중소 제조기업의 스마트팩토리 도입 후보과제 우선순위 분석

국문 초록 (Abstract)

중소 제조기업은 제한된 투자 여력, 전문 인력 부족, 낮은 데이터 표 준화 수준, 노후 설비 및 기존 정보시스템과의 연동 한계로 인해 스마트 팩토리를 전사적으로 일괄 도입하기 어렵다. 특히 계장용 피팅 및 밸브 제조와 같이 다품종·주문형 생산이 병행되는 환경에서는 품목, 소재, 공정경로, 설비 가용상태가 수시로 달라지므로, 도입 과제의 우선순위를 판단할 수 있는 정량적 기준이 필요하다. 본 연구는 계장용 피팅 및 밸 브 제조기업인 ㈜디케이락을 대상으로 스마트팩토리 도입 후보과제의 우 선순위를 도출하고, 단계적 추진 방향을 제시하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 선행연구와 사례기업의 제조환경을 바탕으로 평가요인 후보 군을 도출하였으며, 전문가 검토와 체크리스트 기반 적합성 검토를 거쳐 AI 기반 작업지시 자동발행, 비전검사 시스템, 공정·설비 자동매칭 및 스케줄링, 생산데이터 통합 시스템의 네 가지 과제를 최종 분석 대상으로 선정하였다. 분석은 AHP와 QFD를 통합하는 방식으로 수행하였다. AHP 를 통해 평가요인의 상대적 중요도를 산정하고, QFD를 통해 각 도입 후 보과제가 평가요인을 어느 정도 충족하는지를 정량화하였다. 설문은 경영 진 2명, 사무직 15명, 현장직 15명 등 총 32명의 유효 응답을 기반으로 하였으며, AHP 판단의 일관성은 허용 기준 이내로 확인되었다. AHP-QFD 통합분석 결과, 도입 우선순위는 비전검사 시스템, 생산데 이터 통합 시스템, 공정·설비 자동매칭 및 스케줄링, AI 기반 작업지시 자동발행 순으로 나타났다. 비전검사 시스템은 품질 개선과 검사 데이터 확보 측면에서 높은 부합도를 보여 1순위로 도출되었으며, 생산데이터 통합 시스템은 데이터 연계와 후속 고도화 기반 확보 측면에서 2순위로 나타났다. 반면 AI 기반 작업지시 자동발행은 생산관리 효율화에 기여할 가능성이 있으나, 데이터 축적과 현장 수용성이 선행되어야 하는 후속 과제로 해석된다. 또한 Friedman 검정 결과, 네 개 도입 후보과제 간 최종점수 차이는 통계적으로 유의하였으며, Kendall’s W를 통해 응답 자 판단의 일치도도 높은 수준으로 확인되었다. 주요 가중치 변화에 따 른 민감도 분석에서도 비전검사 시스템과 생산데이터 통합 시스템의 1·2순위가 유지되어, 최종 우선순위가 비교적 안정적인 결과임을 확인 하였다. 본 연구는 중소 제조기업의 스마트팩토리 추진을 단순한 기술 도입 문제가 아니라, 제한된 자원 안에서 어떤 도입 후보과제를 먼저 추 진할 것인가에 대한 우선순위 문제로 구조화하였다는 점에서 의의가 있 다. 또한 AHP-QFD 통합분석을 통해 단계적 스마트팩토리 고도화를 위한 정량적 판단 근거와 실행 방향을 제시하였다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서 론 1
• 1. 연구의 배경 1
• 2. 연구 목적 2
• 3. 연구 범위 및 차별성 3
• Ⅱ. 이론적 배경 및 선행연구 5
• 1. 스마트팩토리의 개념과 도입 필요성 5
• 2. 중소 제조기업의 스마트팩토리 도입 특성 6
• 3. 스마트팩토리 도입 선행 연구 7
• 4. 평가요인 및 도입 후보과제 선정 절차 14
• 5. AHP-QFD 통합 분석기법의 개념과 활용 16
• 6. 선행연구의 한계 및 본 연구의 차별성 17
• Ⅲ. 연구 방법 19
• 1. 연구 설계 및 분석 절차 19
• 2. 연구 대상 기업 및 제조환경 22
• 3. 평가요인 및 도입 후보과제 도출·선정 24
• 4. 설문 설계 및 자료 수집 31
• 5. AHP-QFD 분석 방법 33
• Ⅳ. 분석 대상 및 AHP-QFD 통합 모형 36
• 1. 최종 도입 후보과제 구성 36
• 2. 최종 평가 요인 기준 38
• 3. AHP-QFD 통합 분석 모형 39
• Ⅴ. 연구 결과 43
• 1. 평가요인 및 도입 후보과제 선정 결과 43
• 2. AHP 평가요인 중요도 분석 결과 49
• 3. AHP-QFD 기반 도입 후보과제 우선순위 분석 결과 58
• 4. 결과 고찰 63
• 5. 단계별 스마트팩토리 도입 전략 68
• Ⅵ. 결론 71
• 1. 연구 결과 요약 71
• 2. 연구의 학술적·실무적 의의 73
• 3. 연구의 한계 및 향후 연구 방향 74
• 참고문헌 75
• 부 록 78
• Abstract 83