AS9146 기반 항공기 생산공정 FOD 예방 시스템 구축

서론

항공기 생산공정은 수백만 개 부품이 정밀하게 결합되어 구성되는 고위험·고정밀 환경이다. 이 과정에서 발생하는 미세한 이물질, 즉 FOD는 시스템 내부에서 비행까지 잠복하며, 결국 기능장애, 고장, 나아가 항공사고로 이어질 수 있는 심각한 품질 리스크이다. AS9146에 따르면, Foreign Object Debris는 제품 또는 시스템 내에 비의도적으로 존재하거나 유입된 이물질로, 물리적, 기능적, 또는 성능상 손상을 일으킬 가능성이 있는 모든 이질 물체를 포함한다. Foreign Object Damage는 이와 같은 Debris가 실제로 시스템에 영향을 주어 손상(Damage), 오작동(Malfuction), 성능 저하(Degradation)를 일으킨 결과를 의미한다. 즉, Debris는 원인이고, Damage는 결과이며, AS9146은 이 둘을 구분하여 예방 체계를 설계할 것을 요구하고 있다. 과거에는 이러한 이물질 관리가 작업자의 주의력에만 의존하거나 단편적인 공정 절차로 처리되었지만, 오늘날 항공기 품질관리는 구조적 시스템 관점에서 접근해야 한다. 이를 위해 SAE International은 AS9146이라는 독립적인 국제표준을 통해, 항공기 생산·정비 조직 전체가 이물질 위험을 체계적으로 인식, 예방, 개선하도록 요구하고 있다. AS9146은 FOD를 단순한 관리 항목이 아닌, 품질시스템 설계단계부터 구조적으로 통제해야 하는 핵심 요소로 규정하고 있다. 본 기고문에서는 AS9146의 구조를 중심으로 FOD의 개념, 발생 메커니즘, 예방 시스템, 운영상 한계 등을 통합적으로 분석하고 현장 적용을 위한 실질적 방향성을 제시하고자 한다.

FOD의 정의와 유형

FOD(Foreign Object Debris)는 항공기, 우주선, 방위산업 시스템 등에서 설계되지 않은 상태로 존재하거나 유입된 이물질 또는 물리적 오염물을 의미한다. 이러한 이물질은 시스템의 기능적 장애 또는 구조 손상을 유발할 수 있으며, 기능 안전성(FS)과 품질 보증(QA)에 직접적인 위협이 된다.

AS9146에서는 FOD를 단순한 “이물질”이 아닌, “비의도적 물체 또는 잔류물로서, 제품 품질, 성능, 신뢰성, 안전성을 해칠 수 있는 잠재적 위험요소”로 정의한다. 이는 항공기 생산 품질에서 FOD를 위험 기반(Risk-Based) 요소로 취급하고, 조직 전체가 사전 예방적 관점에서 이를 통제할 것을 요구하는 핵심 출발점이다.

AS9146에 따라, FOD는 유입 경로 및 발생 메커니즘에 따라 다음과 같이 분류된다.

• Static FOD : 제품 내부 또는 구조 내에 정적으로 존재하며, 움직이지 않고 잔류하는 이물질
  - 예: 연료탱크 내부 금속편, 배선 트레이 속 절연재 조각
• Dynamic FOD : 비행 중 또는 운용 중 기류, 진동, 압력 등에 의해 움직이거나 기능 요소에 유입되는 이물질
  - 예: 엔진 인테이크로 흡입된 드릴 비트 파편
• Process-Induced FOD : 생산공정 중 생성되거나 유입된 이물질로, 작업자 행위 또는 장비 결함으로부터 비롯됨
  - 예: 조립 중 떨어진 와셔, 공구 끝 파손 조각
• Operational FOD : 활주로나 정비지역 등 외부 환경에서 유입되는 이물질 (AS9146의 직접 대상은 아님)

AS9146 :　Foreign Object Damage(FOD) Prevention Program

항공기 생산 공정에서 FOD 예방은 단순한 주의사항이 아니라, 체계적으로 설계되고 운영되어야 하는 품질 시스템의 핵심 요소이다. 이를 위해 SAE International은 별도로 AS9146 : Foreign Object Damage(FOD) Prevention Program 표준을 제정하였다.

FOD 예방 프로그램 구축 요구

AS9146은 항공, 우주, 방위산업 제품을 제조하거나 정비하는 조직이 반드시 갖추어야 할 FOD 예방 프로그램의 요구사항을 구체적으로 규정하고, 모든 항공 제조 및 정비 조직이 다음과 같은 프로그램을 구축하고 운영할 것을 요구한다.

• 생산 및 정비 활동 중 FOD 위험을 체계적으로 식별하고 평가할 것
• 위험평가 결과에 따라 예방조치 계획을 수립하고 실행할 것
• 프로그램 이행을 위해 모든 작업자가 FOD 예방 훈련을 이수할 것
• 작업장 내 청정구역 운영, Tool Control, 자채 취급 규정을 엄격히 적용할 것
• 예방조치의 효과를 정기적으로 모니터링하고, 필요 시 개선 조치를 시행할 것

리스크 기반 접근법

AS9146은 FOD 예방 활동이 단순 관리가 아니라, 위험도(Risk Level)에 따라 차별화된 관리 강도를 적용해야 한다고 규정한다. 예를 들어 :

• 연료계통, 유압계통, 전기배선처럼 기능적 중요도가 높은 부위는 청정도 기준을 더 엄격히 설정해야 한다.
• 조립단계별 FOD 위험도 평가(FOD Hazard Analysis)를 통해 예방활동 우선순위를 정해야 한다.

예방조치 및 작업장 통제

AS9146은 다음과 같은 예방활동을 명확히 요구한다. 이러한 작업장 통제는 단순 권고사항이 아니라, 필수 요건으로 정의된다.

• 청정구역(Clean Zone) 설정 및 통제
• 공구 및 장비 식별 관리(Tool Control)
• 자재 포장재 제거 및 관리
• 작업자 소지품 제한 및 통제
• 작업 종료 시 FOD 클리어런스 수행

직원 교육 및 인식 제고

모든 작업자, 감독자, 품질검사자는 FOD 위험성을 인식하고 예방 활동을 숙지해야 하며, 정기적인 훈련과 테스트를 통해 교육 효과를 검증해야 한다. 다음을 포함한 체계적인 교육 프로그램 운영이 요구된다.

• 신규 채용자 교육
• 공정 전환자 재교육
• 연간 주기 교육

모니터링과 지속적 개선

AS9146은 예방조치의 효과를 객관적으로 평가할 것을 요구한다. 또한, FOD 발생이 보고되었을 경우, 조직은 즉각적으로 원인 조사를 실시하고, 유사 사건 재발 방지를 위한 개선조치를 이행해야 한다.

• 생산라인, 격납고, 조립현장 등에서 정기적 FOD 스캔 및 감시활동 수행
• FOD 발생 건수, 유형, 발생 구역 통계 분석
• 내부 감사(Audit)를 통해 프로그램 이행 상태 점검
• 문제 발견 시 시정조치 및 프로세스 개선 수행

FOD 발생 메커니즘 - 리스크 기반 분류

AS9146에서는 FOD 발생을 단순 실수나 작업 누락의 결과로 보지 않는다. FOD는 조직 내 여러 프로세스에서 예측 가능한 품질 리스크며, 이에 따라 식별·평가·통제되어야 할 “시스템 리스크”로 분류된다. 다음과 같이 AS9146이 제시하는 리스크 기반 구조에 따라 공정별 주요 FOD 발생 메커니즘을 정리하였다.

가공 및 절삭 공정에서의 잔류물

• 발생 메커니즘 : 드릴링, 리벳팅, 밀링 등의 기계가공 중 금속 칩, 오일 찌꺼기, 고온 절삭 편 발생
• 위험 구역 : 연료 계통 내부, 구조체 조인트, 탱크 내부
• 예방 조치 : 가공 후 세척 공정 통합, 필터링 장비 사용, 공정 후 청정도 측정 (ISO 16232 기준 병행)

조립 및 취급 중의 파편 생성

• 발생 메커니즘 : 조립 시 부품 손상, 리벳 핀 탈락, 포장재 잔류물 미제거
• 위험 구역 : 전기배선 트레이, 유압 배관, 배선고정 브래킷
• 예방 조치 : 포장 제거 후 청소 절차화, 조립작업 전 Check-in 점검, Blind Area 내시경 활용

공구 관리 실패에 따른 공구 유실

• 발생 메커니즘 : 소형 공구(비트, 스냅링 플라이어, 소켓렌치 등) 낙하·유실
• 위험 구역 : 엔진 인테이크, 배선함 내부, 장비 내부 캐비티
• 예방 조치 : AS9146 요구사항인 Tool Control 체계 운영(식별, 사용기록, 실시간 회수 관리)

작업자 소지품 및 개인행위 리스크

• 발생 메커니즘 : 펜, 마커, 핀셋, 나사, 개인 장비 등 불필요한 물품 반입 후 낙하
• 위험 구역 : 개방된 구조체 패널 내부, 터미널 블록, 센서 인클로저
• 예방 조치 : AS9146의 “작업자 반입물 제한정책” 적용, 입장 전 사전 검수절차 운영

청소·점검 절차 생략에 따른 이물 잔류

• 발생 메커니즘 : 공정 완료 후 청소 누락, Blind Zone 점검 생략
• 위험 구역 : 탱크 내부, 후방 프레임, 구조 결합부 틈새
• 예방 조치 : AS9146 기반 Final FOD Clearance 절차 수립, 내시경 점검 의무화

AS9146은 이러한 각 발생 요인을 단순 작업 미흡이 아닌, 시스템 설계 미비 또는 품질관리 체계 미구현의 결과로 간주한다. 따라서, 각 단계마다 위험을 정의하고, 그에 따른 대응 활동을 문서화하고 운영해야 한다.

FOD 예방관리 시스템 - AS9146의 다층 방어 구조

AS9146은 FOD 방지를 위한 개별 작업지시가 아니라, 조직 전체가 실행하는 프로그램 수준의 통합 품질 체계를 요구한다. 이 장에서는 AS9146에서 제시하는 핵심 예방요소를 기반으로 항공기 생산조직이 어떻게 예방체계를 설계하고 실행해야 하는지를 설명하였다.

Clean Zone 관리 및 청정 프로세스

AS9146은 FOD 발생을 억제하기 위한 가장 기초적인 조치로 작업장 환경 통제를 명확히 요구한다. 이러한 환경 통제는 예방단계에서 1차 방어선 역할을 수행한다.

• 청정구역(Clean Zone) 설정 : 이물 유입 가능성이 높은 구간(연료탱크, 유압계통, 배선함 등)에 대해 별도 청정등급 부여
• 출입통제 및 절차화 : 해당 구역 출입 시 클린복 착용, 장비 반입 제한, 에어샤워 필수화
• 자재 취급 기준 : 포장재 제거 후 이물 잔류 없는 자재만 반입 허용

Tool Control 시스템

AS9146에서는 공구 분실 및 유실 방지를 핵심 과제로 명시하며, 이를 위해 다음을 의무적으로 운영하도록 요구한다. 공구 유실은 FOD의 주요 원인 중 하나이며, 이 시스템은 반복적 실수 가능성을 조직적으로 차단한다.

• 공구 식별 관리 : 각 공구 일련번호 또는 RFID 태그 부착 → 공구별 이력 추적
• 사용/회수 기록화 : 공구 사용 시 로그 기록 → 잔여 여부 실시간 확인
• 작업 전후 수량 체크 : 작업 개시 전·종료 후 공구 수량 전수검사 → 미회수 시 즉시 공정 중단

작업자 교육 및 인식 제고

AS9146은 예방활동의 핵심은 시스템이 아닌 사람에 있다고 강조한다. 조직은 다음과 같은 교육 체계를 반드시 운영해야 한다. 이러한 교육은 단순 이론이 아닌 실습·테스트 병행형으로 구성되어야 하며, 작업자 자격 인증 시스템과 연계하는 조직도 증가하고 있다.

• 신규자 교육 : 전 공정 투입 전 FOD 예방 기본개념, Tool Control, Clean Zone 규칙 교육
• 공정변경자 재교육 : 다른 구역 또는 계통 전환 시 재교육 이수 필수
• 정기 반복교육 : 연 1회 이상 예방교육 실시 및 효과성 검토

FOD 모니터링 및 감시 체계

AS9146은 예방조치의 유효성을 검증하기 위한 FOD 감시 및 모니터링 활동도 체계화할 것을 요구한다. 모니터링 결과는 전사 품질지표와 연계되어 조직 전반의 품질문화 수준을 반영하게 된다.

• 정기 스캔 활동 : 생산라인, 조립구역 등 지정 장소를 정기 순찰하며 이물질 유무 점검
• FOD 통계 분석 : 발생 빈도, 유형, 위치 등을 분석하여 개선대책 수립
• 내부 감사 : 품질부서(또는 외부 인증기관) 예방시스템 운영 상태 정기 점검

최종 FOD-Free 인증 프로세스

AS9146은 최종 제품 또는 조립체가 출하되기 전 다음 조건이 만족되어야 한다고 명시한다. 이 절차는 단순한 체크리스트가 아닌, FOD 리스크 제거에 대한 품질 보증의 마지막 책임행위로 간주된다.

• 전 구간 FOD 클리어런스 수행
• FOD-Free 상태 인증서류 작성
• 감독관/품질보증/생산책임자 공동 서명
• 기록물 보관 및 추적성 확보

현실 문제점 - 이상적 시스템과 현장의 간극

AS9146은 항공기 생산조직이 FOD 예방을 위해 프로그램 수준의 품질 시스템을 갖출 것을 요구한다. 그러나 실제 현장에서는 이 요구사항들이 부분적으로만 이행되거나, 형식적으로 관리되는 사례가 적지 않다. 이 장에서는 예방 프로그램의 실행을 가로막는 대표적인 현실적 장애 요소들을 정리하였다.

공정 압박과 일정 중심 운영

생산현장은 납기일과 공정 속도를 절대 우선 순위로 둔다. 이러한 분위기 속에서는 청정구역 절차, 퍼징 세척, 점검기록 작성 등이 “시간을 지연시키는 요소”로 인식되기 쉬우며, 결국 생략되거나 축소된 형태로 운영되는 경우가 많다.
→ AS9146의 정밀한 예방 절차가 현장에서는 축약형으로 변형되는 원인.

교육과 인식의 편차

AS9146은 전사적 교육을 강조하지만, 실제 생산라인에서는 신규자 교육 이후 지속적인 재교육이 이루어지지 않거나, 형식적인 서명으로 대체되는 경우가 많다. 또한, 정규직과 외주 인력, 1차 협력업체와 2차 협력업체 간의 품질의식 격차는 FOD 발생률과 직접적으로 연계된다.
→ 예방활동이 ‘누구는 철저하고, 누구는 생략하는’ 상태로 분산될 수 있음.

비용 절감 압력

클린룸 유지비용, 퍼징 유체 및 세정장비 구비, 내시경 장비 도입, 툴 관리시스템 구축 등은 단기적으로는 예산 부담 요소로 작용한다. 따라서 일부 조직에서는 “정책상은 도입했으나 실제 사용은 하지 않는” 방식으로 AS9146 요건을 명목상으로만 이행한다.
→ 품질보증 부서와 경영부서 간 인식차가 제도 실행력 저하로 이어짐.

문서화는 있으나 실효는 없는 경우

많은 항공제조사는 AS9146 요구사항에 대응하기 위한 매뉴얼과 절차서를 갖추고 있지만, 그 실행 여부에 대한 내부 감시체계가 약하거나, 점검결과가 단지 형식적 사인으로 처리되는 경우가 있다. 예를 들어 공구 분실 기록이 있어도 원인조사 없이 “이상 없음” 처리하거나, 청정도 시험 결과 불합격이 나왔으나 재시험 없이 패스.
→ AS9146의 ‘실효성 기반 프로그램 관리’ 철학과 배치됨.

감시 체계의 독립성 부족

AS9146에서는 FOD 예방 프로그램의 효과를 정기적인 모니터링과 감사(Audit) 를 통해 검증해야 한다. 그러나 실제 운영에서는 품질부서가 감시와 생산실행을 동시에 맡는 등, 감시 기능의 독립성과 권한이 확보되지 않은 경우가 많다. 결과적으로 내부감사가 체크리스트 검토 수준에 그치며, 실제 예방조치가 현장에 반영되지 않는 결과로 이어진다.

결론

FOD는 항공기 생산공정에서 항상 존재하는 잠재 위험이다. 작은 이물질 하나가 전체 시스템의 신뢰성을 위협할 수 있다는 점에서, 이는 단순한 생산관리 항목이 아니라 핵심 품질 리스크로 다뤄져야 한다. AS9146은 이와 같은 현실적 위험을 조직 차원에서 체계적으로 통제하기 위해 설계된 표준이다. 청정환경 관리, 공구통제, 작업자 교육, 예방점검, 인증절차까지 FOD를 방지하기 위한 각 요소가 구조화되어 있고, 이 표준은 예방활동이 단발성이 아닌 반복적 품질시스템의 일부로 자리잡도록 유도한다. 현장에서는 이 표준이 단순히 문서로 존재하는 것이 아니라, 실행 가능한 절차로 이행되는 것이 무엇보다 중요하다. 즉, 실행력 있는 예방체계와 교육, 모니터링이 확보되지 않으면 아무리 정교한 품질문서도 실효성을 갖기 어렵다. 따라서, FOD-Free 생산이란 결과는 완성도만의 문제가 아니라, 현장에서 품질을 어떻게 관리하고 책임지는가에 대한 총합적인 결과다. 지속 가능한 품질 확보를 위해서는 FOD 예방이 “특별한 관리 항목”이 아니라, 일상적 공정 관리의 기본 조건으로 정착되어야 한다.