제4장 공정선택
제5장 서비스공정 설계
제6장 공정흐름분석 및 설비배치
1. 공정의 유형
2. 공정선택 의사결정
3. 제품-공정전략
4. 집중화 생산
5. 대량 고객화
6. 수직적 통합
7. 공정선택의 환경적 문제
[보론] 기술선택
1 공정의 유형
v 제품의 흐름에 따른 분류
연속 공정, 조립라인 공정, 배치 공정, 잡숍 공정, 프로젝트 공정
(1) 제품의 흐름에 따른 분류
v 연속 공정(continuous process)
제당, 제지, 정유, 전력 등과 같은 장치산업의 연속생산에 사용
제품은 연속적인 방법으로 생산되며, 매우 표준화되어 있고, 대량으로 생산됨.
연속 생산은 주로 차별화가 어렵고 가격에 민감한 일용상품 생산;
낮은 원가가 주문획득요인
연속 공정은 생산원가는 낮지만(효율성은 높지만), 유연성은 매우 떨어짐.
v 조립라인 공정(assembly line process)
제품의 흐름이 직선적; 컨베이어 시스템에 의해 이동
제품은 동일한 생산과정을 반복적으로 거쳐 대량생산; 제품별 설비배치
(예: 자동차, 냉장고, 컴퓨터 등)
조립라인 공정은 매우 효율적이지만 유연성은 떨어짐.
조립라인 흐름
v 배치 공정(batch process)
다양한 제품을 소규모의 배치 또는 로트로 생산(예: 가구, 보트, 그릇 등)
제품의 흐름은 혼잡하며 단속적; 공정별 설비배치 유연성은 높으나 효율성은 낮음.
배치 흐름
v 잡숍 공정(job shop process)
고객의 주문에 의해서만 제품을 소규모의 배치나 로트로 생산; 배치 공정의 특수한 형태
v 프로젝트 공정(project process)
유일한 독창적인 제품의 개별적인 생산에 사용(예: 빌딩, 댐, 교량, 고속도로 등의 건설공사, 비행기 및 선박과 같은 대형 제품의 제작, 영화나 예술품의 제작 등)
제품의 흐름은 없으며, 프로젝트의 완성에 필요한 많은 세부 과업들이 선행관계에 따라 연결되어 있음.
프로젝트는 한 번으로 끝나므로 자동화가 어렵고, 보통 범용설비가 사용되며,
v 5가지 공정의 특징 요약
v 처리비율
처리비율 = 총처리시간
총생산시간 × % 처리비율은 생산공정의 효율성을 측정하는 한 방법
처리비율은 생산에 소요된 총시간 중 실제 작업을 받은 시간의 비율, 즉 생산에 소요된 총시간중 실제 가치가 부가된 시간의 비율
배치 및 잡숍공정의 처리비율은 보통 10∼20%;
연속 및 조립라인 공정의 처리비율은 보통 90∼100%
(2) 주문 충족의 유형에 따른 분류
v 재고생산공정(MTS : make-to-stock)
재고생산공정의 주기
생산자가 정한 제품규격과 생산수량에 따라 생산
소수의 표준화된 제품을 어떤 만족스러운 서비스 수준에서 재고로부터 고객에게 제공 수요예측, 생산계획 및 재고관리 중요
재고의 보충과 생산 활동의 효율성 중시
재고생산공정의 중요한 성과측정치
§ 서비스 수준과 재고보충시간
§ 재고나 생산능력과 같은 생산자산의 이용률(재고회전율, 생산능력의 가동률)
v 주문생산공정(MTO : make-to-order)
주문생산공정의 주기
생산 활동이 고객의 개별적인 주문에 따라 이루어짐.
주문생산의 중요한 성과측정치
§ 리드타임: 주문을 받은 후 납품까지의 시간, 즉 제품의 설계, 생산 및 인도에 소요되는 시간
§ 정시납품비율: 고객이 요청한 납기나 고객에게 약속한 납기를 지킨 비율
v 재고생산공정과 주문생산공정의 주요 차이점
v 주문조립생산공정(ATO : assemble-to-order)
주문조립생산공정의 주기
주문생산공정과 재고생산공정의 혼합 형태: 하위 조립 품은 재고생산 최종 제품은 주문생산 제품을 모듈 방식으로 설계하고 고객에게 선택사양 제공
v 주문진입 점
공급사슬에서 제품이 특정 고객의 주문과 연결되는 시점
재고생산: 최종 조립(즉, 생산)이 완료된 이후 주문조립생산: 제작 후-최종 조립 전
주문생산: 제작 전 또는 유일한 자재나 구성 품이 필요한 경우에는 공급자에게 자재를 주문하기 전
2 공정선택 의사결정
v 공정특성행렬
v 공정선택의 결정요인
시장여건: 연속 및 조립라인 공정 → 저가품 대량시장 요구 배치 및 잡숍 공정 → 중가품 소량시장 요구 프로젝트공정 → 고가품시장 요구
소요자본: 연속 및 조립라인 공정은 프로젝트 공정이나 배치 및 잡숍 공정에 비해 훨씬 더 많은 자본 요구
노 동 력: 프로젝트 공정과 배치 및 잡숍 공정 → 값비싼 숙련된 노동력 요구 연속 및 조립라인 공정 → 값싼 미숙련 노동력 요구
기 술: 기술적 위험의 크기는 연속 및 조립라인 공정, 배치 및 잡숍 공정, 프로젝트 공정의 순
3 제품-공정전략
v 제품-공정행렬
독특한
기업들은 보통 제품-공정행렬의 대각선상에 위치
제품과 공정은 동시에 변화하는 경우는 드물며, 제품-공정행렬에서 대각선을 수직적 또는 수평적으로 번갈아 벗어나면서 변화
동일 산업의 모든 기업들이 제품-공정행렬의 대각선에서 같은 위치에 있지는 않음;
유연성과 품질을 강조하기 위해 행렬의 왼쪽 상단 쪽에 위치하는 기업도 있고,
대각선을 따라 아래로 이동하여 낮은 원가의 표준화된 제품을 강조하는 기업도 있음.
기업의 제품-공정행렬에서의 위치, 즉 최적 제품-공정전략은 그 기업의 차별적 능력이나 경쟁수단에 따라 선택되어야 함.
4 집중화 생산
v 집중화 생산의 개념
집중화 생산: 각 공장이나 설비를 요건이 비슷한 하나 또는 두 개 정도의 특정 제품에 국한시킴으로써 생산 활동을 일련의 생산목표와 생산정책의 달성에 초점을 맞추어 수행하는 것
집중화 공장의 개념은 공장 내 공장으로 구현
v 공장집중화의 기준
제품 특성 및 요건
공정 유형: 프로젝트, 배치 및 잡숍, 조립라인, 연속 공정 기술 유형
수요의 크기 및 특성 재고생산과 주문생산 신제품과 성숙한 제품
5 대량 고객화
v 대량 고객화의 개념
고객화: 고객별로 다른 제품이나 서비스를 만들어주는 것
대량 고객화: 제품을 단일 단위의 로트 크기로, 대량으로 제공하는 것
대량 고객화는 하나의 공정으로부터 다양한 제품을 효율적으로 생산할 수 있는 능력인 범위의 경제에 기반
v 대량 고객화의 형태
모듈러 생산과 주문조립생산
신속한 제품 간 생산전환(주문 간의 제로 준비시간)
선택사양의 지연전략
6 수직적 통합
v 수직적 통합(vertical integration)
기업의 공정 소유범위를 투입물의 공급 쪽이나 제품의 시장 쪽으로 확대하는 공정선택 문제
v 후방통합, 전방통합 및 완전 수직적 통합
후방통합: 기업의 공정 소유범위를 투입물의 공급원을 향해 후방으로 확대 전방통합: 기업의 공정 소유범위를 시장 쪽을 향해 전방으로 확대
완전 수직적 통합: 특정 기업이 생산-배급체인 전체 소유
v 수직적 통합 의사결정의 고려요인
경제성 검토
후방통합: 비용과 공급의 신뢰성 전방통합: 수요의 신뢰성
7 공정선택의 환경적 문제
v 공정선택의 환경적 의사결정
오염방지기술에 대한 투자: 생산공정으로부터 오염물질을 줄이거나 제거 오염통제기술에 대한 투자: 오염물질과 해로운 부산물을 처치하거나 처분;
폐기물의 처리단계를 기존 공정에 추가 하부구조시스템과 관행의 개선: 생산공정의 사용 방법에 영향을 미치는
하부구조시스템과 관행의 개선
v 공정선택과 관련된 기타 환경적 문제
산출물의 재활용: 공정의 부산물의 용도를 찾는 것
(예: 음식물 쓰레기를 동물의 사료나 퇴비로 활용)
재생 투입 물: 한 공정의 부산물을 다른 공정의 투입 물로 활용(예: 목재공장의 부산물인 나무 부스러기를 원자재로 투입하여 합판 등 다른 제품 생산)
재제 조: 사용이 끝난 제품이나 부품을 체계적으로 회수하여 분해, 세척, 검사, 수리, 조립의 다섯 단계를 거쳐 신품과 동일한 성능을 갖도록 다시 상품화
(예: 자동차의 중고 부품을 재생하여 다시 상품화)
1. 제조 기술
2. 컴퓨터 통합 생산
3. 기술투자의 평가
1 제조 기술
(1) 하드웨어 시스템
v 수치제어기계(NC기계: numerically controlled machine)
NC기계: 다양한 금속가공작업을 수행할 수 있도록 컴퓨터에 의해 통제되는 기계도구 NC기계의 발전: 초기에는 천공테이프나 카드에 의해 제어
→ 개별적으로 장착된 마이크로컴퓨터에 의해 통제(CNC기계)
→ 여러 대의 CNC기계가 중앙컴퓨터에 의해 동시에 통제(DNC기계)
v 머시닝센터(machining center)
머시닝센터는 NC기계보다 자동화와 복잡성의 정도가 높음.
머시닝센터는 기계를 자동으로 통제할 뿐만 아니라 많은 공구를 장착하여 각 작업에 따라 공구를 자동적으로 바꿈.
머시닝센터는 자동적으로 작업이 끝난 부품은 내려놓고 작업 대상물을 올려놓는 시스템도 갖추고 있음.
v 산업용 로봇(industrial robot)
산업용 로봇: 말단 작동체를 갖춘 프로그램이 될 수 있고 다기능적인 기계
산업용 로봇은 용접, 페인팅, 조립작업 및 자재취급과 같은 다양한 생산 작업 수행 산업용 로봇의 이점: 직접노동의 감소, 부품설계에 탄력성 부여, 24시간 계속 작업,
위험한 과업의 수행, 균일한 품질 등
v 자동 자재취급시스템(automated materials handling system)
자동 자재취급시스템은 자재의 이동, 저장 및 검색의 효율성을 향상시킴.
자동 자재취급시스템의 예
§ 컴퓨터에 의해 통제되는 컨베이어
§ 자동 저장 및 검색시스템
§ 무인운반 차
자동 자재취급시스템의 이점: 신속한 자재 이동, 낮은 재고 및 저장 공간, 제품 손상의 감소, 노동생산성의 향상 등
v 유연 생산시스템(FMS: flexible manufacturing system)
유연 생산시스템: 개별적인 자동화 설비들이 서로 결합된 생산시스템
유연 생산시스템은 자재 이동과 기계 가동의 통제를 위한 컴퓨터,
컴퓨터에 의해 통제되는 여러 대의 기계(머시닝센터, CNC기계 등), 무인운반 차(AGV), 짐을 싣고 내리는 정거장 등으로 구성
FMS에서는 컴퓨터에 의한 자동화를 통해 범용기계들을 연결시키고 기계 공구를 제어하며 자재를 이동시킴으로써 다양한 제품을 소규모 로트로 생산
§ FMS와 같은 자동화: 유연 자동화(flexible automation) 또는 소프트 오토메이션(soft automation)
§ 특정 품목만을 대량으로 생산하는 자동화: 하드 오토메이션(hard automation)
(2) 소프트웨어 시스템
v 컴퓨터 지원 설계(CAD: computer-aided design)
CAD: 컴퓨터를 이용한 제품 및 공정의 설계 CAD의 구성
§ 제품의 시각적 특성을 검토하는 컴퓨터 그래픽스(computer graphics)
§ 제품의 공학적 특성을 평가하는 컴퓨터 지원 엔지니어링(CAE: computer-aided engineering)
§ 제조공정의 설계와 관련된 기술인 컴퓨터 지원 공정계획(CAPP: computer-aided process planning)
CAD는 설계의 자동화뿐만 아니라 부품분류 기능도 갖추고 있음.
v 자동 제조계획 및 통제시스템(MP & CS: automated manufacturing planning and control system)
자동 제조계획 및 통제시스템: 제조 활동의 계획, 일정 및 감시를 도와주는 컴퓨터 기반의 정보시스템
2 컴퓨터 통합 생산(CIM)
v CIM(computer integrated manufacturing)
CIM이란 제조업의 수주에서부터 설계, 생산, 출하에 이르기까지의 모든 기능과 공정 그리고 관리를 컴퓨터와 관련 기술을 통해 자동화·정보화·통합화하는 것임.
CIM에서는 제품 및 공정의 설계, 기계의 제어, 자재의 취급 및 생산공정의 통제가 컴퓨터를 이용한 자동화 기술에 의해 이루어짐.
CIM은 다양한 제품을 효율적으로 생산할 수 있는 능력인 범위의 경제 추구 CIM의 다른 이름: 총체적 공장자동화(total factory automation)
미래의 공장(factory of the future)
v CIM의 혜택
생산성 증대 품질 향상
고객요구의 신속한 충족 유연성 증대 등
3 기술투자의 평가
v 비용절감
노무 비 절감 재료비 절감 재고비용 절감
수송 또는 배급비용 절감 품질비용 절감
기타 비용 절감(설비보전비용, 에너지비용 등)
v 무형의 혜택
제품의 다양성 증대
제품특성 및 품질의 향상
v 새로운 기술 도입 시의 위험
기술적 위험 생산상의 위험 조직상의 위험
환경 또는 시장 위험
