 : 목표로 하는 건축물을 만드는 방법, 즉 시 공행위나 업무수행의 질.

설계품질 v 설계품질은 발주자의 요구, 각종규정, 사회적 인 요구 등에 대한 검토를 통하여 지정된 건축 물의 품질특성을 구체적인 산출물인 도면과 시방서 등으로 표현하고, 이를 시공자에게 전 달하는 과정에서 달성된다. v 이 단계에서는 최종 완성품에 대한 품질특성 을 보다 세분하여 표현하게 된다.

설계품질의 경제성

시공품질 v 시공품질은 설계단계에서 작성된 설계도면과 시방서 를 전달 받아 시공과정에서 지정된 품질기준에 어느 정도 일치하는 건축물을 생산해 내는가를 의미함. v 설계단계에서 설정된 설계품질을 달성하기 위하여 구 체적인 공사달성의 목표로서 실제로 대응하는 품질목 표가 확정되게 되며, 품질목표를 달성하기 위하여 시 공계획을 수립하고 이를 검토하는 과정을 포함하게 된다. v 시공계획에 기초하여 작업을 수행하는 시공과정, 시 공과정에 대한 관리의 실시, 시공결과 확인의 세 가지 단계를 통하여 시공품질을 확보하게 된다.

품질관리의 목적 v 문제점을 발견하여 원인을 추구하고 대책을 수립, 개선하며 그 상태가 유지될 수 있도록 작업표준을 확립하고 관리한다. v 각 공종에서 발생할 수 있는 품질의 변이를 감 소시킨다. v 예상되는 결점을 미연에 방지한다. v 공사 및 프로젝트 생산 전체에 대한 신뢰성을 증대시킨다. v 이상의 사항들을 시간의 함수로써 신속히 해 결한다.

품질관리의 기본사고 v 품질을 가장 중시하는 품질제일주의이다. v 고객의 입장에서 생각하는 고객지향주의 v 부문 이기주의를 타파하기 위한 타공정은 나의 고객 v v 이라는 생각 과학적 관리를 위주로 하는 사실제일주의 문제의 재발방지 및 예방을 도모하기 위한 과정 및 원 인을 중시한다. 파레토 개념(vital few, trivial many)에 입각한 중점지 향주의 창조성과 자주성을 보장하고자 하는 인간성 존중주의

품질시스템의 변천(1) v 검사(1940~ ) - 최종제품에 대한 제 3자 검사 - 최종제품에 대한 생산자 검사 - 공정중의 검사 v 통계적 품질관리 - 통계적, 과학적 관리기법 활용 - 공정중의 검사 - 품질관리 조직중심의 활동

품질시스템의 변천(2) v TQC 발상(1960~ ) - (미) Feigenbaum 주장 - 조직 각부문의 품질활동에 대한 기능조정 및 통합 v TQC 발상(1970~ ) - 공동목표하의 전사, 전직원의 자발적 참여 - 품질개선 및 향상 활동에 중점(소그룹활동 및 개선, 제안, 제도 등) - 공익의 품질활동 - 각종관리기법의 활용활발

품질시스템의 변천(3) v 품질시스템 활동(1970~ ) - 구매계약 요건으로서 발표(구매자 -> 공급자) 원자력 중심으로 강화 품질보증 프로그램 수립, 운영 객관적 증명을 위한 과정 및 결과의 문서화 품질보증 요건에의 만족여부(품질확보, 유지) v 품질경영(1980년 이후) - 경영자의 주도적 역할 - 경영도구로서의 품질활동 - 품질제일주의 - 일본식 TQC활동 및 품질보증 시스템 운영 - 품질비용관리

<품질보증활동체계>

품질의 구성요소 v 품질특성(Quality Characteristics) : 품질관리의 목적 을 위해 해당 생산품의 본질을 정의하는 하나 이상의 속성을 나타내는 것. v 설계품질(Quality of Design) - 제품의 품질특성에 대한 표준. - 표준과의 편차를 허용하는 허용오차. - 적합한 품질표준에 의한 비용의 불필요한 상승 방지. v 품질적합성(Quality of Conformance) : 설계품질이 규정되고 난 후 실제로 수행된 작업의 결과가 규정된 품질표준을 얼마나 잘 준수하고 있는지를 의미함.

품질의 구성요소(Adapted form Elwood G. Kirkpatrick, Quality Control for Managers and Engeneers, John Wiley & Sons, New York, 1970, p. 5. )

품질관리 성공을 위한 요소 v v v v v 교육 비전, 기업목표, 경영방침 : “고객만족” 상부 경영진(Top management)의 참여와 헌신 조직(부서 또는 현장)책임자의 리더쉽 커뮤니케이션의 개선 및 팀워크 협력업체의 기술력 향상 프로세스의 개선 종업원 중심화 조직(부서 또는 현장)책임자에 대한 하자 평가제도 지속적 개선

v 건설생산 과정에서의 품 질관리 개선활동은 옆의 그림과 같은 순서를 따 라 실시할 수 있다.

현장의 품질관리 방향 v 중점 지향 v 역할 분담의 명확화 v 품질목표의 확인 v 관리를 위한 계획 v 프로세스의 중시 v 초기관리의 중요성 인식 v 설계개선 제안 v 부위별, 공종별 관리

<시공단계의 품질관리 절차>

품질 및 하자정보 관리시스템 v 하자를 예방하기 위 해서는 발주자의 요 구품질이 설계품질 과 시공품질을 거치 면서 목적하는 바를 적합하게 달성하여 야 한다. v 오른쪽의 그림은 품 질정보와 하자정보 의 흐름을 나타낸다.

시공성 분석 프로그램 v Business Roundtable에 의해서 제안되었으며, CII (Construction Industry Institute)에서는 1986년에 이 접근 방법을 연구하기 위한 실무 팀을 구성함. v 시공성 분석 프로그램은 프로젝트의 계획단계와 같이 초기단계에서 발주자, 설계자, 시공자 대표들 사이의 팀워크를 이루게 함으로써 고객의 만족을 향상시킬 수 있다. v 습득된 교훈 데이터베이스를 유지관리하는 일은 어느 프로젝트와 미래의 프로젝트들 사이의 긍정적, 부정 적 행위와 경험의 상호교류를 가능하게 한다.

현행 건설사업 단계별 부실공사 발생요인 (한국건설기술연구원, 2000. 11) 건설사업 단계 부실요인 구성비율 (%) 불합리한 예산편성 불합리한 사업계획 타당성 검토 및 평가의 미비 26. 3 10. 5 사전 조사 부실 31. 0 설계 품질 저하 설계단계 31. 6 전문인력의 부족 기획단계 31. 6 24. 1 설계 기간 부족 19. 0 설계 비용 부족 17. 2 설계/시방기준 미흡 8. 6

현행 건설사업 단계별 부실공사 발생요인 (한국건설기술연구원, 2000. 11) 건설사업 단계 부실요인 구성비율(%) PQ 및 적격심사제도의 불합리 입찰/계약단계 51. 2 입찰관련 제도 불합리 29. 3 예정가격 결정 제도의 비현실 17. 1 면허 제도 미비 2. 4 책임시공 여건 미흡 전문인력 부족 23. 5 예정 공기/비용 부족 20. 6 시공매뉴얼의 비 표준화 시공단계 26. 5 20. 6 기타 8. 8 감리제도의 미비 감리 29. 3 감리업무의 비 효율성 26. 8 감리원의 자질 부족 24. 4 감리원의 책임/권한 미비 19. 5

현행 건설사업 단계별 부실공사 발생요인 (한국건설기술연구원, 2000. 11) 건설사업 단계 부실요인 안전관리제도 미비 시설물 안전, 유지관리 단계 유지관리체계의 미흡 안전의식 미흡 구성비율(%) 53. 3 26. 7 20. 0

린 생산 시스템 v 린 생산 시스템(Lean Production System, LPS) 은 일본 도요타 자동차 회사의 생산 시스템에 기 초한 것으로, 인력과 설비 등의 생산 능력을 필요 한 만큼만 유지하면서 효율을 극대화할 수 있도 록 하는 생산 시스템이다. 린 생산 시스템은 수공 업 생산 방식과 대량 생산 방식의 장점을 결합시 킨 것으로, 수공업 생산 방식의 원가상승과 대량 생산 방식의 융통성 부족 문제를 해결할 수 있는 장점을 가지고 있다.

Two of the basic lean concept(1) v A mistake is made so no bad parts will be passed forward to interrupt the downstream flow(which Toyota calls jidoka) - 중앙집중적 관리 방식에서 수평적 관리방 식이 요구됨 - 작업자의 현장작업의 적극적참여, 책임감 부여, 동기 유발이 필요

Two of the basic lean concept(2) v A pull system so that only parts actually needed are made(which Toyota calls Just-In-Time) - 필요한 자원(information, material, machines, labor etc)을 필요한 시간에 필요한 양 만큼 필요 한 장소에 공급한다는 원칙 - 상류, 하류 작업간의 커뮤니케이션이 요구된다.

Lean Production System(1) v 끊임없는 생산프로세 스의 개선과 불확실 한 상황을 명백히 하 기 위한 표준작업의 선정으로 낭비의 제 거가 수월해 지고, 낭 비의 제거로 인한 원 가절감과 이익의 극 대화가 린 생산방식 의 목표이다. (정덕문, 신 생산시스 템 중 생산혁신 일반)

Lean Production System(2) v LPS의 기본이념(Ohno, Shingo 1988) - 소단위생산(small lot production) - 작업준비시간 감소(reduced set-up times) - 반 자동기계(semiautonomous machines) - 공급자들과의 협력 (co-operation with suppliers) v 이런 여러 기술을 통해 낭비(waste)와 재고(inventory)를 제거하는 것.

린 건설(Lean Construction) v 린(Lean) : ‘기름기 또는 군살이 없는’ v 낭비를 최소화하는 가장 효율적인 건축생산 시스 템(International Group for Lean Construction, 1993) v 린 건설의 우선적인 목표는 건설생산 역학의 이 해와 자원의 조달과 생산사슬에서의 상호의존성 (Dependency)과 변이(Variation)의 영향을 이해 하는 것. (Howell, 1999)

린 건설 - 계속 v 린 건설의 기원 : 1991년 Womack et al. 이 자동차 산업분야에서 가장 혁신적인 생산성 향상을 보여준 일본의 도요타 생산 시스템(TPS : Toyota Production System)을 성공모 델로 제시하면서 소개됨. v 린 건설의 목표 - 최소비용 - 최소기간 - 무재고(Zero inventory) - 무결점(Zero waste) - 최적화된 프로세스에서 무재고와 무결점을 추구함

Lean Principle v Defining value v Identifying value stream v Making production flow v Pull-type system v Pursuing perfection

Conceptual Framework of Lean Production Theory

Defining value v. Specifying value and enhancing value for the client. v. Needs the understanding of who are the direct clients and the final clients.

Value Stream v Mapping the whole value stream, identifying waste and eliminating it, improving the way constructions are planned, contracted, designed, constructed, delivered, sold, etc. v In construction, several participants have influence over the project. v The participants arrangement vary, depending on the country, region, market, etc.

Making Production Flow v 린 에서는 생산형태의 질과 양을 구분하지 않고, 전 체 생산 프로세스의 개선에 주력 v Flow is achieved when a works continuously on a product from raw material to finished product, with no waiting or batching at intermediate steps. (Womack and Jones 1996)

변환생산과 흐름생산의 비교 v 변환생산 : 생산시스템에서의 작업과정을 중요시 하기 보다는 결과에 관심을 가진 관리가 이루어짐. (양적인 생산효율성은 증 가될 수 있지만, 질적인 향상은 어렵다. 변환생산 배 경 흐름생산 기존의 건설생산 린 건설 생산방식 Push-type system Pull-type system 관리방식 작업중심 선, 후행 작업고려 생산성격 소품종 대량생산 다품종 소량생산 변이관리 변이성에 대한 대응이 어려움 변이성에 대한 대응이 용이

Pull-type system v 하위흐름(downstream)의 고객이 필요의 신호를 보낼 때까지는 상위흐름(upstream) 공급자가 아 무 생산도 하지 않는 하위흐름으로부터 상위흐름 으로 까지의 폭포흐름 생산과 조달지침 체계 - “필요할 때까지 아무것도 만들지 말라” - “필요하면 매우 빨리 만들라”

HVAC 덕트 생산의 Push flow와 Pull flow의 비교 (Matt Holzemer et al. , 1999) Push flow of material 주문설치 프로세스 Pull flow of material Master Schedule에 따라 생산 주문 현장에서의 작업진행에 따라 필요한 양 을 생산 주문 공정이 확실할 때 (변이가 작을 때) 공정이 불확실 할 때 (변이가 클 때) 장점 -대량주문에 의한 할인가격 구입 -공급체인 활용가능 -하위공정에서 발생하는 공기지연, 설계 변경, 날씨 등 유연성 확보 -자원을 선행단계의 하위작업에서 필요 한 만큼 선택적으로 끌어내어 산출 -필요한 순서로 작업이 진행 -자원의 waiting time은 최소화 단점 -설계변경, 물량변경 발생시 제작자와 마찰우려 -시공스케쥴의 변경시 제작과 조달의 현 장설치 조절 필요 -정확한 주문량 예측 필요 -작업자의 생산에 대한 소극적자세 -작업준비의 기다림, 버퍼발생 적용 배경 -필요에 따른 구매로 할인율 적용하기 어려움 -시공자가 주문에서 조달까지의 정확한 시간 숙지

Perfection v 가치흐름(valuestream)상의 모든 활동들이 가치를 창조하도록 낭비를 완전히 제거하 는 것. v Rethinking of Transparence : 프로젝트 상에서 고객이 요구하는 가치의 명확한 인지, 가치의 흐름이 참여자들에게 오픈되어 있 어 수시로 체크되어야 한다.

변이(Variation) v 시스템에 내재(implicit), 외부에 외재(explicit) 되어 있는 불확실성(uncertainty)으로 인한 산 출물이 계획했던 일정한 범위를 벗어나는 현 상을 의미함. v Shingo(1989)는 “변이에 의해서 발생한 조정 과 수정들은 사이클 타임을 증가시키며, 값비 싼 지연 비용을 가져 온다. ”라고 함. v Tommelein and Choo는 “병목구간에서의 변 이가 모든 생산시스템의 생산능력에 결정적인 영향을 미친다. ” 고 하여 병목에서의 변이관 리의 중요성을 강조함.

변이(Variation) - 계속 v 위의 그림은 공정변이의 두 유형을 나타내며, 그림 A는 변이가 집중되 어 있는 상태를, 그림 B는 변이의 분포가 전반적으로 퍼져 있는 상태를 나타낸다. 공정에 전반적으로 분포되어 있는 변이보다 집중되어 있는 변이가 관리와 제거에 용이하다.

낭비(Waste) v 린 에서는 변이로 인해 발생하는 작업의 지연, 비용의 발생 등을 모두 낭비로 보고 있다. 변 이를 줄이므로, 변이에 의해 발생할 수 있는 낭비를 줄일 수 있다. v 낭비요소는 낭비요소의 발견(Waste Identification), 작업 및 공정분석(Activity Analysis)를 통해 작업간 변이와 불확실성을 파악한다.

낭비의 분류(Womack and Jones, 1996) v Defects in products v Overproduction of goods not needed v Inventories of goods awaiting further processing or consumption - Unnecessary processing - Unnecessary movement of people - Unnecessary transport of goods - Waiting by employees for process equipment to finish its work or on an upstream activity to complete - Design of goods/services that fail to meet user’s needs

낭비관리 방법(LEAST) v 낭비감소(Lessen) - 단순화(simplify) : 불필요하고 복잡한 작업, 공정을 간단한 공정으로 하거나, 수작업에 대한 인력, 시간을 감소하는 것. - 결합, 조합(combine) : 사람, 장소, 시간 중 어느 하나 이상의 결합을 말하는 것. v 낭비제거(Eliminate) : 프로세스 자체에서 발생되는 낭비요소는 상위레벨의 작업구성 단위가 불필요한 것으로 판단되면, 단위작 업 자체를 제거함.

낭비관리 방법(LEAST) - 계속 v 낭비분할(Allocate) : 낭비가 발생되는 작업의 인력이나 장비를 다른 작업 으로 분할하여 활용하는 것. v 낭비대체(Substitute) : 낭비를 관리하고 감소하는데 효율적인 성과를 얻기 어려울 경우 다른 기술이나 공법, 재료 등으로 대체하 는 것을 말한다. v 낭비전이(Transfer) : 발견된 낭비요소 일부나 전부를 프로세스에 영향이 적은 작업에 낭비요소를 전이한다.

JIDOKA(자동화) v 품질은 생산라인에서 결정되며, 하나의 작업에서 다 음 작업으로 가는 부정적인 영향을 허락하지 않음. (shielding) v 생산라인에서 불량이 생기면, 그 공정이 하위공정으 로 내려가는 것을 막기 위해 전 생산라인을 정지시키 는 시스템(Andon system) v Andon : A visual control device in a production area, typically a lighted overhead display, giving the current status of the production system and alerting team members to emerging problems.

Kaikaku(혁신) v Kaikaku : Radical improvement of an activity to eliminate muda, for example by reorganizing processing operations for a product so that instead of traveling to and from isolated “process villages” the product proceeds through the operations in single-piece flow in one short space. Also called breakthrough kaizen, flow kaizen, and system kaizen.

Kaizen(지속적인 개선) v. Kaizen : Continuous, incremental improvement of an activity to create more value with less muda. Also called point kaizen, process kaizen.

변이 조절을 위한 도구(Poka-Yoke) v Koskela(1992)는 경험적인 접근(heuristic approach) 을 다음과 같이 제안함. - 문제의 근본적인 원인을 평가, 발견, 측정 (measuring, Finding and Eliminating the Root Cause of Problems) - 표준화(Standardization) - 포카요케 도구들의 설치 (Installation of Poka-Yoke Devices)

변이 조절을 위한 도구(Poka-Yoke) - 계속 v NKS(Nikkan Kogyo Shimbun Ltd, 1987)는 포카요케 장치들의 3가지 기본적인 기능으로 다음과 같은 것을 제시하였다. - 작업 중지(Stop process) - 제어(Correct) - 경고(Alert the operator) v Beauregard(1997)은 Mistake-proofing의 정확한 사 용을 위한 방법으로 제어(Control), 정지(Shutdown), 경고(Warning), 지각 감지(sensory alert)의 4가지를 제시함.

타산업의 포카요케 적용사례 v 3. 5인치 플로피 디스크 를 올바른 방향으로 넣 지 않으면 삽입될 수 없 다. 이는 포카요케 개념 의 제어(correct)가 적용 된 예라고 할 수 있다. 옆의 그림은 디스켓 삽 입이 잘못된 예이다.

타산업의 포카요케 적용사례 포카요케 도구 원인 문제해결 개념 플로피 디스켓을 거꾸 로 삽입 디스켓을 거꾸로 삽입 하면 튀어나온다. 제어기능 자동차 경고등 사람의 실수 경고등을 이용한다. 경고기능 자동차 잠금장치 운행중에 문 열 림 시속 18마일 초과시 자동잠금 제어기능 자동차 ABS 시스템 브레이크 불안 전작동 ABS로 브레이크 보정 제어기능 Circuit 브레이커 과부하에 의한 문제 과부하시 자동 차단 지각감지 기능 세면기 Overflow 세면기 사용시 물이 넘침 개수 윗면에 작은 구 멍으로 해결 제어기능 건조기 제어장치 건조기 사용중 손상 문이 열릴 때 자동으 로 작동중지 중지기능

포카요케 사용으로 인한 품질 향상 사례 v 브라질 건설현장의 모르타 르 물 비빔 : 모르타르의 생산에 일정한 품질이 유지되어야 하지만 엄격한 제어 없이 경험에 의해서 활동이 수행되는 문제가 있다. 이를 수동으 로 수행하여 모르타르의 적정품질을 유지할 수 있 었다.

기존관리방식과의 차이점 v Control is redefined “making things happen. ” v Performance is optimized at the project level. v Project Delivery is the simultaneous design of the facility and its production process.

기존관리방식과의 차이점 v Value to the customer is defined, created and delivered throughout the life of the project v Coordinating action through pulling and continuous flow v Decentralizing decision making through transparency and empowerment.