[ERP] 생산 요약 | 생산계획 및 통제 - 생산시스템&계획

생산시스템 & 계획

 

생산시스템

 

생산시스템의 기본구조

 

 

 

생산방식에 의한 분류

①프로젝트 생산방식(Project Shop)

-건물이나 교량, 배 등 위치가 고정되어 장소의 제한을 받는다.  -제품은 고정되어있고 자재투입 및 생산 공정이 시기별로 변경되어 제조보다 구축의 개념이 더 강하다.  -각 행위의 전후관계, 소요기간을 활용한 전통적 스케쥴링 방식인 PERT/CPM을 주로 사용한다.

 

②개별생산방식(Job Shop)

-항공기나 가구, 기계장비 등 주문자의 요구에 의한 생산방식이다.  -소량생산되므로 공장의 구성이 유동적이다.  -여러 종류의 부품 가공이 이루어지므로 범용성 있는 장비가 사용된다.  -비슷한 기술이나 장비를 기준으로 조직이 만들어진다.  -작업 대상물이 필요한 작업장으로만 이동되며 제품이나 생산량의 변경이 비교적 용이하나 재공 재고가 많다.  -작업 소요기간(Lead Time)이 길고 생산, 재고 관리가 복잡하며 비용이 많이 들어, 효과적인 MRP와 CRP의 적용 모델이 된다.

 

Job Shop 특징  -주문에 의한 생산  -범용 기계  -공정별 기계배치  -큰 유연성  -숙련공  -공장내의 물자이송(물류)량이 큼

 

③연속(반복) 생산방식

-자동차나 카메라, 컴퓨터 등 주류 산업의 대상을 생산하는 방식으로 대량으로 생산되며 많은 양의 데이터를 처리하고 시간을 단축시키는 MRP가 적용된다.  -CRP(능력소요계획)는 라인밸런싱에 의해 이루어지기 때문에 생략되며 부품조달과 절차개선에 JIT기법이 광범위하게 이루어지고 동적 스케쥴링이 필요한 경우는 흐름생산용 스케쥴링 방식에서 발달한 흐름 생산일정기법이 사용된다.

 

구분	연속생산	단속생산
단위당 생산원가	낮다	높다
설비	전용설비(특수목적)	범용설비(다목적)
품종, 생산방식	소품종 대량생산	다품종 소량생산
생산방식	예측생산	주문생산
배치방식	제품별 배치	공정별 배치
생산속도	빠르다	느리다
설비투자액	많다	적다
노동숙련도	낮다	높다

 

④흐름 생산방식(Flow Shop)

-액체, 기체, 분말 등의 성질을 가진 석유, 화학, 가스, 주류 등의 제품에 적용된다.  -원자재가 파이프라인을 통해 공정으로 이동되고 각 공정의 옵션에 따라 몇 가지의 제품을 생산하는 방식이다.  -MRP보다는 PP나 MPS의 의미가 크고, 생산진행에 있어서는 흐름생산 일정기벙이 공정제어장비와 동적으로 연동되어 사용된다.

 

Flow Shop 특징  -특수기계의 생산 라인  -적은 유연성  -물자 이송량 작음  -전용기계

 

⑤셸 생산방식

시작 공정부터 마지막 공정까지의 전체 공정을 한 명의 작업자가 작업하는 생산방식이다.

 

제조전략에 적합한 생산시스템의 형태

 

 

전략	의미
Make-To-Stock(재고형 생산)	완제품 재고보유, 고객의 주문에 따라 공급(공산품, 저가, 소품종 대량생산)
Assemble-To-Order(주문조립 생산)	반제품 재고보유, 고객의 주문에 맞추어 조립한 뒤 공급(자동차, 페인트, 고가제품)
Make-To-Order(주문생산)	고객주문 확정 후 원자재 가공, 반제품 생산 및 완제품의 조립(공작기계)
Engineer-To-Order(주문설계 생산)	고객 주문 시점부터 설계에서 조립까지 진행(항공기, 선박, 금형)

 

 

총괄계획 및 기준생산계획

 

총괄계획의 개요

총괄생산계획(ARP: Aggregate Production Plan)의 개념

기업이 수요나 주문의 시간적, 수량적 요건을 만족시키기 위하여 생산시스템의 능력을 전체의 입장에서 파악하여 조정해 나가는 계획

[생산시스템 + 재고시스템]

 

총괄생산계획의 전략

전략	세부방법	대응비용	장/단점
생산율조정	-수요가 늘면 조업시간 증가  -수요가 줄면 조업시간 감소	잔업수당, 조업단축, 유휴에 따른 유휴비용	-잔업이 있으면 보전시간 감소  -조업단축으로 보전시간 증가
고용수준 변동	-수요가 늘면 부족인원 고용  -수요가 줄면 잉여인원 해고	신규인원 채용에 따른 광고, 채용, 훈련비,  해고비용, 퇴직수당	-인력 부족 시 양질의 기능공 채용이 어려움  -사기저하로 능률도 저하
재고수준 조정	-수요증가에 대비 재고유지  -재고부족 시 주문대기(납기지연)  -과잉재고 시 판매 촉진	재고유지비, 납기지연으로 인한 손실, 판촉비용	-서비스업에서는 서비스 비축을 할 수 없으므로 인원이나 시설을 늘린다  -기회손실이 크다
하청	-생산능력 부족 시 하청  -생산 및 하청능력 부족 시 설비확장	하청비용, 설비투자비용	-하청회사의 품질 및 일정 관리의 어려움  -수요가 떨어질 때 유휴설비 비용 발생

 

총괄생산계획 수립절차

총괄수요예측 -> 생산능력조정 -> 전략대안의 결정 -> 생산기간별 수요배정

 

기준생산계획(MPS)의 개요

기준생산계획(MPS: Master Production Scheduling)의 개념

총괄생산계획을 수립한 뒤 이를 기준으로 보다 구체적인 각 제품에 대한 생산시기와 수량을 수립하는 생산계획

MPS필수 요소

기간별 수요량(수요 예측치), 현재고량, 주문정책

 

주문 정책

정책	의미
Lot for Lot(LFL)	각 기간 동안 필요한 소요량과 같은 양을 주문하는 방식(주문량 = 순소요량)
FOQ(Fixed Order Quantity)[고정주문량]	매 주문 시 로트의 크기를 조정시켜서 주문하는 방식
EOQ(Economic Order Quantity)[경제적주문량]	총 재고비용을 최소화시키는 1회 주문량
POQ(Periodic Order Quantity)[주기적주문량]	일정한 기간 동안에 필요한 소요량을 모아서 한꺼번에 주문하는 방식
Reorder Point System[재주문시점]	다시 주문하는 시점까지 재고가 떨어지면 주문하는 방식

 

*기준 생산계획의 절차

현재고=1600  배치생산크기=2500	주
	1	2	3	4	5	6	7	8
예측량(Ft)	1000	1000	1000	1000	2000	2000	2000	2000
실제주문량(Ot)	1200	800	300	200	100	0	0	0

 

①-1 배치생산에 의한 MPS 계산 

현재고=1600  배치생산크기=2500	주
	1	2	3	4	5	6	7	8
예측량(Ft)	1000	1000	1000	1000	2000	2000	2000	2000
실제주문량(Ot)	1200	800	300	200	100	0	0	0
기말재고(It)	400	1900	900	2400	400	900	1400	1900
MPS	0	2500	0	2500	0	2500	2500	2500

※MPS의 값: 0≤기말재고 일 경우 MPS=0 이며,  0＞기말재고 일 경우 MPS=2500(배치생산크기)  (1) 1주말의 기말재고(I1) = 현재고 - 1주차의 max{예측량, 주문량}                                  = 1600 - max{1000, 1200}                                  = 400 > 0 (0보다 크므로, MPS=0[생산계획이 없음])  (2) 2주말의 기말재고(I2) = 1주말의 기말재고 - 2주차의 max{예측량, 주문량}                                  = 400 - max{1000, 800}                                  = -600 < 0 (0보다 작으므로, MPS=2500으로 일정계획 수립 후, I2를 재평가)      재평가 2주말 기말재고 = (1주말의 기말재고 + 2500) - 2주차의 max{예측량, 주문량}                                    = 2500 + 400 - max{1000, 800}                                    = 1900  ~위와 같은 방법으로 8주차까지 쭉 구한다.

①-2 납품가능한 수량(ATP: available-to-promise)의 계산

현재고=1600  배치생산크기=2500	주
	1	2	3	4	5	6	7	8
예측량(Ft)	1000	1000	1000	1000	2000	2000	2000	2000
실제주문량(Ot)	1200	800	300	200	100	0	0	0
기말재고(It)	400	1900	900	2400	400	900	1400	1900
MPS	0	2500	0	2500	0	2500	2500	2500
납품가능수량(ATP)	400	1400		2200		2500	2500	2500

(1) 1주의 ATP = 현재고 - 1주의 주문량                     = 1600 - 1200                     = 400  (2) 2주의 ATP = 2주의 MPS - (2주의 주문량 + 3주의 주문량)                     = 2500 - (800 + 300)                     = 1400(즉, 2주의 계획량 2500으로 2, 3주의 주문량 1100개를 커버하고 새로운 주문 1400개를 더 받을 수 있음)  (3) 3주의 ATP = 2주의 ATP에 의해 커버됨  (4) 4주의 ATP = 4주의 MPS - (4주의 주문량 + 5주의 주문량)                     = 2500 - (200 + 100)                     = 2200

 

②Lot-for-Lot 생산에 의한 MPS 계산

현재고=1600  배치생산크기=2500	주
	1	2	3	4	5	6	7	8
예측량(Ft)	1000	1000	1000	1000	2000	2000	2000	2000
실제주문량(Ot)	1200	800	300	200	100	0	0	0
기말재고(It)	400	0	0	0	0	0	0	0
MPS	0	600	1000	1000	2000	2000	2000	2000
납품가능수량(ATP)	400	200	700	800	1900	2000	2000	2000

(1) 1주의 기말재고 = 현재고 - 1주차의 max{예측량, 주문량}                           = 1600 - 1200                           = 400 > 0 (MPS=0)       1주의 ATP = 400 (400개의 기말재고가 있으므로)  (2) 2주의 MPS = 2주차의 max{예측량, 주문량} - 1주말의 기말재고                     = max{1000, 800} - 400 = 600      2주의 ATP = (1주말의 기말재고 + 2주의 MPS) - 2주의 주문량                    = (400 + 600) - 800                    = 200  (3) 3주의 MPS = 3주차의 max{예측량, 주문량} - 2주말의 재고                     = max{1000, 300} - 0                     = 1000       3주의 ATP = (2주말의 기말재고 + 3주의 MPS) - 3주의 주문량                     = (0 + 1000) - 300                     = 700

일정계획

 

일정계획의 개요

일정계획의 의의

생산계획에 의해 실제로 작업을 실시하기 위해서 작업을 언제 시작해서 언제까지 완료시킬 것인가에 대한 실행계획으로서의 일정계획이 수립되어야한다.

 

일정계획의 방침

구분	의미
작업흐름의 신속화	가공로트수와 이동로트수를 작게하고 공정계열을 병렬화
생산기간의 단축	재공품으로 기인된 정체기간을 최소로 단축
작업의 안정화와 가동률 향상	각 공정에 적절한 여유를 부여하여 작업의 안정화
애로공정의 노력증강	애로공정의 능력증강으로 생산속도를 향상
생산활동의 동기화	전 공정에 걸쳐서 전 작업 또는 전 공정의 작업기간을 동기화

 

프로젝트의 일정계획(PERT·CPM 네트워크 계획기법)

개요

네트워크 계획기법: 일의 순서를 계획적으로 정리하기 위한 수렴기법으로 간트차트의 결점을 보완하기 위해 개발되었다.

*PERT: 미해군에서 Polaris missile 프로젝트의 일정계획 및 통제를 위한 관리 기법으로 개발되어, 프로젝트를 시간적으로 관리 및 비용절감을 할 수 있다.  *CPM: 미국 Remington-Rand사에서 개발되었으며, 공장건설 및 설비보전에 소요되는 자원의 효율향상을 위해 개발되었다.

 

PERT network의 구성 요소

단계(event)		작업의 완료와 새로운 작업의 시작을 표시
작업활동(activity)		공정상의 각 작업, 가지(arc)로 표시
명목상의 활동(dummy activity)		작업간의 선후관계를 나타내기 위한 가상의 작업, 점선으로 표시
작업(활동)시간		하나의 활동을 마치는데 소요되는 시간, 사지 위에 숫자로 표시
ES(Earliest Start time)		각 단계에서 가장 빨리 시작할 수 있는 시간
LS(Latest Start time)		각 단계에서 최대한 늦추어 시작할 수 있는 시간

 

활동 소요시간의 추정(PERT/Time: 3점 견적법[3개의 시간추정치의 가중평균치를 견적])

구분	의미
낙관시간치(t0: Optimistic time)	최상이나 예정대로 진행될 경우 최소 시간치
정상시간치(tm: Most likely time)	정상인 경우 최선의 시간치(최빈값)
비관시간치(tp: Pessimistic time)	최악이나 예정대로 되지 않을경우의 최대시간치
기대시간치(te: Expected time)	일반적으로 기대되는 시간

 

*기대시간치 = (낙관 + 4·정상 + 비관) / 6  ------------------------------------------------  *te의 분산

 

Q.예제1[PERT/time의 3점 견적법]

어떤 활동에 소요되는 기대시간치가 6일, 낙관시간치가 5일, 정상시간치가 6일이었을 때 비관시간치는 몇 일인가?    (풀이)  기대시간치 = (낙관 + 4·정상 + 비관) / 6  6 = (5 + 4·6 + 비관) / 6     = (29 + 비관) / 6  ∴비관시간치 = 7일

 

주경로의 발견(★책마다 용어가 다름: TE = ES[가장 빨리 시작할 수 있는 시간] / TL = LS[최대한 늦추어 시작할 수 있는 시간])

 

①후속단계 ES의 계산<전진패스(forward pass)>

후속단계의 ES는 전 단계의 ES에 활동시간 di-j를 더하는 전진계산이다.  ESj = ESi + di-j (예) 단계5의 ES5 = ES3 + d3-5 = 5 + 4 = 9       이때 결합단계 ES: 각 패스 중 최대치를 선택한다. (예)위 네트워크에서 단계8의 ES는 아래의 계산 중에서 최대치인 20을 선택한다.        ES8 = ES5 + d5-8 = 9 + 8 = 17       ES8 = ES6 + d6-8 = 13 + 7 = 20 ← 최대치 선택       ES8 = ES7 + d7-8 = 9 + 4 = 13

②전단계 LS의 계산<후진패스(backward pass)>

전단계의 LS은 후속단계의 LSj에서 활동 di-j를 빼는 후진계산이다.   즉, LSi = LSj - di-j  예) 단계5의 LS 계산 LS5= LS8 - d5-8 = 20 - 8 = 12       이때 분기단계의 LS : 각 패스 중 최소치를 선택한다.  예) 단계3의 LS       LS3 = LS5 - d3-5 = 12 - 4 = 8 ← 최소치 선택       LS3 = LS6 - d3-6 = 13 - 1 = 12

③단계여유(S: Slack time)

각 단계의 단계여유 S는 각 단계의 LS에서 ES를 뺀다.   S= LS - ES  LS - ES ＞ 0, 즉 S ＞ 0 인 경우: 정여유(positive slack)  LS - ES ＜ 0, 즉 S ＜ 0 인 경우: 부여유(negative slack)  LS - ES ＝ 0, 즉 S ＝ 0 인 경우: 0여유(zero slack)  예) 단계5의 여유 S = LS5 -ES5 = 12 - 9 = 3

④주경로(Critical Path: CP)의 발견

주경로(CP)는 단계여유를 0로 만드는 패스를 이으면 된다. 위의 네트워크에서는 굵은 검정색 화살표로 나타내었다.  예) 주경로(CP: Critical Path): 1 - 2 - 4 - 6 - 8

Q.예제2[주경로 및 단계여유]

다음 공정계획표를 완성하기 위한 주공정 작업일수와 단계 6의 단계여유를 각각 차례대로 구하시오.    (풀이)  주공정에 대한 작업일수를 계산하기 위해서는 먼저 각 노드의 ES와 LS를 구하여 주경로를 찾아야 한다. 이때 주공정은 ①→③→④→⑤→⑦ 이며,  주공정상의 각 활동시간을 모두 합하면 20일이다.  단계 6의 ES=7, LS=14이므로 단계여유(S) = LS-ES = 14-7 = 7(일)  ∴20일, 7일