프레스 가공 PFMEA 예시 ① — 표준 프레스(냉간), 8공정 32개 항목 전체 공개
AI FMEA 챗봇과의 대화로 만든 표준 프레스(냉간) PFMEA 전체를 공개합니다. SPCC 1.6t·프로그레시브 금형·NC 서보 코일피드 조건으로 8개 공정 32개 불량모드와 RPN, 우선순위, 권장조치까지 실무자가 그대로 참고할 수 있도록 정리했습니다.
이 글은 프레스 가공 PFMEA 연재의 첫 편입니다. 사출성형 PFMEA 연재에 이어 다루는 새 공법이며, 조건을 최대한 "표준"으로 고정한 냉간 프레스 PFMEA를 먼저 통째로 공개합니다. 이어지는 편에서는 핫스탬핑(열간프레스)처럼 공정 자체가 다른 프레스 변형 공법을 다룰 예정입니다. 전체 제조공법 연재 로드맵은 연재를 시작하며에서 확인할 수 있습니다.
미리 밝혀둘 것 — 이 표는 "정답"이 아닙니다
이 PFMEA도 APQP Manager의 AI FMEA 챗봇과 대화하며 만든 결과물입니다. 숙련된 프레스 기술자가 처음부터 끝까지 직접 작성한 문서가 아닙니다.
이 글의 목적은 "AI가 더 똑똑하다"를 증명하는 것이 아니라, 프레스 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.
이 글의 전제조건 — "표준 프레스(냉간) 기본형"이란
아래 PFMEA는 다음 조건을 기본값으로 깔고 만들었습니다. 여러분의 현장 조건이 다르다면 원인과 관리방법이 달라질 수 있습니다.
- 소재: SPCC 냉간압연강판, 두께 1.6mm
- 금형: 프로그레시브 금형(블랭킹 → 드로잉 → 트리밍 → 피어싱 복합공정)
- 설비: 기계식 프레스, NC 서보 피더 자동 코일이송 라인(디코일러-스트레이트너/레벨러-피더)
- 제품 형상: 사각 박스형 브라켓, 드로잉 깊이 20mm, 마운팅홀 φ6.0mm × 4개
8단계 공정 흐름
| No. | 공정 단계 | 주요 관리 파라미터 |
|---|---|---|
| 1 | 소재 입고/언코일링 | 코일 표면 상태, NC 서보 피더 피치, 레벨러 교정 |
| 2 | 블랭킹 | 펀치/다이 클리어런스, 전단면 버 관리 |
| 3 | 드로잉 | 블랭크 홀더 압력, 드로잉 R값, 롤코터 윤활 |
| 4 | 트리밍 | 트리밍 클리어런스, 코너 R부 마모 관리 |
| 5 | 피어싱 | 펀치 마모, 3점 기준 지그, 클리어런스 |
| 6 | 스프링백 검사 | 형상 게이지·CMM 병행 측정 주기 |
| 7 | 외관/치수 검사 | 육안 전수검사, CMM+검사 지그 |
| 8 | 포장 | 방청유 도포, LOT 카운팅, 바코드 라벨 |
공정별 PFMEA — 표준형 기준 32개 항목
1. 소재 입고 / 언코일링
| 작업요소 | 불량유형 | S | O | D | RPN | AP |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 소재 입고검사 | 부적합 소재 투입(두께·재질 규격 미달) | 8 | 3 | 3 | 72 | LOW |
| 코일 언코일링 | 코일 표면 결함(스크래치·녹·압흔) 미검출 투입 | 6 | 4 | 5 | 120 | MEDIUM |
| NC 서보 피더 이송 | 피치 오차(과이송/미이송) | 7 | 4 | 3 | 84 | LOW |
| 레벨러(교정) 롤 | 레벨러 교정 불량으로 소재 캠버(휨) 잔존 | 6 | 3 | 5 | 90 | LOW |
코일 표면 결함 미검출 투입 (RPN 120) — 코일 보관 중 습기·마찰로 스크래치·녹·압흔이 생기는데, 언코일러 초기 육안검사만으로는 코일 안쪽 감긴 부분까지 확인하기 어렵습니다. 권장조치: 코일 보관구역 습도관리 기준 강화, 언코일링 직후 표면 상태를 자동으로 훑는 라인스캔 카메라 도입 검토.
2. 블랭킹 (Blanking)
| 작업요소 | 불량유형 | S | O | D | RPN | AP |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 펀치/다이 클리어런스 | 블랭크 외형 치수 불량(공차 ±0.1mm 이탈) | 7 | 4 | 3 | 84 | LOW |
| 전단면 버(Burr) | 버 과다 발생(0.05mm 초과) | 8 | 5 | 4 | 160 | MEDIUM |
| 전단면 품질관리 | 이중 전단(Secondary Shear) 또는 파단면 과다 발생 | 7 | 3 | 5 | 105 | MEDIUM |
| 블랭크 평탄도 관리 | 블랭크 휨/뒤틀림(평탄도 불량) | 6 | 4 | 5 | 120 | MEDIUM |
전단면 버 과다 발생 (RPN 160) — 펀치 날끝 마모가 누적되면서 전단면에 버가 쌓이는 전형적인 마모형 불량입니다. 30만 shot 재연마 기준이 있어도, 클리어런스가 상한(8%)에 가까워질수록 마모 속도가 빨라지므로 고정 주기만으로는 놓치기 쉽습니다. 권장조치: shot 수 기준 대신 버 높이 실측 기준으로 재연마 시점을 관리하는 방식 검토.
3. 드로잉 (Drawing)
| 작업요소 | 불량유형 | S | O | D | RPN | AP |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 사각 박스 형상소 | 코너부 균열/파단 | 8 | 4 | 3 | 96 | LOW |
| 블랭크 홀더(유압) | 플랜지부/벽면부 주름 발생 | 7 | 4 | 4 | 112 | MEDIUM |
| 드로잉 성형 치수 | 성형 깊이/박스 형상 치수 불량 | 7 | 3 | 4 | 84 | LOW |
| 금형-소재 접촉면 | 성형면 표면 긁힘/눌림/소착(Galling) | 6 | 4 | 5 | 120 | MEDIUM |
금형-소재 접촉면 소착 (RPN 120) — 롤코터 윤활 도포가 불균일하면 성형 중 소재와 금형이 국부적으로 맞닿아 표면이 긁히거나 소착됩니다. 권장조치: 롤코터 도포량을 정기 점검이 아니라 도포 직후 필름 두께 게이지로 즉시 확인하는 절차 추가. 코너부 균열(S 8)은 RPN(96)만 보면 중간 수준이지만, 사각 형상 특유의 응력 집중 때문에 파단으로 번지면 전량 폐기로 직결되는 리스크입니다.
4. 트리밍 (Trimming)
| 작업요소 | 불량유형 | S | O | D | RPN | AP |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 플랜지 외곽 전단 | 플랜지 폭 치수 불량(±0.15mm 공차 이탈) | 7 | 4 | 3 | 84 | LOW |
| 코너 R부 복합 윤곽 | 코너 R부 버(Burr) 과다 발생(0.05mm 초과) | 8 | 5 | 4 | 160 | MEDIUM |
| 복합 윤곽 형상 구현 | 트리밍 윤곽 형상 불량(코너 R 미달/직선도 불량) | 7 | 3 | 3 | 63 | LOW |
| 스크랩 배출/혼입 | 스크랩 잔재 금형 내 잔류/제품 혼입 | 8 | 3 | 3 | 72 | LOW |
코너 R부 버 과다 발생 (RPN 160) — 코너 R부는 직선 구간보다 응력이 집중돼 마모가 먼저 진행되는데, 클리어런스 관리 기준(판두께 5–8%)을 전체 윤곽에 동일하게 적용하면 코너부만 먼저 한계를 넘어설 수 있습니다. 권장조치: 코너 R부 전용 마모 한계를 직선 구간보다 타이트하게 별도 설정.
5. 피어싱 (Piercing)
| 작업요소 | 불량유형 | S | O | D | RPN | AP |
|---|---|---|---|---|---|---|
| φ6.0mm 마운팅홀 가공 | 홀 직경 불량(φ6.0mm ±0.05mm 공차 이탈) | 8 | 4 | 3 | 96 | LOW |
| 3점 기준 지그 위치결정 | 홀 위치도 불량(위치도 ±0.15mm, 피치 ±0.1mm 이탈) | 8 | 3 | 3 | 72 | LOW |
| φ6.0mm 홀 전단면 | 홀 내면 버(Burr) 과다 발생(0.05mm 초과) | 7 | 5 | 4 | 140 | MEDIUM |
| 피어싱 펀치 건전성 | 펀치 파손/홀 미가공(펀치 절손) | 9 | 2 | 3 | 54 | HIGH |
φ6.0mm 홀 전단면 버 과다 발생 (RPN 140, 이 공정 최고값) — 펀치 날끝 마모와 클리어런스 부적정이 겹치면 홀 내면에 버가 남습니다. 마운팅홀은 조립 시 볼트가 직접 통과하는 부위라, 버가 남으면 체결 토크 편차로 이어질 수 있습니다. 이 공정에서 RPN이 가장 낮은(54) 피어싱 펀치 절손이 이 표 32건 전체 중 유일한 AP=HIGH입니다. 이유는 아래 "전체 리스크 요약"에서 자세히 다룹니다.
6. 스프링백 검사
| 작업요소 | 불량유형 | S | O | D | RPN | AP |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 형상 게이지 육안 판정 | 스프링백 허용량(±0.2mm) 초과 제품 미검출 유출 | 8 | 4 | 4 | 128 | MEDIUM |
| 형상 게이지 관리 | 검사 지그(형상 게이지) 마모·변형으로 인한 오판정 | 7 | 3 | 5 | 105 | MEDIUM |
| 중물 샘플링 검사 | 샘플링 간격 중 공정 변동으로 인한 스프링백 초과 제품 대량 발생 미감지 | 8 | 3 | 6 | 144 | MEDIUM |
| CMM 측정 셋업 | CMM 측정 기준점(datum) 셋업 오류로 인한 측정값 부정확 | 7 | 3 | 4 | 84 | LOW |
중물 샘플링 검사 미감지 (RPN 144) — 2시간 주기 샘플링 사이에 금형 마모나 쿠션압 변화 같은 공정 변동이 생기면, 다음 샘플링 전까지 스프링백 초과 제품이 계속 흘러나갈 수 있습니다. 권장조치: 샘플링만으로 촘촘히 커버하기보다 SPC 관리도를 도입해 공정 변동 자체를 실시간으로 추적하는 방식 검토.
7. 외관/치수 검사
| 작업요소 | 불량유형 | S | O | D | RPN | AP |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 육안 전수 외관검사 | 외관 불량(스크래치·압흔·버 잔존) 미검출 유출 | 7 | 5 | 5 | 175 | MEDIUM |
| CMM + 검사 지그 | 치수 불량(플랜지 폭·홀 위치도·드로잉 깊이) 미검출 유출 | 8 | 3 | 4 | 96 | LOW |
| 한도견본 기준 관리 | 검사원 간 판정 기준 불일치(오판정) | 7 | 4 | 5 | 140 | MEDIUM |
| 검사 지그 상태 관리 | 검사 지그 마모·변형으로 인한 치수 오판정 | 7 | 3 | 4 | 84 | LOW |
이 표 32건 전체에서 RPN이 가장 높은 항목(175)이 바로 이 공정의 육안 전수 외관검사 미검출 유출입니다. 검사원 피로·집중력 저하가 원인으로, 공정 자체의 결함이 아니라 판정 편차 문제라는 점이 특징입니다. 자세한 배경은 아래 "왜 '검사' 공정 자체의 RPN이 가장 높을까"에서 다룹니다.
8. 포장
| 작업요소 | 불량유형 | S | O | D | RPN | AP |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 트레이 적재/제품 구분 | 이종 제품/이물질 혼입 | 8 | 3 | 4 | 96 | LOW |
| 방청유(PE 코팅) 도포 | 방청 처리 불량(방청유 미도포/불균일 도포) | 7 | 3 | 5 | 105 | MEDIUM |
| LOT 수량 카운팅 | 수량 오류(과다/과소 적재) | 6 | 3 | 3 | 54 | LOW |
| 바코드 라벨 부착 | 라벨 오부착/누락(품번·LOT 오류) | 7 | 3 | 2 | 42 | LOW |
방청 처리 불량 (RPN 105) — 방청유 도포 노즐이 막히거나 공급이 불균일하면 일부 구간에 방청유가 덜 발라져 운송·보관 중 부식으로 이어질 수 있습니다. 권장조치: 노즐 막힘을 사후 점검이 아니라 도포량 실시간 모니터링으로 전환.
전체 리스크 요약
| 공정 | HIGH | MEDIUM | 최고 RPN |
|---|---|---|---|
| 1. 소재 입고/언코일링 | 0 | 1 | 120 |
| 2. 블랭킹 | 0 | 3 | 160 |
| 3. 드로잉 | 0 | 2 | 120 |
| 4. 트리밍 | 0 | 1 | 160 |
| 5. 피어싱 | 1 | 1 | 140 |
| 6. 스프링백 검사 | 0 | 3 | 144 |
| 7. 외관/치수 검사 | 0 | 2 | 175 |
| 8. 포장 | 0 | 1 | 105 |
| 합계 | 1 | 14 | 175 |
32개 항목 평균 RPN은 101입니다. RPN 200 이상(긴급) 구간은 0건이고, 100–199(위험) 구간 14건, 50–99(주의) 구간 17건, 50 미만(양호) 구간 1건으로 대부분이 중간 위험도에 몰려 있습니다.
AP는 RPN 순위와 다르게 움직인다
32건 중 AP가 HIGH인 항목은 딱 하나, 피어싱 펀치 건전성(펀치 파손/홀 미가공, S9·O2·D3, RPN 54) 뿐입니다. RPN만 보면 32건 중 하위권인데 AP는 유일한 HIGH입니다. AIAG-VDA의 AP는 단순 S×O×D 곱셈 순위가 아니라 심각도(S)를 최우선으로 한 S-O-D 조합표 기준이라, 심각도 9(마운팅홀 미가공 → 조립 불가·기능 완전 상실)인 이 항목이 발생도·검출도가 낮음에도 최우선 조치 대상으로 분류됩니다. 사출성형 편에서 짚었던 "AP와 RPN 순위가 항상 일치하지 않는다"는 포인트가 프레스 공정에서도 동일하게 확인됩니다.
왜 "검사" 공정 자체의 RPN이 가장 높을까
RPN 1위는 외관/치수 검사 공정의 "육안 전수 외관검사 미검출 유출"(175)입니다. 검사공정 자체가 불량을 만드는 게 아니라, 검사원의 판정 편차(주관적 육안 판정)를 실패모드로 잡았기 때문입니다. AIAG-VDA에서는 검사공정도 정상적인 PFMEA 분석 대상이며, 이 사례는 "공정 자체에는 결함이 없어도 검사원 피로도·판정 편차만으로 RPN이 높게 나올 수 있다"는 걸 보여주는 좋은 예시입니다. 실무자들이 자주 놓치는 부분이라 짚고 넘어갈 가치가 있습니다.
우선순위 상위 리스크 (RPN Top 10)
| # | 불량유형 | 공정 | S | O | D | RPN | AP |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 외관 불량(스크래치·압흔·버 잔존) 미검출 유출 | 외관/치수 검사 | 7 | 5 | 5 | 175 | MEDIUM |
| 2 | 전단면 버(Burr) 과다 발생 | 블랭킹 | 8 | 5 | 4 | 160 | MEDIUM |
| 2 | 코너 R부 버(Burr) 과다 발생 | 트리밍 | 8 | 5 | 4 | 160 | MEDIUM |
| 4 | 샘플링 간격 중 공정 변동으로 스프링백 초과 대량 발생 미감지 | 스프링백 검사 | 8 | 3 | 6 | 144 | MEDIUM |
| 5 | 홀 내면 버(Burr) 과다 발생 | 피어싱 | 7 | 5 | 4 | 140 | MEDIUM |
| 5 | 한도견본 노후화로 검사원 간 판정 기준 불일치 | 외관/치수 검사 | 7 | 4 | 5 | 140 | MEDIUM |
| 7 | 스프링백 허용량 초과 미검출 유출(판정 기준 불일치) | 스프링백 검사 | 8 | 4 | 4 | 128 | MEDIUM |
| 8 | 블랭크 휨/뒤틀림(평탄도 불량) | 블랭킹 | 6 | 4 | 5 | 120 | MEDIUM |
| 8 | 성형면 표면 긁힘/눌림/소착(Galling) | 드로잉 | 6 | 4 | 5 | 120 | MEDIUM |
| 8 | 코일 표면 결함 미검출 투입 | 소재 입고/언코일링 | 6 | 4 | 5 | 120 | MEDIUM |
블랭킹·스프링백 검사·외관/치수 검사 세 공정이 상위 10건 중 두 자리씩을 차지합니다. 사출성형 표준형처럼 냉각 하나가 구조적 약점인 패턴과 달리, 프레스 가공은 전단(블랭킹·트리밍)과 후공정 검사(스프링백·외관) 양쪽에 리스크가 고르게 걸쳐 있다는 게 특징입니다.
이 표를 그대로 쓰면 안 되는 이유
이 PFMEA는 "SPCC 1.6t·프로그레시브 금형·기계식 프레스·NC 서보 코일피드"라는 표준 조건 위에서 만들어졌습니다. 소재 두께나 강종이 다르거나(고장력강 등), 단발 금형·유압 프레스를 쓰거나, 수동 코일 이송 환경이라면 원인과 검출 관리 항목이 상당 부분 달라집니다.
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.
프레스 가공 연재는 이후로도 계속됩니다. 다음 편은 핫스탬핑(열간프레스) PFMEA로 예정돼 있으며, 전체 제조공법 로드맵은 연재를 시작하며에서 확인할 수 있습니다.
관련 도구
이 PFMEA를 직접 만들어보고 싶다면 FMEA AI 데모에서 회원가입 없이 3분 만에 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.