생산계획의 수립 및 진도관리 현대로템 직무능력 향상 교육 - 4주차 정재우 경북대학교 경영학부 생산관리전공 2017년 5월

목 차 생산계획수립 개요 생산계획 수립의 과정 수요예측 총괄생산계획 수립 중기생산계획 단기 생산계획 PERT/CPM 진도관리 목 차 생산계획수립 개요 생산계획 수립의 과정 수요예측 총괄생산계획 수립 중기생산계획 단기 생산계획 PERT/CPM 진도관리 강의자료: http://webbuild.knu.ac.kr/~chung/hrotem/

생산계획 수립 개요 생산계획수립의 의의 생산계획의 수립은 고객의 수요를 만족하기 위한 기간별 생산량에 대한 목표를 결정하는 생산관리의 핵심 의사결정 사항임 경영의 구체적 목표 수립을 통해서 조직의 자원을 효율적으로 사용하고 의사소통을 촉진함 생산라인의 정확한 능력과 생산소요시간을 바탕으로 달성 가능한 적절한 목표를 수립하는 과정 생산계획은 생산조직의 활동 기준이 되며 조직원들은 생산계획의 달성을 위해서 각자 맡은 업무를 수행함 생산부서를 영업, 구매, 인사 등 타 부서와 연결하는 정보 매개체 역할을 담당함

생산계획 수립 개요 생산계획수립 체계도 고객사 수주에 의한 생산 – MTO (make-to-order) 수주예측에 의한 생산 – MTS (make-to-stock) 고객사 수주 수주예측 일/주/월/설비별 생산 목표량 표준시간 가동율 공정 제약 생산계획 수립 (목표 수립) 자재 수급 계획 인력운영 계획

생산계획 수립 개요 생산계획 수립 용어 Time bucket: 생산계획 수립 기간의 단위 (월, 주, 일, 시간 등) 계획 기간(planning horizon): 계획수립 기간, 현재로부터 얼마나 오랜기간 동안 계획을 수립할 것인지에 대한 미래기간 계획빈도(planning frequency): 얼마나 자주 계획을 수립할 것인가? 계획의 롤링(rolling): 계획을 수립할 때 이전 기간의 계획 대비 실적 차이를 새로운 계획에 반영하는 것 납기준수율(OTD:on-time delivery rate): 고객의 주문에 대한 정시 달성도 VOLPAS(volume performance against schedule) :품목의 구분 없이 전체 총량을 기준으로 고객주문 달성도 비율을 산출 LIPAS(Line Item Performance Against Schedule) : 품목별 정확도를 산출하여 전체 가중평균으로 비율을 산출

생산계획 수립 개요 Time bucket, 계획기간, 계획빈도의 사례 7월 7일 Plan 주 제품 27 주 28 주 29 주 30 주 31 주 제품 1 100 제품 2 200 제품 3 300 제품 4 7월 21일 Plan 32 주 33 주 계획기간(planning horizon): 5 주 Time Bucket: 1 주 계획빈도(planning frequency): 2 주

생산계획 수립 개요 계획의 롤링 사례 7월7일 계획 7월 21일 계획 구분 27주 28주 29주 30주 31주 누적 차이 제품 1 계획 100 200 -100 실적 제품 2 300 구분 29주 30주 31주 32주 33주 제품 1 계획 100 실적 제품 2 200

생산계획 수립 개요 납기주수율 사례 구분 27주 28주 29주 30주 31주 합계 제품 1 계획 100 300 실적 200 300 실적 200 400 차이 -100 제품 2 제품 3 700 600 제품 4 1600 1700 차이 합계 800 VOLPAS 100.0% 66.7% 93.8% LIPAS 33.3% 50.0%

생산계획 수립 과정 생산계획의 수립은 아래와 같이 단계적으로 이루어짐

생산계획 수립 과정 생산계획 단계별 결과 및 관련 의사결정 정보

생산계획 수립 과정 현대모비스의 생산계획수립 과정 (2011년 대한산업공학회 발표)

수요예측 수요예측은 미래의 수요를 추정하여 생산계획수립의 기초자료를 제공 수요의 패턴 추세 (Trend): 점진적이고 장기적으로 오르내리는 변동. 임의적 변동 (Random Variation): 예측할 수 없는 변화이며 반복적 패턴을 따르지 않아 실질적으로 예측 불가능 주기 (Cycle): 주기적인 오르내림과 같이 특정 기간에 걸쳐서 반복적으로 나타나는 (수요의) 기복 계절적 패턴 (Seasonal Pattern): 계절적 혹은 기후적인 변화에 편승하여 나타나는 반복적인 기복

수요예측 수요의 패턴 추세(Trend) 주기(Cycle) 추세+계절적 패턴 계절적 패턴 (Seasonal pattern)

수요예측 수요예측 방법 시계열법 (Time Series): 미래의 예측을 위해서 과거의 자료를 이용하는 통계적인 기법. 회귀분석 (Regression): 자료에 영향을 미치는 요소들의 관계를 수학적 모형으로 구성하고 해석하는 방법 정성적인 방법 (Qualitative): 예측을 위해서 경영적 판단, 전문적 지식과 의견을 이용함. 장기 전략 계획 수립에 가장 보편적으로 활용됨 델파이 방법(Delphi): 설문지를 이용하여 식견이 있는 개개인으로부터 정보에 입각한 판단과 의견을 얻는 절차-기술적 변화와 진보 예측하는데 유용

수요예측 시계열법(Time Series) 시계열 (時系列): 관측결과를 일정한 기준에 따라 계열로 정리한 것을 통계계열이라고 함. 어떤 관측치(觀測値) 또는 통계량의 변화를 시간의 움직임에 따라서 포착하고 이것을 계열화하였을 때, 이와 같은 통계계열을 시계열이라고 함. 즉 일정 시간 간격으로 배치된 데이터들의 수열 시간에 걸쳐 누적된 자료를 활용하는 통계적인 기법 가정: 미래의 자료는 과거의 자료와 같은 패턴으로 발생함. 시계열법은 단지 한가지의 구성요소만 고려함: 시간 (time).

수요예측 시계열법(Time Series) 이동 평균법(moving average) 예측을 위하여 최근 몇몇 자료를 활용 예측의 임의적인 증가와 감소를 평탄 (Smoothing) 하게 하는 효과가 있음. 자료가 상대적으로 안정적이며 추세나 계절적 패턴과 같이 명백한 형태가 보이지 않는 자료의 예측에 유용함.

수요예측 시계열법(Time Series) 가중이동 평균법(weighted moving average) 이동평균법과 동일하나 최근 자료일수록 더 높은 가중치를 부여해서 평균을 구함 (가중치-시행착오를 통해서 구함).

수요예측 시계열법(Time Series) 지수평활법(Exponential Smoothing) 가장 최근 자료에 더 큰 비중을 줌 (최근 변화에 민감) 두 가지 형태가 있음: 지수 평활법, 조정 지수 평활법. 평활 상수가 클 (0.5) 수록 변화가 빨리 반영됨

수요예측 시계열법(Time Series) 선형추세선 자료가 뚜렷한 추세를 보일 때 증가나 감소의 정도를 나타내기 위해서 선형 추세선을 사용 할 수 있음

수요예측 예측의 정확도 예측치는 항상 실제 값에서 벗어남. 예측치와 실제값의 차이를 오차(forecast error) 라고 함. 예측이 목적은 예측 오차를 줄이는 것. 예측 오차의 측정 방법: 평균 절대 오차 - Mean Absolute deviation (MAD) 평균 절대 백분율 오차 - Mean absolute percentage deviation (MAPD)

총괄생산계획의 수립 판매 및 생산계획(S&OP; sales and operations planning): 수요와 공급의 균형을 달성하기 위한 중기의사결정으로 총괄계획과 비슷하지만, 판매 및 생산계획은 총괄계획의 범위에 재무와 운영계획까지 통합 S&OP는 기업 전체에 영향을 미치기 때문에 판매(수요예측), 재무(재무적 제약), 운영(생산용량의 제약조건)적 측면을 투입물로 하여 계획되어야 함 S&OP는 전체 공급사슬에 중요한 계획정보이므로 주요 투입물을 제공하는 공급사슬 파트너들과 공유되어야 함 S&OP는 총괄생산계획의 입력자료가 됨

총괄생산계획의 수립 총괄생산계획(aggregate production planning) 보통 1년~수년을 대상으로 하는 중기생산용량계획 목표: 기대수요를 충족하기 위해 기업조직의 자원을 효과적으로 활용하는 생산계획(production plan)을 도출 고려사항: 산출량, 고용수준 및 고용수준의 변경사항, 재고수준 및 재고수준의 변경사항, 백오더(back order), 하도급(subcontracting)

총괄생산계획의 수립 총괄화의 개념: 최종 제품의 model 별로 계획하는 것이 아니라 product group으로 해당 group의 모든 모델을 합쳐서 계획

총괄생산계획의 수립 총괄생산계획의 개관(An Overview of Aggregate Production Planning) 중기기간에 대한 종합적 수요예측 산출량, 고용, 완제품 재고수준 또는 서비스 생산용량 결정 수요량을 충족하기 위한 일반계획 관리자들은 여러 가지 계획을 고려하는데 각각에 대해 타당성과 비용을 조사 총괄계획은 주기적으로 최근의 예측치 및 기타 변경사항을 감안하여 갱신 총괄계획 수립자는 기대수요(expected demand)의 양(quantity)과 시기 (timing)에 대해 관심을 가져야 하며, 업무는 전체 계획 기간에 걸쳐 수요와 생산용량이 대략적으로 같게 하는 것 총괄계획의 투입물 S&OP (판매 및 생산계획) - 영업 계획기간 동안의 가용 자원 고용수준 변경에 대한 기업 방침

총괄생산계획의 수립 총괄생산계획의 개관(An Overview of Aggregate Planning)

총괄생산계획의 수립 총괄계획의 기법 시행착오적 기법(trial-and-error techniques): 약식(informal) 기법 수리적 기법(mathematical techniques) 총괄계획의 일반적 절차 각 기간의 수요를 결정 (S&OP) 각 기간에 대해 생산용량(정규시간, 초과근무, 하도급)을 결정 관련된 회사 혹은 부서의 정책(예: 수요의 5%에 해당하는 안전재고를 보 유, 비교적 안정적으로 인력을 유지 등)을 파악 정규시간, 초과근무, 하도급, 재고유지, 백오더, 해고에 관한 비용과 기타 관련 비용을 결정 대안적 계획을 개발하고 각각의 비용을 계산 만일 만족스러운 계획이 도출되면 목적을 가장 잘 만족시키는 대안을 선 정. 그렇지 않으면 5단계로 돌아감

총괄생산계획의 수립 총괄생산계획의 기법

중기 생산계획(master production scheduling) 총괄생산계획의 분해 총괄계획을 노동 요구량(기술, 인력규모), 자재, 재고 소요량을 결정하기 위해 개별 제품(end item) 소요량으로 분해하는 것) 총괄계획의 분해 결과 계획 기간 동안의 개별 제품 수량과 생산시 기가 나타나는 일정계획(Master Schedule) 이 되며 이는 일반적으로 미래의 6~8주를 다루게 됨 중기생산계획(Master Production Schedule)은 전체 제품그룹(product group)이 아닌 개별제 품(end item)의 계획된 산출량과 시기를 보여 주며, 생산은 물론 주문이 언제 생산 계획되고 출하될 것인가와 같은 마케팅을 위한 중요한 정보를 포함

중기 생산계획(master production scheduling) 투입물 초기재고: 전기로부터 이월된 실제 갖추고 있는 재고수량(on-hand inventory) 각 기간에 대한 수요예측치 고객 주문, 총괄생산계획 결과 산출물 예상재고(projected inventory) 중기생산계획(MPS; Master Production Schedule): 개별 제품의 계획된 최종 생산 수량과 시기를 나타내는 계획 개략적 생산용량 계획(Rough-cut capacity planning; RCCP): 중기생산계획의 실행가능성을 점검하기 위해 개략적으로 생산용량과 수요의 균형을 잡는 것 (잠정적 중기생산계획의 실행가능성 점검) 약속가능재고(ATP; Available to Promise): 고객의 주문에 따른 공급 약속이 되지 않은 재고(미계약 재고(uncommitted inventory))

중기 생산계획(master production scheduling) 자재소요계획(material requirements planning) 중기생산계획을 바탕으로 필요한 자재의 조달계획을 수립하는 과정 BOM (bill of material) 한 단위의 완성품을 만들기 위해서 필요한 자재의 수량을 기록한 서류

중기 생산계획(master production scheduling) 중기생산계획 용어 계획의 전개 (explosion): BOM의 상위 품목의 생산계획을 기준으로 하위 품 목의 생산계획을 수립하는 절차 Pegging 어떤 부품의 생산이 어떤 상위 부품 또는 완성품을 생산하기 위해서 쓰 일 것인지에 대한 기록 Soft pegging: 수량기준으로 pegging을 관리하는 것 Hard pegging: 각 부품별로 상위 부품을 특정하여 관리하는 것 로트 사이즈(Q): 최소 생산량 또는 최소 주문량 리드타임(LT): 생산공기 또는 주문 후 도착하는데 걸리는 시간 안전재고(SS-safety stock): 갑작스러운 주문에 대응하기 위하여 최소로 유지 하는 재고의 수

중기 생산계획(master production scheduling) 사례-중기생산계획수립

단기 생산계획(production scheduling) 설비, lot별 진행 순서 등 세부 생산계획을 수립 중기생산계획을 만족하면서 가용자원의 가동율을 극대화하여 생산비를 절감 장비할당 문제: 장비 또는 라인에 대한 생산 물량의 할당 처리해야 할 작업이 다수 있고, 이러한 작업들을 처리할 장비들도 다수 있을 때, 처리비용이 최소화되도록 장비를 각각의 작업에 할당하는 방법 작업순서결정문제: 어떤 장비 또는 복수의 장비에 대하여 작업의 순서를 결정 작업과 작업 사이에 setup 시간을 고려 작업의 우선순위, 납기 등을 고려

단기 생산계획(production scheduling) 장비할당 문제 사례 4개의 작업을 4대의 장비에 할당하는 문제 작업 처리비용

단기 생산계획(production scheduling) 장비할당 문제 사례 선형계획법(혼합선형계획법)을 활용하면 최적해를 구할 수 있음 1 2 3 4

단기 생산계획(production scheduling) 작업순서의 결정 규칙(휴리스틱) 선착 우선(FCFS-first come first service) 최소작업시간 우선(SPT: shortest processing time) 최대작업시간 우선(LPT: largest processing time) 최소납기시간 우선(DD: due date) 최소여유시간 우선(LS: least slack) 여유시간(slack time) = 최대생산량 원칙 작업종료시간 최소화의 원칙

단기 생산계획(production scheduling) 공정별/로트별/설비별 상세 시간 계획의 수립 공정별 스케줄링 사례 (간트 챠트)

단기 생산계획(production scheduling) 스케줄링 문제는 대부분 매우 계산이 복잡한 문제임 NP-Completeness 문제에 해당 대부분의 현장 문제는 이론적으로 최적해를 찾을 수 없음 Single-Machine 스케줄링 문제도 작업이 15개 이상이면 최적해를 찾는 것이 불가능 함 잘 관리된 자료의 부족 공정표준시간, 리드타임, 준비교체시간, 예방보전시간 등 너무나 많은 예외 상황의 발생 잘 정의된 스케줄링 목적함수의 부족 납기 단축  WIP 최소화

PERT/CPM PERT/CPM (Program Evaluation and Review Technique/Critical Path Method) 선박/건설 등 모듈별 작업이 이루어지고 선행관계가 복잡한 작업을 효율적으로 관 리하기 위해서 고안된 방법 용어 단계: 작업의 완료된 단계를 의미, 노드로 표시 활동: 작업의 활동을 의미 선행활동: 어떤 활동 이전에 반드시 일어나야 하는 활동, A는 C의 선행활동 후행활동: C는 A의 후행활동

PERT/CPM 활동(작업)의 표시

PERT/CPM 주공정의 찾기 주공정(critical path): 전체 프로젝트상의 여러 공정중에서 가장 시간이 많 이 걸릴 것으로 판단되는 애로 공정을 말함 주공정을 찾게 되는 이유는 애로공정에 관심을 집중하여 전체 프로젝트의 수행 일정에 차질이 없도록 하는데 있음 용어 EST (earliest start time): 가장 빨리 시작할 수 있는 시간 EFT (earliest finish time): 가장 빨리 끝낼 수 있는 시간 LST (latest start time): 가장 늦게 시작할 수 있는 시간(늦어도 이때는 시작해야 함 LFT (latest finish time): 가장 늦게 끝낼 수 있는 시간 여유시간: LST – EST

PERT/CPM 주공정의 찾기 1. 각 노드별 EST를 좌측에서 우측으로 가면서 계산 2. 각 노드별 LST를 우측에서 좌측으로 가면서 계산 여유시간이 0이 되는 활동들을 연결하면 주공정(critical path)이 됨

진도관리 생산진행현황이 생산계획을 만족할 수 있는지 확인하고 과정을 관리하는 것 일정계획에서 결정된 선에 따라 시간적 진행을 통제하는 것 진도 [갯수로 셀수 있는가 없는가에 따른 확인 방법의 차이] 과정적 진도 - 어디(어느 공정)까지 진행되었는가? 수량적 진도 - 얼마만큼(몇 개째) 되었는가? 목적: 납기의 확보, 공정품(재공품) 감소 업무단계 진도의 조사 - 진도ㆍ지연의 판정 - 진도의 정정 - 지연원인의 조사와 대책 진도여력의 관리 통제단계에서 실제 능력과 부하를 조사하여 양자가 균형을 이루도록 조정 여력(남는 능력) = 보유능력 - 부하

진도관리 진도여력의 관리 신규 수주창출/견적생산 (수주가능성이 높은 것) 부하의 평준화 (가공순서, 가공방법 변경) 부하가 많은 부분으로 배치 전환 잔업에 의한 부족능력 보충(수주가능성이 높은 것) 외주로 부하감소 생산공정의 개선 설비의 추가적인 투자