3.3 작업계획수립¶
출제기준
3. 공정관리 › 3. 작업계획수립
출제 경향¶
총 5문항 출제 (1교시 단답형 2 · 2~4교시 논술형 3) · 최근 10개 회차(109~139회) 1문항 · 최근 출제 제136회
| 주제 | 출제 수 | 출제 회차 |
|---|---|---|
| 3.3.1 작업 분할과 작업계획 | 1 | 63회 |
| 3.3.2 인간-기계 작업분석(Man-Machine Chart) | 4 | 73회, 82회, 136회 |
목차¶
3.3.1 작업 분할과 작업계획¶
작업의 분할 단위 (63회)¶
생산공정의 작업은 분석 목적에 따라 큰 단위에서 작은 단위로 나눈다.
flowchart LR
P["공정<br/>(Process)"] --> O["단위작업<br/>(Operation)"] --> E["요소작업<br/>(Element)"] --> M["동작<br/>(Motion)"] --> T["동소<br/>(Therblig)"]| 단위 | 의미 | 예(볼트 체결 조립) | 주된 활용 |
|---|---|---|---|
| 공정 | 하나의 작업장에서 수행하는 작업의 묶음 | 조립 공정 | 공정분석, 설비배치 |
| 단위작업 | 하나의 목적을 가진 작업 | 커버 체결 | 작업 배분, 라인밸런싱 |
| 요소작업 | 시작·끝이 명확하고 측정 가능한 최소 작업 단위 | 볼트 집기, 체결, 부품 놓기 | 시간연구, 표준시간 설정 |
| 동작 | 신체 움직임의 단위 | 손 뻗기, 쥐기, 운반 | 동작연구, PTS |
| 동소(서블릭) | 동작을 이루는 기본 요소(17~18종) | 찾기, 잡기, 바로 놓기 | 미세 동작 개선 |
작업 구분 방법¶
| 구분 기준 | 내용 |
|---|---|
| 작업의 성질 | 가공·운반·검사·정체(공정분석 기호) |
| 작업 주체 | 사람 작업 / 기계 작업 / 사람·기계 연합 작업 |
| 반복성 | 규칙적 요소(매 사이클) / 불규칙적 요소(가끔 발생: 공구 교환, 청소) |
| 시간 변동 | 상수 요소(작업시간 일정) / 변수 요소(크기·무게에 따라 변동) |
| 준비 작업 | 내준비(설비 정지 중) / 외준비(설비 가동 중) |
| 부가가치 | 주작업(가치 창출) / 부수작업 / 낭비(제거 대상) |
요소작업 분할 원칙: 시작점과 끝점이 명확할 것, 측정 가능한 길이일 것, 사람 작업과 기계 작업을 분리할 것, 상수·변수 요소와 규칙·불규칙 요소를 분리할 것
작업계획의 내용¶
작업 분할 결과를 바탕으로 작업 방법(표준작업), 작업 순서, 작업자·설비 배정, 표준시간, 작업량(일정)을 정한다. 이는 라인밸런싱(3.2.3)과 표준시간 설정(5.1)의 기초가 된다.
답안 작성 포인트
- 분할 단위의 계층 그림 → 단위별 정의·예·활용 표 → 구분 기준 표 순으로 쓴다.
- 분할 목적(표준시간 설정, 작업 배분, 개선점 발견)을 서두에 밝힌다.
관련 기출 1문항 (63회)
- 제63회(2001) 4교시 2번 · 25점
제품의 생산공정에 대해 작업을 분할하고 그 구분방법에 대해 쓰시오.
3.3.2 인간-기계 작업분석(Man-Machine Chart)¶
연합작업분석(Man-Machine Chart)의 개념 (82·136회)¶
연합작업분석은 작업자와 기계(또는 여러 작업자)의 작업을 같은 시간 축에 나란히 그려, 서로 기다리는 유휴시간을 찾고 작업을 재배분하는 분석 기법이다. 작업자–기계 분석표(Man-Machine Chart)와 작업자들 사이의 조작업 분석표(Gang Process Chart)가 있다.
작성 방법¶
- 한 사이클의 작업을 요소작업으로 나누고 시간을 측정한다.
- 각 요소를 단독 작업(혼자 함), 연합 작업(작업자와 기계가 함께 — 장착·탈착), 유휴로 구분한다.
- 세로 시간 척도에 작업자와 기계(들)의 막대를 나란히 그린다.
- 한 사이클이 끝날 때까지 작성하고 사이클타임을 구한다.
- 작업자·기계별 이용률 = 작업시간 ÷ 사이클타임을 계산한다.
활용 방법¶
- 작업자 1인이 담당할 최적 기계 대수 결정
- 작업자·기계의 유휴시간 제거와 작업 재배분
- 기계 가공 중에 할 수 있는 작업(부품 준비 등)을 찾아 외작업화
- 조작업(여러 작업자)의 인원 편성과 작업 균형
- 개선 전후의 사이클타임과 이용률 비교
다기계 담당의 이론적 최적 대수¶
기호: \( l \) = 장착·탈착 시간(기계 정지 중 작업자와 연합 작업), \( m \) = 기계 자동 가공시간, \( w \) = 기계 가동 중 작업자의 단독 작업(보행·부품 준비 등), \( K_1 \) = 작업자 시간당 임금, \( K_2 \) = 기계 시간당 비용
| 담당 대수 \( n \) | 사이클타임 | 유휴 발생 |
|---|---|---|
| \( n \le n' \) | \( l + m \) (기계가 제약) | 작업자 유휴 = \( (l + m) - n(l + w) \) |
| \( n \ge n' \) | \( n(l + w) \) (작업자가 제약) | 기계별 유휴 = \( n(l + w) - (l + m) \) |
\( n' \)이 정수가 아니면 바로 아래·위 정수에 대해 단위당 비용을 비교한다.
풀이: 73회¶
\( l = 5 \)분(탈착·장착·시동), \( m = 43 \)분, \( w = 1 + 9 = 10 \)분(보행 + 부품 준비), \( K_1 = 2{,}200 \)원/시간, \( K_2 = 3{,}000 \)원/시간
| 구분 | \( n = 3 \) | \( n = 4 \) |
|---|---|---|
| 사이클타임 | \( l + m = 48 \)분 | \( 4 \times 15 = 60 \)분 |
| 작업자 유휴시간 | \( 48 - 3 \times 15 = 3 \)분 | 0분 |
| 기계 유휴시간(대당) | 0분 | \( 60 - 48 = 12 \)분 |
| 시간당 비용 | \( 2{,}200 + 3 \times 3{,}000 = 11{,}200 \)원 | \( 2{,}200 + 4 \times 3{,}000 = 14{,}200 \)원 |
| 시간당 생산량 | \( 3 \times 60 / 48 = 3.75 \)개 | \( 4 \times 60 / 60 = 4 \)개 |
| 단위당 비용 | 11,200 ÷ 3.75 ≈ 2,987원 | 14,200 ÷ 4 = 3,550원 |
→ 최적 담당 대수는 3대이다. 이때 사이클타임 48분, 작업자 유휴시간 3분(사이클당), 기계 유휴시간 0분이다.
대규모 다기계 담당의 개선 기법 (82회)¶
자동기계 600대를 1인당 5~20대씩 담당하는 경우, 기계 정지가 무작위로 겹쳐 작업자를 기다리는 기계 간섭 손실이 커진다.
| 단계 | 적용 기법 |
|---|---|
| 현상 파악 | 워크샘플링으로 기계별 가동률과 정지 원인(대기·고장·자재 부족·작업자 부재) 조사 |
| 담당 대수 결정 | 연합작업분석과 최적 담당 대수 공식, 정지가 무작위이면 대기행렬 이론·기계 간섭 분석으로 담당 대수별 손실 비교 |
| 정지 원인 제거 | TPM·예방보전으로 고장 감소, 자동 정지·이상 알림(안돈), 자재 자동 공급 |
| 작업 개선 | 장착·탈착 시간 단축(치공구 개선), 부품 준비의 외작업화, 표준작업 |
| 배치 개선 | 담당 기계를 U자·원형으로 배치해 보행 거리 단축, 순회 경로 표준화 |
| 인력 운영 | 다기능화, 담당 구역 재편성, 성과 지표(가동률·작업 능률) 관리 |
답안 작성 포인트
- 10점 단답형은 정의 → 작성 방법(기호 3가지) → 활용의 세 덩어리로 쓴다.
- 계산 문제는 \( n' \) 공식 → 양쪽 정수 비교표 → 단위당 비용으로 최종 결정 순서로 쓴다. 이론 대수 3.2를 그대로 답으로 쓰지 않는다.
- 82회 같은 사례형은 측정(워크샘플링) → 분석(연합작업·간섭) → 개선(TPM·배치·표준작업)의 흐름으로 기법을 연결한다.
관련 기출 4문항 (73회, 82회, 136회)
-
제73회(2004) 4교시 3번 · 25점
다음의 자료로부터 물음에 답하시오.문제 전문
다음의 자료로부터 물음에 답하시오.
Unload, load, 기계시동버튼을 누름 : 5.0분, 다른 기계쪽으로 걸어감 : 1.0분
부품을 준비함 : 9.0분, 기계가공(자동) : 43.0분
작업자 임금 : 2,200원/시간, 기계비용 : 3,000원/시간
1) 작업자 1명의 경제적인 최적담당 대수 ?
2) 이때(최적담당 대수)의 Cycle time과 작업자 유휴시간, 기계 유휴시간을 각각 구하시오. -
제82회(2007) 1교시 5번 · 10점
연합작업분석(Man-Machine Chart)의 작성 및 활용방법 - 제82회(2007) 3교시 2번 · 25점
H공업(주)에서는 자동차부품 생산용 자동기계를 600대 보유하고 있다. 작업자들은 1인당 5 ~ 20대의 기계를 담당하고 있다. 이 회사의 가동률과 작업능률을 향상시키려면 어떤 기법을 적용하여 해결해야 하는지를 설명하시오. - 제136회(2025) 1교시 8번 · 10점
Man-Machine Chart에 대하여 설명하시오.