다구찌 실험계획법을 이용한 광학엔진모듈의 제조공정 및 품질 개선

Abstract

본 연구에서는, 광학엔진 모듈용 렌즈의 표면 연마공정에 관하여 연구하였다. 이를 위하여 기존의 연구와 공정 설계서, 렌즈의 불량현황 분포 데이터, 작업자의 브레인스토밍 등을 통하여 광학엔진모듈 렌즈상의 이물과 흠집 발생에 가장 큰 영향을 주는 연마제 양, 압력, RPM 및 연마시간 등을 주요 제어 인자로 도출, 각각의 수준을 설정하여 Full Factorial 설계를 통한 실험을 실시하였다. 실험조건은 형 직교배열표를 이용하여 결정하고, 실험하였으며, 제어가 불가능하거나 힘든 잡음인자에 대해서는 렌즈의 표면품질에 영향을 미치는 연마공정 작업장의 환경과 작업자 등을 조사하여 결정한 후 실험을 진행하였다. 3회에 걸친 실험을 통해 얻은 데이터의 분석결과에 의하여 렌즈의 품질을 예측할 수 있는 모델을 구성하였고, 렌즈의 표면 가공 프로세스의 최적 조건(압력 1.5, 연마제 0.3컵, RPM 40%, 연마시간 150초)으로서 결정하여 렌즈의 공정 및 품질개선을 확보하기 위한 방안을 마련하였다. 공정 개선후의 광학엔진모듈 렌즈의 통과수율은 60%, 일일생산량은 532% 향상되었고, 라인밸런스(Line Balance) 효율은 종전의 75.5%에서 88%로 크게 향상되었다. 또한 본 논문에서, 다구찌 실험계획법을 이용하여 구한 최적조건을 렌즈 표면 처리공정의 표준 조건으로 표준화를 시켰으며, 그 결과 공정 최적화 후 렌즈 표면 품질이 약 59%정도 향상되었다.