설비계획
설비종합효율, OEE, 설비투자, MAPI
설비종합효율
설비종합효율(Overall Equipment Effectiveness, OEE)은 실행 예정 기간 동안 제조 작업이 최대 잠재력과 비교하여 얼마나 잘 활용되는지(시설, 시간 및 재료)를 측정한 값이다. 이는 실제로 생산적인 제조 시간 비율을 식별한다. 100% OEE는 최대 속도(100% 성능)로 중단 없이(100% 가용성) 좋은 부품만 생산(100% 품질)한다는 의미이다. 1
관련 용어
- 조업시간 (time available, calendar time)
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- 1일 근무시간을 기초로 하루 시업 시간과 종업 시간 사이 총시간으로 휴식, 식사, 수주물량 부족 등 계획 정지시간을 포함
- 부하시간 (planned runtime)
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- 조업시간에 기업이 인정하는 식사시간, 휴식시간을 제외하고 설비가 실제 가동되어야 할 시간 \[부하시간 = 조업시간 - 계획정지시간 \tag{16.1}\]
- 가동시간 (production time)
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- 설비 부하시간에서 정지시간을 제외한 시간으로 설비가 실제 가동한 시간
- 정지시간이란 비계획적으로 설비가 일정시간(예 5분) 이상 가동하지 않는 시간 \[가동시간 = 부하시간 - 정지시간 \tag{16.2}\]
- 실가동시간 (net production time)
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- 설비가 현재 성능으로 얼마나 제품 생산에 기여했는지를 나타내는 시간 \[실가동시간 = 생산량 \times 실제 cycle time \tag{16.3}\]
- 성능가동시간 (usable production time)
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- 설비 도입 시 표준 성능으로 얼마나 제품을 생산 가능한지를 나타내는 시간 \[성능가동시간 = 생산량 \times 이론 cycle time \tag{16.4}\]
- 가치가동시간 (net productive time)
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- 설비 도입 시 성능으로 얼마나 양품을 생산했는지를 나타내는 시간 \[가치가동시간 = 양품수 \times 이론 cycle time \tag{16.5}\]
설비종합효율 계산
설비종합효율(OEE, Overall Equipmnet Effectiveness)은 기업에서 규정한 부하시간 중 설비 고유 성능을 가지고 부가가치를 만들어 낸 시간 비율을 뜻한다.
\[설비종합설비 = 시간 \ 가동률 \times 성능 \times 가동률 \ 양품률 \tag{16.6}\]
- 시간가동률
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- 부하시간 중 설비 고장정지, 기종변경, 자재 품절, 유실 시간 등을 제외한 가동시간과 부하시간 간 비율로 설비가 정지 없이 가돋되고 있는가를 나타내는 지표
\[시간가동률 = \frac{부하시간 - 정지시간}{부하시간} \times 100 \tag{16.7}\]
- 부하시간 중 설비 고장정지, 기종변경, 자재 품절, 유실 시간 등을 제외한 가동시간과 부하시간 간 비율로 설비가 정지 없이 가돋되고 있는가를 나타내는 지표
- 정미가동률
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- 실제 생산 시간 대비 가동시간 비율
\[정미가동률 = \frac{생산량 \times 실제 cycle time}{부하시간 - 정지시간} \times 100 \tag{16.8}\]
- 실제 생산 시간 대비 가동시간 비율
- 속도가동률
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- 이론 cycle time 대비 실제 cycle time 비율
\[속도가동률 = \frac{이론 cycle time}{실제 cycle time} \times 100 \tag{16.9}\]
- 이론 cycle time 대비 실제 cycle time 비율
- 성능가동률
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- 가동시간 중 설비 목표 성능을 바뤼한 시간 비율
\[성능가동률 = \frac{생산량 \times 이론 cycle time}{가동시간} \times 100 \tag{16.10}\] \[성능가동률 = 정미가동률 \times 속도가동률 = \frac{생산량 \times 실제 cycle time}{부하시간 - 정지시간} \times \frac{이론 cycle time}{실제 cycle time} \tag{16.11}\]
- 가동시간 중 설비 목표 성능을 바뤼한 시간 비율
- 양품률
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- 전체 생산 수량에서 양품 비율
\[양품률 = \frac{생산수량 - 불량수량}{생산수량} \times 100 \tag{16.12}\]
- 전체 생산 수량에서 양품 비율
MAPI
MAPI(Machinery and Allied Products Institute) 방식은 설비 교체의 경제적 타당성을 분석하는 방법으로, 기존 설비를 유지하는 것이 더 경제적인지 또는 새로운 설비로 교체하는 것이 더 유리한지를 평가하는 데 사용된다. 이를 통해 기업은 최적의 설비 교체 시점을 결정할 수 있다.
- MAPI 방식의 주요 개념
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- 연간 총 비용 비교
기존 설비 유지 비용(수리, 유지보수, 에너지 소비, 가동 중단 비용)과 신규 설비 도입 비용(구매, 설치, 운영 비용)을 비교
- 연간 총 비용 비교
경제적 수명 분석
설비의 경제적 수명을 계산하여 운영 비용이 증가하는 시점을 분석손익분기점 분석
기존 설비를 유지할 때의 총 비용과 신설비 도입 후 절감되는 비용이 언제 균형을 이루는지(BEP, Break-even Point) 분석감가상각 및 세금 효과 고려
신설비의 감가상각 비용과 세금 혜택을 반영하여 경제적 효과를 평가생산성 향상 효과 분석
신설비가 기존 설비 대비 생산성을 얼마나 증가시키는지 평가
| 비교 항목 | 구 MAPI 방식 | 신 MAPI 방식 |
|---|---|---|
| 비용 분석 방식 | 연간 총 비용 비교 | 연간 총 비용 + 미래 기대 비용 고려 |
| 경제적 수명 분석 | 기존 설비의 평균 수명만 고려 | 생산성 변화, 감가상각, 유지보수 증가율까지 반영 |
| 손익분기점 계산 | 단순한 비용 균형 분석 | 시간 가치(TVM, Time Value of Money) 적용 |
| 감가상각 고려 여부 | 일부 반영 | 완전 반영하여 세금 혜택 분석 가능 |
| 의사 결정 기준 | 유지비용과 교체비용 단순 비교 | 생산성 향상 효과와 장기적인 비용 절감까지 고려 |
- 신 MAPI 방식의 장점
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- 미래 비용까지 고려한 정밀 분석 가능
- 시간 가치(TVM)를 적용하여 보다 현실적인 교체 시점 도출
- 감가상각과 세금 혜택을 포함한 종합적인 경제성 평가 가능
- 설비의 유지보수 증가율과 생산성 변화를 반영하여 최적의 교체 타이밍 결정
- 미래 비용까지 고려한 정밀 분석 가능
신 MAPI 방식은 기존 방식보다 보다 종합적이고 정밀한 분석을 통해 최적의 설비 교체 시점을 결정할 수 있는 장점이 있다.
참고자료
효율성과 효과성
- 효율성(efficiency)
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- 최소한 자원으로 주어진 목표를 달성하는 것으로, 생산성 측면에서 산출(output)이 목표라면 최소한 투입(input)으로 산출을 빨리 이루어내는 것을 효율적이라 한다.
- 효과성(effectiveness)
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- 목표에 직접 영향을 미치는 핵심적인 부분을 잘 해내는 것으로, 생산성 측면에서 산출(output)이 목표라면 투입(input)에 상관없이 산출을 이루어내면 그것을 효과적이라 한다.
| 효과성 (Effectiveness) | 효율성 (Efficiency) |
|---|---|
| 목표 달성 | 생산성, 경제성 |
| 올바른 일을 하는 것 | 일을 올바르게 하는 것 |
| do the right things | do the things right |
| 방향 | 방법 |
| 목표 달성 정도 | 투입 대비 산출 |
투입 → 변환 → 산출 과정에서 투입 대비 산출에 관한 것이 효율성이고, 산촐에 대한 목표 달성 정도를 효과성이라 한다. 즉 효율성은 자원 활용도에 관한 것이고 효과성은 목표 달성도 내지 결과에 대한 만족도를 나타낸다.
각주