OEE 계산, 가동률과 성능률과 양품률을 곱하는 방법

방송국 큐시트에는 하루 편성이 분 단위로 짜여 있습니다. 그런데 장비 점검으로 송출이 끊기고, 진행이 느려 코너가 밀리고, 재촬영이 필요한 장면이 생기면 편성된 시간 중 시청자에게 제대로 나간 방송은 생각보다 적습니다.

팹에서 이 비율을 따지는 지표가 설비종합효율이고, OEE 계산은 그 값을 구하는 방법입니다. 다만 방송은 시간만 따지면 되지만, 장비는 얼마나 오래 돌았는지와 얼마나 빨리 돌았는지, 나온 웨이퍼가 쓸 만했는지를 모두 곱해서 본다는 점이 다릅니다.

이 글에서는 OEE의 세 요소와 계산 순서를 가상의 숫자로 따라가 보고, 지표를 읽을 때 빠지기 쉬운 함정도 함께 짚습니다.

OEE 계산의 기본 공식

OEE(Overall Equipment Effectiveness, 설비종합효율)는 설비가 이론적으로 낼 수 있는 생산 가운데 실제로 쓸 만한 제품을 만들어 낸 비율입니다. 수식은 세 요소를 곱하는 것입니다.

곱셈으로 묶은 이유는 손실이 서로 겹쳐 쌓이기 때문입니다. 멈춰서 놓친 시간, 느리게 돌아 놓친 양, 불량이 되어 버린 양은 따로 계산하면 각각 작아 보여도, 같은 설비 시간에서 연달아 깎여 나가는 몫입니다.

가동률과 성능률과 양품률의 정의

가동률(Availability)은 계획한 생산 시간 가운데 장비가 실제로 가공을 한 시간의 비율입니다. 고장, 세팅 변경, 대기 같은 정지가 이 값을 깎습니다.

성능률(Performance)은 실제로 가동한 시간 동안 이상적인 속도의 몇 퍼센트로 일했는지를 나타냅니다. 이상적인 속도로 낼 수 있는 양에 대한 실제 생산량의 비율로 계산하고, 짧은 멈춤이나 느려진 속도가 이 값을 깎습니다.

양품률(Quality)은 만들어 낸 것 가운데 쓸 만한 제품의 비율입니다. 불량과 재작업이 이 값을 깎습니다. 재작업이 필요한 웨이퍼를 양품으로 셀지는 정의에 따라 갈리므로, 지표를 비교할 때는 같은 기준인지부터 확인해야 합니다.

가상 숫자로 따라가는 OEE 계산

아래는 이해를 돕기 위해 가정한 가상의 숫자입니다. 실제 장비의 값이 아니라 계산 순서를 보여 주기 위한 예시입니다.

검산하는 방법도 있습니다. 1,000분 동안 이상적으로 낼 수 있는 웨이퍼는 1,000장이고, 실제 양품은 684장이므로 684 ÷ 1,000 = 0.684로 같은 값이 나옵니다. 세 요소를 곱한 결과가 결국 이상적 생산량 대비 양품 수량의 비율이라는 뜻입니다.

흥미로운 점은 세 값이 각각 0.90, 0.80, 0.95로 나쁘지 않아 보이는데 곱하면 68.4%로 떨어진다는 것입니다. 손실이 겹쳐 쌓인다는 말을 숫자로 확인할 수 있는 대목입니다.

손실을 세 갈래로 읽는 법

OEE의 쓸모는 숫자 하나가 아니라 손실이 어디서 생겼는지를 갈라 보여 주는 데 있습니다. 앞의 예시라면 성능률이 가장 낮으니, 멈춘 시간보다 일하는 동안의 속도 저하와 짧은 멈춤을 먼저 들여다봐야 합니다.

가동률 쪽 손실은 고장, 부품과 소모품 교체, 레시피나 조건 변경, 앞 공정에서 로트가 오지 않아 놀고 있는 대기 시간 같은 것들입니다. 성능률 쪽은 이상 속도에 못 미치는 운전과 순간적인 멈춤이고, 양품률 쪽은 불량 웨이퍼, 재작업, 가동 직후 조건이 안정되기 전에 나오는 결함입니다.

갈래가 정해지면 개선 방법도 달라집니다. 가동률은 정비 방식과 정지 시간 단축, 성능률은 장비 조건과 운전 방식의 점검, 양품률은 공정 조건과 이상 감지의 개선이 출발점이 됩니다.

반도체 장비에서 정의가 갈리는 지점

반도체 업계에는 장비의 생산성을 정의하고 측정하는 방법을 정한 SEMI E79 표준이 있어, 장비 시간을 가동, 대기, 정비 같은 상태로 나누어 지표를 계산하는 틀로 쓰입니다. 다만 회사마다 계획 정지를 계획 시간에서 뺄지, 로트가 없어서 노는 시간을 장비 책임으로 볼지 같은 세부 기준은 다를 수 있습니다.

그래서 다른 팹이나 다른 장비의 OEE를 비교할 때는 숫자보다 정의를 먼저 보아야 합니다. 같은 68.4%라도 어떤 정지를 분모에서 뺐는지에 따라 의미가 달라지기 때문입니다.

OEE를 읽을 때 빠지기 쉬운 함정

첫 번째 함정은 목표를 100%로 두는 것입니다. 모든 장비의 OEE를 높일수록 팹의 생산도 그만큼 늘어난다는 생각은 틀린 경우가 많습니다. 공정 흐름 전체의 속도는 가장 느린 병목 장비가 정하므로, 병목이 아닌 장비의 OEE를 올려 봐야 앞뒤로 재공만 쌓일 뿐 팹의 생산량은 늘지 않습니다.

그래서 OEE는 병목 장비에서 먼저 따지는 것이 효과적입니다. 병목 장비가 한 시간 멈추면 팹 전체의 생산 한 시간이 사라지지만, 병목이 아닌 장비의 한 시간은 여유가 흡수해 주기도 합니다.

두 번째 함정은 하나의 숫자에 만족하는 것입니다. 같은 OEE라도 손실의 구성이 다르면 대책이 달라지므로, 세 요소를 따로 기록하고 변화를 추적하는 편이 훨씬 쓸모가 큽니다.

세 요소 비교 표

구분	가동률	성능률	양품률
묻는 질문	얼마나 오래 일했나	얼마나 빨리 일했나	쓸 만한 것을 얼마나 만들었나
계산	실제 가동 시간 ÷ 계획 생산 시간	실제 처리량 ÷ 이상적 처리량	양품 수 ÷ 처리한 수
가상 예시의 값	0.90	0.80	0.95
주된 손실	고장, 세팅 변경, 대기	속도 저하, 짧은 멈춤	불량, 재작업
흔한 오해	가동률이 높으면 OEE도 높다	이상 속도를 항상 낼 수 있다	양품이 많으면 효율이 좋다

핵심 정리

OEE 계산은 가동률과 성능률과 양품률을 곱해 설비가 이론적으로 낼 수 있는 생산 중 쓸 만한 제품으로 남은 비율을 구하는 일입니다. 세 값이 각각 괜찮아 보여도 곱하면 눈에 띄게 낮아지고, 어느 요소가 가장 낮은지를 보면 개선의 출발점이 보입니다.

큐시트로 돌아가면 편성표는 방송이 얼마나 샜는지가 아니라 어디서 샜는지를 알려 줄 때 쓸모가 있습니다. 정의와 기준을 맞추고, 병목 장비부터 세 요소를 나누어 보는 것이 지표를 활용하는 순서입니다.

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