사출성형 PFMEA 예시 ① — 표준형(전동식·PP/ABS) 9공정 36개 항목 전체 공개
AI FMEA 챗봇과의 대화로 만든 사출성형 표준형 PFMEA 전체를 공개합니다. FMEA-VDA 양식 기반으로 작성도었으며 9개 공정 36개 불량모드와 RPN, 우선순위, 권장조치까지 실무자가 그대로 참고할 수 있도록 정리했습니다.
이 글은 사출성형 PFMEA 연재의 첫 편입니다. 조건을 최대한 "표준"으로 고정한 사출성형 PFMEA를 먼저 통째로 공개하고, 이어지는 편에서는 인서트 사출과 같은 다른 사출 변형 공법을 다룰 예정입니다. 바로 다음 편은 인서트 사출입니다.
미리 밝혀둘 것 — 이 표는 "정답"이 아닙니다
이 PFMEA는 APQP Manager의 AI FMEA 챗봇과 아홉 번의 대화를 주고받으며 만든 결과물입니다. 숙련된 사출 기술자가 처음부터 끝까지 직접 작성한 문서가 아닙니다.
솔직히 말하면, 이 표가 경험 많은 기술자가 혼자 쓴 PFMEA보다 낫다고 장담할 수 없습니다. 반대로 경험이 적은 담당자가 백지에서 쓰기 시작한 PFMEA보다는 확실히 낫습니다. 이 글의 목적은 "AI가 더 똑똑하다"를 증명하는 것이 아니라, 사출 공정을 관리하는 기술자가 불량모드와 잠재원인을 놓치지 않고 훑어볼 수 있는 참고 자료를 제공하는 것입니다. 심각도(S)·발생도(O)·검출도(D) 점수와 실제 관리 수준은 여전히 현장 데이터를 가진 사람이 검토하고 조정해야 합니다.
어떻게 만들었나 — 챗봇은 이렇게 질문한다
챗봇의 방식이 일반 템플릿과 다른 점은, 표를 던져주기 전에 공정별로 조건을 좁히는 질문을 먼저 던진다는 것입니다. 원자재 준비 단계를 예로 들면 이렇습니다.
Q1. 건조 방식이 어떻게 되나요? ① 제습 건조기 ② 열풍 건조기 ③ 기타 Q2. 컬러 배합 방식이 어떻게 되나요? ① 마스터배치(MB) + 자동 계량 혼합 ② 컴파운드(이미 배합된 원료) 직접 사용 ③ 임의로 혼합
"열풍 건조기 + 임의 혼합"으로 답하자, 챗봇은 표를 만들기 전에 이렇게 짚었습니다.
열풍 건조기는 제습 기능이 없어 흡습성 수지(ABS)에 취약하고, 임의 혼합은 배합비 오차 발생 가능성이 높다는 점이 핵심 리스크 포인트입니다.
가장 리스크가 높게 나온 보압 단계에서도 마찬가지였습니다.
Q1. 보압 프로파일 관리는? ① 다단 보압 제어 ② 단일 보압 제어 ③ 모름 Q2. 보압 완료 후 게이트 씰(Gate Seal) 확인은? ① 실험 스타일로 주기적 확인 ② 온라인 센서로 상시 확인 ③ 별도 확인 없음
"다단 보압 + 별도 확인 없음"이라는 답을 받자, 챗봇은 "게이트 씰 확인이 없으면 역류(Back Flow) 발생 여부를 감지할 수 없다"는 점을 먼저 짚은 뒤 표를 생성했고, 이 조합이 실제로 전체 36개 항목 중 **RPN 최고값(384)**으로 이어졌습니다. 조건을 좁히는 질문 → 리스크 포인트 설명 → 표 생성이라는 순서 자체가, "무엇을 물어봐야 하는지 모르는" 초보 담당자에게는 꽤 쓸모 있는 뼈대가 됩니다.
이 글의 전제조건 — "표준형"이란
아래 PFMEA는 다음 조건을 기본값으로 깔고 만들었습니다. 여러분의 현장이 인서트 사출·오버몰딩처럼 공정 구조 자체가 다른 사출 변형 공법을 쓴다면, 이어지는 편에서 그 공법 고유의 불량모드를 다룰 예정이니 함께 참고해주세요.
- 사출기: 전동식 (유압식 아님)
- 수지: 범용 PP/ABS (흡습성·유리섬유 강화 등 특수 조건 아님)
- 형체결: 2단/3단 혼용, 별도 감지 장치 없음
- 취출: 로봇 취출 + 자유낙하 혼용
9단계 공정 흐름
| No. | 공정 단계 | 주요 관리 파라미터 |
|---|---|---|
| 1 | 원자재 준비 | 건조 온도/시간, 컬러 배합비 |
| 2 | 형체결 | 형체력(Clamping Force) |
| 3 | 가소화/계량 | 실린더 온도 프로파일, 배압, 계량도 |
| 4 | 사출/충전 | 사출속도, V/P 전환점 |
| 5 | 보압 | 보압압력/시간 |
| 6 | 냉각 | 냉각시간, 금형온도 |
| 7 | 형개/취출 | 이젝터 속도, 로봇 취출 타이밍 |
| 8 | 후공정 | 게이트 커팅, 디버링 |
| 9 | 검사/포장 | 외관/치수/중량 검사 |
공정별 PFMEA — 표준형 기준 36개 항목
1. 원자재 준비
| 작업요소 | 불량유형 | S | O | D | RPN | AP |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 열풍 건조기 건조 | 수분 미제거 (과소 건조) | 7 | 6 | 7 | 294 | HIGH |
| 열풍 건조기 건조 | 수지 열화 (과다 건조) | 6 | 4 | 7 | 168 | MEDIUM |
| 컬러 마스터배치 | 배합비 오류 (MB 과다/과소 투입) | 7 | 6 | 6 | 252 | MEDIUM |
| 원자재 식별 및 보관 | 이종 수지 혼입 | 8 | 3 | 6 | 144 | MEDIUM |
수분 미제거 (RPN 294) — 성형품 표면 실버스트릭·기포 발생으로 외관 불량과 강도 저하로 이어집니다. 권장조치: 건조기 온도 데이터 로거 설치 및 이력 관리, ABS용 제습 건조기 도입 검토, 건조 완료 후 수분 함유율 측정(수분계) 샘플링.
2. 형체결
| 작업요소 | 불량유형 | S | O | D | RPN | AP |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 형체력 설정 및 유지 | 형체력 부족 | 6 | 5 | 7 | 210 | MEDIUM |
| 형체력 설정 및 유지 | 형체력 과다 | 7 | 4 | 7 | 196 | HIGH |
| 형체결 완료 확인 | 금형 내 이물질/잔류 제품으로 인한 불완전 형체결 | 9 | 3 | 8 | 216 | HIGH |
| 저압 형체결 (금형 보호) | 저압 형체결 구간 설정 오류 | 8 | 4 | 7 | 224 | HIGH |
금형 내 이물질/잔류 제품 (S 9) — RPN 자체는 216으로 최고값은 아니지만, 심각도 9는 이 표 전체에서 가장 높은 등급입니다. 금형 파손과 설비 다운타임으로 직결되기 때문입니다. 권장조치: 금형 내 잔류 제품 감지 센서(광센서/이미지센서) 설치, 감지 시 사출기 인터락 연동. 저압 형체결 구간 설정 오류 (RPN 224) — 슬라이드·코어 파손, 금형 파팅면 손상으로 이어져 긴급 수리와 생산 중단을 유발합니다. 권장조치: 기종별 저압 형체결 파라미터 레시피 저장 및 자동 불러오기, 셋업 체크리스트 의무화.
3. 가소화/계량
| 작업요소 | 불량유형 | S | O | D | RPN | AP |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 실린더 온도 프로파일 | 실린더 온도 이탈 (과저온) | 7 | 5 | 6 | 210 | MEDIUM |
| 실린더 온도 프로파일 | 실린더 온도 이탈 (과고온) | 7 | 4 | 6 | 168 | MEDIUM |
| 배압 설정 및 유지 | 배압 과저 설정 | 6 | 5 | 7 | 210 | MEDIUM |
| 계량 관리 | 계량 편차 (쇼트 간 불안정) | 7 | 5 | 7 | 245 | HIGH |
계량 편차 (RPN 245) — 미성형(Short Shot) 또는 과충전·플래시로 이어지고 제품 중량 편차를 유발합니다. 권장조치: 스크류 후퇴 위치 센서 병행 모니터링, 스크류·체크링 정기 점검 주기 설정.
4. 사출/충전
| 작업요소 | 불량유형 | S | O | D | RPN | AP |
|---|---|---|---|---|---|---|
| V/P 전환점 설정 | V/P 전환점 오설정 (조기 전환) | 7 | 5 | 5 | 175 | MEDIUM |
| V/P 전환점 설정 | V/P 전환점 오설정 (지연 전환) | 8 | 4 | 6 | 192 | MEDIUM |
| 사출 속도 제어 | 단일 속도 과속 충전 | 6 | 6 | 6 | 216 | MEDIUM |
| 사출 속도 제어 | 단일 저속 충전 | 6 | 5 | 6 | 180 | MEDIUM |
이 공정은 표준형 조건에서는 HIGH 항목이 없습니다. 가장 RPN이 높은 **단일 속도 과속 충전(216)**도 가스 트랩·버닝(Burning)으로 인한 외관 불량 수준에 그칩니다. 권장조치: 다단 속도 제어(말단부 감속) 도입 검토, 벤트 위치·깊이 재검토.
5. 보압
| 작업요소 | 불량유형 | S | O | D | RPN | AP |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 보압 압력 설정 | 보압 압력 과저 설정 | 7 | 5 | 6 | 210 | MEDIUM |
| 보압 압력 설정 | 보압 압력 과다 설정 | 7 | 4 | 6 | 168 | MEDIUM |
| 보압 시간 설정 | 보압 시간 부족 (게이트 씰 전 보압 종료) | 8 | 6 | 8 | 384 | HIGH |
| 다단 보압 프로파일 | 다단 보압 전환점 오설정 | 7 | 4 | 7 | 196 | HIGH |
보압 시간 부족 (RPN 384, 전체 최고값) — 게이트 씰 전에 보압이 끝나면 수지가 역류해 중량 편차, 치수 불안정, 내부 수축공(Void)까지 발생합니다. 현재 이 조건에 대한 검출 관리가 사실상 없다는 점(D=8)이 RPN을 끌어올린 핵심 원인입니다. 권장조치: 게이트 씰 타임 실험을 초기 및 금형 수리 후 정기적으로 실시하고, 결과를 작업표준서에 반영.
6. 냉각
| 작업요소 | 불량유형 | S | O | D | RPN | AP |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 냉각시간 설정 | 냉각시간 부족 | 7 | 6 | 7 | 294 | HIGH |
| 금형 온도 관리 | 금형 온도 불균일 (Core/Cavity 온도차 과다) | 7 | 6 | 7 | 294 | HIGH |
| 냉각 회로 유지관리 | 냉각 회로 스케일 누적으로 냉각 효율 저하 | 6 | 7 | 8 | 336 | MEDIUM |
| 칠러 온도 관리 | 칠러 냉각수 온도 이탈 | 6 | 4 | 7 | 168 | MEDIUM |
냉각 회로 스케일 누적 (RPN 336) — 이 표 전체에서 RPN 336으로 공동 2위지만, 심각도가 6이라 AP는 HIGH가 아닌 MEDIUM으로 분류됩니다(아래 "AP는 RPN 순위와 다르게 움직인다" 참고). 그래도 현재 관리 수단이 전혀 없다는 점(D=8)은 눈여겨봐야 합니다. 권장조치: 냉각 회로 정기 세척 주기 설정(월 1회 이상), 냉각수 수질 기준 및 점검 체크리스트 수립.
7. 형개/취출
| 작업요소 | 불량유형 | S | O | D | RPN | AP |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 이젝터 작동 | 이젝터 속도 과다로 인한 제품 변형·백화 | 7 | 5 | 6 | 210 | MEDIUM |
| 로봇 취출 타이밍 | 로봇 취출 타이밍 오설정으로 금형·로봇 충돌 | 9 | 3 | 7 | 189 | HIGH |
| 자유 낙하 취출 | 낙하 충격으로 인한 외관 불량(흠집·변형) | 6 | 6 | 5 | 180 | MEDIUM |
| 수작업 적재 | 작업자 부주의로 인한 제품 혼입·외관 불량 | 7 | 5 | 7 | 245 | HIGH |
로봇 취출 타이밍 오설정 (S 9) — RPN은 189로 낮은 편이지만 금형·로봇 충돌은 설비 손상과 생산 중단으로 이어지는 최고 심각도 리스크입니다. 권장조치: 로봇-사출기 인터락(Interlock) 연동, 취출 타이밍 변경 시 2인 확인 절차.
8. 후공정
| 작업요소 | 불량유형 | S | O | D | RPN | AP |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 자동 게이트 커팅 | 게이트 잔존 (불완전 커팅) | 7 | 4 | 5 | 140 | MEDIUM |
| 자동 게이트 커팅 | 게이트부 백화·크랙 | 7 | 5 | 6 | 210 | MEDIUM |
| 수작업 디버링 | 버(Burr) 미제거 | 7 | 5 | 6 | 210 | MEDIUM |
| 수작업 디버링 | 과도한 디버링으로 인한 모재 손상 | 6 | 4 | 6 | 144 | MEDIUM |
표준형 조건에서 유일하게 HIGH 항목이 하나도 없는 공정입니다. 다만 자동 커팅과 수작업 디버링 모두 RPN 210으로 나란히, 지속적인 모니터링이 필요한 수준입니다.
9. 검사/포장
| 작업요소 | 불량유형 | S | O | D | RPN | AP |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 외관 육안 검사 | 외관 불량 미검출 | 8 | 6 | 7 | 336 | HIGH |
| 치수/중량 샘플링 | 치수 불량 미검출 | 8 | 4 | 6 | 192 | MEDIUM |
| 포장 및 출하 | 이종 제품 혼입 | 9 | 3 | 7 | 189 | HIGH |
| 포장 및 출하 | 포장 이력 오류 | 6 | 4 | 6 | 144 | MEDIUM |
외관 불량 미검출 (RPN 336) — 작업자 피로도·숙련도에 의존하는 육안 검사 특성상 불량품 유출로 고객 클레임과 반품·리콜 위험이 있습니다. 권장조치: 자동 비전 검사 시스템 도입, 조명 표준화, 검사 기준서 현장 게시 및 정기 교육. 이종 제품 혼입 (S 9) — 유사 외관 제품이 섞이면 고객사 라인 중단, 대규모 클레임·리콜로 번질 수 있습니다. 권장조치: 포장 전 바코드/QR 스캔 검증 시스템 도입, 제품별 전용 보관 용기 색상 구분.
전체 리스크 요약
| 공정 | HIGH | MEDIUM | 최고 RPN |
|---|---|---|---|
| 1. 원자재 준비 | 1 | 3 | 294 |
| 2. 형체결 | 3 | 1 | 224 |
| 3. 가소화/계량 | 1 | 3 | 245 |
| 4. 사출/충전 | 0 | 4 | 216 |
| 5. 보압 | 2 | 2 | 384 |
| 6. 냉각 | 2 | 2 | 336 |
| 7. 형개/취출 | 2 | 2 | 245 |
| 8. 후공정 | 0 | 4 | 210 |
| 9. 검사/포장 | 2 | 2 | 336 |
| 합계 | 13 | 23 | 384 |
36개 항목 평균 RPN은 215, RPN 200 이상(긴급 구간)이 19건으로 전체의 절반을 넘습니다. 형체결·보압·냉각·형개취출·검사포장 다섯 공정에 HIGH 항목이 몰려 있고, 사출/충전과 후공정은 표준형 조건에서는 상대적으로 안정적입니다.
AP는 RPN 순위와 다르게 움직인다
표를 훑어보면 RPN이 낮은데 HIGH인 항목, RPN이 높은데 MEDIUM인 항목이 섞여 있는 걸 눈치채셨을 겁니다. 예를 들어 심각도(S)가 9로 매겨진 세 항목 — 형체결의 이물질 혼입(RPN 216), 형개/취출의 로봇 충돌(RPN 189), 검사/포장의 이종 제품 혼입(RPN 189) — 은 발생도·검출도가 낮아 RPN 자체는 중간 수준인데도 모두 HIGH로 분류됐습니다. 반대로 냉각 회로 스케일(RPN 336, 이 표 전체 공동 2위)은 심각도가 6이라 MEDIUM에 머뭅니다.
AIAG-VDA 방식의 Action Priority(AP)는 RPN 단순 곱셈값이 아니라 심각도를 우선 고려하기 때문입니다. RPN만 보고 우선순위를 정하면 "금형 파손"이나 "이종 제품 혼입" 같은 치명적 리스크를 놓칠 수 있다는 걸 보여주는 좋은 예시입니다.
우선순위 상위 리스크 (RPN Top 10)
| # | 불량유형 | 공정 | S | O | D | RPN | AP |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 보압 시간 부족 (게이트 씰 전 보압 종료) | 보압 | 8 | 6 | 8 | 384 | HIGH |
| 2 | 냉각 회로 스케일 누적으로 냉각 효율 저하 | 냉각 | 6 | 7 | 8 | 336 | MEDIUM |
| 3 | 외관 불량 미검출 | 검사/포장 | 8 | 6 | 7 | 336 | HIGH |
| 4 | 수분 미제거 (과소 건조) | 원자재 준비 | 7 | 6 | 7 | 294 | HIGH |
| 5 | 냉각시간 부족 | 냉각 | 7 | 6 | 7 | 294 | HIGH |
| 6 | 금형 온도 불균일 (Core/Cavity 온도차 과다) | 냉각 | 7 | 6 | 7 | 294 | HIGH |
| 7 | 배합비 오류 (MB 과다/과소 투입) | 원자재 준비 | 7 | 6 | 6 | 252 | MEDIUM |
| 8 | 계량 편차 (쇼트 간 불안정) | 가소화/계량 | 7 | 5 | 7 | 245 | HIGH |
| 9 | 작업자 부주의로 인한 제품 혼입·외관 불량 | 형개/취출 | 7 | 5 | 7 | 245 | HIGH |
| 10 | 저압 형체결 구간 설정 오류 | 형체결 | 8 | 4 | 7 | 224 | HIGH |
가장 눈에 띄는 건 냉각 공정이 Top 10 중 3자리를 차지한다는 점입니다. 냉각시간·금형온도·냉각회로 세 가지가 서로 다른 원인이지만 모두 최상위권에 올랐다는 건, 표준형 조건에서 냉각 관리가 구조적으로 가장 취약한 지점이라는 뜻입니다.
이 표를 그대로 쓰면 안 되는 이유
이 PFMEA는 "전동식·범용 PP/ABS"라는 표준 조건 위에서 만들어졌습니다. 여러분의 현장이 인서트 사출·오버몰딩처럼 공정 구조 자체가 다른 사출 변형 공법을 쓴다면 불량모드 자체가 새로 추가되고, 유압식 사출기·수동 취출·흡습성/유리섬유 강화 수지처럼 설비·재료 조건이 다르다면 원인과 검출 관리 항목이 달라집니다. 앞의 경우는 이어지는 편(인서트 사출 등)에서, 뒤의 경우는 추후 별도 편에서 다룰 예정입니다.
또한 S/O/D 점수는 챗봇이 일반적인 업계 통념을 기준으로 매긴 값입니다. 여러분 현장의 실제 불량 이력, 고객 요구사항, 검사 능력에 따라 이 숫자는 달라져야 합니다. 특히 발생도(O)는 현장 데이터 없이는 정확히 설정할 수 없고, 특별특성 지정은 설계·품질이 함께 결정해야 하는 영역입니다.
이 표의 가치는 "정답"을 준다는 데 있지 않습니다. 백지에서 시작하는 것보다 훨씬 빠르게 "무엇을 놓치지 않아야 하는지" 목록을 확보할 수 있다는 것, 그게 전부이자 핵심입니다.
다음 글: 사출성형 PFMEA 예시 ② — 인서트 사출, 10공정 45개 항목 전체 공개
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이 PFMEA를 직접 만들어보고 싶다면 FMEA AI 데모에서 회원가입 없이 3분 만에 사출성형 PFMEA 챗봇을 체험할 수 있습니다. 전체 기능(PFMEA 초안 생성, Control Plan 연동, Action Item 추적)이 필요하다면 APQP Manager에서 여러분 현장의 실제 조건에 맞춘 PFMEA를 바로 만들어볼 수 있습니다.