스마트팩토리 생산관리 MES (3)

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영국의 증기기관 → 전기 → 컴퓨터 → 지금 우리가 배우고 있는 모든 거

스마트공장의 기술적 요건 AT, IT, OT → OT가 무엇인가? 운영기술

• 스마트공장의 정의
  • 우리만의 언어로 정의
• ERP MES POP
• 스마트공장의 5가지 요건
  • 4M+1E 디지털화
  • 지능화
• 수준별 단계
  1. 스마트공장의 최소조건 → 로트 트래킹
     • 아침에 우유를 먹고 배탈나면 추적해야함
  2. 가장 높은 수준은 맞춤형 생산
  3. 중간1 수준은 의사결정을 도와줄 수준
     • 차선변경할 때 잘못변경하면 삐삐삐삐삐 경고 해줌
  4. 중간2 수준은 제어가 자동화 되는 것
     • 자율주행차
• 제조(공장)과 IT 시스템의 발전 - ppt 37페이지 별표
• 스마트 공장의 정보시스템
• MES 출현배경
  • 제조실행시스템
  • 보이게 하라
  • ERP, MES 관련 면접을 갈 때 참고하면 좋을 것 -> 67페이지
• 무척중요한거
  1. BOM
     • 어떤 제품의 한 단위를 만들기 위해 필요한 (부품, 구성품)의 구조와 수량을 표현한 것
     • BOM이 없으면 원가 계산이 안된다. 대부분의 공장들은 원가로부터 자유롭지 않다.
     • 가격이 높고 원가가 낮아야 주머니가 두둑해진다.
       1. 시장점유율 1등 정도는 해야 가격을 높일 수 있다.
       2. 내가 마음대로 할 수 있는건 제조 원가이다.
  2. Routing

MES의 개요

기준 정보 구축

• MES의 기본 모듈
  • BOM: 어떤 제품의 한 단위를 만들기 위해 필요한 (부품, 구성품, 자재, 재료 등)의 구조와 수량을 표현한 것
  • Routing
• 기준정보 관리
  • 학적부 같은거, 학번, 이름 등 식별하기 위함이다.
  • 자동차의 누적 주행 거리 수 → 엔진오일 관리, 거래, 차 바꾸기

BOM(Bill of Material): 자재 명세서

• 기준 정보 데이터의 확보
  • BOM은 부품 기준정보와 제품구조로 구성되어 있으며, 생산 및 판매 활동의 전 부문에서 활용되고 제품의 원가를 계산하여 결산과 성과 측정의 목적으로 사용
    • 제품을 만드는데 필요한 부품의 종류와 양
    • 제품을 만드는 과정(공정순서)
    • 제품을 만드는데 필요한 시간
    • 제품을 만드는데 투입된 원가(노무비/경비…)
    • 제품의 제조 가능량(capacity)
  • 조립품이나 제품 등 상위 품목을 만드는데 필요한 반제품, 부품 워재료의 목록으로 구성된 것으로 제품 구조 이상의 의미를 지니며 생산 활동에 필요한 모든 정보를 체계화 데이터베이스화 한 것
    • Level 0 : 자동 사진 인화기
    • Level 1 : 케이스, 센서 Ass’y, 드라이어 Ass’y
    • Level 2 : 드라이어 케이스, 드라이어 Roll Ass’y
    • Level 3 : 링, 베아링, 샤프트
  • Part Master 정보
    • 부품 설명
    • 계획 및 통제 Parameter
    • 원가 정보
  • Plant Record
    • 생산공장
  • Structure 정보
    • 상호관계
    • 수량
    • 유효범위
    • 변경이력
  • 물리적 특성
    • Specification(사양, 스펙)
    • 도면
    • 관련 자료
    • 참고 자료
• BOM의 용도
  • 상호관계
  • 수량
  • 유효범위
  • 리드타임
  • 계량단위
• BOM 구조 및 표현
• BOM 전개
• BOM 역전개
• BOM 유지관리, 형상관리
• BOM 유효성
• BOM 날짜 유효성(Date Effectivity)
  적용 시기 및 범위가 날짜에 의해 생성
  → 다량 생산되는 제품 혹은 시효성 물자 개선에 의한 기술변경 시 주로 사용
• 일련번호 유효성(Serial Effectivity)
  기술변경의 적용이 특정 호기, 특정 모델 및 구분(Block)에 속한 일련번호 내지 호기별 적용 방식
• 기본단위 유효성(Lot Effectivity)
  • 면직물류의 염색 등 동일 제품일지라도 기본작업단위(Lot)에 따라 제품 질에 미세한 차이가 발생할 수 있는 경우 필수적 사용 주문에 의한 배치생산 방식 적용
  • 로트 범위가 크면 나중에 불량이 날 때 비용이 많이 나옴
  • 로트 범위가 좁으면 관리 비용이 많이 나옴
• 설계BOM과 제조BOM
  • 서로 같을 수도 있지만 다를 수도 있다.
• 팬텀(Phantom) BOM
  • transit subassembly에 사용되는 structure
  • 설계과정에서 정의된 품목이지만, 제조 과정에서 순간적으로 생성되었다가 곧바로 소요
  • 리드타임은 0, order policy는 L4L
  • synthetics
    • 설계 과정에서 정의되지 않았으나 제조 과정에서 별도 품목으로 취급하여 수불함
    • 프로세스에 의한 생성, make/buy plan에 의한 생성
• 오더 목록표(Order BOM)

• BOM 정확도 유지

  빙산의 일각

  • 드러난 작은 문제
    • Part Number
    • Configuration
    • Quantity per
    • Unit Of Measure
  • 숨겨진 많은 문제
    • Kit 오류
    • 부분품 계획의 부정확 혹은 빠뜨림
    • 독촉
    • 타 조립품을 위한 부품 가용성
    • 타 부품 일정에 악영향
    • 불용 재고/과잉 재고
• BOM 정확도 유지 기법 - Principles
  • 유일한 번호
  • 한 넘버로 전 이용자 사용
  • 재사용금지
  • 정확성
  • 책임 및 권한 부여
  • 혼돈스러운 문자 사용 제외
  • 확장 고려
  • Description 표준화
• 계획 BOM - Planning Bills 사용 장점
  • 예측 정확도 증가
  • 취급해야할 목록 감소
  • 하위 레벨 계획의 정확도 증가
  • Order entry 용이
  • 납기 단축
  • 원가 계산 용이
  • 데이터 관리 용이
• 모듈화 BOM
• 공용(Common) BOM과 조합(Kit) BOM
  • 작업지시가 생산팀에도 내려지지만 자재팀에도 내려진다
  • kit: 어느 한 제품을 만들기 위해서 한 꾸러미를 만들어야 하는데
• BOM과 향후 전략
  • MRP 전개를 통한 자재 자동 발주
    • 자재 창고에 자재가 넉넉히 있으면 그 돈은 누가 냄?
    • 편의점 창고가 넓으면 넓을 수록 임대료, 창고가 없는게 제일 이상적
    • 원자재 등등이 적으면 적을 수록 좋다
    • 현실은 결품 나왔을 때의 손실과 자재 창고에 두었을 때의 비용의 최소한
    • 필요한 날 하루 전날에 재고가 들어오는 것이 좋음
  • 실 제조 원가 산출
  • 표준 원가 적용을 위하여 BOM, Routing등 기준 정보의 관리 기준과 책임을 체계화 하고자 함
• BOM과 관리 기준
  • 보통 불량, 불량품이라고 하는데 표준은 부적합, 부적합품이다.
  • 현 문제점
    • 현재는 Eng’r/Mfg BOM 구분이 없고 Net 소요량만 관리되는 Eng’r BOM 개념임.
    • 실 소요량이 없으므로 MRP에 의한 자재 자동 발주가 곤란함
      → 자재 발주 담당자의 경험과 제조 요청에 의존
    • Net 소요량만 관리 되므로 실제 원가 산출 및 표준원가 적용이 곤란함.
  • 관리 기준
    • BOM은 Eng’r(Engineering)BOM과 Mfg(Manufacturing) BOM으로 구분하여 관리한다.
  • Routing 관리 항목
    • Routing 정보는 Model 개발 후 E-BOM을 M-BOM으로 Transfer할 때 자동 생성되며 BOM 및 Model 정보에 따라 Assy’ 가공비 정보(공수, 설비)가 따라 오게 됨

표준 시간 설정

표준시간의 이해

표준시간은 오래 전부터 현장에서 사용되어 왔습니다. 그러나 아직도 우리는 그럴듯한 표준시간이 없습니다. 그게 바로 우리의 공장관리 수준입니다. 표준시간의 수준이 높아진다면 생산성 관리의 수준이 높아질 것입니다.

• ST 활용을 고급화 하는 과정
  • ST = Standard Time
  • 제품 설계를 구현한다 → DESIGN 효율화 ST
  • 생산시스템의 운영을 합리화한다.
    생산계획, 일정계획 수립 / Capa 분석
    → 생산 일정관리용 ST
  • 작업/공정 설계 단계에서 포함되는 구조적인 낭비를 제거한다. → 생산 일정관리용 ST
  • 작업표준을 수립 후 사실적이고 객관적으로 지켜 작업의 산포를 줄이며 숙련도를 향상시킨다. → 생산성 측정형 ST
• 표준시간, 그리고 선진 현장의 특징
  • 관리자-작업자의 표준 대한 견해차이가 크지 않음.
  • 작업생산성에 대한 논의가 자유롭게 이루어 짐.
  • 표준시간은 통제 목적보다 개선 목적으로 활용됨.
  • 작업자와 작업지원자의 역할분담이 정확히 지켜짐.
  • 일일실적이 명확하게 마감되는 생산운영방식.
  • 생산성이 부서나 제품별로 비교되지 않고 기간별로 비교.
• 공장관리 표준시간의 활용
  • 원가계산의 분배지수
  • 작업일정계획의 수립
  • 생산일정계획의 수립
  • 원가 및 외주단가의 견적기준
  • 생산성(작업효율)관리의 기준
  • 작업훈련의 달성 목표
  • 정원산정을 위한 라인편성 기초 데이터
  • 생산방식의 선택을 위한 대안비교기준
  • 예산관리에 대한 예산분배기준
  • 인센티브제도의 성과기준
• 표준시간 측정방법의 진화 → 과학적 관리
  1. 경험치에 의한 견적을 표준시간으로 사용(경험견적)
  2. 과거 작업기록을 기준으로 환산해서 사용(실적환산)
  3. 직접 일하는 작업자를 대상으로 측정(STOP WATCH)
  4. 표준 동작을 기준으로 하는 기법으로 측정(PTS)
  5. 공통된 것을 발췌, ST DB를 각가지 형태로 구축 활용(SD)
• 표준시간(Standard Time)
  • 보통의 숙련 작업자가 정해진 표준 방법으로
    • 정해진 환경조건 아래에서
    • 정해진 설비, 치공구를 사용하여(몸에 피로를 주지 않고)
    • 정해진 작업 순서에 따라
      ONE BEST WAY : 표준작업 방법(최소공수의 작업)
  • 정상속도로
    • 레이팅 100%(몸에 피로를 주지 않고)
    • 적정한 휴식
  • 제품 1단위를 완성하는 데 소요되는 시간
• 표준시간 4가지 의미
  • 표준화 되어 있는 작업을
  • 인정되는 숙련도를 가진 작업자가
  • 정상적인 작업조건(표준요건)하에서
  • 정상적인 작업속도, 정신적/육체적으로 무리가 없는 속도가
    바로 작업을 하는 데에 걸리는 표준 소요시간이다.
    만약에 그렇지 않다면 표준시간은 차이가 있는 것이 정상이다.
• 인간공학에서 표준시간
  • 표준시간은
    • 작업의 난이도를 표시하는 측정수단
    • 가장 편하게 작업 할 수 있는 속도
    • 서로가 갈등하지 말고 신뢰하면서 달성해야 하는 OUTPUT(산출물)
  • 표준시간이 오래 걸리는
  • 그런 작업을 하는 작업자는
  • 설계가 잘못된 작업장에서 일을 하는 작업자
• 생산성, 품질, 피로도
  • 생산성이 높을수록 품질이 좋아지고 피로도가 낮아진다.
  • 생산성이 높은 수준을 유지하는 것은 바른 작업방법과 작업순서가 몸에 배어 있기 때문. = 실수가 적은 동작을 한다.
• 과학적 기준에 의한 관리
• 표준시간 산출 절차
  1. 무슨 제품/공정/작업을 분석할 것인지 선택한다.
  2. 과거 시간자료/치공구/작업역/작업환경/사용부품/작업자에 대해 조사한다.
  3. 작업자와 분석목적 및 분석방법에 대해 충분히 대화한다.
  4. 분석을 위해 일부 작업을 표준작업에 근접시키는 간단한 개선을 한다.
     • VTR로 촬영한다.
  5. 요소작업구분을 하고 어떤 방법(SW/PTS/SD)으로 측정할 것인지 결정한다.
  6. “어떤 방법”
     • STOP WATCH 분석 → RATING 실시 → 7
     • PTS(WF/MOD/MTM) 분석 → 7
     • SD 분석 → 8
  7. 여유율을 산정하고 내경법이나 외경법을 이용해 정미시간에 가산한다(ST산출)
  8. 작업/공정/제품 순으로 정리하고 ST LIST를 발간한다. 그리고 계속 UP TO DATE
• 표준시간의 Element
  • 초등학생은 40분 수업 10분 쉬고 고등학생부터는 50분 수업하고 10분 쉬는 경우 → 수업시간과 쉬는시간으로 구성되나 그 분배는 달라짐
  • 주 작업시간(1단위 생산 시 소요)과 준비작업시간(1로트 생산 시 소요), 정미시간과 여유시간(규칙/불규칙적으로 발생하는 작업)
• 표준시간의 설정 기법 비교
  • 시간연구법은 실물이 있어야만 가능하다
    • 개발단계면 생산 전이기 때문에 실물이 없다
  • PTS와 SD는 개발단계에서도 사용이 가능하다.
  • 기정시간분석(PTS)
    • 이미 과거에 연구해서 정해놨음
  • 표준테이블
    • 공사현장을 가면 표준품새 시간이 있다
• 작업 표준의 이해
  • 품질표준 QC공정도
  • 제조표준 제조 공정도
  • 작업표준서: 제품 / 공정 / 작업 / 동작 표준
  • 기타: 준비 / 검사 / 운전 표준 등
• 표준시간의 정의
  적정한 작업측정 수법을 정확하게 적용하여 결정한 작업을 수행하는데 필요한 시간치이며, 기본시간에 적정한 여유율을 적용하여 얻을 수 있다
  • 정해진 방법과 설비를 사용해서 정해진 작업 조건에서
  • 그 일에 요구되는 특정의 숙련도를 가진 작업자가
  • 그 일에 대하여 훈련을 받고 육체적으로 그 직무를 충분히 수행할 수 있다고 생각되는 상태에서
  • 표준속도로 작업을 수행할 결우에 1단위의 작업량을 완성하는데 필요한 시간이다.
    → 정해진 표준작업 방법으로 숙련된 작업자가 표준속도로 작업을 할 때에 필요한 시간
• MODAPTS → 표준 시간을 측정하는 방식
  • 물건을 만드는데 어떤 동작이 있는지만 알면 제조 시간을 알 수 있다.
    
  • 이동 동작: 손이나 팔이 작업을 목적으로 움직이는 동작을 말하며 신체의 “팔” 부위에 따라 5가지로 구분한다.
  • 종국 동작: 이동동작이 리우어지고 난후에 목적을 달성하기 위한 동작으로 물건을 잡거나 놓는 동작을 종국동작이라 한다. 이는 작업의 주의력에 따라 분류한다.
  • 기타 동작: 이동동작, 종국동작 이외의 동작으로서 MODAPTS 기본도상에서 하단에 불류되어 있는 동작을 말한다. 손의 동작을 보조하고 있는 동작

생산성 분석

생산 관리의 개념과 범위

1. 조직: 공통 목적을 지향하는 다수인의 조정된 통합적 노력.
   • 효용의 창출, 교환 및 소비를 위한 매개체.
2. 기업: 자본주의 사회에서 가장 잘 발달된 조직
3. 생산 관리의 의의: 기업 사명의 실현에 절대적 기능.
4. 기업의 사명 - 기업의 신념
   • 제품/서비스는 적어도 그 가격 이상의 가치(혜택)를 제공해야 함.
   • 제품/서비스는 특정시장의 고객 욕구를 충족시켜줄 수 있어야 함.
   • 생산 기술 가격과 품질면에서 경쟁적인 제품이나 서비스를 제공
   • 기업은 다른 사람들의 노력과 지원으로 생존·성장, 수익을 얻음
5. 생산 시스템과 제조 프로세스
   • SIPOC 또는 COPIS
     • S → I → P → O → C = 공급자 → 투입 → 프로세스 → 산출 → 고객
   • 투입
     • 토지, 노종, 자본, 정보
   • 변형/변환 과정
   • 산출
     • 제품
     • 서비스
   • 통제
     • 피드백

6. 생산/운영 분류

   생산/운영 분류	특성: 변환과정	특성: 산출(효용)	예
   1차 산업	재배, 채취	기초효용	농.축.임.수산업
   제조업	형태변환	형태효용	광산, 정유, 제철, 자동차, 건축 등
   수송	장소변화	장소효용	육상, 해상, 항공
   저장	시간변환	시간효용	창고업, 락커룸
   공급	소유권변환	소유효용	도매, 소매업, 부동산 중개업
   일반서비스	상태변환	상태효용	공공기관, 교육, 금융, 통신, 병원, 위락시설

7. 생산 관리의 추세
   • 서비스 부문의 성장
   • 생산성의 변화
   • 경쟁의 세계화
   • 품질, 시간, 기술에 의한 경쟁
   • 환경, 기업윤리 등
8. 대량고객화(Mass-Customization)
   • 다품종소량생산과 소품종대량생산의 접근
   • 통합의 경제(Economies of integration)(= 규모의 경제 + 범위의 경제) 추구
   • 다품종소량생산: 대량생산의 이점(규모의 경제)을 누릴 수 있는 방안 강구(예, Group Technology 등)
   • 소품종대량생산: 다품종생산의 이점(범위의 경제)을 누릴 수 있는 시스템 모색(예, Modular Design, Cellular Manufacturing)

생산 관리의 기능과 발전

1. 조직가치의 생산목적으로의 전환: 조직목적을 생산관리 특성과 연관시킴
2. 조직구조와 인적자원의 활용: 가장 바람직한 형태의 조직구조와 생산공정에의 인력 배치에 세심한 관심
3. 생산시스템의 설계: 조직의 기술 및 운영 특성들을 결정하는 다음과 같은 다수의 중대한 장기적 의사결정사항들
   • 제품설계
   • 생산능력계획
   • 공정설계
   • 작업설계 및 측정
   • 이설입지 및 설비배치
   • 경영정보시스템
4. 생산(운영)계획 및 통제 : 재고관리, 품질관리, 장비관리, 원가관리
5. 근대적 생산관리의 출현
   • 18C 후반 산업혁명:
     • 소규모 공장의 장인에 의한 생산 → 기계에 의한 인간의 노동력 대체
     • 증기엔진이 공장에서 기계를 가동할 동력의 원천 제공
     • 방적기와 동력직조기에 의한 섬유산업의 변혁
   • 갈브레드: 산업공학자, 동작연구의 아버지로 불린다. 그는 과업 아주 세밀한 부분을 적용할 수 있는 동작경제의 원칙을 개발했다.
   • 간트: 근로자들을 동기시키는데 비금전저긴 보상의 중요성을 인식하였으며 스케줄링에 주로 사용되는 간트차트를 개발하였다.
   • 포드: 위대한 산업가이며 생산 효율을 향상 시킬 목적으로 과학적 관리의 원칙을 적용하였다. 컨베이어 생산 방식 도입
6. 포드 시스템(Ford System)
   • 포디즘(Fordism): 기업 = 사회봉사기관; “저가격 고임금”의 실현을 추구하는 경영이념
   • 대량생산방식 확립 - 3S: 제품 및 작업의 단순화(Simplification), 부품의 표준화(standardization), 기계·공구의 전문화(specialization)
   • 포드 시스템의 단점
     1. 동시적 이동조립공정에 따른 작업속도의 강제성-비인간화
     2. 한 공정의 중단이 모든 공정에 영향
     3. 설비투자로 인한 막대한 고정비 부담.
     4. 제품 단순화로 시장구조 변화나 다양한 수요에의 적응 곤란.
     5. 제품 및 생산설비의 변경·개량 곤란.

생산 시스템의 유형

1. 생산운영관리 의사 결정

   의사결정 분야 - 의사결정의 영향 요인

   • 제품 및 서비스 설계 - 원가, 품질, 제품책임과 환경적 이슈
   • 생산 용량 - 원가구조, 유연성
   • 프로세스 선택 배치 - 원가, 유연성, 필요한 기능 수준, 생산 용량
   • 업무 설계 - 근로생활의 질, 고용 안정, 생산성
   • 입지 - 원가, 가시성
   • 품질 - 고객의 기대를 충족하거나 도는 초과하는 능력
   • 재고 - 원가, 재고 부족
   • 설비 유지 - 원가, 장비 신뢰성, 생산성
   • 스케줄링 - 유연성, 효율성
   • 공급사슬 - 원가, 품질, 민첩성, 재고 부족, 공급자 관계
   • 프로젝트 - 원가, 신제품이나 서비스, 운영시스템

2. 생산 형태에 의한 분류
   생산시스템의 유형에 따라 시스템의 분석, 설계, 계획 및 통제 등이 달라진다.

   수주측면	생산반복성	품종과 수량	생산의 흐름
   주문 생산 계획생산 (예측생산)	개별생산 뱃치생산 대량생산 연속생산	프로젝트생산 다품종소량 소품종대량	단속생산 연속생산

3. 주문생산과 예측생산

   구분	주문생산	예측생산
   제품특성	제품시방-고객 결정 제품종류 다양 고가(상대적)	제품시방-생산자 결정 품종 한정 저가(상대적)
   생산설비	범용설비(장비)	전용설비(장비)
   수행목표의 중요도(순위)	납기-품질-원가 - 생산능력 이용도	원가-품질-생산능력 이용도 - 고객서비스
   운영상의 주요문제	생산활동 관리 납기관리	예측, 계획생산 재고관리

생산성의 이해

1. 생산성이란
   1. 생산성 = OUTPUT / INPUT
   2. 노동생산성 = 생산량 / 실제시간
2. 생산성의 2가지 측면
   • 노동생산성: 제조방식 $\times$ 실시효율 = 창조적 사고의 산물 $\times$ 실시자의 능력/노력의 산물
   • 고수준의 노동생산성: 제조방식의 개발 $\times$ 고수준의 퍼포먼스 관리
3. 공수: 작업할 부하량이나 작업능력의 단위로서 연 작업시간을 말하는 것이며, 가감승제의 처리가 가능한 성질을 가지고 있음. 사람이나 기계가 할 수 있는 일 또는 한 일의 양을 시간으로 표시하는 것
4. 공수의 단위
   1. man per day
   2. man per hour
   3. man per minute
5. 공수 사용의 장점: 서로 다른 단위를 사용하는 생산 요소들의 단위를 통일시킴으로써 상호비교 및 평가가 가능하고 가감승제의 계산이 가능하여 각종 계획 수립 및 관리에 유용하게 적용할 수 있음.
6. 생산성의 구분
   • 생산성향상
     1. 노동생산성 = 산출량/노동 투입량
     2. 설비생산성 = 산출량/설비 투입량
     3. 원재료 생산성 = 산출력/원재료 투입량
   • 노동생산성의 대표 지표: 인당생산대수, 시간당 생산대수
   • 설비생산성의 대표 지표: 설비종합효율(시간가동율, 성능가동율)

노동 생산성

1. 노동생산성: 투입된 노동량(시간)에 비해 산출되는 생산량의 비율
2. 공수 구조
   • 종합능률 = 작업능률 + 가동율
   • 표준공수: 작업능률에 해당. 퍼포먼스 loss 존재(작업 방법, 환경의 부적합 / 작업자의 미숙련, 노력 부족 등의 작업자 유실)
   • 실동공수: 작업능률 및 가동율에 해당, 표준공수와 퍼포먼스 loss로 구성됨. 관리자 책임 손실 존재(자재불량/품절, 설비고장, 교육, 회의 등 관리자 유실)
   • 작업공수: 가동율에 해당, 실동공수와 관리자 책임 손실로 구성됨.
3. 용어 정의

   • 표준시간: 규정된 작업 조건 하에서 규정된 작업 방법으로 평균 숙련과 기능을 갖춘 작업자가 정상의 속도로 규정된 질의 제품 1단위를 생산하는데 소요되는 시간

     표준시간 = 정미시간 + 여유시간

   • 정미시간: 순수하게 작업에 필요한 시간치로 대상 작업의 기본적인 내용이 규칙적, 주기적으로 반복되는 시간이다.
   • 여유시간: 작업중 불규칙적, 우발적으로 발생되는 시간을 정미시간에 보상해주는 시간을 말하며, 관리방식 및 작업조건의 개선에 따라 조정이 가능하다.
     • 여유시간의 종류: 개인여유(생리여유), 작업여유(기초여유), 변동여유(피로, 기계간섭)
   • 생산량: 공정 최종검사에서 합격된 양품수량
   • 정상작업시간: 1일 근무시간 중에 휴식시간을 제외한 시간
   • 정상작업일: 특근일(공휴일, 국경일, 회사사정에 의한 휴무일 등)이외의 근무일. 단, 휴일의 대근은 정상 작업일이다.
   • 공수인력: 라인/공정단위에서 작업시간을 측정 가능한 인력과, 작업시간 측정은 곤란하나 생산에 직접 참여하는 인력
     • 작업시간 측정가능 직무: 직접 작업자, 도움 작업자, Operator
     • 생산에 직접 참여하는 인력: 라인/공정 단위 내 인력 및 마샬링 인력
   • 작업 공수: 작업에 투입한 총공수 = 투입인력 X 작업시간
   • 실동 공수: 작업공수에서 유실공수를 제외한 공수로서 작업에 실제적으로 투입한 공수 = 작업공수 - 유실 공수
   • 표준 공수: 양품을 생산하는데 투입된 표준시간의 합계 = $\sum$(기종별 S/T $\times$ 생산량)
   • 유실 공수: 작업자 책임이 아닌 Loss공수로서 표준시간 설정시 여유시간에 포함되지 않은 공수로 각 유실항목별 유실시간에 투입된 인력을 곱해 산출함. = $\sum$(유실항목별 유실시간 $\times$ 투입인력)
   • 유실 종류: 근대, 회의/조회, 교육/훈련, 자재품절(사내/외), 자재불량, 기종변경, 재작업, 기계고장/정비, 외주추가작업, 외주품 품절, 시생산, 재고조사
4. 노동생산성 산출
   1. 노동생산성 산출방법 - 작업공수효율: 노동생산성의 대표적 지표로서 표준시간대비 유실공수와 P/L를 포함한 작업공수의 양으로 계산한다.
   2. 실동공수효율: 작업자들의 작업 수행 능력을 파악하는 지표로서 표준시간 대비 P/L를 포함한 실동공수의 양으로 계산된다.
   3. 유실률: 작업공수 대비 관리자 유실에 의한 유실공수의 양으로 계산된다.

설비 생산성

1. 설비 생산성: 투입된 설비(시간)에 비해 산출되는 생산량의 비율
2. 지표의 구조
   1. 조업시간: 부하시간과 비근무시간으로 구성됨
      • 비근무시간: 휴식, 식사, 정전, 계획적인 휴업 등
   2. 부하시간: 가동시간과 [관리유실, 고장정지, 준비조정] 시간으로 구성됨
      • 관리유실: 근태, 회의, 교육, 자재 품절, 불량 재작업 등
      • 고장정지: 설비, 부품이 규정 기능을 잃어 정지한 시간
      • 준비조정: 기종변경, 작업 준비 등으로 정지한 시간
   3. 가동시간: 정미가동시간과 [순간정지, 속도저하] 시간으로 구성됨
      • 순간정지: 설비가 일시적으로 정지 또는 공회전 한 시간
      • 속도저하: 이론 C/Time 과 실제 C/Time과의 차이 시간
   4. 정미가동시간: 가치가동시간과 공정불량 시간으로 구성됨
      • 공정불량: 규정된 품질의 범위를 벗어난 생산 시간
   5. 가치가동시간
3. 용어 정의
   • 조업 시간: 1일 근무시간을 기초로 하루의 시업 시간과 종업 시간 사이의 총 시간
     • 휴식 및 식사 시간, 잔업 시간을 포함한 시간
   • 부하 시간: 조업 시간에서 회사가 인정하는 식사 시간, 휴식 시간을 제외하고, 설비가 정지된 시간
   • 가동 시간: 부하 시간에서 정지 시간을 제외한 시간으로 설비가 실제 가동한 시간
   • 정지 시간: 설비, 자재, 사람, 환경 등 여러 사유로 인하여 계획적 또는 비계획적으로 설비가 정지된 시간
   • 실가동 시간: 설비가 현재 성능으로 제품 생산에 기여한 시간 = 완성수 $\times$ 실제 Cycle Time
   • 성능가동시간: 설비 도입시 성능(사양서의 Spec)으로 얼마나 제품을 생산했는가? 를 나타내는 시간 = 완성수 $\times$ 표준 Cycle Time
   • 가치가동시간: 설비 도입시 성능(사양서의 Spec)으로 얼마나 양품을 생산했는가? 를 나타내는 시간 = 양품수 $\times$ 표준 Cycle Time
   • 표준(이론)Cycle Time: 설비 도입시의 목표로 했던 설비 속도 (사양서나 품의서상의 Cycle Time)
     • 표준 C/Time은 년간 변경없이 적용하는 기준이 되는 C/Time으로 년 1회 업데이트 한다.
   • 실제 Cycle Time: 현재 설비가 생산하는데 걸리는 시간으로 작업환경과 제반여건을 감안한 가동시간으로 현재의 설비성능을 말한다.
4. 설비 효율 관리
   1. 설비종합효율: 회사에서 규정한 부하시간 중 설비의 고유 성능을 가지고 부가가치를 창출해낸 시간의 비율
   2. 시간가동율: 부하시간중 설비의 정지시간(고장정지, 기종변경, 관리유실시간)을 제외한 가동시간과 부하시간의 비율로 설비가 정지없이 가동되고 있는가?를 나타냄
   3. 성능 가동율: 실질가동율과 속도가동율의 곱으로 산출함
   4. 양품율: 완성수에서 양품의 비율을 나타냄

부하 분석

1. 생산능력 구분 및 가동율/효율
   • 부하(Load)의 정의
   • 능력소요계획(CRP)의 부하 대상
     • 계획오더(Planned Orders)
     • 오픈오더(Open/Released Orders)
     • 기타: 재작업(Rework), 보전(Major Maintenance), 연구개발/테스트(R&D)
   • 생산능력(capacity)
     • 설계능력(Design Capacity)
     • 유효능력(Effective Capacity)
     • 실제능력(Actual Capacity)
   • 가동율(Utilization) = 실제능력 / 설계능력
   • 효율(Efficiency) = 실제능력 /유효능력

2. 생산능력 측정 단위

   산업	투입척도	산출척도
   자동차	기계시간, 작업시간	댓수/ 주
   정유	처리시간, 용량	갤론/ 주
   전력	발전기 용량	발전량/ 시간
   수리공장	기계, 작업시간, 작업자 수	수리댓수/ 수리금액
   항공	항공기 좌석수	탑승 승객수, 운항거리/ 주
   병원	침상수, 의사수, 간호사수	진료건수, 환자수/ 주
   소매점	면적, 점원 수	매출액/ 일

3. 부하분석
   신규 수준의 가부판단에는 공장의 능력에 부하량을 공제하고 여력을 계산할 필요가 있다. 이 경우 능력과 부하의 단위만 같으면 무엇이든지 상관이 없다.
   • 공장에서 생산되는 양의 한계 = 생산능력
   • 생산여력 = 생산능력 - 계획된 양(부하계획)
   • 부하 계획의 기본단위: 적절한 단위가 필요 - 인 per 일
     • 1명의 작업자가 1일 작업할 때의 양
     • 3명이 2일 소요 = 6 인/일
   • 공장내의 작업에서 세분화된 단위 필요
     • 공정당 조립 시간이 2-3분 밖에 되지 않음
   • 부하계획에 필요한 정보는 기본생산계획, 생산데이터베이스, 공정능력 데이터베이스이다. 부하계획으로부터 각 공정의 부하여력 등 귀중한 정보를 얻을 수 있다.
   • 부하계획: 공장의 현재 여력에 대하여 새로이 어느 정도 부하를 가할 것인가를 결정하는 것
     여력: 생산능력 - 현재 작업하고 있는 부하
     여력, 생산능력, 부하 모두 시간단위로 나타냄
4. Line Balancing
   각 작업장에 과업들을 균형 있게 할당하여, 각 작업장에서 그 과업을 수행하는 데 거의 동일한 시간이 소요되도록 하는 것
   • LB의 절차
     • 선후관계도(precedence relationship diagram)
     • 작업장(work station)의 cycle time 결정
       • 사이클타임 = 1일 작업시간/목표산출률
       • Tact Time = 1일작업시간/1일산출목표
     • 이론적 최소 작업자의 수 계산
       • Nmin = 총 작업시간/사이클타임
     • 라인 효율 = 100% - 밸런스 지체
       • 밸런스 지체 = 모든 작업장의 유휴시간(실제작업장 * 사이클 타임)

Q&A

표준시간과 생산 싸이클의 차이

• 표준시간 안에 생산싸이클이 있는 것이다.
• 표준시간: 가장 최적의 생산시간
• 싸이클타임, 피치타임, 텍타임 이라고도 함

Chapter. 7 - 스마트공장 참조 모델

잠깐하고 넘어가기

https://www.goesan.go.kr/DATA/bbs/42/C98451DB-2EBD-F3C8-5E5D-478B966EF36F.pdf

Chapter. 8 - 스마트공장 구축 방법론 사례

• 경영진단 사례 연구(Case Study)
• 스마트공장 종합 진단 사례 연구(Case Study)
• 스마트공장 개념설계 사례 연구(Case Study)
• IT공급기업 선정 사례 연구(Case Study)

제 I 편 생산경영의 기본문제

1장 생산경영의 기본 개념

생산의 개념

• 생산(Production/ Operation)
  • 생산요소를 유형/무형의 경제재(산출물)로 변환시켜 효용을 창출하는 변환과정
• 생산요소(4M)
  • 생산대상: 원자재(Material)
  • 생산수단: 기계설비(Machine)
  • 생산주체: 작업자/노동력(Man)
  • 생산방법: 방법(Method)
• 생산과정(Process)
  • 투입: 4M
  • 변환과정: 기계설비/프로세스
  • 산출: 제품/서비스
• 생산의 목적
  • 고객의 만족 → 산출가치 증대
  • 경제적 생산 → 투입비용 감소
  • $\frac{\text{산출가치}}{\text{투입비용}} \gt 1$

시스템 개념

• 서비스의 특성
  • 형태의 무형성
  • 내용의 이질성
  • 서비스의 소멸성(수요의 시한성)
  • 생산과 소비의 동시성(비분리성)

• 제품과 서비스의 특성

  기능별	제품	서비스
  형태	유형성	무형성
  내용	동질성	이질성
  저장/유지	저장성	소멸성/시한성
  생산/소비	분리성	동시성

• 재화와 서비스 연속체
  • 순수 재화: 제조공장, 농장, 광산
  • 순수 서비스: 은행, 호텔/병원, 컨설팅
  • 혼합: 식당, 자동차 수리
• 경영활동과 생산활동
  • 자금(재무활동) → (조달활동) → 생산자원 → (생산활동) → 제품 → (마케팅활동) → 자금(재무활동)

생산시스템

• 시스템의 계층분해
  • 생물유기체 : System
  • 기관: Sub - System
  • 조직: Sub - sub - System
  • 세포 System : Sub - sub - sub - System
  • 핵 sub system : Sub - sub - sub - sub - System
  • 세포질 sub-sub-system : Sub - sub - sub - sub - sub - System
• 시스템의 특성
  • 집합성
  • 관련성
  • 목적 추구성
  • 환경 적응성
• Systems Approach
  • 개념: 시스템 개념을 이용하여 전체 입장에서 상호 관련성을 추구하여 문제해결(목표달성)을 도모하는 시스템 사고방식
  • 사례: Apollo 11호의 성공적인 발사
    • 1960년대 말까지 인류를 달에 보내겠다는 목표 제시
    • NASA의 3개 센터가 분담하여 30~40만 개의 과업을 수만의 하청업체와 공동으로 구행
    • 2백억 달러의 예산과 50만명의 구성원이 힘을 합쳐 1969년 7월 21일에 목표 달성
• System Approach의 효과
  • 문제를 전체입장에서 밝힌다
  • 구성요소간 관련성/상호작용을 이해
  • 관련요인의 인과관계를 밝힌다
  • 문제의 변수와 제약요소의 관계를 이해
  • 시스템 전체의 성과(유효성)를 높인다
  • 환경변화에 효과적으로 적응할 수 있다

생산관리의 체계

• 생산시스템의 목표(CQTF or QCDF)
  • 품질, 원가, 시간, 유연성
• 생산/운영관리
  • 고객만족을 경제적으로 달성할 수 있도록 생산활동이나 생산과정을 관리하는 것
• 생산의사결정의 주요문제
  • 생산전략, 수요예측, 제품/서비스 설계, 생산/서비스 계획
  • 공정설계, 일정/공정관리, 생산능력, 프로젝트관리
  • 시설/공장입지, 서비스관리, 설비배치, 재고관리
  • 직무/작업설계, 품질관리

이 장의 요약

• 생산: 생산요소를 경제재로 변환하여 효용을 산출하는 과정
• 생산의 목적: 고객의 만족과 경제적 생산
• 생산 목표: 품질, 신속성, 환실성, 유연성, 원가
• 생산관리: 생산목적을 효과적으로 달성하도록 생산활동/생산과정을 계획 조정 관리하는 활동
• 생산 의사 결정
  • 장기적 결정(생산시스템의 설계)
  • 단기적 결정(생산시스템의 관리/운영문제)

2장 생산관리의 발전(테일러와 포드가 있다)

근대 생산관리의 동틀 무렵

• 생산경영에서 본 실학사상
  • 반계 유형원: 농지의 구획정리, 기술자에 공정한 대우
  • 성호 이익: 적재적소 배치, 인사고과제
  • 다산 정약용
• 정약용의 실학사상 실천
  • 경세유표: 모든 사람이 자기의 직분을 다하지 않으면 먹고 살 수 없다.
  • 기예론: 기술이 정교할수록 생산성과 품질이 향상
  • 목민심서: 기술 및 생산 수단의 개발분업화와 전문화 강조
  • 홍문관 수찬으로 수워성의 설계와 축성. 활차를 이용하여 공사기간 단축과 경비를 절감

과학적 관리법

• 테일러 시스템
  • 특징: 과업관리
  • 주요내용: 과업관리, 직능식 직장제도, 차별적 성과급제, 과학적 관리법
• 과업 관리의 원칙
  • 공정한 일일과업량의 결정
  • 작업 및 작업조건의 표준화
  • 성공에 대한 우대
  • 실패할 때는 노동자의 손실
• 차별적 성과급
• 적하작업의 능률분석
• 과학적 관리법의 원리
  • 참된 과학의 수립
  • 작업자의 과학적 선택 및 교육향상
  • 경영자와 작업자간의 친밀한 협동
  • 경영자와 작업자간의 업무분담

포드 시스템

• 포드 시스템
  • 특징: 동시관리
  • 경영이념: 최저 생산비로 사회에 봉사
  • 주요수단: 이동조립법과 생산표준화 3S
• 대량생산의 일반원칙(3S)
  • 제품의 단순화(Simplification of products) & 작업의 단순화(Simplifications of work)
  • 부분품의 규격화(Standardization of parts)
  • 기계 및 공구의 전문화(Specialization of tools & machine)
• 포드 시스템의 결점
  • 작업시스템 유동화로 작업속도 강제화
  • 앞 공정 정지로 전체 공정에 영향을 줌
  • 설비투자비가 크므로 조업도가 낮을 때 제조원가가 커진다
  • 시장/수요 변동에 대한 적응력이 낮다
  • 제품 및 생산설비의 변경/개량이 곤란
• Ford와 GM의 시장점유율: 처음엔 포드가 우세했으나 후반부에 GM이 이김

생산관리 발전의 약사

• 생산관리 약사
  
• 생산시스템의 변화/혁신
  • 세계시장을 상대하는 글로벌 생산시스템
  • 생산성 향상을 위한 기술혁신과 경영혁신
  • 환경변화와 다양한 고객요구에 신속히 대응하는 유연한 생산시스템 (FMS)
  • 제약자원의 효과적인 활용을 위한 전사적 자원관리(ERP)와 TQM
  • 환경친화적 생산시스템의 운영(EMS)

이 장의 요약

• 실학사상: 유형원, 이익, 정약용
• 테일러: 과업관리와 과학적 관리법으로 고입금과 저노무비 실현
• 포드: 3S와 이동조립법 - 대량생산 실현
• 테일러시스템의 특질: 과업관리
• 포드시스템의 특질: 동시관리
• 앞으로의 주요관심사: 환경변화에 유연하게 운영하는 전략적 생산경영

3장 생산시스템의 유형(생산형태)

생산시스템의 분류: 생산형태

• 수요 정보면에서 본 생산형태
  • 주문생산: 주문품(Order made, Make to order)
  • 예측생산: 기성품(Ready made, Make to stop)

• 주문생산과 예측생산의 특징

  특징	주문생산	예측생산
  제품시방(규격)	고객이 결정	생산자 결정
  제품종류	다품종	소품종
  제품가격	고가	저가
  생산설비	범용설비	전용설비
  수행목표	납기-품질-원가	원가-품질-능력
  주요문제	납기/일정관리	예측/재고관리

• 생산의 반복성에 본 생산형태
  • 개별생산: 주문 개개별로 생산
  • 뱃치생산 또는 로트생산: 일정량씩 반복생산
  • 연속생산: 동일 제품을 대량생산
• lot와 batch
  • lot : 일정한 조건아래 동시에 산출된 수량의 크기(many). 셀 수 있음.
    • 예: 도자기, TV, 기성복
    • 적용: 기계/가공/조립산업
  • batch: 일정한 조건아래 동시에 산출된 분량의 크기(much). 셀 수 없음.
    • 예: 아이스크림, 페인트, 석유
    • 적용: 화학/ 정치산업
  • lot안에 batch가 있지만 무엇을 생산하냐에 따라 bacth가 아닐 수 도 있다.
    • batch 포장지에 lot를 붙여서 관리
• 품종과 생산량에 따른 생산형태
  • 다품종 소량생산
  • 중품종 중량생산
  • 소품종 다량생산
• 생산흐름에 따른 생산형태
  • 단속생산: 생산의 흐름이 단속적
    • 맞춤구두, 주문가구, 조선업 등
  • 연속생산: 생산의 흐름이 연속적
    • 반도체, 화학공업, 자동차 등
• 생산량과 기간에서 본 생산형태
  • 대량생산: 생산량 많음, 기간 짧음
  • 로트생산: 생산량 좀 많음, 기간 좀 짧음
  • 개별생산: 생산량 좀 적음, 기간 좀 긺
  • 프로젝트: 생산량 적음, 기간 긺

생산시스템의 유형별 특징

• 다양화와 전문화
• 생산자와 소비자요구의 절충

생산방식	생산량	다양성	자동화	숙련	원가
프로젝트	극소	높다	낮다	높다	높다
개별생산	적다	높다	낮다	높다	높다
로트생산	중간	중간	중간	중간	중간
대량생산	많다	낮다	높다	낮다	낮다
흐름생산	극다	극저	극고	낮다	낮다