제7장 생산일정 계획
1. 생산일정계획의 정의
- 일정계획 : 주어진 생산능력, 설비, 노동을 효율적이고 효과적으로 할당하는 단기의 생산계획
생산에 필요한 자원을 누가, 언제, 어디서, 얼마를 사용할 것인가를 결정
총괄생산계획에 의해 획득한 자원을 집행하는 사용계획단계이며,
생산계획을 주간․일간․시간 활동으로 세분화하여 작업을 가장 짧은 시간 안에 시행하도록 수립
- 개별주문생산 : 고객의 주문에 따라 다품종소량생산
=> 각 주문마다 투입자원, 가공형태, 작업순서, 작업흐름 등이 달라 일정계획과 통제가 어려움
** => 개별주문생산의 일정계획은
부하결정, 작업순위결정, 작업할당, 작업배정, 작업점검, 독촉기능을 거쳐 수립, 통제 **
1) 부하(Loading) 결정 : 생산작업을 완료하는 데 필요한 작업자와 기계의 부하
- 소요생산능력을 현재의 작업자와 기계의 생산능력과 비교하여 생산능력을 조정하는 것 (공수계획)
- 부하량 : 작업시간을 기준으로 기계시간(Machine Hour)이나 인시(Man Hour)로 표시
- 부하할당에서는 작업장별로 작업량을 조사하여 생산능력과 비교․평가하고 주문한 제품의 납기를 파악
- 작업의 순서나 정확한 일정계획 개발 X
2) 작업순위(Sequencing) 결정：작업의 수, 작업장수, 작업이 작업장을 거치는 방법에 따라 달라짐
- 작업순위규칙은 작업장의 평균작업시간과 작업지연비율을 최소, 설비와 노동이용도를 최대
=> 납기를 정확히 맞추는 목적
3) 작업할당(Assignment)：우선순위에 입각, 주문의 작업순서 결정 후
작업장의 규모나 특성을 고려하여 작업량을 할당
- 주문작업을 하는 작업장에는 여러 가지의 기계와 작업자가 있음
- 기계의 특성에 따라 작업방법/성능 차이 발생, 작업자의 숙련 정도에 따라 작업성과 차이 발생
4) 작업배정(Dispatching)：작업장의 현실을 고려하여 가장 유리한 작업순서를 정하여 작업 명령/지시
일정계획에서 계획된 생산활동을 집행하는 기능
5) 작업점검(Follow－up)과 독촉(Expediting)：해당 작업장에서 일정계획에 따라 작업이 진행되는지 체크
- 작업독촉 : 작업점검을 하여 작업이 계획된 일정에 늦어지고 있거나 주문의 상황변화에 따라 마케팅 부서에서의 납기조정에 의해 생산일정을 변경해야 하는 경우에 작업의 생산진도를 독려하는 것.
● 연속생산 시스템의 일정계획
- 연속생산 시스템 : 석유나 화학 공업처럼 생산되는 제품이 끊임없이 생산되는 형태를 의미
대량생산시스템으로 공정처리 순서가 고정, 반복
라인생산과 연속생산은 모두 소품종 대량 생산 시스템 => 연속생산공정의 특성을 가짐
- 일정계획은 공정의 설계단계에서 결정되기 때문에 대량생산 시스템의 설계에서 중요한 것은 작업 단계별로 요구되는 작업을 균형 있게 할당하는 조립공정 균형화(Line of Balance: LOB)
- 하나의 라인공정에서 한가지 제품을 생산하는 경우에는 일정계획의 문제가 발생 X
(1라인 1제품 공정이 흐름이 끊어지지 않는 최적의 효율성을 갖도록 설계되었을 것이기 때문)
- 하나의 라인공정에서 2개 이상의 제품을 생산하는 경우나 2개 이상의 라인에서 2개 이상의 제품을 생산하는 경우에 생산로트 크기, 생산능력 할당, 작업순위 등의 문제가 발생
① 생산라인의 전환 : A제품을 생산하던 라인에 B제품으로 전환할 때 계획된 A제품을 모두 생산한 후 변경
- 생산의 준비(setup) 시간 단축, 비용 감소 but B의 공급 시기 문제 가능성
② 혼합모델 생산방식 : 필요할 때마다 A와 B를 혼합해서 교대로 생산하는 방식
- 생산라인의 전환에 걸리는 시간이나 비용이 아주 적어야 가능, JIT
● 단속 생산 공정의 일정계획
- 단속 생산 공정 : 제품이 여러 공정이나 작업장을 이동하여 생산되는 형태 (개별주문 공정, 배치 공정 해당)
- 보통 하나의 제품이 아닌 서로 다른 종류의 다수의 제품을 생산하게 되므로 각 공정 또는 작업장마다 일정계획의 문제가 발생
예) A 제품은 선반 － 열처리 － 도장의 과정을 거치고 B 제품은 열처리 － 도장의 과정을 거치면 선반 작업의 경우에는 일정계획의 문제가 발생하지 않지만 (A 제품 하나만 처리하면 되기 때문) 열처리 작업은 A 작업과 B 작업이 동시에 요구되므로 A 작업과 B작업 중 선택해야 하는 일정계획의 문제가 발생
이처럼 단속 생산 공정의 경우에는 일정계획의 문제가 중요한 생산의 문제가 됨.
● 생산통제
- 효율적으로 일정계획을 수립한 뒤에 작업이 계획대로 진행되고 있는가를 점검
- 생산활동의 통제를 위해서 일정계획을 작업장에 지시하여 실행
- 이 과정에서 작업장에 배치된 작업에 따라 자재와 노동 등이 부가
- 생산통제의 기본적인 도구 : 현황 보고서와 투입－산출 통제
2. 생산일정계획의 성과 척도
- 일정계획의 문제는 다양한 상황에서 다양한 활동들의 우선순위나 작업할당의 문제이므로
이것을 시각적으로 알기 쉬운 방법으로 표현하는 도식적 방법이 많이 쓰임
=> 간트도표 : 단순한 도식적 기법 이상의 일정계획 및 통제기능을 수행하는 데도 활용
** ● 간트도표(Gantt Chart)의 장단점 **
☺ ① 작업을 시간적, 수량적으로 일목요연하게 나타내 작업계획과 실적을 쉽고 계속적으로 파악
② 작업의 지체요인을 규명하여 다음에 연결된 작업의 일정을 쉽게 조정
③ 작업자별, 부서별 업무성과를 상호 비교할 수 있고 객관적 평가
④ 생산기록, 지교관리, 원가관리 등과 관련된 자료를 넓게 유지
☹ 작업내용이 복잡/방대해지면 기록할 정보량 폭주, 변동 생길 때마다 도표 갱신에 막대한 노력 필요
● 간트도표는 도표로 작성할 때 원리
① 직선으로 그리며 좌에서 우로 그리고 시간길이와 일의 양을 나타낸다.
② 수학적 비교가 없어도 작업의 진척도를 앎
③ 교차선이 없고 시간의 경과를 볼 수 있어 유휴시간을 한 눈에 파악
④ 계획량과 실적량이 모두 직선으로 표시
⑤ 같은 직선 하나로 시간의 동일성, 작업계획량의 변화, 작업실적량의 변화 등을 나타냄
⑥ 일별/월별로 나타낸 구간은 100%에 해당, 계획량과 실적량을 나타내는 직선의 거리는 이에 비례
** ● 간트도표의 종류 **
① 기계작업기록도표(Machine Record Chart)
: 작업기계별로 특정기간동안 얼마의 계획량을 얼마나 달성했는가를 나타내는 표
- 특히 미달성된 이유를 요인별로 집계하여 불가능 or 유휴시간의 분석과 대책을 강구하는 목적으로 작성
② 작업자기록도표(Man Record Chart) : 작업자 개개인의 작업상황을 파악
- 계획작업시간의 추정과 실제작업시간을 비교함으로써 보다 정확한 표준시간의 산정이 가능
- 작업부진 요인 또는 지체요인과 시간을 추적하여 제거
③ 작업할당 도표(Layout Chart) : 어떤 특정시점에서 각 작업의 할당현황을 상세하게 알도록 작성한 도표
- 어떤 작업의 계획이 지체되었거나 앞섰을 경우를 감안하여 다음 작업의 계획을 조정할 수 있음.
④ 기계 부하도표(Load Chart) : 기계별로 해야 할 작업의 양과 시간을 기록한 도표
- 기계별 생산능력을 일목요연하게 파악 가능
- 어느 기계가 무슨 일을 언제까지 해야 하고 언제부터 사용 가능한가를 알 수 있음
3. 작업우선순위의 결정
● 작업우선 순위 결정 규칙
- 단속생산 공정의 경우 작업의 우선 순위 결정의 문제가 중요한 문제가 되면 하나의 생산라인에서 두개 이상의 제품을 생산하는 연속 생산 공정의 경우에도 이러한 일정계획의 문제가 발생
- 작업의 우선순위를 결정하기 전에 먼저 해야 할 일은 각 작업장별 부하 할당(간트도표를 이용하여 작업의 부하와 생산능력을 결합시키는 작업)
- 그러나 실제로 할당된 부하 계획에 따라 생산이 진행되면 각 작업장별로 일정계획의 문제가 발생
** ● 가장 기본적인 우선순위 규칙 **
① 선착순 규칙(FCFS : First－come Fisrt－served) : 먼저 들어온 작업물을 먼저 처리하는 방식
가장 일반적인 형태
② SPT 규칙(Shortest Processing Time) : 처리시간이 짧은 작업물을 먼저 처리하는 방식
③ EDD 규칙(Earliest Due Date) : 납기일이 보다 빠른 작업물을 먼저 처리
* 가장 대표적인 기준 : 얼마나 빠르게 모든 작업을 마무리 했는가의 시간
가) 완료시간 : 완료시간에는 총완료시간과 평균완료시간
- 총완료시간 : 할당된 마지막 작업을 마치는 시간
- 평균완료시간 : 작업물별 평균완료시간
나) 납기지연시간 : 납기지연이 중요한 문제일 경우 납기지연시간이 평가기준
다) 유휴시간 : 공정별, 작업자별 유휴시간을 기준
● 컴퓨터 시뮬레이션에 의한 우선순위 결정
- 시뮬레이션 : 실제와 아주 유사하게 만들어진 인공적인 환경 하에서 분석하고자 하는 대상의 행위나 상태를 모방함으로써 실제 분석 대상의 행위나 상태를 예측하고 분석하려는 표본실험
- 많은 경우의 수에 대한 계산을 보다 빠르게 처리하기 위해
- 생산관리에서는 생산공정의 효율성 분석의 목적을 위해 컴퓨터 시뮬레이션을 이용
=> 이러한 목적을 위한 SLAM, SIMAN 등과 같은 시뮬레이션 전용 언어 등장
☺ 단순하고 간단한 분석으로부터 출발 가능
규모가 크고 복잡한 문제 분석에 사용 가능
복잡하지 않은 문제의 경우 시행착오 접근법을 사용 => 적은 비용으로 빠르게 문제 해를 구함
☹ 최적해 보장 X
좋은 모형을 개발하는 데는 많은 시간과 비용이 소요
특정문제에 대한 시뮬레이션 모형은 그 문제에 대해 유일한 것
=> 문제에 대한 해나 유추를 다른 문제에 전용해서 사용 X
● 시뮬레이션의 수행 절차 : 문제의 정의 -> 자료의 수집 및 분석 -> 모형의 설정 및 타당성 검토
-> 시뮬레이션 실험의 수행 -> 결과 분석
- 생산공정의 우선순위 결정 문제에 있어서 시뮬레이션 이용 가능
예) 하나의 작업장의 시뮬레이션 모형을 구성하는 요소
가) 도착하는 작업물의 도착 분포
나) 서비스 시간의 분포
다) 작업물 선택에 대한 우선순위 규칙
• 도착하는 작업물의 도착분포는 자료의 수집 및 분석을 통해서 파악
(실제 생산공정에 대한 분석/ 기타 합리적 분석을 통해서)
ex) A 유형 작업물은 시간당 평균 10개의 포아송 분포 형식으로 도착한다라는 표현을 사용
• 시뮬레이션 실험을 위해서는 이러한 포아송 분포의 수치들을 발생시킬 수 있는 알고리즘을 이용
ex) 어떠한 작업물의 경우 과거의 자료를 바탕으로 조사해본 결과 10분에 도착하는 경우가 30개, 20분에 도착하는 경우가 50개, 30분에 도착하는 경우가 20개였다. 이러한 것을 모의실험하기 위해 난수를
하나 발생시켰는데 그 난수는 0에서 99사이의 숫자 중 85였다. 그렇다면 이것은 몇 분에 도착하는 것으로 파악해야 하는가
• 위의 문제는 전형적인 몬테칼로 시뮬레이션(난수를 발생시킨 후 이 난수에 분포를 대응)의 예임.
위의 문제에서는 경우의 수를 처리하기 위해서 난수가 0에서 29사이는 10분, 30에서 79사이는 20분, 80에서 99사이는 30분으로 처리하면 된다. 그렇게 하면 난수라고 하는 것은 0에서 99사이의 임의의
수에 해당하므로 계속 이러한 과정을 진행하면 결과적으로는 10분 30%, 20분 50%, 30분 20%의 꼴로 나타나는 결과를 얻게 되기 때문이다. 따라서 위의 85의 난수에 해당하는 시간은 30분이며 시뮬레이션 실험은 30분에 도착하는 것으로 진행되게 된다. 포아송 분포의 경우도 난수를 이용하여 포아송 분포의 수치를 발생
• SIMAN과 같은 시뮬레이션 전용언어를 이용하면 보다 손쉽게 이러한 분포를 발생
• 서비스 시간의 분포도 이러한 식으로 처리
• 작업우선순위의 선택은 시뮬레이션 전용언어의 경우에는 작업별로 우선순위에 대한 규칙을 부여할 수 있으므로 손쉽게 처리가 가능
• 여러 개의 공정으로 이루어져 있는 생산시스템의 경우에는 각각의 작업장을 개체로 만들고 연결시키기만 하면 작업물의 흐름을 시각적으로 보여줌
• 생산공정의 분석을 위한 도구로서 시뮬레이션은 중요한 위치 차지
공무원 두문자 암기
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