제 6 장 자재소요계획

자재소요계획(Material Requirement Planning; MRP)이란 주일정계획에 맞춰서 생산이 이루어지도록 필요한 원자재와 부품 등에 대한 조달계획을 수립하는 컴퓨터정보시스템. 종속수요품목이 언제, 그리고 얼마만큼 필요한지에 대한 상위품목의 자재소요계획.

자재소요계획을 위하여 필요한 것 첫째, 정확한 주일정계획. 둘째, 자재명세서 셋째, 재고기록철 넷째, 원자재 및 부품의 조달기간과 각종 원자재나 부품이 입고되는 기본 단위(로트크기) 등.

MRP시스템의 개략도

주일정계획(Master Production Schedule; MPS) 최종품목을 언제, 얼마만큼 생산할 것인지를 나타내는 생산계획. 주일정계획은 계획대상기간을 보통 주 단위로 나타내며 주문은 주초에 발령하고 배달되며, 수요는 주말에 이루어진다고 가정한다. 표 6.1 제품 X 의 주일정계획 예 구분 1 2 3 4 5 6 7 8 수량   300

주일정계획(Master Production Schedule; MPS) 제품 판매계획 및 총괄계획을 참조하여 도출. 총괄계획은 단위기간 동안의 월단위 수요량을 충족시키기 위하여 필요한 생산능력(예를 들면, 잔업수준, 하청수준, 재고수준, 채용 및 해고 수준 등)을 확보하기 위한 것임. 주일정계획에 나타난 생산계획은 그 시점에 그만큼의 제품이 필요하다는 것을 의미하는 것으로써 생산능력이 충분히 확보되었다는 것을 의미하는 것은 아니고 개략적으로 생산이 가능할 수 있음을 나타내고 있는 것임. MRP시스템은 MPS에 나타난 품목에 대한 생산을 위해서 언제, 얼마만큼의 원자재 및 부품이 조달되어야 하는지 파악하고 생산가능 여부를 능력소요계획(Capacity Requirement Planning; CRP)을 통해서 검토하게 됨. 생산이 가능하다고 판단되면 작업장별 부하보고서, 예외보고서 및 발주계획보고서 등을 출력 가능하지 않다고 판단되면 주일정계획을 다시 검토하고, 조달기간을 조정하는 등 이에 필요한 조처를 취하게 되며, 조처 결과를 나타내는 예외보고서를 출력하게 됨.

자재명세서(Bill Of Material; BOM) MPS상에 나타난 최종제품을 1단위 생산하는데 소용되는 원자재 또는 부품이 체계적으로 기록되어 있는 서류. 최종제품을 구성하는 원자재, 부품, 중간조립품, 조립품 등에 대한 각각의 수량과 조립순서를 정리해 놓은 서류철.

의자의 제품구조나무 자재명세서는 구성품들을 수준별로, 조립순서별로 체계적으로 정리됨. 의자(그림 6-2참조)가 수준 0, 의자 바로 하위단계의 등받이부와 좌석부가 수준 1, 가로받침대, 세로받침대, 기둥, 쿠션, 짧은가로대, 긴가로대 및 다리가 수준 2.

표 6.2 의자 자재명세서 예 수준0 수준1 수준2 소요량(개) 조달방법 의자 1 당사조립 등받이부 기둥 2 구매 세로받침대 수준0      수준1       수준2 소요량(개) 조달방법    의자 1 당사조립            등받이부                      기둥 2 구매                      세로받침대 4                      가로받침대            좌석부                      쿠션                      다리                      긴가로대                      짧은가로대

재고기록철(Inventory Record File; IRF) 완제품과 원부자재 등의 생산량, 입고량, 출고량 및 현재 재고량이 기록되어 있음. 재고 관련 정보는 제품 및 원부자재의 입출고가 발생할 때마다 신속하게 갱신되어야 함. 보관 중에 있는 재고품이나 재공품들 중에서 파손이나 부패 등이 발생하여 제품으로서의 기능을 발휘하지 못하는 것들이 있을 때 정기적으로 점검하여 실제 재고량이 재고기록부상에 나와 있는 것과 일치될 수 있도록 노력하여야 함. 각종 원부자재에 대한 정보가 MRP시스템의 중요한 입력자료로 활용됨.(가장 최신의 데이터로 갱신되고 관리). Code 품명 거래처명 입고단위(로트 크기) 단가 조달기간  

3. MRP시스템의 전개 MRP의 전개 절차  첫째, MPS에 나타난 최종제품의 생산계획을 맞추기 위한 원재료 및 부품 등의 총소요량을 결정한다. 둘째, 현재 보관중인 재고와 인수예정량을 반영하여 순소요량을 결정한다.      순소요량 = max(0, 총소요량-현재고량-인수예정량) 셋째, 원자재 및 부품의 주문단위를 고려하여 발주계획량을 결정한다. 넷째, 원자재 및 부품의 조달소요기간을 고려하여 발주시기를 결정하고 발주계획서를 작성한다.

MRP에서 사용되는 전형적인 양식 구분 1주 2주 3주 4주 5주 6주 7주 8주 총소요량 인수예정량 현재고량 순소요량   인수예정량 현재고량 순소요량 입고계획량 기말예상재고량 발주계획

예제 1. MPS에는 의자 300개가 제8주말에 납품 예정으로 나타나 있다 표 6.5 해당 제품의 재고에 대한정보 품명 현재고량 조달기간 입고단위 비고 의자 20 1 LFL 순소요량만큼 입고 등받이부 30 LFL  기둥 10 5 60 60개 단위로 입고 세로받침대 가로받침대 좌석부 쿠션 다리 4 150 150개단위로 입고 긴가로대 짧은가로대 2

구분 주 1 2 3 4 5 6 7 8 의자 총소요량   300 LT=1 인수예정량 LS=LFL 현재고량 20 순소요량 280 입고계획량 기말예정재고량 발주계획 등받이부 30 250 기둥 500 LT=5 60 LS=60 10 70 430 480 50 세로받침대 1000 990 가로받침대 240

구분 주 1 2 3 4 5 6 7 8 좌석부 총소요량   280 LT=1 인수예정량 LS=LFL 현재고량 10 순소요량 270 입고계획량 기말예정재고량 발주계획 쿠션 260 다리 540 LT=4 150 LS=150 160 380 450 70 긴가로대 530 짧은가로대 1080 LT=2 1070

품목별 발주계획 요약 품 목 발주량(개) 발주시기(주) 입고예정일(주) 조달방법 의자 280 7주 당사조립 등받이부 250 6 품  목 발주량(개) 발주시기(주) 입고예정일(주) 조달방법 의자 280 7주 당사조립 등받이부 250 6 7 기둥 480 1 구매 세로받침대 990 5 가로받침대 240 좌석부 270 쿠션 260 다리 450 2 긴가로대 530 짧은가로대 1070 4

문제1. 제품 P는 부품A 2개와 부품B 4개로 구성되어 있고, 부품A 는 조립품 X 1개와 Y 3개로, 부품B는 X 2개와 K 5개로 조립된다. 제품, 부품 및 조립품의 조달 및 조립기간이 다음과 같을 때 물음에 답하시오. 제품 P: 1주, 부품 A: 2주, 부품 B: 3주, 조립품 X: 2주, 조립품 Y: 1주, 조립품 K: 3주 BOM(제품구조나무)를 그리시오. 만일 현재부터 10주 후에 제품 P100개가 필요하다고 주일정계획상에 나타나 있을 때 자재소요계획을 작성하시오. 단, 모든 제품, 부품 및 조립품에 대한 생산과 구매에 대한 발주 단위는 LFL방식을 택한다. 그리고 각 제품, 부품 및 조립품의 현재 재고량은 0, 안전재고량도 0으로 가정한다.

제품구조나무(1-(1)번 답) (P (K(5) (X(2) (B(4) (Y(3) (A(2) (X(1)

구분 주 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 P 총소요량 100 LT=1 입고계획량   발주계획 A 200 LT=2 X Y 600 B 400 LT=3 800 K 2000

품목별 발주계획 요약(1-(2)번 답) 품 목 발주량(개) 발주시기(주) 입고예정일(주) P 100 9 10 A 200 7 X 품  목 발주량(개) 발주시기(주) 입고예정일(주) P 100 9 10 A 200 7 X 800 5 4 6 Y 600 B 400 K 2000 3

문제 2. MPS, BOM, 재고기록철의 정보가 다음과 같을 때 MRP를 구성하시오. 주 1 2 3 4 5 6 7 8 9 제품A 500 제품B 600 BOM 제품 A 제품 B 조립품 C(1) 조립품 C(1) 구성품 D(2) 구성품 D(2) 구성품 D(2)

재고기록철 품명 현재고량 조달기간 안전재고량 입고단위 A 40 2 10 LFL B 60 C 50 1 20 1000 D 150 30

구분 주 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A 총소요량 500 LT=2 현재고량 40 LS=LFL 순소요량 460   안전재고=10 입고계획량 470   기말예정재고량 10 발주계획 D 940 LT=1 90 LS=1000 850   안전재고=30 1000 150 C 30 440   안전재고=20 560 2000 1970

구분 주 1 2 3 4 5 6 7 8 9 B 총소요량 600 LT=2 현재고량 60 LS=LFL 순소요량 540   안전재고=10 입고계획량 550   기말예정재고량 10 발주계획 C LT=1 20 530 LS=1000   안전재고=20 1000 470 D 2000 30 1970   안전재고=30

4. 발주방식 MRP 전개과정에서 순소요량에 따라 주문량과 주문시기를 바로 정할 것인지, 아니면 몇 기간에 걸쳐 있는 순소요량을 묶어서 한번에 주문할 것인지 결정하는 문제

예제 인수예정량과 현재고량이 각각 0, 조달기간이 1, 그리고 총소요량이 다음과 같을 때. 주 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 총소요량   40 30 80 50 15 110 60 130 인수예정량 현재고 순소요량 입고계획량 기말예상재고 발주계획 매 주마다 필요한 양만큼만 발주를 낼 수도 있고 얼마의 양만큼씩 묶어서 발주를 낼 수도 있는데 이와 같이 1회 발주의 양을 결정하는 문제를 로트크기의 결정문제라고 함.

4.1 LFL 방식 비교적 단순한 방식으로써 그 주에 필요한 양만큼씩만 주문하는 것 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 총소요량   40 30 80 50 15 110 60 130 인수예정량 현재고 순소요량 입고계획량 기말예상재고 발주계획 LFL은 기말예상재고를 항상 0으로 만들기 때문에 재고유지비용은 최소가 된다. 그러나 필요할 때마다 발주가 나가기 때문에 주문횟수가 많아짐으로 1회 주문비가 클 때에는 바람직한 방법이라고 볼 수 없다.

4.2 EOQ 방식 경제적주문량(Economic Order Quantity;EOQ)방식을 적용하여 1회 주문량을 결정하려면 재고유지비와 1회 주문비를 알아야 한다. 예를 들어서 재고 1단위를 1주간 보관하는데 200원, 1회주문비가 50,000원이라고 할 때 경제적주문량은 159단위 12주간동안의 총소요량 D = 40+30+.....+130 = 605 12주간 동안 1단위 보관 비용 H = 200☓12 = 2400 1회 주문비 S = 50,000

따라서 총 비용 = 재고유지비용 + 주문비용 = 343,000원 경제적주문량이 159단위일때 주 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 총소요량   40 30 80 50 15 110 60 130 인수예정량 현재고 119 89 138 88 73 43 92 32 161 순소요량 21 67 입고계획량 159 기말예상재고 31 발주계획 재고관련 비용은 다음과 같이 계산된다.         기말예상재고량 합계: 716단위         1단위를 1주 동안 보관하는 재고유지비용 = 200원         1회주문비용 = 50,000원         주문횟수 = 4회 따라서 총 비용 = 재고유지비용 + 주문비용 = 343,000원

4.3 POQ 방식 POQ(Period Order Quantity)방식은 주문의 필요가 있는 기간마다 발주를 내지 않고 일정한 몇 개 기간 동안 발생되는 순소요량들의 합을 주문의 필요가 발생되는 첫 기간에 발주를 내는 방식. 몇 개의 기간을 묶어서 주문 내는 것이 경제적인지는 다음의 계산을 통해서 얻어진다. d: 주간 평균수요율 h: 1주간동안의 1단위 재고유지비용 t: 주문주기, 이때 주문횟수: 1/t가 됨. s: 1회 주문비용 최대재고수준: t*d, 최소재고수준: 0, 따라서 1주간평균재고수준: t*d/2            총비용 = 주문비+재고유지비                   =1회주문비*주문횟수 + 1주 동안의 재고유지비*평균재고수준

예제 1회 주문비가 50,000원, 1주간 동안의 재고유지비용이 200원, 11주 동안의 총소요량이 605이므로 평균수요율은 55(=605/11)가 된다. 따라서 주기 t를 구하면 3이 된다.

주 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 총소요량   40 30 80 50 15 110 60 130 인수예정량 현재고 65 170 순소요량 입고계획량 150 95 200 160 기말예상재고 발주계획 총비용을 계산하면 다음과 같다. 기말예상재고합계 = 630 주문횟수 = 4회 따라서 총비용 = 재고유지비용 + 주문비용 = 630*200 + 4*50,000 = 326,000원

 LUC 방식 LUC(Least Unit Cost)방식은 수요가 발생하는 첫 주부터 시작하여 재고유지비와 주문비를 계산해 가면서 비용이 감소하다가 증가하게 될 때, 비용 증가 바로 전까지의 수요량을 모두 합하여 1회 주문 로트로 정하는 방식이다. 예제에서 주문비는 50,000원, 1단위 1주간동안의 재고유지비는 200원이므로 이를 적용하여 로트의 크기를 정하게 되면 다음과 같다. 주 순소요량 재고보유기간 재고유지비 주문비 총비용 로트크기 단위당비용 2 40 50,000 1250 3 30 1 1*30*200=6000 56,000 70 800 4 80 6000+2*80*200=38,000 88,000 150 586.7 5 38,000+3*30*200=56,000 106,000 180 588.9

단위당 비용이 로트크기 150단위에서 최소가 됨으로 150단위를 첫 번째 로트로 정한다. 주 순소요량 재고보유기간 재고유지비 주문비 총비용 로트크기 단위당비용 5 30 50,000 1,666.7 6 50 1 1*50*200=10,000 60,000 80 750 7 15 2 10,000+2*15*200=16,000 66,000 95 694.7 8 3 16,000+3*30*200=34,000 84,000 125 672 9 110 4 34,000+4*110*200=122,000 172,000 235 731.9

주 순소요량 재고유지비 주문비 총비용 로트크기 단위당비용 9 110 50,000 454.5 10 60 1 재고보유기간 재고유지비 주문비 총비용 로트크기 단위당비용 9 110 50,000 454.5 10 60 1 1*60*200=12,000 62,000 170 364.7 11 30 2 12,000+2*30*200=24,000 74,000 200 370

주 순소요량 재고유지비 주문비 총비용 로트크기 단위당비용 11 30 50,000 1,666.7 12 130 1 재고보유기간 재고유지비 주문비 총비용 로트크기 단위당비용 11 30 50,000 1,666.7 12 130 1 1*130*200=26,000 76,000 160 292.3

기말예상재고량 합계 = 110+80+... +130 = 550 주문횟수 = 4회 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 총소요량   40 30 80 50 15 110 60 130 인수예정량 현재고 95 45 순소요량 입고계획량 150 125 170 160 기말예상재고 발주계획 기말예상재고량 합계 = 110+80+... +130 = 550     주문횟수 = 4회 따라서 총 비용 = 550*200 + 4*50,000 = 310,000원

PPA 방식 PPA(Part Period Algorithm)방식은 재고유지비와 주문비의 경제적 비율이라고 할 수 있는 EPP(Economic Part Period)값을 다음 식(4)에 의해 계산한 후 부품의 재고보유기간 합이 EPP값을 넘지 않는 데까지 부품의 순소요량을 모아  한 로트로 정해 발주하는 방식이다. EPP=s/h S: 1회 주문비용 h: 1주간 동안 1단위의 재고유지비용 먼저 1회 주문비가 50,000원이고, 1주간 단위 재고유지비가 200원이므로 EPP값을 구하면 EPP=s/h = 50000/200 = 250

주 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 총소요량   40 30 80 50 15 110 60 130 인수예정량 현재고 순소요량 입고계획량 기말예상재고 발주계획

주 총소요량 주문량이 묶여지는 기간 주문량 부품 보유기간의 합 2주 40 3주 30 2주, 3주 40+30=70 1주*30=30 4주 80 2주,3주,4주 70+80=150 30+2주*80=190 5주 2주,3주,4주,5주 150+30=180 190+3주*30=280

주 총소요량 주문량이 묶여지는 기간 주문량 부품 보유기간의 합 5주 30 6주 50 5주, 6주 30+50=80 1주*50=50 7주 15 5주,6주,7주 80+15=95 50+2*15=80 8주 5주,6주,7주,8주 95+30=125 80+3주*30=170 9주 110 5주,6주,7주,8주,9주 125+110=235 170+4주*110=610

주 총소요량 주문량이 묶여지는 기간 주문량 부품 보유기간의 합 9주 110 10주 60 9주,10주 110+60=170 1주*60=60 11주 30 9주,10주,11주 170+30=200 60+2주*30=120 12주 130 9주,10주,11주,12주 200+130=330 120+3주*130=510

기말예상재고의 합은 480단위이며, 4회 발주가 이루어지게 됨으로 총비용은 다음과 같다. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 총소요량   40 30 80 50 15 110 60 130 인수예정량 현재고 95 45 90 순소요량 입고계획량 150 125 200 기말예상재고 발주계획   125 기말예상재고의 합은 480단위이며, 4회 발주가 이루어지게 됨으로 총비용은 다음과 같다. 총비용 = 480*200+4*50,000=296,000(원)

논의 지금까지 로트크기를 결정하는 5가지 방식에 대해서 살펴보았다. 한 가지 예를 이용하여 각 방식에 대해서 총비용을 계산한 결과 PPA 방식이 최소비용을 나타내었는데 그렇다고 하여 항상 이방식이 최적이라고 단정하는 것은 무리이다. 또한 재고유지비용과 주문비용의 추정이 현실 속에서 더욱 어려운 문제가 될 수 있다는 것을 감안해 볼 때 자사에 맞는 적절한 방식을 선택하여 로트 크기를 정하고 적용해 가는 것이 바람직할 것으로 판단된다.

MRP시스템의 재계획 MRP시스템의 전개는 한번 MPS가 정해지면 바뀌지 않는다는 전제하에 진행함. 생산환경은 수시로 변화; 생산이 추가되기도 하고 갑자기 취소되기도 함. 재고 수량이 조정되는 경우가 발생할 수도 있고, 입고되기로 한 날짜가 지켜지지 못하는 경우가 발생할 수 있음. 이런 변화의 환경속에서 이미 MRP시스템의 운용을 통해서 발주계획을 다시 세우기 위하여 재생성방법(Regenerative method)과 순수변경방법(Net Change method)등 두 가지 방법이 있음.

재생성방법 MRP 시스템의 입력정보에 변화가 일어났을 때 변화된 자료를 새롭게 입력시킨 후 MRP 시스템 전체를 다시 전개하여 발주계획을 처음부터 새로 생성해 내는 방식이다. 최초 MPS 정보 예 주 1 2 3 4 5 6 7 8 총소요량   300 수정된 MPS 정보 예 주 1 2 3 4 5 6 7 8 총소요량   100 300

순수변경방법 순수변경방법은 변화가 일어난 입력정보만 추가로 변경시켜 부분적으로만 MRP 시스템을 가동하는 방식이다. 주 1 2 3 4 5 6 7 8 총소요량   +100 수시로 변화하는 생산환경하에서 정보의 수정이 있을 때마다 재생성방법을 적용하는 데에는 다소 무리가 따른다. 그러나 재생성방법은 주기적으로 적용시킬 필요가 있다. 왜냐하면 순수변경방법만을 계속 적용하게 될 경우 혹 발생된 오류 데이터가 시스템 상에 계속 존재하게 될 수 있기 때문이다.