제 3장 공정 설계 및 설비 배치
1. 생산공정의 유형 (Process flow structure) ★
● 프로젝트 공정
- 비반복적, 유일한 제품생산을 위해 사용되는 공정 (제품흐름 존재 X, 제품 자체는 실제로 움직이지 X)
- 생산관리기법 적용X 대신, PERT/CPM 기법 사용하여 활동 관리 및 일정계획 수립
- 범용장비가 노동요구를 줄이기 위해 사용
ex) 공항, 댐, 고속철도, 연구/개발, 제품개발
● 잡샵 공정(Job Shop Process)
- 다품종 소량생산, 서로 상이한 작업과 상이한 흐름경로
- 표준화 없이 범용기계를 이용하여 개별화가 요구되는 제품 생산
- 기능이나 장비가 같은 형태끼리 공정별배치
- 동일한 기능을 수행하는 숙련된 작업자와 장비가 같은 작업장에 모여 비슷한 활동 수행
- 작업이 진행중인 제품은 미리 설정된 작업순서에 따라 한 작업장에서 다른 작업장으로 자유경로형의 운반설비를 이용하여 계속 이동
☺ 높은 유연성
☹ 단위단 비용 ↑(모든 시설이 완전가동 X, 자재가 작업장 사이 이동, 대기 시간, 일거리 없는 작업장 등)
ex) 항공기 제조업, 조선업, 맞춤 양복점, 기계수리업, 공작기계제조업, 주방, 학교, 병원, 은행, 백화점
● 배취공정(Batch Process)
- 다품종 소량생산의 잡샵과 소품종 대량생산의 연속공정 사이
- 몇몇 표준화된 품목을 묶어(Batch), 로트(lot)를 교대하면서 단속적으로 같은 생산시스템에서 생산
- 한 품목만을 생산하기에는 충분하지 못하여 몇 가지 품목을 큰 양으로 그룹화하고 공정별로 배치된 장비와 시설 이용, 생산과정을 반복하기 때문에 숙련노동자 필요
- 거의 동일한 생산과정을 요하는 품목군을 생산 -> 더 빨리 생산 준비, 비슷한 자재흐름 경로
=> 자재취급장비의 자동화 가능
ex) 제빵, 제화, 도자기
● 라인공정 (흐름공정)
- 소품종 대량생산을 위해 표준화된 자재와 부품이 고정된 작업순서에 따라 하나의 생산라인을 따라 이동
- 공정의 처음부터 끝까지 중단하지 않아 대량의 제품을 효율적으로 생산
- 제품별 배치형태 (고도로 반복적인 공정작업을 요하는 표준화된 제품/서비스에 의해 가능)
☺ 표준화된 과업으로 분해 가능, 노동과 설비의 전문화 용이
대량생산으로 인한 단위당 비용 절감, 설비와 직무설계에 많은 투자를 하더라도 경제적
재공품 재고 X
☹ 작업들이 서로 밀접하게 연관, 기계의 고장이나 결근 발생시 전체시스템 중지
ex) 전자레인지, 냉장고, 자동차
● 연속공정
- 표준화된 제품이 대량으로 고도로 자동화된 시설을 쉼 없이 흐르는 공정
- 자본집약적 공정, 가동률을 최대로 하며 재고수준을 최소로 유지, 밤낮 가동, 가격이 예민한 시장에서 경쟁
- 작업자와 관리자가 자재의 흐름을 감시하여 공정이 안정되고 중단됨 없도록
- 시설과 설비의 적절한 배치 => 원활한 작업흐름, 재고감소, 운반비용 감소, 작업자 업무효율성 향상,
효과적 공간이용
ex) 정유, 화학제품, 맥주, 비료, 제지, 시멘트, 발전소, 제철소
2. 설비배치 계획
● 설비배치의 유형 **
1) 제품별 배치
- 작업흐름 : 직선적, 정해진 패턴
- 작업장 : 고도로 전문화된 하나의 작업만 수행
- 대량생산이나 연속생산 시스템의 배치형태 (생산라인/조립라인)
2) 공정별 배치(Process Layout)
- 유사한 기능을 하는 기계, 장비, 작업자를 하나의 작업장에 배치
- 작업물을 필요한 작업장으로 이동
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구분 |
제품별 배치 |
공정별 배치 |
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장점 |
높은 설비이용률 노동 전문화 낮은 제품단위당 원가 |
다품종 생산 가능 저렴한 범용설비 장려임금 실시 가능 |
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단점 |
수요 변화에 적응 X 설비고장에 영향 받음 장려임금 실시 X 단순작업으로 인한 지루함 |
낮은 설비이용률 높은 제품 단위당 원가 재공품 재고 증가 경로와 일정계획의 문제 |
- 다품종소량생산, 제품의 작업흐름이 다양한 경우, 잡샵공정
3) 고정형 배치 (Fixed-position Layout)
- 프로젝트 공정에 적합한 설비배치 => 조선, 비행기 제작 등 대형 제품 생산
- 생산제품이 무겁거나 부피가 커서 이동이 어렵기 때문에 제품을 고정시키고 기계, 장비, 작업자를 제품이 있는 장소로 이동해서 작업 수행
4) 혼합형 배치
- 전통적인 세 가지 설비배치의 장/단점을 고려하여 혼합적인 형태
ex) 제조업 공장 전체는 제품별 배치, 제작 공정은 공정별 배치, 조립공정은 제품별 배치
병원의 경우 기본적으로 공정배치를 이용, 환자의 진료는 고정배치
5) 셀룰러 배치 (Cellular Layout)
- 제조셀에 의한 설비배치
- 기계와 장비간 이동거리가 짧아 재공품 대기시간이 감소 -> 생산소요시간 단축, 재고 감소
- 그룹 테크놀로지, C자형 셀, 원형 셀, U-라인 셀
● 공정별 배치의 설계
- 각각의 작업공정이 작업장 내 어떤 위치를 차지하는지 결정
- 고려 요소
① 거리의 문제 : 제품 공정간 이동거리를 가능한 단축 -> 생산의 효율성 ↑
② 자재흐름의 빈도와 운반비용의 문제 : 운반비용이 높고 자재흐름 빈도가 높으면 서로 가까운 곳에
● 공정별 배치의 문제 해결 방법
- ALDEP(Automated Layout Design Program)
: 휴리스틱 방법으로 최적해는 아니더라도 비교적 훌륭한 공정별 배치의 해를 찾아줌
- CRAFT(Computerized Relative Allocation of Facilities Technique)
: 자재흐름 빈도, 운반비용 등을 고려한 휴리스틱 기법 사용
● 제품별 배치의 설계
- 하나의 제품을 생산하기 위한 전용생산라인으로 구성
효율(Efficiency) = 공정별 작업시간의 합계 / (최장작업시간 * 작업장의 수)
- 라인밸런싱 : 작업장 간 작업부하를 적절하게 배분하여 전체적 효율성이 높은 작업장을 설계하는 과정
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