생산혁신기술

Keywords

생산혁신기술, 칸반, 간판, JIT, TOC, Lean, 6시그마, TRIZ

기출: 97-1-5, 109-1-4

칸판 생산방식

https://en.wikipedia.org/wiki/Kanban

칸판(Kanban, 또는 간판으로 읽음)생산 방식은 “필요한 것은 필요한 때에 필요한 만큼만”이라는 JIT(Just In Time) 사상을 실현하기 위해 도요타에서 창안 되었다. JIT 생산에 있어 정보 시스템 역할을 한다. 즉 어떤 제품이나 부품이 언제 얼마나 필요한가를 알려주는 기능이다.

간판 기능을 통해 얻을 수 있는 이점
  • 재고 최소화
    불필요한 재고를 줄여 자원 낭비를 방지하고 재고 회전율을 높일 수 있다.
  • 효율적인 생산 관리
    각 공정에서 필요한 자재나 부품이 정확한 양만큼 제때에 공급되어 생산 효율성을 극대화활 수 있다.
  • 유연한 생산
    수요 변화에 맞춰 생산량을 조절할 수 있어, 변동성이 큰 시장 환경에 빠르게 대응할 수 있다.

칸판 역할

칸판은 엽서 크기의 카드나 전표로 작업 지시표 내지 이동표 역할을 한다.

주요 기능
  1. 재고 관리 및 생산 조정
    • 필요한 물품 수량과 재고 수준을 실시간으로 파악하여 재고가 부족하지 않도록 저정하는 역할
    • 부품이나 자재가 필요할 때 즉각적으로 다음 단계 생산 라인에 재료를 요청하는 신호 역할을 하며, 생산이 지연되지 않도록 함
    • 과인생산이나 재고광잉을 방지하고 JIT원칙에 맞게 생산이 이루어지도록 함
  2. 생산 흐름 원활한 제어
    • 생산 라인 상에서 부품이나 제품이 이동하는 경로를 제어하며, 각 공정에서 필요한 부품을 적시에 공급하도록 함
    • 생산 라인 각 공정은 정해진 양만큼 자재를 일정한 주기로 받게 되어 과도한 자재가 쌓이지 않으며 생산 흐름이 원활하게 이루어짐
    • 공정 간 혼잡이나 지연을 방지
  3. 통신 및 신호 역할
    • 생산과 물류 간 소통을 돕는 중용한 신호로 작용
    • 각 작업자나 생산 라인에서는 간판을 통해 부품 요청이 필요할 때 이를 다른 공정이나 공급자에게 전달
    • 정보 전달이 지체되지 않고 실시간으로 이루어져 적시적소에 필요한 부품이 공급될 수 있음
    • 불필요한 정보 전달 지연이나 오류를 줄일 수 있음

칸판 종류

칸판 종류는 크게 생산지시 칸반과 인수 칸반이 있으며 구체적으로 다음과 같다.

생산지시 칸판
  • 작업지시표 역할, 생산부문에 대한 생산지시용
인수(이동) 칸판
  • 현품표와 이동표 기능으로 뒷 공정이 앞공정으로부터 물품을 인수할 때 사용
임시 칸판
  • 임시 생산 경우에 사용
전자 칸판
  • 운반 기간이 3~4일 이상 걸리는 경우
기타
  • 칸판 역할을 수향할 수 있는 신호
  • 용기 시스템: 전용 용기를 칸판으로 사용
  • 무용기 시스템: 맥도널드 주문 접수원 금전 등록기에 입력한 정보가 주방으로 전달(칸판 역할)

칸판 용기 수 산정

Kanban 시스템에서 용기 수량을 계산하는 식은 다음과 같다.

\[ \text{용기 수량} = \frac{\text{수요량} \times \text{리드 타임} + \text{안전 재고}}{\text{용기당 수량}} \tag{33.1}\]

여기서
  • 수요량: 제품 또는 부품의 일일 수요량
  • 리드 타임: 부품이 주문되어서 생산 또는 배송되는 데 걸리는 시간 (일)
  • 안전 재고: 불확실성을 대비하여 보유해야 하는 추가 재고
  • 용기당 수량: 하나의 Kanban 용기에 담을 수 있는 수량

이 식을 통해, 실제 생산 및 공급의 흐름에 맞춰 필요한 용기 수량을 계산할 수 있다.

칸반 용기 수량 계산

아래와 같은 조건이 주어졌을 때 칸반 용기 수량을 계산하시오.

항목 값
수요량 (\(D\)) 100개/시간
리드 타임 (\(T\)) 2시간
안전 계수 (\(S\)) 10% (0.1)
용기당 부품 수량 (\(C\)) 50개

칸반 용기 수량 공식
\[ N = \frac{D \times T (1 + S)}{C} \]

  • \(N\) : 필요한 칸반 용기 수량
  • \(D\) : 단위 시간당 수요량 (개/시간)
  • \(T\) : 리드 타임 (시간)
  • \(S\) : 안전 계수 (예: 10% → 0.1)
  • \(C\) : 용기당 부품 수량 (개)

이를 공식에 대입하면,

\[ N = \frac{100 \times 2 \times (1 + 0.1)}{50} \]

\[ N = \frac{100 \times 2.2}{50} = \frac{220}{50} = 4.4 \]

따라서 계산된 칸반 용기 수량은 4.4개 이므로 실 운영에서는 5개 용기를 준비하여 사용한다.

칸판 운영 규칙

칸판 운영 규칙은 다음과 같다.

  1. 모든 컨테이너 부품에 칸판을 부착한다.
  2. 뒷 공정에서 앞공정으로 가지러 간다(필요 시 필요한 양만 생산하고 인수해 가도록 함).
  3. 앞 공정은 뒷 공정에서 가져간 만큼만 생산한다(공정품 재고를 최소로 하기 위함).
  4. 불량품을 뒷 공정에 보내지 않는다(불량으로 인한 솔실을 막고 칸판 흐름 보증).
  5. 생산을 평준화 한다.
  6. 칸판은 세부적인 조정이 가능하다(수요 변화 내지 생산현장 사정에 적응하는 능력 갖춤).
  7. 공정을 안정화하고 합리화 한다(생산 안정성 유지와 낭비 제거).

칸반 운영 조건

칸반방식을 운영하기 위한 조건은 다음과 같다. 1. 자동화와 생산평준화 1. 소로트화 1. U자형 설비배치와 다기능공 육성 1. 작업 표준화

칸판 방식 적용이 어려운 이융
  1. 원칙을 준수하며 속도 있게 진행하기 어려움
  2. 거듭되는 시행착오에 의한 좌절, 피로감
  3. 당장 혼란과 손해를 두려워함
  4. 칸판 방식 적용을 기법적인 측면에서만 접근 (종업원 인식 부족)
  5. 기법 적용과 접근 방법 오류
  6. 지속적인 관리 부재
기출: 106-1-4, 112-1-8

JIT Ⅱ

JIT Ⅱ는 원 재료나 부품 등을 납품하는 회사 직원이 발주회사에 파견 근무하면서 필요한 자재와 부품 등을 적시에 공급하는 생산관리 시스템을 말한다. 1986년 미국 오디오 부품업체 보스(BOSE)사에 의해처음 등장했다.

납품회사로부터 필요한 때에 필요한 만큼 자재만 공급받음으로써 재고를 최소한으로 줄이는 JIT 생산(Just In Time, 칸판 생산방식) 시스템과 다른점은 자재 및 부품 공잡자, 즉 납품회사 직원이 발주회사에 상주하면서 구매, 납품 업무를 대행하여 두 회사 모두 업무 효율성을 높임으로써 서로 윈윈할 수 있는 상호협력 시스템이라는 점이다. JIT 경우 발주업체 재고를 줄일 수 있는 반면 납품업체가 재고 부담을 떠안게 되는 단점이 있다.

JIT Ⅱ 시스템은 리드타임을 줄여 시장 변화에 따르게 대처할 수 있고 품질향상과 원가절감이라는 효과가 있다. 납품회사와 발주회사는 신제품 개발을 동시에 수행하고, 자재 및 생산계획을 함게 세우고, 품질개선을 위한 노력도 함께 한다. 또 운송업체 직원 역시 발주회사에 상주함으로써 물류통제를 시행하는 경우도 있다.

발주회사 입장에서는 구매에 신경 쓰지 않아도 되기 때문에 구매인력을 감축할수 있고, 부품 수급가격 인하 또는 동결 효과를 얻을 수 있다. 납품회사 입자에서는 발주회사와 장기계약을 통해 동반성장 효과를 얻고 수익 또한 향상시킬 수 있다.

기출: 100-3-6

TOC

TOC는 Theory of Constraints 약자로 시스템이 목표를 달성하는데 가장 방해가 되는 요소인 제약(constraint)을 효율적으로 관리하는 방법이다1.

능력제약(capacity constraint)
  • 시스템이 요구하는 적시에 능력을 제공할 수 없는 자원
시장제약(market constraint)
  • 고객 주문량이 시스템 성장에 필요할 정도로 충분하지 않은 상태
시간제약(time constraint)
  • 시장 요구에시스템 대응 시간이 너무 길어서 고객과 현재 약속을 충족하는 시스템 능려과 새로운 비지니스 성공 능력이 위태로워지는 상태

TOC 개념

TOC는 한 단어 로압축하면 초점(focus)이다. 초점이란 “해야 할 것을 하는 것”이라고 단순하게 정의할 수 있다. 파레토는 20% 요소가 결과의 80%에 기여한다는 것을 증명했다. 모든 것을 할 수 없을 때 할 것을 적절하게 선택하는 것이 중요하다. 즉 무엇을 선택해 초점을 맞추느냐가 극히 중요하다.

파레토 20-80법칙은 시스템 간 요소 상호의존성(independency)이 없을 때 적용된다. 상호의존성이 많을수록 그리고 변동성(variablity)이 클 수록 상황은 더 극단적이 된다. 조직에서는 수많은 상호의존성과 비교적 큰 변동성이 있어 시스템 성과를 결정하는 요수 수, 즉 제약 수는 극히 적다. TOC에서는 0.1% 요소가 결과의 99.9%를 결정한다고 할 수 있다.

0.1% 제약을 선택해서 초점을 맞추는 것이 TOC 개념이다. 초점이란 말을 좀 더 구체적으로 정의한다면 해야할 것을 하며 또한 하지 않아야 할 것을 하지 않는다는 것이다(Eliyahu M. Goldratt).

문제해결 도구

흐름(Flow)
  • DBR(Drum-Buffer-Rope)
  • CPM(Critical Cahin Project Management)
  • MTA(Make-to-Availability)
변화(Change)
  • 집중개선 5단계
  • 사고 프로세스(Thinking Process)
  • TOC for Education
  • Strategic & Tactic Tree
측정(Measure)
  • 스루풋 회계(Throughput accounting)

5 Focusing Step

먼저 목표를 설정하고 목표 달성을 판단할 수 이는 적합한 성과평가방법을 결정한다.

https://www.leanproduction.com/theory-of-constraints/
  1. 시스템 제악을 찾는다.
  2. 투자없이 제약을 최대한 활용할 방법을 결정한다.
  3. 제약을 활용할 방법에 따라 나머지 비제약을 모두 제약 속도에 맞춘다.
  4. 제약 능력을 확장한다.
  5. 타성에 젖지 말고 1단계로 돌아간다.
기출: 112-4-3, 121-1-12

DBR

https://de.m.wikipedia.org/wiki/Drum-Buffer-Rope

DBR(Drum-Buffer-Rope)은 내부 물리적인 제약일 때, 제약 자원을 최대한 활용하기 위한 생산일정 수립 방법이다.

드럼(Drum)
  • 제약자원 상세 일정
버퍼(Buffer)
  • 혼란발생에 대응하기 위해세업시간과 가공시간 외에 여유시간을 추가함(제약버퍼, 조립버퍼, 출하버퍼)
로프(Rope)
  • 제약자원 상세일정에 근거한 첫공정 자재투입 일정

외부 시장제약일 때, 적용하는 단순화된 DBR도 있으며, 이것은 제약자원 상세일정을 수립하지 않는 방법으로써 아주 단순하며 실제 수요에 따라 우선순위가 변동된다.

병목을 잘 활용하여 공장을 운영하면 생산능력 낭비를 줄일 수 있다. 병목공정 생산량이 공장 전체 생산량을 결정하기 때문이다. DBR을 ’집중개선프로세스 5단계’를 따라 설명하면 다음과 같다.

1단계 - 병목공정을 찾는다.
  • 병목은 작업량을 생산능력과 비교하여 판단한다. 병목은 생산능력 대비 작업량 비율이 가장 큰 곳이다. 그리고 이곳은 재공재고가 가장 많이 쌓여 있고, 현장 관리자가 가장 많이 독촉받는 곳이기도 하다.
2단계 - 병록공정을 최대한 활용한다.
  • 많은 관리자들은 병목은 즉시 해소되어야 한다고 주장한다. 그렇지만 해소하기이전에 이를 적극적으로 활용하는 과정이 필요하다. 그 핵심은 병목공정 생산 스케쥴을 작성하는데 있다. 우리는 이 스케쥴을 드럽(drum)이라 부른다. 개선활동 초점을 이곳에 맞추어 병목공정 가동율(효율)을 최대한 높인다. 아무튼 병목 생산량이 공장 전체 공급능력을 결정한다는 사실을 잊지 말아야 한다.
3단계 - 비병목공정 활동을 병목공정 스케쥴에 맞춘다.
  • 첫 공정에서는 병목공정 스케쥴 수량과 시기에맞추어 자재를 투입한다. 우리는 이것을 ’로프(rope)를 연결한다’라고 말한다. 비병목공정은 병록공정이 100% 효율로 가동될 수 있도록 가공품 공급에 차질이 없어야 한다.이를 위해서 가공품이 병목공정에 스케쥴보다 일찍 도착하도록 작업한다. 우리는 이 여ㅑ유시간을 버퍼(buffer)라 부른다. 또 불량 때문에 수장이 부족하지 않도록 주의한다.
4단계 - 병목공정 능력을 향상시킨다.
  • 시장 수요가증가하여 생산량을 늘려야 할 상황이라면, 병목공정 능력을 키우는 것으로 생산량이 늘어난다. 그렇지만 비병목공정 능력도 기울 필요가 생긴다. 이것은 병목공정을 보호하기 위해서 여유능력을 추가로 필요한 경우이다.

많은 공장에서는 3단계까지만 적용하더라도 생산량이 늘어난다. 대부분 공장은 생산능력이 실제 알고 있는 것보다 더 크며 단지 능력이 허비되는 것이 잘 드러나지 않아 모르고 있을 뿐이다. 이와같은 병목 활용법은 이런 사실을 알려 주고 설비투자를 감소시킬 수 있다.

DBR은 병목공정을 최대한 활용할 수 있는 스케줄링 방법과 버퍼관리 방법을 제공한다. DBR은 납기 단축과 재고감축을 동시에달성하려는 일에 획기적인 성과를 달성한다. 병목공정에 초점을 맞추므로 시간이 적게 걸리고 비용도 적게 된다.

기출: 106-1-6, 124-4-1

CCPM

https://salesprocessengineering.net/spe/criticalchain/

CPM 또는 CCPM(critical chain project management)은 조직 전체 프로젝트에 대해 과업과 자원 종속성을 모두 고려하여 제약자원을 중심으로 스케줄을 수립하는 것으로써, 그 프로젝트 일정에서 가장 긴 경로를 크리티컬 체인(critical chain)이라 하며, 각 과업에 포함된 안전시간을 프로젝트 끝에 버퍼 하나로 모아일정을 계획하는 방법이다. 조직에서 수행하는 모든 프로젝트를 정시에 완료하는 것을 목적으로 관리한다.

CCPM 기본 아이디어는 다음과 같다.

  • 각 단위작업 일정은 지정하지 않는다.
  • 각 단위작업에 추가된 시간은 한데 모아 풀(pool)로 사용한다.
  • 프로젝트 납기에 영향을 미치는 단위만 통제한다.
  • 한정된 자원을 여러 프로젝트에효과적으로 사용하기 위해 자원 파이프라인을 사용한다.

이제 이러한 아이디어를 구현하는 방법은 마치 릴레이 달리기와 같다. 각 단위작업별 시작시점과 완료시점은 지정되지 않고 선행작업이 완료되면 바로시작한다. 작업이 일단 시작되면 전력을 다해 중단없이 빠르게 진행한다. 그리고 완료되면 즉시 보고한다.

이런 방식은 프로젝트 납기를 획기적으로 단축시킨다. 뒤에 있는 여유시간을 전부 사용하지 않아도 될 정도이다. CCPM이 적용된 사례를 보면 대부분 삽입된 여유시간을 다 사용하지 않고서도 프로젝트를 마칠 수 있었다.

CCPM 특징을 요약하면 다음과 같다.

  • 단위작업 납기를 관리하는 것이 아니라 그 소요기간을 경영한다.
  • 처음 시작 단위작업 일정만 유효하며 그 외 일정은 참고용이다.
  • 릴레이 달리기 방식으로 일한다.
  • 일단 작업을 시작하면 이것을 최대한 열심히 작업한다.
  • 핵심작업과 핵심자원 관리에 노력을 집중한다.
CCPM은 애로경로(critical path, 주경로) 대신 애로사슬(critical chain)을 제안한다.
  • 애로경로는 작업 선후관계만 감안한 것이지만, 애로사슬은 작업 선후관계와 자원 가용성을 모두 감안하여 정해진 작업 집합을 말한다. CCPM은 애로사슬 작업들을 완료시키는 기간이면 프로젝트 전체를 완료시킬 수 있다는 것을 보장한다. 이것은 애로경로가보장하지 못했던 일이다. 따라서 애로사슬에 관리 초점을 맞추면 프로젝트를 계획대로 관리하고 실행를 통제하는 것이 간단해진다.
CCPM은 애로사슬 작업을 완료시키는데 집중한다.
  • 그리고 이를 실행하면서 일정을 통제하기 위한 버퍼관리(buffer management)를 준비해 두고 있다.

CCPM에서 사용하는 버퍼는 여유시간을 한 데 모아놓은 것을 지칭한다. 공급버퍼, 공간버퍼, 능력버퍼가 있다.

공급 버퍼 (Feeding Buffer)
  • 정의: 병목 공정(제약) 이전에 위치하여, 제약 공정에 필요한 자재나 부품을 미리 준비해두는 버퍼이다.
  • 목적: 제약 공정이 자재 부족으로 멈추지 않도록 보장한다.
  • 적용 예시: 조립 공정에서 중요한 부품을 미리 확보하여, 조립 공정이 중단되지 않도록 한다.
공간 버퍼 (Space Buffer)
  • 정의: 물리적인 공간을 사용하여 재고나 작업물의 흐름을 조절하는 버퍼이다.
  • 목적: 생산 공정 간 물리적 간섭이나 지연을 방지하고, 물류 및 작업 흐름을 원활하게 한다.
  • 적용 예시: 반제품을 쌓아두는 공간을 확보해 병목 공정의 작업이 지체되지 않도록 한다.
능력 버퍼 (Capacity Buffer)
  • 정의: 병목 공정에 여유 용량을 확보해두는 방식으로, 제약이 최대한 가동될 수 있도록 하는 버퍼이다.
  • 목적: 예상치 못한 수요 증가나 생산 지연이 발생해도 병목 공정이 충분한 용량을 처리할 수 있도록 한다.
  • 적용 예시: 핵심 설비의 여유 작업 시간을 확보해두거나 추가 인력을 준비해 병목 현상을 방지한다.

각 버퍼간 주요 차이점은 다음과 같다.

구분 공급 버퍼 (Feeding Buffer) 공간 버퍼 (Space Buffer) 능력 버퍼 (Capacity Buffer)
목적 자재 부족으로 인한 병목 공정의 중단 방지 물리적 흐름의 지연 및 간섭 방지 제약 공정의 용량 부족 방지
위치 병목 공정 이전 생산 공정 간 병목 공정에서 직접 사용
적용 방식 부품 및 자재 확보 작업물 보관 공간 확보 추가 용량 확보 및 작업 시간 관리
중점 요소 자재 및 부품 흐름 공간 및 재고 흐름 생산 능력 및 가동 시간
예시 조립 부품 확보 반제품 보관 공간 확보 추가 설비나 인력 확보
기출: 115-1-6, 124-3-1

Throughput Accounting

쓰루풋 회계(TA, throughput accounting)는 다음 3가지 관점, 쓰루풋(throughput), 재고/투자(inventory/invenstment), 그리고 운영비용(operating expense)에서 판단한다.

Throughput(쓰루풋)
  • 시스템이 판매에에의해 돈을 창출하는 속도이다. 쓰루풋은 매출가격에서 순수변동비를 제외한 금액이다. 만약 어떤 제품을 100원에 판매했는데 재료비가 30원이었다면 쓰루풋운 70원이다.
Inventory/Investment(재고)
  • 회사가 판매하려는 의도로 물건을 구매하는데 투자한 모든 돈으로서 묶여 있는 돈이다. 재고, 건물, 기계 등이 포함된다. 반제품이나 완제품 재고 평가는 기존 방법과 다르게 재료 구입가로 평가한다.
Operating Expense(운영비용)
  • 시스템이 투자한 것을 쓰루풋으로 전환하는데 소비한 모든 돈이다. 제조경비와 판매 및 일반관리비로 구분하지 않으며, 급여, 노무비, 전기세, 광고비, 접대비 등이 포함된다.

내용을 정리하면, 쓰루풋 T는 판매를 통해 신규 유입되는 자금이며, 재고/투자 I는 판매를 목적으로 하는 구매품이나 설비에 투자한 자금이고, 운영비용 OE는 I를 쓰루풋으로 바꾸기 위해 시스템이 사용하는 비용이다. 매출을 늘리거나 품질활동에 의해 재료비를 줄이며 T가 늘고 설비투자에 신중하면 I 증가를 막으며, 각종 인건비나 활동비를 절감하면 OE가 줄어든다. 따라서 T, I, OE는 다음과 같이 해석할 수 있다.

수익성 향상과 밀접한 관계가 있다.

  • 쓰루풋과 재고가변동이 없을 때 운영비용이 줄면 순수익과 투자수익률은 좋아진다. 쓰루풋과 운영 비용은 변하지 않더라도 재고를 줄이면 투자수익율과 현금흐름이 좋아진다. 재고감축은 재고유지비(이자, 보관비, 불량률 비용, 취급 비용 등)를 줄이므로 운영비용을 감소시키기 때문이다. 경영관리자 의사결정 수준이다.
  • 이들이 어떤 일을 결정할 때 T, I, OE에 미치는 영향을 알아야 한다. 만약 이런 영향을 사전에 확인하지 않는다면 이들은 회사 장래 수깅에 대하여 아무런 생각도 없이 그저 무책임하게 일을 저지른다는 것과 같다. 나침반과 같다.
  • 이것은 회사 어느 부문 의사결정이든지 회사 전체 수익에 미치는 영향을 알려 준다. 부문보다는 전체를 보여주므로 부서마타 나홀로 추진하려는 업무를 막아 상호 협력을 유도한다.

쓰루풋 회계를 특히 관리회계 분야에서 사용하면 의사결정을 수익성과 직격시키면서 그 과정을 단순화시킬 수 있다. 예를 들어 투자효과 붆석, 제품별 판매/생산 전략 수립, 성과지표 정렬 등에 활용될 수 있다.

스루풋 계산

제품의 판매가격은 100달러, 순수 변동원가는 개당 35달러인 경우에 한 주에 500개를 생산하여 450개를 판매했을 때, 스루풋을 구하시오.

스루풋
  • 현금창출(Throughput)＝순매출－재료비＝고정비＋이익
  • 스루풋의 증가분＝이익의 증가분
  • 단위 Throughput＝이익의 증가분＝공헌(한계)이익

스루풋 = 45,000 - 17,500 = 27,000(달러)

  • 실제 총매출: 450(개) x 100(달러) = 45,000(달러) - 수익 = 판매기준
  • 총변동비: 500(개) x 35(달러) = 17,500(달러) - 비용 = 생산기준

Thinking Process

TP(thinking process)는 시스템 내 눈에 보이지 않는 제약을 해소하기 위하여 겉으로 드러난 증상(문제점)에 대해 근본 원인을 찾아서 이를 타개할 수 있는 혁신적인 해결 방안과 실천 계획을 도출해 내는 일련의 “사고 프로세스”이다.

문제해결을 위해 세가지 질문이 필요하다.

  • 무엇을 변화시킬 것인가?
  • 무엇으로 변화할 것인가?
  • 어떻게 변화를 일으킬 것인가?

이 질문에 답하는 과정에 다음 5가지 도구를 사용한다.

증발구름(EC, evaporating cloud)
  • 단지 5개 네모상자와 이들 사이 관계를 표시하는 5개 화살표로 구성되며, 필요조건 논리를 사용한다. EC는 이 갈등(구름)을 해소(증발)시키는데 사용된다는 의미로 붙여진 이름이다.
현재상황나무(CRT, current reality tree)
  • 현재 상황을 논리적으로 파악하는 도구이다. 현재 바람직하지 않은 현상을 시작으로 그 결과 원인들을 찾는 과정에서 근본원인을 파악할 수 있고 조직 핵심문제를 판단할 수 있다.
미래상황나무(FRT, future reality tree)
  • 어떤 해결책이 가져올 결과를 예측하는 다이어그램이다. 어떤 대책을 실행하기전에 그 파급효과를 미리 알아보거나, 그 대책이 과연 목표를 제대로 달성할 수 있을지 알아보고 싶을 때 사용한다. 한마디로미래 시나리오를 그리는 도구이다.
선행조건나무(PrT, prerequisite tree)
  • 주입, 즉 좋은 아이디어나 과제를 실현시키기 위한 추진계획을 수립하는 다이어그램이다. 주입 실형을 방해하는 장애물을 파악하면서 이를 극복하기 위한 중간목표도 설정한다. 중간목표는 장애물 자체를 제거하거나 목표와 연관성을 없애는 것으로 세운다.
실행계획나무(TrT, transition tree)
  • 장애물을 제거하기 위한 중간목표를 행동으로 전환하는 구체적인 실천계획을 작성하는데 쓰인다. 세분화된 각기 활동마다 누가, 언제, 무엇을 할 것인지를 구체화 한다. 차분히 앉아서 주도 면밀한 계획을 세운다면 원하는 대로 목표를 달성할 수 있는 일들을 대상으로 작성한다.

MTA

MTA(Make to Availability)는 제약이론(TOC: Theory of Constraints)에서 제안한 생산 전략으로, 특정 제품을 고객 주문 전에 미리 생산하여 시장 수요를 충족할 수 있도록 가용 재고를 유지하는 방식이다. TOC의 창시자인 엘리 골드랫(Eliyahu M. Goldratt)이 개발한 이 전략은 기존의 Make to Stock(MTS) 및 Make to Order(MTO) 방식과 차별화된다.

MTA의 핵심 개념
  • 수요 기반 재고 관리
    단순한 MTS 방식과 달리, MTA는 시장 수요를 면밀히 모니터링하며 재고 수준을 동적으로 조정한다.
  • Buffer Management(완충재고 관리)
    TOC의 버퍼 개념을 활용하여, 재고를 지나치게 많이 또는 적게 유지하지 않고 적정 수준을 유지한다.
  • Throughput(처리량) 극대화
    생산 흐름을 최적화하여 시장에 신속하게 대응할 수 있도록 설계한다.
MTA와 기존 생산 방식 비교
구분 MTA (Make to Availability) MTS (Make to Stock) MTO (Make to Order)
생산 방식 예상 수요 기반 생산, 재고 유지 대량 생산 후 재고 보유 고객 주문 후 생산
리드 타임 매우 짧음 (즉시 공급 가능) 짧음 (재고 있음) 김 (주문 후 생산)
재고 수준 시장 수요를 반영하여 조정 고정된 목표 재고 유지 거의 없음
유연성 높음 (수요 변화에 즉각 대응) 낮음 (초과 생산 위험) 중간 (맞춤 생산 가능)
주요 위험 과도한 재고 또는 재고 부족 가능 재고 과잉, 폐기 위험 주문 폭증 시 지연 발생
MTA의 적용 방법
  1. 시장 수요 기반 재고 설정
    • 과거 수요 데이터를 분석하여 초기 버퍼(완충재고) 수준을 설정
    • 수요 변화에 따라 재고를 동적으로 조정
  2. 버퍼 관리(Buffer Management) 적용
    • 버퍼 색상 구역을 사용하여 재고 상태를 모니터링
      • 🔴 Red Zone (부족) → 생산 속도 증가
      • 🟡 Yellow Zone (적정) → 정상 운영
      • 🟢 Green Zone (과잉) → 생산 속도 조절
  3. 생산 및 공급망 조정
    • 제약자원(병목 공정)을 고려하여 생산 일정을 최적화
    • 공급업체 및 물류 시스템과 협력하여 적절한 시점에 적정 수준의 재고 유지
MTA의 장점과 단점
항목 장점 단점
고객 서비스 높은 가용성 유지, 즉시 공급 가능 잘못된 재고 설정 시 과잉 또는 부족 가능
재고 비용 불필요한 초과 생산 감소 초기 재고 설정이 어려울 수 있음
생산 유연성 수요 변화에 신속 대응 변동성이 큰 시장에서는 관리가 까다로움
리드 타임 즉시 공급 가능 빠른 공급망 조정이 필요함
MTA가 효과적인 경우
  • 제품 수요가 상대적으로 예측 가능하고 일정한 경우
  • 리드 타임이 짧아야 하는 빠른 납기 요구 시장
  • 재고 비용을 적절히 관리하면서도 재고 부족을 방지해야 하는 환경

MTA는 TOC의 핵심 원리를 적용하여 시장 수요를 만족시키면서도 불필요한 재고 비용을 줄이는 전략이다. 기존의 MTS 또는 MTO 방식의 한계를 보완할 수 있는 효율적인 접근법으로 활용된다.

기출: 103-2-6

OTP

OTP(Optimized Production Technology)는 Eliyahu M. Goldratt가 개발한 생산 관리 이론으로, 제약 이론 (Theory of Constraints, TOC)을 기반으로 한다. OPT는 생산 시스템에서 제약 요소(constraint)를 식별하고, 이를 중심으로 전체 시스템의 성과를 최적화하는 방법론이다. OTP 목표는 전체 생산 시스템 효율성을 높이고 재고를 최소화하며, 리드타임을 단축시키는 것이다. 이는 제약 요소를 찾아 해결함으로써 생산성을 극대화 한다.

OTP 핵심 개념으로 제약요소, 전체 시스템 최적화, Flow and Throughput이 있다.

제약 요소 (Constraint)
  • 생산 시스템에서 성과를 제한하는 가장 큰 병목 현상을 의미한다. 이 제약을 식별하고, 이를 해결하거나 최소화하는 것이 시스템의 전체 효율을 높이는 열쇠다.
전체 시스템 최적화
  • OPT는 부분 최적화(개별 작업의 효율성 향상) 대신 전체 시스템을 최적화하는 데 집중한다. 이를 위해 병목을 해결하면, 시스템 전체의 성능이 향상된다.
Flow and Throughput
  • OPT에서는 생산 흐름과 제품의 처리 속도(throughput)를 중요시한다. 병목을 해결하고, 각 단계에서 흐름을 방해하는 요소를 최소화해야 한다.

OTP 핵심 원칙은 다음과 같다.

제약을 식별하라
  • 병목 지점 또는 제약 요소를 찾아낸다.
제약을 활용하라
  • 병목 지점 성능을 최대화 한다.
제약을 넘어서라
  • 제약을 해결한 후 다시 새로운 병목을 찾아내고 반복한다.
OTP 모듈
모듈 목표 설명 예시
제약 식별 모듈 (Constraint Identification Module) 시스템에서 가장 큰 제약을 식별한다. 생산 시스템에서 성능을 제한하는 병목을 식별하여 해결해야 할 제약을 파악한다. 특정 기계가 생산 속도를 제한하는 경우, 이 기계가 제약이 된다.
제약 활용 모듈 (Constraint Exploitation Module) 제약을 최대한 활용하여 효율성을 극대화한다. 제약이 되는 부분을 해결할 수 없을 때, 제약을 최대한 활용하여 생산성을 높인다. 병목 기계의 가동 시간을 늘리거나 작업 대기 시간을 최소화한다.
비제약 최적화 모듈 (Non-Constraint Optimization Module) 제약이 아닌 부분을 최적화하여 전체 시스템 성능을 개선한다. 제약이 아닌 부분에서는 낭비를 줄이고 효율성을 높여 전체 시스템의 성능을 개선한다. 병목이 아닌 라인에서 대기 시간을 줄이고 자원 낭비를 줄인다.
제약 해결 후 재검토 모듈 (Constraint Re-evaluation Module) 제약 해결 후 새로운 제약을 재식별하고 시스템을 최적화한다. 제약이 해결된 후 새로운 제약이 발생할 수 있으므로 시스템을 주기적으로 재검토하여 새로운 제약을 찾고 해결한다. 처음에 기계가 병목이라면, 기계 개선 후 물류가 새로운 병목이 될 수 있다.
기출: 106-1-5

APS

2차 세계대전 이전에는 생산스케쥴링은 EOQ 경제적 주문량 모형(EOQ), Two-Bin 시스템 투빈(Two Bin) 시스템 또는 LP(Linear Programming)를 사용하여 수립하였다. 이후 생산 패러다임 전환으로 몇몇 기술, MRP, JIT 생산, TOC 등이 개발되어 실용화 되었다. 그러나 MRP, JIT와 같은 전통적인 도구는 생산 능력 제약을 충분히 고려하지 못해 현실적인 스케쥴을 제공하는데 한계가 있었다. 이를 해결하기 위해 유한능력스케쥴링(FCS, finite capacity scheduling)이 개발되었다. FCS는 단순히 자재 소요 계획을 수립하는 것이 아니라, 모든 생산 자원의 가용 능력을 고려하여 최적화된 스케줄을 생성하는 기법이다. 즉, 기존 MRP 시스템의 단점을 보완하여 생산 제약을 반영한 현실적인 작업 일정 수립이 가능해졌다. FCS는 다른 시스템의 계획 절차와 통합되어 공장의 실제 가용 능력 내에서 최적화된 생산 일정을 제공한다. 이를 위해 MRP의 기본 입력 요소인 BOM(자재 명세서)을 보강하고, 반제품(재공 재고) 및 완제품 재고 상태를 고려하여 최적의 생산 일정을 수립한다. 또한, 고객이 원하는 납기 가능 일자(CTP, capable to promise)를 제공할 수 있는 기능을 갖추고 있어, 보다 신뢰성 높은 대 고객 서비스가 가능하다.

전통적인 스케줄링 방법 한계
  • 고정된 리드타임에 대한 가정, 생산 리드타임은 대기시간, 셋업시간, 공정시간, 이동시간을 종합하여 산출되며, 이중 대기시간은 통계적근사값이거나 추정값을 이용하여 부정확한 의사결정 초래
  • 자원에 대한 무한 능력 가정, MPS, MRP는 자원 능력을 무한한 것으로 간주하고 일정 계획을 수립

FCS는 이러한 한계를 극복하고 현실적인 능력을 고려하여 가용 시간을 산정, 그 기준으로 일정 계획을 수립한다. 이렇게 정확히 계획을 수립하여 향후에 발생할 여러 가지 관리사항(자재, 재공재고, 설비보전, 인원계획, 잔업 등)을 미리 사전에 관리할 수 있는 정보를 관련 부서에 제공한다.

APS 주요 장점 4가지
  1. Reduce cycle time
  2. Reduce inventory
  3. Improve delivery performance
  4. Increase profit
APS 특징
  • 자재계획과 자원능력계획을 동시에 수립한다.
    • 자재계획과 자원계획을 동시에 수립함으로써 불확실성을 제거하고 유용한 통합생산계획을 제공한다.
  • 신속하다.
    • MRP 대비 계산 속도가 매우 빠르다.
  • 비현실적인 가정을 배제한다.
    • 전통적인 자원능력이나 고정 리드타임 가정을 배제하고 상황에 따라 변동하는 리드타임을 사용한다.
  • 진보된 로직을 사용한다.
    • ASP는 규칙에 따른 로직이나 최적화 이론, 휴리스틱 기법, 인공지능기법 등 주문과 생산 제약 조건 문제를 풀기위한 최신 기법을 사용한다.
전통적인 일정계획 방법
MPS - RCCP Process
  1. 고객 주문 입력: 고객 주문을 통합하여 정리
  2. MSP 수립: 개괄적인 생산 계획 수립
  3. RCCP 수립: 자재 사용 가능량을 고려하지 않고 자원 가용량만을 고려하여 생산 계획 달성 가능성 점검
  4. 검증 - RCCP 결과에 따라 생산 계획이 달성 가능하지 않으면 자원 가용량을 고려한 자재 계획 수립, 이전 단계로 돌아가서 생산 계획을 재검토하고 RCCP를 다시 수집하여 달성 시까지 반복 수행
MRP - CRP Process
  1. MRP 수립: 생산계획과 RCCP가 확정되면 BOM 상 모든 자재에 대한 수급계획을 수립
  2. CRP 수립: 자재 수립 계획이 수립되면 자원 할당에 대한 계획 수립
  3. 검정: 자재 수급 계획과 자원 계획이 완전해질 때가지 지속적으로 계획 수정, 즉 계획에 문제가 있으면 MPS 단계로 돌아가 계획을 재수립하고 전개순서에 따라 다시 계획을 수립, 최종 계획이 수립될 때까지 반복
  4. 최종 생산계획 수립

MRP는 TOP-DOWN 방식으로 단방향(single direction) 순차적인 과정을 통해 수립한다. 최종 계획이 수립되기 전까지 전체 계획 과정을 반복적으로 수행한다. 계획을 ㅜ립하기 위해 많은 절차를 거치고 자원 계획과 자재 수립 계획은 서로 영향을 미치므로 두 계획 사이 조정이 필요하다. 자원과 자재 수급이 균형을 이룰 때까지 반복 수행한다. 시간과 자원 제약으로 인해 생산계획을 수립할 수 없는 경우도 종종 발생한다.

APS Process
  1. 고객 주문 입력: 고객 주문과 자원, 자재, 제약조건과 규칙 및 우선순위를 입력
  2. 최종 생산계획 수립: 자재 사용량, 자원 사용 가능량, 자원 성능을 고려하여 자원과 자재에 대한 계획을 동시에 수립, 실현 가능한 완전한 생산 계획 수립
APS 고유기능
  • 수요예측기능(Demand planning)
  • 일정계획(Advanced scheduling)
  • 유통계획(Distribution planning)
  • 생산계획(Manufacturing planning)
  • 수요충족(Demand fulfillment)

린 6시그마

기출: 121-1-1

6시그마

6 시그마(Six Sigma)는 품질 개선 및 관리 방법론으로, 제품이나 서비스의 품질을 통계적 기법을 이용해 향상시키는 접근법이다. 이 방법론은 결함을 최소화하고, 프로세스를 효율적으로 개선하기 위해 사용됩니다. 6 시그마는 “결함률을 100만 개 중 3.4개 이하로 줄이는 것”을 목표로 하며, 이는 거의 완벽에 가까운 품질을 의미한다.

6 시그마의 목표
  • 6 시그마 주된 목표는 변동성을 줄여서 프로세스 일관성과 품질을 높이는 것이다. 이를 통해 고객에게 제공되는 제품이나 서비스 품질을 안정적이고 예측 가능하게 만들 수 있다.
6 시그마의 핵심 개념
  1. 시그마(σ)
    • 시그마는 통계학에서 표준 편차를 나타내며, 품질 수준을 나타내는 지표로 사용된다. 시그마 수준이 높을수록 품질이 우수하다는 의미이다. 6 시그마에서는 표준 편차를 기준으로 품질 수준을 측정하는데, 결함이 100만 개 중 3.4개 이하로 발생하는 수준을 목표로 한다.
  2. 결함(DPMO, Defects Per Million Opportunities)
    • 결함률을 측정하는 지표로, 특정 기회당 결함이 발생하는 확률을 나타낸다. 6 시그마 수준에서는 100만 기회 중 3.4개의 결함을 허용한다.
  3. 프로세스 개선
    • 6 시그마는 지속적인 프로세스 개선을 통해 결함을 줄이고, 생산성과 효율성을 높이는 데 중점을 둔다.

6 시그마는 프로세스를 개선하는 데 사용되는 DMAIC라는 5단계 방법론을 따른다.

DMAIC 5단계
6 시그마의 단계
  1. Define (정의)
    개선할 문제를 정의하고, 프로젝트 목표를 설정한다. 고객의 요구사항을 명확히 하고, 개선할 프로세스의 범위와 목표를 정한다.
  2. Measure (측정)
    현재 프로세스를 측정하고, 데이터를 수집하여 문제 정도와 원인을 파악한다. 이 단계에서는 성과 지표(KPI)를 설정하고, 문제를 구체적으로 측정할 수 있는 방법을 정의한다.
  3. Analyze (분석)
    수집한 데이터를 분석하여 문제의 원인을 파악한다. 다양한 분석 기법을 활용하여 근본 원인(root cause)을 도출하고, 이를 해결하기 위한 방법을 찾는다.
  4. Improve (개선)
    분석된 정보를 바탕으로 프로세스를 개선하기 위한 해결책을 제시하고 실행한다. 이 단계에서는 해결책을 실험적으로 적용하고, 개선 효과를 측정한다.
  5. Control (통제)
    개선된 프로세스를 표준화하고, 지속적인 성과 관리를 위해 모니터링 체계를 구축한다. 개선된 프로세스가 유지되도록 관리한다.

또 다른 방법론으로 DMADV는 새로운 프로세스를 설계하거나, 제품을 개선하는 데 사용되는 방법론이다. DMADV는 다음과 같은 5단계로 구성된다.

DMAIC vs DMADV
DMADV
  1. Define (정의)
    새로운 제품이나 프로세스를 설계할 목표를 정의하고, 고객의 요구사항을 명확히 한다.
  2. Measure (측정)
    제품 또는 서비스의 요구 사항을 정의하고, 이를 만족시키기 위한 성과 지표를 측정한다.
  3. Analyze (분석)
    요구 사항을 충족하는 설계 대안을 분석하고, 최적의 설계 방법을 선택한다.
  4. Design (설계)
    최적의 설계를 구체적으로 설계하고, 프로토타입을 개발하여 테스트한다.
  5. Verify (검증)
    설계가 고객의 요구를 충족하는지, 최종 제품이나 프로세스를 검증한다.
6 시그마의 장점
  1. 고객 만족도 향상
    고객의 요구와 기대를 정확하게 반영하여 품질이 높은 제품과 서비스를 제공한다.
  2. 비용 절감
    결함을 줄이고, 프로세스를 개선함으로써 리워크나 재작업, 불량률을 낮추어 비용을 절감할 수 있다.
  3. 프로세스 효율성 증대
    프로세스의 변동성을 줄여 일관된 품질을 유지하고, 성과가 예측 가능해지므로 더 효율적인 운영이 가능다.
  4. 시장 경쟁력 강화
    높은 품질의 제품이나 서비스를 제공함으로써 시장에서 경쟁력을 확보할 수 있다.
6 시그마의 한계
  1. 초기 투자 비용
    6 시그마를 도입하고 실행하기 위한 교육, 툴, 분석 등에 초기 투자 비용이 들 수 있다.
  2. 조직 문화 변화 필요
    6 시그마를 성공적으로 적용하기 위해서는 조직 내 모든 직원이 품질 개선 활동에 적극 참여해야 하며, 이에 대한 문화적 변화가 필요다.
  3. 복잡성 일부 복잡한 프로세스에서는 6 시그마 기법이 지나치게 복잡하게 느껴질 수 있으며, 효과적인 개선을 위해서는 적절한 분석 능력과 도구 사용이 요구된다.

6 시그마는 결함을 줄이고, 품질을 극대화하는 방법론으로, 고객 만족도와 프로세스 효율성을 동시에 향상시킬 수 있는 강력한 도구이다. 이를 통해 조직은 제품 품질을 지속적으로 개선하고, 비용을 절감하며, 경쟁력을 높일 수 있다.

기출: 106-2-5

린 6시그마

린 6시그마(Lean 6 Sigma)는 제조, 서비스, 의료, 금융 등 다양한 산업에서 품질 개선과 운영 효율성을 높이기 위해사용되는 통합된 방법론이다. 이 방법론은 린과 6시그마 원칙, 관련 도구를 결합하여 불필요한 낭비를 제거하고 변동성을 줄이며 품질과 성능을 향상시키는 것을 목표로 한다.

린(Lean)
  • 주로 제조업에서 기원한 방법론으로 “가치”를 중심으로 모든 작업을 재정립하고 고객이 가치로 인식하지 않는 활동을 제거하는데 중점을 둔다.
린 핵심 개념
  • 가치
    고객이 지불할 의사가 있는 제품이나 서비스 속성
  • 낭비 제거
    과잉 생산, 대기 시간, 불필요한 이동, 과도한 재고, 불량품 등 “낭비”로 분류되는 모든 활동 제거
  • 연속 흐름
    프로세스가 중단 없이 순조롭게 흐를 수 있도록 설계
  • 풀 시스템
    고객 수요에 맞추어작업을 수행하고 재고를 최소화
  • 지속적인 개선(카이젠)
    지속적으로 개선하고 효율성을 높이기 위해 모든 구성원이 참여하는 철할
6시그마(Six Sigma)
  • 품질 관리 및 개선 방법론으로 프로세스 변동성을 줄이고 결함을 최소화하는데 중점을 둔 활동
6시그마 주요 단계 (DMAIC)
  • Define: 문제를 정확하게 정의하고 개선할 목표와 범위를 설정
  • Measure: 현재 프로세스 성과를 측정하고, 데이터를 수집하여기초를 마련
  • Analyze: 데이터를 분석하여 문제 근본 원인을 파악
  • Improve: 문제를 해결하기 위한 솔루션을 개발하고 이를 구현하여 프로세스를 개선
  • Control: 개선된 프로세스가 지속적으로 유지되도록 관리하고 성과를 모니터링
린 6시그마 장점
  1. 불필요한 낭비를 제거하는 동시에 프로세스 변동성을 줄여 더 일괄되고 효율적인 프로세스를 구축
  2. 고객이 원하는 품질을 만족하는 제품이나 서비스를 적시에 제공함으로써 고객 만족도 향상
  3. 비효율성을 제거함으로써 비용을 절감하고 생산성을 향상
  4. 효율성과 품질이 향상되면 기업 경쟁력이 강화되어 시장에서 우위 확보
  5. 통계적 분석을 통해 문제를 명확히 하고 데이터 기반 의사결정이 가능

린 6시그마는 조직이 더 효율적이고 효과적인 운영을 달성하도록 돕는 강력한 방법론이다. Lean의 낭비제거와 6시그마의 변동성 감소 전략을 통합한 방법론으로 품질개선, 비용절감, 고객만족도 향상 등 여러 측면에서 조직 성과를 극대화할 수 있다.

기출: 115-4-3

Lean thinking

Lean Thinking의 5가지 사고(원칙)는 다음과 같다.

  1. 가치 정의 (Define Value)
    고객에게 가치를 제공하는 것이 무엇인지를 정의한다. 가치 있는 것은 고객이 기꺼이 비용을 지불할 의향이 있는 제품이나 서비스로, 불필요한 것들을 배제하고 고객의 요구에 맞는 가치를 찾아낸다.
  2. 가치 흐름 식별 (Map the Value Stream)
    가치가 고객에게 전달되는 모든 과정과 단계를 식별하고 분석한다. 이를 통해 낭비를 파악하고, 가치를 창출하는 데 불필요한 활동들을 제거하거나 개선한다.
  3. 흐름 만들기 (Create Flow)
    가치가 흐를 수 있도록 작업과 자원의 흐름을 최적화한다. 중단 없이 작업이 이어지도록 하여 지연이나 대기 시간을 최소화한다.
  4. 풀 시스템 만들기 (Establish Pull)
    고객의 수요에 맞춰 생산과 서비스를 제공한다. 미리 과잉 생산하는 대신, 고객의 실제 요구에 따라 필요한 만큼만 생산하는 시스템을 구축한다.
  5. 완벽을 추구 (Seek Perfection)
    지속적인 개선을 통해 낭비를 제거하고, 효율성을 높인다. 모든 과정에서 완벽을 추구하며, 작은 개선이라도 지속적으로 이루어져야 한다는 원칙이다.

이 5가지 원칙을 통해 Lean Thinking은 효율성을 극대화하고, 낭비를 줄이며, 고객 가치를 증대시키는 데 집중한다.

기출: 121-1-9

가치흐름도(VSM)

https://ko.wikipedia.org/wiki/가치_흐름_지도

가치흐름도(Value Stream Mapping, VSM)는 제품이나 서비스가 생산되는 과정에서 발생하는 모든 가치 창출 활동과 비가치 활동을 시각적으로 나타내는 도구이다. 이를 통해 불필요한 낭비(Waste)를 찾아내고, 효율성을 높이며, 고객 가치를 증대시키는 방법을 모색할 수 있다. VSM은 Lean 제조 방식에서 매우 중요한 도구로 사용된다.

가치흐름도의 주요 목표
  • 가치 창출 활동과 비가치 활동 구분
    가치를 창출하는 활동과 그렇지 않은 활동을 구분하여 낭비를 제거하는 방향으로 개선한다.
  • 현재 상태 분석
    현재의 생산 흐름을 시각화하여 문제점을 발견하고, 개선할 영역을 식별한다.
  • 미래 상태 설정
    이상적인 가치 흐름을 정의하여, 향후 개선 목표를 설정하고 이를 달성할 계획을 수립한다.
  • 리드 타임 단축
    전체 생산 공정에서 발생하는 불필요한 지연을 줄여 리드 타임을 단축하고, 고객의 요구를 빠르게 충족시킨다.
가치흐름도 구성 요소
  • 정보 흐름 (Information Flow)
    생산 및 공급망의 정보 흐름을 시각적으로 나타내어, 의사소통과 데이터 전달 방식을 파악한다. 예를 들어, 생산 계획, 주문, 재고 관리 등의 정보가 어떻게 전달되는지 보여준다.
  • 물리적 흐름 (Physical Flow)
    원자재, 반제품, 완제품이 생산 라인을 통해 물리적으로 흐르는 경로를 나타낸다. 각 단계에서의 처리 시간, 대기 시간 등을 기록한다.
  • 시간 요소 (Time Elements)
    가치 창출 시간과 대기 시간을 구분하여 각 작업 단계에서 걸리는 시간을 시각화한다. 이를 통해 각 작업이 얼마나 효율적인지, 비효율적인지 분석한다.
가치흐름도 작성 단계
  • 현재 상태 맵 그리기
    첫 번째 단계는 현재 상태를 파악하고, 이를 그림으로 나타내는 것이다. 물리적 흐름과 정보 흐름을 모두 시각화하여, 현재 시스템에서 발생하는 문제점을 확인한다.
  • 문제점 분석 및 개선 기회 도출
    비가치 활동을 찾고, 낭비(Waste) 요소를 식별하여 개선할 기회를 찾는다. 예를 들어, 과잉 생산, 불필요한 대기 시간, 과도한 재고 등이 낭비로 포함될 수 있다.
  • 미래 상태 맵 그리기
    개선할 점을 반영하여 미래 상태 맵을 설계한다. 효율적인 정보 흐름과 최적화된 생산 흐름을 기반으로 리드 타임을 단축시킬 수 있는 방안을 제시한다.
  • 행동 계획 수립 및 실행
    미래 상태 맵을 구현하기 위한 구체적인 행동 계획을 수립하고, 이를 실행에 옮긴다. 이때, 각 단계별로 개선해야 할 사항을 명확하게 정의하고, 점진적으로 실행한다.
VSM의 주요 이점
  • 비효율성 제거
    불필요한 작업이나 낭비를 제거하여 운영 효율성을 높일 수 있다.
  • 고객 가치를 증대
    가치 창출 활동에 집중하여 고객에게 제공되는 가치를 극대화할 수 있다.
  • 리드 타임 단축
    불필요한 대기 시간이나 작업 시간을 줄여서 빠른 생산 주기를 달성한다.
  • 지속적인 개선
    VSM은 지속적인 개선을 위한 기초 자료를 제공하므로 Lean 관리를 쉽게 적용할 수 있다.
VSM의 한계
  • 복잡한 시스템에서의 어려움
    매우 복잡한 생산 시스템에서는 VSM을 작성하는 것이 시간이 많이 걸릴 수 있다.
  • 단기적 관점에 집중
    VSM은 현재 상태와 미래 상태의 개선을 목표로 하지만, 장기적인 전략적인 관점이 부족할 수 있다.

가치흐름도(VSM)는 Lean 제조 및 지속적인 개선을 위한 중요한 도구로, 생산성과 효율성을 극대화하기 위해 불필요한 낭비를 식별하고 가치 창출 활동에 집중하는 방법을 제시한다. 이를 통해 기업은 고객 만족도를 높이고, 운영 효율성을 향상시킬 수 있다.

기출: 100-2-2

TRIZ

TRIZ는 러시아어로 Teoriya(이론), Reshniya(해결), Izobretatelskikh(발명), Zadatch(문제) 앞 철자로, 영어로는 Theory of Inventive Problem Solving이다. 즉, 발명문제 해결을 위한 체계적인 방법론으로 풀이할 수 있다.

러시아 겐리히 알츠슐러가 1960년대 구 소련 해군에서 특허를 심사하는 업무를 할 당시 군 관련 기술적인 문제를 해결하면서 발명에는 어떤 공통 법칙과 패턴이 있음을 알게 되었다. 그는 누구나 창의적으로 문제를 해결할 수 있는 일반적이고 체계적인 문제 해결책을 강구하게 되었다. 그는 전 세계 특허 150만건 중 창의적인 특허 4만건을 추출 분석한 결과 다음 4가지 중요한 사실을 발견하게 되었다.

  • 창조적 문제 정의
    하나 이상 모순이 존재하는 문제
  • 해결안 수준
    특허 등에서 제시된 해결안 수준을 5단계(해법, 개선, 혁신, 발명, 발견)로 구분
  • 발명 규칙성
    동일한 해법이 다른 분야에서 반복적으로 재사용
  • 진화 법칙
    기술 시스템은 일정한 유형에 따라 진화 또는 발전

발명 5가지 수준

수준 발명정도 % 지식원천 해법수 내용
1 명백 32 개인지식 10 명백한 사실이나 잘 알려진 이론으로 쉽게 해결 가능한 문제(기존 시스템에 별다른 개선을 가져오지 못함)
2 개선 45 기업 내 지식 100 해당 분야 전문지식 compromise로 해결 가능한 문제(기존 시스템 개선 및 합리화를 가져옴)
3 혁신 18 산업 내 지식 1000 다른 분야 지식/기술을 합성하여 해결 가능한 문제(기존 시스템에 대한 essential improvement를 가져옴)
4 발명 4 산업 외 지식 100,000 현존 시스템 목적을 달성하는 새로운 원리 발견(기존 시스템에 대한 New generation 개발을 가속화함)
5 발견 1 모든지식 1000000 새로운 시스템 출현을 가속화하는 발명
문제해결을 위한 5가지 개념
  • 모순
    문제를 해결한다는 것은 모순을 제거하는 것
  • 자원
    시스템 내부/외부 모든 자원 활용
  • 이상적 최종 결과
    모순을 해결하였을 때 달성
  • 진화 유형
    시스템은 우연히 되는 것이 아니라 어떤 유형에 따라 진화
  • 혁신 원리
    해결책에 대한 구체적인 단서를 제공하고 유형이 의미하는 것을 설명
문제해결 절차 9단계
  1. 문제 정의
  2. 자원 기능 분석
  3. 이상적 해결방안
  4. 진화 유형
  5. 모순과 분리 원칙
  6. 문제 핵심 요소
  7. 물리적 모순 해결
  8. 도출된 해결안 적용
  9. 문제 해결 과정 분석
문제해결을 위한 4가지 분리 원리
  1. 시간에 의한 분리
    하나의 속성이 어떤 때는 높고 어떤 때는 낮게 한다. 혹은 하나의 속성이 어떤 때는 존재하고 어떤때는 존재하지 않게 한다. 전투기 날개는 물리적 모순을 시간적으로 분리한 예이다. 전투기가 이착륙 할 때에는 날개를 넓게 펴지만, 비행 중에는 날개를 접는다.
  2. 공간에 의한 분리
    하나의 속성이 한쪽에서는 높고 다른 쪽에서는 낮게 한다. 혹은 하나의 속성이 한쪽에서는 존재하고 다른 쪽에서는 존재하지 않게 한다. 노인들이 주로 사용하는 초점이 두개인 안경이 대표적인 예라 할 수 있다.
  3. 부분과 전체에 의한 분리
    하나의 속성이 전체 시스템 수준에서는 어떤 하나의 값을 갖고, 부품 수준에서는 다른 값을 갖게 한다. 혹은 하나의 속성이 시스템 수준에서는 존재하지만 부품 수준에서는 존재하지 않게 한다. 예를 들어 자전거 체인은 마이크로 수준에서는 단단하지만 매크로 수준에서는 유연하다.
  4. 조건에 의한 분리
    하나의 속성이 어떤 조건에서는 높고 다른 조건에서는 낮다. 혹은 하나의 속성이 어떤 조건에서는 조냊하고 다른 존건에서는 존재하지 않는다. 예를 들어 가는 체의 틈새들은 물을 통과시키지는 구멍 역할을 하지만, 곡물의 경우는 구명 역할을 하지 않는다. 낮은 속도로 물에 들어가면 물은 부드럽지만 10미터 높이에서 물에 뛰어들면 물은 매우 딱딱하게 느껴진다.

참고자료

CTP

CTP(Capable to Promise)는 제조 및 공급망 관리에서 특정 주문을 충족할 수 있는 능력을 평가하고, 현실적인 납기 일정을 약속하는 개념이다. 기존의 ATP(Available to Promise)와 차별화되며, 기업이 실제 생산 역량과 자원 가용성을 고려하여 고객에게 약속 가능한 납기를 제공하는 것이 핵심이다.

CTP와 ATP 비교
구분 CTP (Capable to Promise) ATP (Available to Promise)
개념 생산 가능성을 고려한 납기 약속 현재 재고를 기반으로 한 납기 약속
고려 요소 생산 능력, 가용 자재, 공급망, 인력 창고 내 재고, 입고 예정 재고
적용 분야 맞춤형 생산, 수요 변동이 큰 환경 재고 기반 생산, 표준 제품 판매
유연성 높음 (새로운 생산 일정 조정 가능) 낮음 (재고 없으면 납기 불가능)

CTP는 ATP보다 더 정교한 계산을 요구하며, 실시간으로 생산 계획과 연계하여 납기를 예측하는 것이 특징이다.

CTP의 주요 기능 및 과정
  1. 주문 분석
    • 고객 주문 접수 후 제품 생산 가능 여부 및 납기 일정 계산
    • 기존 재고뿐만 아니라 생산 일정, 자재 가용성, 인력, 기계 가동률 등을 고려
  2. 생산 가능성 확인
    • BOM(Bill of Materials) 분석: 필요한 원자재 및 부품 확인
    • 공급망 확인: 자재 조달 가능 여부 파악
    • 제조 역량 분석: 현재 가동률, 기계 상태, 작업자 가용성 평가
  3. 납기 약속 결정
    • 실제 생산 가능 일정을 고려한 납기 예측
    • 병목 공정이 존재하는 경우 스케줄 조정 또는 생산 우선순위 변경

CTP의 장점과 단점

항목 장점 단점
정확한 납기 예측 고객에게 현실적인 납기 제공 가능 계산 복잡성 증가
생산 효율성 불필요한 재고 축적 감소, 자원 최적 활용 실시간 데이터 연계 필요
고객 만족도 무리한 약속 방지, 신뢰성 증가 공급망 변동성에 민감
유연한 대응 생산 일정 조정 가능 계획 오류 시 납기 지연 발생
CTP가 효과적인 경우
  • 맞춤형 제품을 생산하는 Make to Order(MTO) 환경
  • 자재 및 생산 역량이 변동성이 큰 Engineer to Order(ETO) 방식
  • ATP만으로는 납기 약속이 어려운 다품종 소량 생산 시스템

CTP는 제조 역량과 공급망을 실시간으로 평가하여 신뢰성 높은 납기 약속을 제공하는 전략으로, 공급망 관리(SCM) 및 고급 생산 계획(APS) 시스템에서 중요한 역할을 한다.

  1. https://www.tockorea.org/what-is-toc↩︎