[산업공학개론] 제조시스템의 설계 (2)

 

제품과 공정의 조합

제폼-공정의 수명주기

• 제품 수명주기: 도입-성장-성숙-쇠티
  • 초기: 수요자 많지 않음 -> DTO
  • 중기: 수요 증가 -> 표준화 및 생산능력 증가 -> MTO, ATO
  • 후기: 대량 생산을 위한 완전 표준화 제품 -> MTS
  • (소량) DTO -> MTO -> ATO -> MTS (대량)
• 공정의 수명 주기
  • 제품 수명 주기에 따라 다름
    • 초기: 생산량 적고 제품 이질성 높음 => 유연성 중요 -> 공정별 배치
    • 후기: 생산량 많음, 표준화된 제품 대량 생산 -> 제품별 배치
  • 공정 유형의 동태적 변화
    Unit job Shop -> Batch job Shop -> Discrete(continuous) flow shop

제품-공정의 연계

• 균형 전략: 제품의 유형과 공정의 유형 간 최적의 연계
• 기본 모형: 제품-공정 매트릭스(Product-Process matrix: P-P matrix)

출처: https://slidesplayer.org/slide/15198053/

• 해석: 수명 주기를 따라 생산 활동/ 구조의 동태적 조정
  • 제품과 공정간의 균형 유지: DTO <-> Unit job shop / MTS <-> flow shop
  • 수명주기 변화에 따라 제품-공정 혁신: 대각선을 따라 좌상단 -> 우측 하단
  • 대각선을 벗어나면 부적절한 매치가 됌

설비입지

기본개념

• 설비입지(location) 문제
  • 시스템을 어디에 만들 것인가?
  • 설비 배치(layout) vs 설비 입지(location)
    • 입지를 한번 정하면 막대한 초기 비용 투입, 취소/변경 어려움
  • 평가요인
    • 경제적 요인: 투입 요소, 산출 요소
    • 비경제적 요인: 환경적 요소, 사회적 요소, 기타

선정 기법

• 요인 평가법(factor-rating)
  • 기준: 각 평가요인들에 대한 가중점수를 바탕으로 대안들을 상대평가
  • 방식: 점수 모형
  • 요인 설정 -> 가중치 결정 -> 배점 설정 -> 점수 결정 -> 점수 합산
• 수송비용 기준법
  • 자재 수송에 들어가는 비용 최소화
  • 수송 선형계획법(LP)
    • 총 수송비용 최소화를 목적함수로 두고 다양한 제한요소를 제한요소로 하는 수리계획법 접근
    • 생산과 관련된 모든 활동의 이동거리와 이에 따른 비용 산출 -> 비용함수와 자원사용함수 설정 -> 비용을 최소화 하는 해 도출
    • 장점: 복잡한 물리적 네트워크로 이루어진 입지 선정에 적합
    • 단점: 거리와 무관한 요인 고려 불가

공급망 관리

기본 개념

• 공급망(Supply Chain) 관리의 정의
  • 제품/서비스의 생산과정에서, 원자재 단계 => 최종 소비자인 고객에 도달하기까지의 물자와 정보의 흐름에 관련된 주체와 활동의 집합.
    • 공급(Supply): 기업내부에 대해 공급자의 역할을 하는 외부의 관련주체를 대상
    • 사슬(Chain): 내,외부의 다양한 주체들을 네트워크로 묶는다는 의미
• 공급망의 중요성
  • 전통적 물류관리: 생산시스템의 하위 시스템으로 생각
  • 현대의 공급망 관리: 핵심 경쟁력으로 판단, 비즈니스 대상
    • 글로벌화/네트워크화의 심화
    • 공급망끼리 경쟁(쿠팡/ssg/마켓컬리 등등)
• 공급망의 구조: 4가지 구성요소
  • 기능부문(Value Chain): 내부의 생산/변환 부문
  • 상류 부문(upstream): 원자재/부품 부문 cf. inbound logistics
  • 하류 부문(downstream): 유통/고객 부문 cf.outbound logistics
  • 순환 체계
    • 재활용(closed loop: recycling): 수명이 다한 제품을 고객으로부터 회수
    • 역물류(reverse logistics): 반품, A/S, 유지 보수 등
• 공급망의 기능
  • 전통적 기능: 수송, 보관, 자재관리, 포장 등 (부수적인 느낌, 1차원적 역할
  • 현대적 기능: 계획(plan), 조달(source), 생산(make), 유통(deliver)
  • 추가 기능: 정보(information) 관리를 통해 전체적 공급망 통합

공급망 관리

• 기본 개념
  • 범위: 협의의 물류관리(Logistic Management)
    • 광의의 공급망 관리(Supply Chain Management, SCM)
  • 목표: 여러 개별부문과 개별기능으로 구성된 공급망의 전체 시스템을 최적화
  • 기능: 공급망을 따라 흐르는 자재, 제품 및 서비스, 정보 등과 관련된 다양한 활동들 조정
  • 효과: 총비용 감소(내부 재고 감소), 고객욕구 만족(주문 내용, 납기 만족)을 향상
• 핵심 개념: 채찍효과(Bullwhip effect)
• 문제 발생 요인
  • 최종 수요의 변화: 고객의 구매량/구매 시점 변경
  • 주문량의 변화: 주문비용/수송비용 절감을 위한 주문량 조절(임시 품절 조치?)
  • 공급의 불안정: 재해, 사고 등 공급이 원활하지 않는 경우(택배 파업, 쿠팡 화재 사건)
  • 가격의 불안정: 가격 폭등이나 폭락에 따른 사재기, 투매현상 (마스크 사재기 현상)
• 공급망 문제의 채찍 효과
  • 공급망 하류에 위치한 고객 쪽에서 발생하는 수요 변동의 폭은 작으나 상류로 갈수록 변동폭이 심해지는 현상.
  • 문제의 원인에 대한 '정보의 교환 및 공유의 부재'가 주된 이유
• 공급망 설계: 채찍효과의 부정적 효과를 최소화할 시작점
  • 적절한 외부공급자 수를 정하고
  • 각각의 역할을 조정하며
  • 가격, 품질, 배송 등의 기준을 바탕으로 최적의 공급자를 선정
  • 공급자들간의 네트워크 구성
  • 설계기준 1: 맞춤형 설계
    • 제품/서비스의 수요특성, 생산공정의 특성에 따라 맞춤형 공급망 설계(생산 전략, 공급자 선정 요인)
    • 제품/서비스의 특성 // 생산 전략 // 공급자 선정 요인
    • 효율적 공급망: 기능성, 표준화 // 계획생산, 대량생산 // 저렴한 가격, 품질 안정성, 적시 배송 능력
    • 반응적/신축적 공급망: 이질성, 차별화 // 주문생산, 맞춤생산 // 빠른 배송시간, 다양성 수용 능력, 물량 유연성
  • 설계기준 2: 계층적 설계
    • 원리: 공급망의 프로세스에 따라 게층적 분할 -> 설계에 활용
    • 표준화 작업: 산업/기업간 SCM 통합을 위한 표준화
      • ex: SCOR(Supply Chain Operations Reference): 프로세스의 분할 설계 표준
      • 최상위 계층: 계획-조달-생산-공급으로 구성되는 전체적 범위와 내용의 정의
    • 구성 계층: 전체 프로세스를 19개의 핵심 요소로 나눔. 요소들의 조합으로 공급망 구성
    • 프로세스 요소 계층: 각 요소에 대해 input/output 정보, 자원 시스템 정보, 수행도 매트릭스 등 구체적 정보 제시.
    • 수행 계층: 실제 공급망의 관리를 위한 실무 관리지침 작성
• 공급망의 통합: 마지막 단계
  • 공급망 통합 혹은 공급망 동기화
  • 유기적인 협력체계 구축: 주문에 맞게 계획된 제품을 적시에 전달할 수 있게.
  • 정보의 흐름 통합
  • 자재의 흐름 변경
    • push 방식: 공급자가 정해진 양과 시점에 밀어내는 예측생산 방식(MTS)
    • pull 방식: 수요자가 원하는 양과 시점에 끌어가는 주문생산 (MTO)
    • 공급망의 동기화: push -> pull