제7장 공정설계

공정설계의 의의 공정 설계의 결정요인 ① 자본 집약도 : 공정에 투입되는 장비와 인간의 숙련 기술간의 구성비. ② 자원 유연성 : 생산설비나 종업원 등 자원의 유연성 정도=>수명 주기 ③ 수직적 통합 : 공정 설계시 원자재 획득에서 최종 제품의 납품에 이르기까지 전체 공급망 고려 ④ 고객 참여도 : 고객이 생산공정이나 서비스과정에 참여 공정(process): 투입물(자원)을 산출물(제품 및 서비스)로 변환시키는 일련의 작업들로 구성. 이는 사람과 시설이 통합되어 수행하는 활동. 공정설계(process design): 변환공정에 필요한 장비를 선정·배치하고, 인력과 기타 자원과 장비를 통합하는 과업 제품분석: 공정설계를 위해, 제품의 생산·공급에 필요한 작업 및 부품들 간의 관계를 파악하는 것. - 도해모형(圖解模型): 조립도표(assembly charts or Gozinto charts), 작업공정도(operation process charts), 흐름공정도(flow process charts) 등을 이용하여 제품분석 편리. - CAD/CAM 시스템을 이용하면 생산 요구사항들이 설계정보로부터 자동적으로 산출

흐름도 분석 흐름도(flow charts) 분석의 목적 : 제품생산이나 서비스 제공에 필요한 가장 경제적인 공정, 즉 작업 및 순서를 상세히 명시하는 것. 과업 순서를 단계적으로 분석함으로써 공정 내의 비능률적인 사항을 파악·제거하는 데 이용되기도 함. ① 조립도표(assembly charts or Gozinto charts): 제품의 결합방법, 조립순서 및 제품의 전반적인 구조 등을 나타내주는 도표 모형. 작업을 나타내는 ○과 검사를 나타내는 □의 기호를 조립순서에 따라 선으로 연결. ② 작업공정도(operation process charts): 운반과 저장 등의 활동은 배제하고, 원자재가 들어오는 곳으로부터 완제품이 나오는 곳까지 수행되는 작업과 그들의 순서를 나타내줌. 사용되는 기호는 조립도표에서와 같고, 다만 각 활동의 내용과 소요시간이 활동 양 옆에 명시되고, 작업 및 검사의 일련번호 부여됨. ③ 흐름공정도(flow process charts): 작업(○), 운반( ), 검사(□), 지연(D) 및 저장 ( ) 등 다섯 가지로 구분하여 이들의 필요한 시간이나 운반거리 등이 기록됨.

개선의 기본원칙 육하원칙 (5W1H) 가능한 질문사항 개선원리 - BECRS What? How? Why? When? 무엇을 하는가? 왜 이 일을 하는가? 다른 목적은 없는가? 개량(Betterment): 축소, 확대, 차용, 응용, 수정 등 더 나은 성능, 과정, 단계 등 모색. 제거(Eliminate): 불필요한 동작, 작업, 과정, 단계 등 결합(Combine): 지나치게 세분화된 작업 및 단계 등 재배치(Rearrange)/반전(Reverse): 순서를 바꾸거나, 뒤집어 봄 단순화(Simplify)/대체(Substitute) How? Why? 어떻게 하는 건가? 왜 이렇게 해야 하는가? 더 나은 방법은 없는가? When? 언제 하는가? 왜 지금 하는가 ? 더 나은 때는 없는가? Where? 어디서 하는가? 왜 여기서 해야 하는가? 더 나은 장소는 없는가? Who? 누가 하는가? 왜 이 사람이 해야 하는가? 더 나은 사람은 없는가?

제작/구매(Make or Buy) 1. 유휴생산능력 공정결정에서는 제품을 구성하는 원자재나 구성품의 자체제작(自體製作) 또는 외주구매(外注購買) 여부를 결정하여야만 함. 이는 공정설계는 물론 생산능력에도 영향을 주는 중대한 의사결정 사항이며, 조직의 수직적 통합의 정도를 결정. 제작/구매(Make or Buy) 결정 영향요인 ☞ 비교원가 분석 1. 유휴생산능력 2. 자체 내 역량 (1) 인력 (2) 장비 (3) 미래의 역량 3. 경제적 이점 (1) 증분원가(incremental costs) (2) 간접비 배분 4. 공급의 신뢰도 5. 거래관계(호혜성) 6. 고용 안정화 7. 대체적 자원 이용

제작/구매 결정- 비교원가분석 결정 자체제작 총 제조원가 총 변동비 총 고정비 총 구매비용 구매가 유리 ① 총 구매비용 구매가 유리 ② 미사용 능력이 있다면, 자체 제작하는 것이 바람직 ③ 제작이 유리 총 구매비용

자체제작 / 구매 결정 《예제 》 ① 한 제품을 구성하는 세 가지 품목에 대한 자료 (단, 시간당 직접 노무비 ￦8,000 ; 제조간접비 배분율은 직접노무시간기준 시간당 ￦6,000). 품목 가 품목 나 품목 다 필요량 총재료비 총노무시간 구입가격/단위 4,000 ￦600,000 200 ￦800 700 ￦10,000,000 1,500 ￦50,000 12,000 ￦9,000,000 2,000 ￦2,000 (1) 품목 가 : 총구매비용 = (￦800)(4,000) = ￦ 3,200,000 총제조원가 = ￦600,000 + (￦8,000)(200) + (￦6,000)(200) = ￦ 3,400,000 총변동비 = ￦600,000 + (￦8,000)(200) = ￦ 2,200,000 총구매비용이 총변동비보다는 크지만, 총제조원가보다는 작다. 고정비는 생 산량에 관계없이 발생하기 때문에, 따라서 만일 미사용 능력이 있다면, 자체 제작하는 것이 바람직하다.

자체제작 / 구매 결정 《예제 》 ② (2) 품목 나 : 총구매비용 = (￦50,00)(700) = ￦ 35,000,000 총구매비용 = (￦50,00)(700) = ￦ 35,000,000 총제조원가 = ￦10,000+(￦8,000)(1,500)+(￦6,000)(1,500) = ￦ 31,000,000 총변동비 = ￦10,000 + (￦8,000)(1,500 = ￦ 22,000,000 총구매비용이 총제조원가보다 비싸므로, 이 품목은 자체제작하는 것이 유리하다. (3) 품목 다 : 총구매비용 = (￦2,00)(12,000) = ￦ 24,000,000 총제조원가=￦9,000,000+(￦8,000)(2000)+(￦6,000)(2000)=￦ 37,000,000 총변동비 = ￦9,000,000 + (￦8,000)(2000) = ￦ 25,000,000 총구매비용이 총변동비보다도 싸므로, 이 품목은 외주구매하는 것이 유리하다

전통적 공정조직의 유형 ① 주문생산공정(Job-Shop Process): 다양한 고객주문품의 소량생산의 경우, 필연적인 유연성 때문에 주문생산공정 선택. 고도로 숙련된 작업자가 범용장비(汎用裝備)를 조작하며, 공정별 배치. ② 단속흐름공정(Intermittent-Flow Process): 전용장비 및 범용장비의 결합으로 대규모 한정량의 제품 생산. 주문생산공정처럼, 고도로 숙련된 작업자의 근로시간이 많으나, 제품 종류가 덜 다양하고, 일회 생산량의 규모가 더 크다. 주문생산공정에서와 같은 공정별 배치 형태를 갖지만, 집단기술(셀)배치(group technology layout; cellular layout) 형태를 취할 수도 있다. ③ 반복흐름공정(repetitive-flow process): 소수의 표준화된 제품들을 생산할 경우. 조립공정(assembly line)이 전통적인 예. ④ 연속흐름공정(Continuous-Flow Process): 생활필수품(일용품)과 같은 제품생산에 적합. 제품 단위당 직접노동의 비중은 매우 낮고, 고가의 전용장비들이 사용.

제품 및 공정수명주기의 연계 제품-공정수명주기 행렬(product-process life cycle matrix): 제품이 수명주기 단계를 진행해감에 따라, 그에 적합한 공정도 성숙되어가는 관계를 보여줌. 주문 생산 공정조직은 제품의 도입기에 적합 성장및 성숙단계를 거치면서 제품의 표준화및 생산량 증가로 주문 생산 공정=>단속 흐름 공정=>반복 흐름 공정으로 바뀌고, 제품이 일용품화되고 경쟁의 초점이 가격으로 변하면 연속 흐름 공정으로 바뀜

제품-공정수명주기 행렬 해당 없음 해당 없음 공정초점 범위의 경제 중간 전략 제품초점 규모의 경제 수명 주기 제품 비표준화 단위소량 (도입기) 다품종 소량 (성장기) 소품종 대량 (성숙기) 표준품 (쇠퇴기) 우선순위 공정 뒤범벅 흐름 (주문생산) 유연성 -품질 납품신용 -원가 단속적 공정흐름 (한정량생산) 반복적 (조립공정) 연속흐름 (장치생산) 공정초점 범위의 경제 해당 없음 중간 전략 제품초점 규모의 경제 해당 없음

제품-공정 기술 혁신주기 및 특징 고 기술 혁신 및 개발 수준 저 주기 유동기 과도기 경화기 제품기술혁신 공정기술혁신 시장수요에 의한 기술혁신 신기술중심 의혁신 비용절감 중심 의 혁신 생산량 제고를 위한 기술 혁신

범위의 경제 범위의 경제(economies of scope)란 한 시설에서 둘 이상의 제품을 일정량씩 생산하는 총비용이 한가지 제품만 생산하는 초점화된 시설들에서 각각 생산할 경우의 총비용의 합 이하일 경우에 존재한다. 다품종 생산에 따라 제품별로 수요변동이 심하더라도 생산능력 이용률의 평준화를 기할 수 있고, 전체적인 매출액 수준도 안정적으로 유지할 수 있는 이점이 있다. ※생산량이 일정수준을 넘어서면 규모의 비경제(diseconomies of scale)가 나타나듯이, 제품종류가 일정수준을 넘어서 지나치게 많으면 오히려 범위의 비경제(diseconomies of scope)가 나타난다. 규모의 경제란 전용화 설비로 표준화 제품을 대량으로생산하는 대량 생산 방식으로 원가를 낮추고, 경쟁 중심을 원가에 둠.

신기술 기술: 광의- 인간적 문제해결을 위한 지식의 적용 협의- 재화나 서비스의 산출을 위해 이용되는 공정, 도구, 방식, 절차 및 설비 등의 집합. 생산기술: 시장요구에의 대응, 생산능력과 특성, 투자수준, 생산원가, 통제 및 관리유형에 영향을 주는 생산전략의 중요한 요소 신기술(advanced technology): 생산성 및 품질에 절대적인 영향. - 전문화된 소프트웨어(software)가 장착된 범용기계의 개발에 따라, 다양한 고객주문품(범위경제의 특성)과 총량으로는 대규모인 저원가 제품들(규모경제의 특성)의 생산이 동시에 가능.

신기술-통합의 경제-대량주문생산 통합의 경제(economies of integration): 규모의 경제와 범위의 경제가 동시에 존재하는 경우, 즉 다양한 제품을 비용 효과적으로 생산할 경우. - 신기술의 도입으로 실현 가능. 대량주문생산(mass customization): 고객이 주문한 다양한 제품 및 서비스의 대량생산. - 대량주문생산 전략을 추구하는 기업은 일용품 구매자들이 가격을 중시하다가 차별화된 제품의 가치를 더 중요시하는 구매자로 바뀌는 시점에서, 고객들의 요구에 맞는 특화된 제품을 보다 낮은 원가로 생산. - 통합의 경제는 속도, 능률 및 유연성을 가져와 대량주문생산을 가능케 함.

수정된 제품-공정수명주기 행렬 고 고객주문생산 저 의 정도 주문 생산 공정 공정조직 의 연속선 연속 흐름 고 단위 원가 저 고 고객주문생산 저 의 정도 주문 생산 공정 공정조직 의 연속선 연속 흐름 고 단위 원가 저 총생 산량 자본 투자 범위의경제 통합의 경제 규모의 경제

컴퓨터통합생산(CIM) 컴퓨터통합생산(CIM)시스템 : 컴퓨터에 의한 생산정보의 통합, 즉 제품생산을 위한 설계, 제조, 관리, 영업 등 관련업무를 컴퓨터 및 주변기기를 정보통신망으로 통합함으로써 제품의 품질, 가격, 수량 등에 대한 데이터베이스를 각각의 관련분야에서 공유하는 종합적인 생산시스템 ①공장자동화 : NC, CNC, DNC, CAM, FMS ②자동저장·불출시스템(AS/RS) : 스태커 크레인을 이용한 고밀도 저장시설, AGV(automated guided-vehicle) ③정보자동화 : CAD, CAPP, Group Technology

컴퓨터통합생산 (Computer-Integrated Manufacturing)

기술변화의 관리 기술의 선택은 시간의 흐름에 따라 상호 연관되는 선택과정으로, 다음과 같이 지속적으로 평가·감독. ① 공정기술정책: 평가기준, 선도자-추종자 ② 제품-공정 조화 ③ 공정기술요구의 파악: 기술진보, 설비의 진부화, 그리고 낡은 절차 및 방법들의 대체 등의 요인에 기술변화의 필요성 ④ 기술결정의 분석:기술선택 대안들의 비용편익분 ⑤ 기술변화의 실행: 직장상실, 사회적 지위의 변화, 실패, 업무량 증대, 새로운 기능계발 노력 필요 및 조직와해 등에 대한 두려움 때문에 변화에 대한 저항. 기술이 성공적으로 시행되려면, 이러한 두려움 극복.

서비스 공정의 설계 서비스 생산공정의 설계는 제품생산공정의 경우보다 특별한 문제점들이 따른다 - 고객들이 서비스 제공과정에 많은 영향력을 행사 - 고객봉사시간이 서비스의 성격에 따라 매우 변동적 - 서비스의 비저장성으로 생산흐름의 평활화 곤란 서비스 생산은 고객과 접촉하여야 하는 전면사무실 운영(front office operation)과 고객과의 접촉이 필요 없는 후면사무실 운영(back office operation)의 두 부분으로 구성. - 후면사무실 운영 부분이 많아질수록, 서비스공정도 제조공정처럼 설계되고 관리될 수 있다. - 맥도널드(McDonald) 가게: 주방은 산업공학 및 작업연구를 이용하여 설계되고 운영되지만, 판매 데스크는 대기행렬 이론에 의해 설계된다.

고객접촉운영의 설계 서비스의 품질은 서비스특성 차원[RATER]에 대한 고객기대와 실제 서비스성과의 비교로 정의됨. 시설배치 시 이를 고려. ① 신뢰도(Reliability): 약속된 서비스를 신용 있게 정확히 수행할 수 있는 능력 ② 보증(Assurance): 고객에 대한 이해와 예우 및 신뢰와 확신을 전할 수 있는 능력 ③ 구체성(Tangible): 실체적인 서비스, 시설 및 장비 ④ 공감성(Empathy) : 고객에 대한 개인적인 관심과 배려 ⑤ 반응성(Responsiveness): 고객을 돕고 즉각적인 서비스 제공 의지 서비스 제공자는 업무의 기술적 세부사항 외에도 대인관계적 기술을 갖춰야 함. 고객관여도가 높은 서비스운영 설계 시에는 일관성 유지 중요. 도움이 되는 방법: - 다기능 종업원 양성 - 최대부하(peak load)에 대비하여 설계 - 고객의 요구사항에 따라 고객 분류 - 일상적인 일은 고객에게 맡김

서비스 청사진 시스템 설계에 보다 객관적이고 계량화된 체계적인 접근법 - 단계 1: 공정의 파악. *가시선(line of visibility) - 단계 2: 실패 점(fail points)의 분리 - 단계 3: 공정의 표준시간 설정. - 단계 4 : 수익성 분석.

서비스공정과 신기술 서비스운영에서도 신기술 적용으로 서비스 제공방식과 고객만족에 많은 변화를 가져옴. - 자동화는 서비스운영의 성격 및 능률을 확장시킬 수 있는 중대한 기회 제공 저접촉(또는 준제조) 서비스는 제조운영과 아주 유사 - 우편서비스에서 노동집약적인 분류작업을 자동화된 우편분류기로 대체 사용 자동화의 이용은 중접촉 및 고접촉 서비스에서도 점차로 증가