제6장 생산계획과 재고관리

학습 목표 자재계획(APP, MPS, MRP)과 능력계획(CRP, RCCP, CIRP)을 사용하여 계층적 생산계획 과정을 설명할 수 있어야 한다. MRP, 폐쇄형 MRP, MRP II, ERP를 설명하고 이들의 관계를 설명할 수 있어야 한다. 약속가능량(Available‑to‑Promise: ATP)을 계산할 수 있어야 한다. 자재소요계획(MRP) 전개를 할 수 있어야 한다. 독립수요(independent demand) 재고와 종속수요(dependent demand) 재고를 구별할 수 있어야 한다. 네 가지 기본적인 형태의 재고와 그들의 역할을 설명할 수 있어야 한다. 경제적 주문량 모형(EOQ)을 이해하여야 한다.

제6장 개관 생산계획 총괄계획 전략: Chase, Level, & Mixed Strategies 기준생산계획 MPS 기간구획 납기 약속가능량(ATP) 종속수요와 독립수요 자재명세서(The Bill of Materials: BOM)) 자재소요계획(Materials Requirement Planning: MRP) 생산능력 계획(Capacity Planning) 독립수요 재고관리 시스템 ABC 재고 통제 시스템 경제적 주문량 모형(The Economic Order Quantity Model: EOQ)

생산계획 및 통제 시스템

서론 스케줄링과 재고관리는 자원 활용과 관련. Problem: 납기 위반, 품절 등의 연쇄 효과. 생산관리자는 생산능력과 산출의 균형을 유지하기 위하여 부단히 노력. 주제: 계츨적 생산계획(Hierarchical operations planning process) 종속수요 및 독립수요 재고 유형 재고 관리 모형

수요와 공급의 일치 공급자는 수요를 정확히 예측하여 적시에 적정한 원가로 적량을 생산하여 납품할 수 있어야 한다. 공급자는 수요와 공급량을 일치시키는 더 좋은 방법을 발견하여 최적의 원가, 품질, 고객서비스로 공급사슬의 경쟁력을 확보하여야 한다. 제품과 납기에 영향을 미치는 문제는 전 공급사슬에 걸쳐서 파급된다.

생산 계획 생산계획은 일반적으로 계층적(hierarchical)인데 대체로 다음과 같은 세 가지 범주로 나눌 수 있다. 장기- 총괄계획 (Aggregate Production Plan: APP) 총괄적인 산출율, 노동력 수준, 이용률, 재고 등 결정 중기- 각 제품의 양과 시기 결정 i.e., 기준생산계획 (master production schedule- MPS) 단기- 세부 계획 부품이나 구매 자재에 대한 세부 계획 i.e., 자재소요계획(materials requirement planning- MRP)

생산계획 - Cont. 폐쇄식 MRP- 제조자원계획(Manufacturing resource planning: MRP-II) APP, MPS, MRP, CRP를 통합 제조자원계획(Manufacturing resource planning: MRP-II) 사업계획 및 영업계획을 폐쇄식 MRP와 통합. 배송소요계획(Distribution requirement planning: DRP) 창고나 배송센터로부터의 순 배송 요구량을 기간별로 할당한 것을 말한다. 이것은 고객의 수요에서 보유재고와 수송재고를 감한 양과 같다. 배송소요계획은 총괄적 기간별 순 소요 정보를 MPS에 제공함으로써 생산계획과 배송계획을 연결한다 .

총괄계획 계층적 계획(Hierarchical planning) 총괄계획의 계획기간 관련 비용: 총괄계획 수립은 한 공장이나 시설에서 생산할 모든 제품의 연간 사업계획 및 영업계획과 수요예측을 하나의 생산계획으로 전환하는 계층적 과정이다 총괄적인 산출율, 노동력 수준, 이용률, 재고 등 결정 총괄계획의 계획기간 최소한 1년, 분기별로 연장 관련 비용: 재고비용·가동준비비용(setup cost)·기계운영비용·채용비용·해고비용· 훈련비용·잔업비용, 그리고 첨두수요(peak demand)를 충족하기 위하여 사용하는 파트타임이나 임시직 근로자와 관련한 비용 등.

총괄계획 - Cont. 3 가지 기본 전략 : 추종전략(Chase Strategy) 평준화 전략(Level Strategy) 기간별 생산능력을 기간별 수요에 맞춘다 . 근로자를 채용해고하면서 생산율을 수요에 일치시킨다. 따라서 월별 노동력은 변동하지만 완제품 재고는 일정하다. 주문생산(Make-To-Order: MTO)업체에게 적합. 평준화 전략(Level Strategy) 산출률과 생산능력은 일정하게 유지하지만 재고 또는 주문적체(backlog)를 변동시키면서 수요변동에 대처한다. 즉, 노동력 수준은 일정하게 유지하면서 재고 또는 주문적체를 변동시키면서 수요를 충족한다. 고 숙련 노동력을 유지하여야 한다든지 채용과 해고가 어려운 경우에 이 전략이 적합하다. 재고생산(Make-To-Stock: MTS)업체에 적합 . 혼성전략 (Mixed Production Strategy) 이 전략은 핵심 노동력은 가능하면 안정적으로 유지하면서 잔업, 추가 교대, 하청, 파트타임이나 임시근로자 활용 등과 같은 단기적 수단을 통하여 수요의 변동에 대처한다. .

총괄계획 – ATV사 예 3 가지 ATV 모델 12개월에 걸친 월별 생산량과 노동력 수준을 결정한다. 모델 A (0.4 리터), 모델 B (0.5리터 ), 모델 C (0.6리터) 12개월에 걸친 월별 생산량과 노동력 수준을 결정한다. 1월의 기초재고가 100대 (모델 A와 모델 B는 각각 30대, 모델 C는 40대)이며 12월 말 재고 목표는 140대인 것으로 가정. 차량 한대를 생산하기 위하여 평균적으로 8 인·시(man-hour: MH)가 소요되며 한 작업자는 월 평균 160 (8 시간/일  5일/주  4주/월) 시간 작업한다

총괄계획 – ATV사 예 (추종전략, 표 6.2) 기간 수요예측 (대) 생산능력(노동력) 생산량(대) 기말 재고(대) 시간 인원 1 월 120 960 6 100 2 월 800 5 3 월 300 2,400 15 4 월 460 3,680 23 5 월 600 4,800 30 6 월 700 5,600 35 7 월 760 6,080 38 8 월 640 5,120 32 9 월 580 4,640 29 10 월 400 3,200 20 11 월 200 1,600 10 12 월 140 1,120 9 180 5,000 40,000 252 5,040

총괄계획 – ATV사 예 (평준화 전략, 표 6.3) 기간 수요예측 생산능력(노동력) 생산량(대) 기말 재고/잔량(대) 시간 인원 1 월 120 960 21 420 400 2 월 100 800 720 3 월 300 2,400 840 4 월 460 3,680 5 월 600 4,800 620 6 월 700 5,600 340 7 월 760 6,080 8 월 640 5,120 -220 9 월 580 4,640 -380 10 월 3,200 -360 11 월 200 1,600 -140 12 월 140 1,120 5,000 40,000 252 5,040

총괄계획 – ATV사 예 (혼성 전략, 표 6.1) 기간 수요 예측(대) 생산능력( 작업시간) 소요량 (시간) 투입 계획량 1 월 120 960 10 명 2 월 100 800 3 월 300 2,400 12 명 + 잔업 4 월 460 3,680 18 명 + 잔업 5 월 600 4,800 25 명 + 잔업 6 월 700 5,600 25 명 + 잔업 + 하청생산 7 월 760 6,080 8 월 640 5,120 9 월 580 4,640 10 월 400 3,200 20 명 11 월 200 1,600 12 월 140 1,120 5,000 40,000

기준생산계획 (Master Production Schedule: MPS) 표 6.4 ATV사의 1월과 2월의 MPS 기간 모델 A 모델 B 모델 C 1월-주 1 10 1월-주 2 1월-주 3 20 1월-주 4 2월-주 1 2월-주 2 2월-주 3 2월-주 4 합계 80 60

기준생산계획 (Master Production Schedule: MPS) 총괄계획을 기간별 제품별 수량으로 풀어 쓴 상세 계획. 총괄생산계획보다 상세하고 수요가 안정적일 때 쉽다. 계획기간은 총괄기간보다 짧고 제품의 리드타임보다 길다. Note: 서비스업의 경우 예약대장(appointment log )이 MPS에 해당. 예) 병원의 예약 대장

기준생산계획-Cont. 제품별로 모든 수요를 충족시키기 위하여 필요한 생산량이며 기간별 소요량을 계산하는데 기초가 된다. MRP는 MPS를 이용하여 부품(component)과 중간조립품(subassembly)의 소요량을 계산한다. 시스템불안(System nervousness): 상위 계획의 작은 변화가 하위 계획에 큰 변화를 초래하는 상황. 시간구획(time fence) 시스템: 시스템 불안을 방지하기 위한 제도. 확정구간(Firmed Segment) (또는, 수요구간): 현재로부터 앞으로 수 주. 상급자의 허락 없이 함부로 변경할 수 없음. 잠정구간(Tentative segment) (또는, 계획구간): 확정구간 끝에서 미래 수 주. 확정구간보다 길며 변화 가능.

기준생산계획-Cont. 약속가능량(Available-to-Promise: ATP) 개별 약속가능량(Discrete ATP) MPS를 이용하면 확정주문과 생산계획량 사이의 차이를 이용하여 추가 주문 수용 가능량을 계산할 수 있다. 개별 약속가능량(Discrete ATP) 기초재고(BI)를 기간 1의 MPS에 더하고 확정고객주문을 뺀다. 이 때 남은 양이 기간 1의 ATP이다. 다음 기간에 대하여서는, 확정고객주문을 MPS로부터 뺀다. 그 결과가 양이면 이것이 기간 2의 ATP이다. 만약 그 결과가 음이면 이기간의 ATP가 영(0)이 되도록 이전 기간의 ATP에서 충분한 양을 빼고 이를 반영하기 위하여 이전기간의 ATP를 수정하라. 모든 후속 기간에 대하여 단계 2를 적용하라. 하지만, 이전 어느 기간의 ATP라도 원하는 변경을 수용할 수 없으면 이전의 기간들로부터 원하는 양만큼 빼서 모든 확정고객주문이 충족되도록 하고 각 기간의 ATP를 수정하라.

기준생산계획-Cont. (ATP 예) 주 1 2 3 4 5 6 7 8 모델 A-0.4-리터 엔진 MPS BI = 30 10 20 확정 고객 주문(CCO) 30 ATP:D 모델 B-0.5-리터 엔진 모델 MPS BI = 40 15

자재명세서(The Bill of Materials) 자재명세서(Bill of Materials: BOM) 최종제품 한 단위를 만들기 위해 필요한 모든 부품과 조립품을 나타내는 엔지니어링 문서. 다단계 자재명세서(Multilevel Bill of Materials) 품목들 간에 존재하는 상위품목(parent)-부품(components) 관계와 상위품목 한 단위를 만드는 데 필요한 개별 부품들의 사용량(planning factor)을 보여준다. 톱니식 BOM(indented BOM)으로도 나타낼 수 있다. 수퍼 BOM (계획 BOM, 유사BOM, 유령 BOM, 족 BOM) 계획목적의 가상적 BOM

자재명세서- Cont.

톱니식 자재명세서- Cont.

자재명세서- Cont. (수퍼BOM,계획BOM)

종속수요와 독립수요 종속수요 다른 제품의 부품으로 쓰이는 제품의 수요는 그것을 사용하는 최종제품의 수요에 좌우된다는 점을 기술하는 용어이다. 중간조립품(subassembly), 부품, 원자재는 종속수요 제품의 예이다. 종속수요는 최종제품의 수요에 종속되어 있기 때문에 급작스럽고 급격한 변화를 보이는 경우가 많다. 특히 최종제품이 큰 로트 단위로 생산될 때 이런 현상은 더욱 뚜렷하다. 종속수요는 그것을 사용하는 최종제품들의 수요를 알면 계산할 수 있다 . 독립수요 최종제품의 수요로서 그 패턴은 추세와 계절 추세, 그리고 일반적인 시장상황의 영향을 받는다. 독립수요 제품은 다른 제품의 수요로부터 계산할 수 없다. 단지 예측할 수 있을 뿐이다.

자재소요계획 (Materials Requirement Planning : MRP) (1) MPS로부터 도출한 독립수요정보, (2) 자재명세서로부터 상위품목-부품 관계와 사용량 및 리드타임 정보, (3) 최종제품과 모든 부품들의 재고 정보 MRP의 장점- 계획정보의 제공. 전 계획 기간에 걸쳐서 예정입고·보유재고·순 소요량· 계획발주와 같은 생산관련 정보를 제공하여 작업계획을 미리 세울 수 있게 한다 MRP 약점-, 가시성(Visibility) 상실 생산능력과 현장의 상황을 무시

MRP 전개 연습 (예제 6-2)

생산능력 계획 생산능력이 과잉이나 과소이면 생산계획 및 통제 시스템의 효율성을 제대로 살릴 수 없다. 자원소요계획(RRP)은 장기 생산능력 계획 모듈로서 생산자원이 총괄계획을 달성할 수 있을 만큼 충분한지 점검한다. 주요 대상 자원은 노동력과 기계의 총 투입시간. 개략능력계획은 중기 생산능력계획인데 MPS를 실행하기에 충분한 자원이 있는지 점검한다. 능력소요계획(CRP) 단기 능력계획 기법으로 MRP의 실현 가능성을 점검하는 데 사용된다. MRP를 사용하여 MRP에 정해진 품목을 생산하기 위하여 각 작업장에서 매 기간 필요한 소요능력을 자세하게 계산한다.

독립수요 재고 시스템 독립수요 재고 시스템: 재고의 4 가지 유형 원활한 생산활동을 보장하고 생산능력을 공정재고(work-in-process: WIP)나 완제품 재고의 형태로 저장한다. 서비스 업체는 결과물을 재고 보관할 수 없지만 수요와 공급의 균형을 이루기 위하여 예약 잔량, 작업자 스케쥴링, 그리고 교차 훈련을 사용할 수 있다. 재고의 4 가지 유형 원자재(Raw materials: RM)- 가공하지 않은 구입 자재. 공정재고(Work-in-process: WIP)- 가공 중인 자재. 완제품(Finished goods: FG)- 출고 가능한 제품 유지보수운영 용품(Maintenance, repair & operating: MRO)- 생산 활동을 유지하는 데 필요하지만 제품의 일부가 되지 않는 자재. (예, 윤활유, 청소용품, 절삭공구 등).

독립수요 재고 시스템 - Cont. ABC 재고통제 시스템- 품목에 따라서 재고관리 노력의 경중을 달리함으로써 시간과 비용을 효과적으로 사용. A 품목: 최우선적으로 관리함. 대체로 항목 수 기준으로 20% 연간 사용액 기준으로 80%정도. B 품목: 대략 40% 품목이 속하며 사용액 기준으로는 15% 정도. C 품목: 나머지 가장 덜 중요한 품목.

독립수요 재고 시스템 - Cont. 예 6.3 ABC재고통제시스템 예 품목 코드 단가 연간사용량 연간금액 금액비율 군 A246 1.00 22,000 35.2 A N376 0.50 40,000 20,000 32.0 C024 4.25 1,468 6,239 10.0 B R221 12.00 410 4,920 7.8 P1 12 2.25 1,600 3,600 5.8 R166 0.12 25,000 3,000 4.8 T049 8.50 124 1,054 1.7 C B615 0.25 3,500 875 1.4 L227 1.25 440 550 0.9 T519 26.00 10 260 0.4 주의: 이 예제에서는 A군의 연간 사용금액은 67%밖에 안되며 B군은 28%를 점한다. 이것은 ABC 분류를 할 때 현실을 고려한 판단이 필요하며 80/20 룰은 단지 하나의 지침일 뿐임을 보여준다.

독립수요 재고 시스템 - Cont. 경제적주문량 (The Economic Order Quantity: EOQ) 모형 재고유지비용과 주문비용 사이의 맞교환(trade-off)을 이용한 주문량 결정 모형. 주문비용과 재고유지비용의 합을 최소화하는 주문량을 결정. 주문비용(Order Cost) 주문활동과 관련한 일반 서무 및 관리비용과 구매와 직접 관련된 비용을 포함한다 . 재고유지비용(Holding Cost or carrying cost) 재고를 유지함으로써 발생하는 제반 비용. 창고비용, 이동비용, 보험비용, 도난, 가치하락, 세금, 그리고 자본비용 등.

독립수요 재고 시스템 - Cont. EOQ 모형의 가정 수요는 알려져 있으며 일정하다. 납기는 알려져 있으며 일정하다. 보충은 순간적으로 일어난다. 가격은 일정하다. 재고유지비용은 알려져 있으며 일정하다. 주문비용은 알려져 있으며 일정하다. 모든 수요는 충족한다. (품절은 허용하지 않는다.)

독립수요 재고 시스템 - Cont.

독립수요 재고 시스템 - Cont.

독립수요 재고 시스템 - Cont. TAIC = 연간 총재고비용 APC = 구매원가 AHC = 연간 유지비용 AOC = 연간 주문비용 R =연간 소요량 또는 수요 C = 구매단가 S = 건당 주문비용 k = 유지비용율, 단위당 연간 재고 유지비용 = k x C Q = 주문량

독립수요 재고 시스템 - Cont. EOQ 예제: Las Vegas Corporation 연간 재고 유지율 (k) = 20% 구매단가 (C) = $20/개 리드타임 (LT) = 6 일 연간 영업일수 = 360일 연간 구입원가 = R  C = 7,200  20 = $144,000. 연간 재고유지비용 = (Q/2)  k  C = (600/2) (0.20)(20) = $1,200 연간 주문비용 = (R/Q)  S = (7,200/600) x $100 = $1,200. 연간 총재고비용 = $144,000 + $1,200 + $1,200 = $146,400. 주문 횟수 = 7,200/600 = 12 회. 주문간격 = 360/12 = 30 일. 재주문점(ROP) = (7,200/360) x 6 = 120 개.

독립수요 재고 시스템 - Cont. 수량할인을 허용한 EOQ 모형 각 구매단가 C에 대하여 상응하는 EOQ를 계산한다. TAIC 식을 이용하여 각 구매가격 C에 대하여 상응하는 구매량과 총비용을 계산한다. 최저 연간 총비용과 해당하는 구매량을 구하면 답이다.

독립수요 재고 시스템 - Cont. EOQ 예제:Blake's 스포츠 백화점 물량 할인(Volume Discount): 주문량이 1,000개 미만 : $5.0. 1,001~2,000 : $4.50 2,000개 초과 : $4.00. TAIC$5 = 15,000(5) + (980/2)(.25(5) + (15,000/980)(40) = $76,225 TAIC$4.5 = 15,000(4.5) + (1,032/2)(.25(4.5) + (15,000/1,032)(40) = $68,662 TAIC$4 = 15,000(4) + (2,001/2)(.25(4) + (15,000/2,001)(40) = $61,300