스마트팩토리 생산관리 MES (5)

덤

• 어디가 됐든 너희들은 입사하면 그 회사에서 재직 기간이 제일 짧은 사람입니다. 전부 윗사람이니 인사 잘 하고 다니세요. 몇 달 안에 ‘쟤 어디 누구야.’가 안 되면 얼굴 도장 찍기에 실패하신 겁니다. 회사에서는 영역 전개를 잘 하셔야 합니다. 인사 열심히 하세요.
• 공장은 생각보다 순이익이 별로 안난다. 5%만 돼도 잘되는 거고 10%면 아주 잘되는 거다. 비즈니스마다 다르긴 한데 제조업은 그런 편. 비제조업은 좀 더 수익이 난다.
• 여러분 이거 영어 이름 알아둬야 해요. 코딩할 때 변수명 한글 못쓰죠? 이름 잘 지으셔야죠.
• 코딩할 때는 먼 미래의 자신이 알아볼 수 있도록 써야 한다. 님 못알아보면 아무도 못알아봅니다.

생산계획

• 생산계획의 내용

  계획 기간	투입	산출	관리가능변수
  기술 / 수년	경제/인구 예측 정치/사회 예측 기술혁신 예측 생산코스트 예측 자본제약 예측	공장입지/생산설비에 관한 장기계획 (LPP)	공장, 설비, 자원, 자원의 배분, 생산능력/입지 결정, 제품개발
  1개월 ~ 수년	판매량과 시기 예측 공급 (원자재) 예측 고용/해고 방침/제약 잔업방침 및 제약 재고방침 및 제약 생산능력 방침/제약	생산수량계획 (APP)	작업자수 (고용수준) 생산율 (조업도) 잔업수준 재고수준 하청량
  1일 ~ 1개월	수요관련 매출액 추이 생산수량계획	작업자/기기배정 일정계획	생산율 작업자수 작업자/기기배정 변경

• 생산계획 전략
  • 전략변수: 고용수준, 생산율, 재고수준, 하청, 잔업
  • 수요추구 전략 (chase strategy)
    1. 고용수준 변동 전략: 공장은 많이 지어놓고 관리 인원을 늘렸다 줄였다 하기
    2. 생산률 조정 전략
  • 생산평준화 전략 (level strategy)
    1. 재고수준 변동 전략: 월별 생산량은 상한이 있으니 연초에는 열심히 만들어서 쌓아놓고 팔다가 연말에는 좀 쉬기. 근데 가장 좋은 건 수요와 공급 능력이 일치하는 것(= 수요추구 전략).
• 총괄생산계획의 수립 단계 (정기적으로 수행)
  1. 총괄수요의 예측
  2. 생산능력의 조정
  3. 전략대안(관리가능변수)의 결정
  4. 생산기간별 수요배정
• 총괄생산계획의 분해
  • 총괄생산계획은 MES에는 없고 가끔 APS에 있다.
  • MES에는 아래의 사항들이 있음
  • 대일정계획(MPS): 품목별 생산량을 생산일정에 맞추어 예정하는 것
  • 소요계획
    • 자재소요계획(MRP): BOM 필요
    • 능력소요계획(CRP): 라우팅 필요
    • 자원소요계획(RRP)

• 맥도날드 영상으로 생산관리 예시 좀 보기 (요새는 생산운영관리라고 부른다)

  

  시뮬레이션으로 공장 배치 최적화한거임

  

  비즈니스 프로세스를 바꿨다고 말한다.

일정(공정) 관리

사실 생수공장 같은 데서는 일정 관리를 생각할 필요가 없어요. 그냥 스타트 누르면 쭈루룩 생산되거든요. 라인별 배치 방식에서는 계획할 게 별로 없어요.

개별생산, 로트생산, 배치생산 이런 데서 중요하다.

MPS는 대일정계획, mass production schedule.

• 일정(공정) 관리 목표
  • 납기 이행 및 단축
  • 반응시간 최소화
  • 생산 및 조달시간 최소화
  • 준비시간 최소화
  • 대기 및 유휴시간 최소와
  • 공정재고의 최소화
  • 기계 및 인력 이용률 최대화
  • 생산비용 최소화

• 절차계획 (routing)

  와! 라우팅 아시는구나! 이거 엄.청. 중요합니다.
  라인별 배치에서는 사실 별로 안중요한데, 로트 생산 배치생산 등등에서는 라우팅 엄청 중요합니다

  A라는 제품을 필요한 만큼 만드는 데 10시간, B라는 제품을 필요한 만큼 만드는 데 10시간 걸리고 공장은 24시간 가동한다. 그럼 4시간 남지? 아직 여유가 있어요.
  거기에 갑자기 개비싼 주문이 들어왔어. 근데 이거 납기하려면 5시간 필요해. 여유 시간은 1시간이 부족해. 이때 생산량을 조절하거나 납기일을 협의하는 게 라우팅.

  • 필요한 작업의 내용 및 방법
  • 각 작업의 실시순서
  • 각 작업의 실시장소 및 경로
  • 필요한 자재 종류와 수량
  • 각 작업에 사용할 기계와 공구
  • 각 작업의 소요시간 / 표준시간
• 그 외 용어들
  • 공수계획: loading
  • 일정계획: scheduling
  • 작업배정: dispatching
  • 여력관리: capacity control
  • 진도관리: follow-up

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어느순간 정신차려보니 제약회사 ‘칭량’이나 금속회사 ‘베제’ 이런 얘기 하고 있는데 무슨 맥락에서 나와서 뭘 말하고자 하는 썰인지 잘 모르겠음^^ 제미니한테 ‘베제’가 뭐 같냐 물어봤는데 batch가 가장 유력하다더라.

아 이제 알았음 현장이나 산업마다 용어가 다 제각각인데 그거 잘 알아보고 일해야 한다는 말인 것 같음.

포크레인이랑 굴삭기는 같은 거래. 포크레인은 사실 기업 이름이었던 것.

전동고소작업차를 보통 빌려서 쓰니까 현장에서는 “렌탈”이라고 부르는 경우가 많다… 왜냐? 빌려온 거라고 구분해야 해서 대문짝만하게 렌탈이라고 써붙였기 때문.

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• 개별생산시스템 일정계획
  • 일정계획이 복잡한 이유
    1. 다양한 일감들을 여러 작업장에서 다른 가공방법 및 순서로 생산
    2. 기계설비의 공용
    3. 상이한 작업배정규칙 적용
  • 일정계획 문제: 작업순서와 부하의 결정 문제

• 작업배정 규칙 (dispatching rule) - 우선순위 규칙 (priority rule)

  이건 꼭 공장 관리 아니어도 쓸 데가 있을 거예요 알아두세요

  • 선착우선 (FCFS): 다 알죠? 고객 만족도에 도움이 됨. 최소작업시간 우선 규칙과 적당히 섞어서 겉으로는 선착순으로 보이게 하면 됨. 물론 공장은 선착순 납품이 엄청 중요하지는 않음. 선착순이 비중이 큰 것은 보통 서비스업.
    ↔ 후착순 (LCFS)이 반대 개념이긴 한데 제조업에서는 사실상 안쓴다고 보면 됨. 스택이죠?
  • 최소작업시간 우선 (SOT): 부하 분산에 좋음. 공장 자체의 작업 효율에 좋음.
  • 최대작업시간 우선 (LOT)
  • 최소납기 우선 (DD)
  • 최소 여유시간 우선 (S): 미루면 지각하는 것부터 치우기. 납기 준수에는 제일 우수한 방식.
  • 랜덤 우선 (RAND)
• 우선순위 규칙/일정의 평가기준
  • 우선순위규칙의 평가기준
    • 납기이행
    • 작업진행시간(flow time)의 최소화
    • 재공품(WIP)의 최소화: 설비가 쉴새없이 돌아감
    • 기계/작업 유휴시간의 최소화
  • 일정의 평가기준 - 목표
    • 총소요시간(makespan) - 소요시간 최소화
    • 작업진행시간(flow time) - 흐름시간 최소화
    • 지연시간(tardiness) - 지연시간 최소화
• 존슨 룰에 의한 가공순서 결정
  1. 기계별 작업시간치를 표에 기입한다
  2. 최소작업시간치를 표에서 찾는다
  3. 2의 값이 기계 1일 때는 첫 번째에 두고, 기계 2일 때는 마지막에 둔다
  4. 선택된 일감의 시간치를 표에서 지운다
  5. 모든 위치가 결정될 때까지 반복한다.

프로젝트의 일정관리

김밥을 1000줄 만든다고 생각해보세요. 밥은 1시간이면 나오는데 계란이 10시간 걸린대. 김밥을 마는 건 5시간 걸린대. 근데 납기가 딱 15시간이야. 그럼 밥은 어떻게 해? 사실 9시 전에만 시작하면 언제든 상관 없죠? 근데 계란은 밀리면 어때? 지각이야. 이렇게 여유시간이 1도 없는 경로(계란+김밥제조)를 주 경로(path)라고 한다. 이걸 제일 중요하게 집중관리해야 하고 밥은 뭐 알아서 하라고 둬도 돼. 그리고 만약에 고객이 2배로 얹어줄테니 5시간만 빨리 만들어달래. 그럼 뭘 고쳐야돼? 계란 공정을 고쳐야죠.

또한 공정이란 한 줄의 길만 있는 게 아니다. 김밥 생각해봐. 재료 만들 때 각각 만들죠? 여러 공정이 동시에 돌아가죠? 그게 김밥 말 때 하나로 합쳐져요. 그리고 또 추가 조건이 있다고 칩시다. 일부는 썰고 일부는 통김밥으로 달래. 그리고 어떤 건 호일에 말아주고 어떤 건 도시락에 담아달래. 그럼 김밥 말기에서 병합됐던 공정이 썰기와 포장에서 다시 분기되죠? 공장에서는 이렇게 일이 분기되는 경우가 상당히 많다~

이건 네트워크 다이어그램이라고 한다~ 근데 이거 그래프 최단경로잖아요. 말로 설명 못하겠어서 그냥 사진 올림.

서비스시스템의 관리

• 서비스시스템의 능력계획
  • 서비스수요 발생이 불규칙적이며 특정시간에 집중됨에도 서비스무형성으로 수요변동을 재고로 조절할 수 없다
  • 서비스시스템에서 수요변동에 대한 중요한 전략변수는 변동을 흡수하는 서비스시스템(시설 및 요원)의 능력이다
  • 서비스 능력계획은 서비스시스템 경쟁우위를 확보하는 데 주요 전략수단이 된다
• 서비스 능력계획의 특수성: 시간(재고라는 게 없으니 주문 즉시 제공), 장소(고객과 가까워야 함), 서비스 수요의 변동(고객이 언제 얼마나 올지 모르는데 재고도 없어 관리 어렵)
• 능력의 이용율과 서비스 품질
  • 능력은 품질에 영향을 미친다. 따라서 능력수준은 서비스 이용율과 능력관계를 고려해서 결정
  • 서비스시스템의 최적 운영수준은 최대능력의 70% 수준. 이 수준 넘으면 품질 떨어져.
  • 서비스시스템의 최적이용율은 여건별로 차이
    • 예) 신속성 요구 비중이 클 때(병원) 이용율 낮아

자재 및 재고관리

ERP든 MES든 재고관리가 필수적으로 들어가니 이 내용은 잘 이해하고 넘어가면 좋겠다~

• 구매보다 좀 더 넓은 의미가 조달.
• 안전재고를 알려면 변동이라는 것에 대해 이해를 하셔야 돼요. 똑같은 동그라미를 매일 그려요. 그게 전부 완전히 동일할까요? 아니죠. 그 “다름”이 변동이에요. 그리고 그 변동의 정도를 산포라고 해요. 그리고 그걸 분산과 표준편차로 나타내요(이 둘만 존재한다는 건 아님). 분산은 제곱된 값이고, 표준편차는 원본과 단위가 같음.
  • 우연 변동: 별다른 이유 없이 항상 존재하는 일정 범위의 변동. 우연 변동만 존재한다면 정규분포의 형태를 갖는다.
  • 이상 변동: 이유가 있고 갑작스러운 outlier 변동
  • 변동이란 우연 변동과 이상 변동을 모두 포함하는 것.
• 재고기능에 따른 재고의 유형
  • 안전재고: 불확실한 수요변화에 대처
    • 안전재고와 예비재고는 약간 비슷함.
    • 보험용으로 소유한 재고는 안전재고. 언제 어떻게 나갈지 예측은 안되는데 혹시 몰라서 쌓아둠.
  • 예비재고: 장래를 위한 대비 재고
    • 왜 남겨뒀는지 계획된 재고는 예비재고
    • 예: 오늘 점검할 거라 생산 0임. 그러니 어제 2배로 생산해서 쌓아뒀음. OR 다음 주에 태풍 와서 공장 못돌릴 것 같음. 이번 주 생산 2배 들어간다.
  • 주기재고: 경제적 구매량
    • 매번 발주시키는 거.
  • 수송 중 재고: 수송 중에 있는 재고

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• 정규분포와 재고관리의 이해: 안전재고
  어느 가게의 상품 매출수량 분포가 정규분포를 따르고, 평균이 100개, 표준편차가 10개라고 치자.
  만약 주인장이 110개의 재고를 갖추어 둔다면, 고객이 물건을 무사히 구매할 확률은 84%이다.
  만약 주인장이 120개의 재고를 갖추어 둔다면, 고객이 물건을 무사히 구매할 확률은 97%이다.
  이때 평균보다 초과하여 준비해두는 재고(10개, 20개)가 안전재고다.
  고객이 물건을 무사히 구매할 확률이 서비스율이다.
  서비스율을 99%로 하고 싶다면 재고는 123개를 준비해두어야 한다.
  정규분포 참 어렵다
  이걸 어디에 활용하나? 얼마나 많이 샘플링해서 불량검사를 해야 어느 정도의 신뢰도로 품질을 측정할 수 있을지 계산하기.
  보통 신뢰수준은 95%로 쓴다. 90%는 좀 적고, 99%는 비용이 너무 늘어난다. 95% 정도면 믿을만해.
  통계조사에서는 한번에 만 명을 조사하는 것보다 천 명씩 10번 하는 게 더 정확하다.
• 재고관리의 주요문제
  • 경제적 발주량: 얼마나 시켜?
  • 발주점: 언제 시켜?
  • 안전재고 수준: 얼마나 더 많이 준비해?

• 수요패턴과 재고관리 모형

  수요패턴	재고관리시스템	재고모델
  독립수요	독립수요품 재고관리	정량발주형(발주점방식) 정기발주형
  종속수요	종속수요품 재고관리(BOM 필요)	MRP 시스템

• 정량발주형: 재고가 발주점에 이르면 일정량을 발주함
• 정기발주형: 정기적으로 부족한 만큼(최대재고 - 현재고) 발주하는 방식. 발주량 = 최대재고량 - (현재고 + 예정입고)
• 경제적 발주량 결정 모델
  • 기호 이름을 못따라가서 뭘 어떻게 적어야 할지 모르겠음
  • Cp: 발주 비용
  • Ch: 재고 유지 비용
  • Q: 재고량
  • D: 연간 수요량

종속수요품의 재고관리

예를 들어 보자. 안전장갑은 창고에 쌓아놓고 써도 되죠? 노트북 만드는 회사라면 어떤 모델을 만들든 장갑은 똑같이 쓸 거 아냐. 근데 CPU는 쌓아놓고 쓸 수가 없죠? 그게 다 얼만데. 제일 좋은 건 필요할 때 딱딱 오는 거겠죠? 근데 그건 안되니까 재고 관리가 필요하다~

그냥 자료 보세요 거기 텍스트 다 있네

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태림산업 사례

• 참고: https://en.wikipedia.org/wiki/Universal_joint

  

  

JIT(적시)생산과 동시생산

• 도요타 생산방식의 사상과 배경
  • 오노가 포드시스템을 뒤집어 생각하여 JIT와 자동화라는 개념을 도출
  • 자원이 제약된 여건속에서 필요한 것을 필요한 때에 필요한 만큼만 생산하는 소로트 생산과 다품종 소량생산 체제를 지향
• 도요타생산이 배제한 7가지 낭비
  • 불량의 낭비
  • 재고의 낭비
  • 과잉생산의 낭비
  • 가공의 낭비
  • 동작의 낭비
  • 운반의 낭비
  • 대기의 낭비
• 소로트화를 해야 수요 변화에 적응이 용이하다

설비보전(-maintenance)

• 사전보전
  • 예방보전(PM): 기계의 성능이 표준이하로 떨어지는 것을 사전에 방지하는 활동
  • 예측보전: 계측장비를 사용하여 설비 문제를 예측하여 보전을 실시하는 활동
• 사후보전
  • 수리보전: 기계가 고장을 일으켰을 때 신속히 수리하는 활동

• 기계설비의 고장율 - 목욕통 모양 곡선 (bathtubcurve)

  

  • 초기고장(정발 전 시운전으로 완화 가능) → 우발고장(사후보전으로 충분) → 마모고장(예방/예측보전으로 완화 가능)
  • 초기고장과 마모고장을 우발고장에 수렴하게 만들고, 전체적인 그래프 자체를 낮추는 것을 지향

원가관리

교재 보세요

생산성과의 평가와 종합관리

• 생산성이란 투입 대비 산출의 비율
• 생산성 측정모델
  • 물적생산성: 물량
  • 가치생산성: 가치
  • 요소생산성: 생산요소별 산출 비교
  • 부가가치생산성: 부가가치 노동생산성
    • 부가가치: 외부에서 조달된 급부(원자재, 기계, 자금)에 구성원들이 부가시킨 가치
    • $\text{부가가치 생산성} = \frac{\text{부가가치 생산액}}{\text{종업원 수}}$
      • 임원들의 연봉과 밀접한 관계가 있음
    • 장점: 자본장비율의 영향 없이 생산능률을 나타내고 경영자와 구성원의 공헌도를 시장가치로 평가할 수 있다

마무리 총정리

공장의 등장, 많은 변화, 유망 기술

• 증기기관이라는 새로운 동력 등장 → 공장의 입지가 자유로워짐
• 4차 산업혁명 - 디지털 기술이 답이다
• 설비예지보전, 증강/가상현실, 공정 시뮬레이션

스마트 공장이 뭐예요?

• 제품 기획~판매까지 모든 과정을 ICT기술로 통합해 최소비용+시간으로 고객 맞춤형 제품 생산, 사람 중심…
• 스마트 공장의 기술적 요건은 IT, AT, OT
  • OT는 운영 기술. 공장의 구조가 어떤지 운영을 어떻게 하는지?
• ERP, MES, POP
• 지능화, 디지털화
  • 디지털화는 4M1E
• 스마트 공장의 기초 수준은 추적성. 로트 트래킹, 생산이력추적. 그 다음으로 실시간 집계 분석 통한 의사결정. 다음은 실시간 제어 자동화 및 최적화, 다음은 맞춤 생산
• 관련 기술: AI, CPS, 클라우드, 빅데이터 등등등
• 제조(공장)과 IT 시스템의 발전 중요함

MES

• 가장 중요한 건 visibility

POP

• point of production

설명 너무 빨라서 마지막 리뷰는 책에다 직접 쓰면서 들었음