제2장 생산방식의 선택 https://youtu.be/OIMFUxAGp54 : 화폐만드는 공정 https://youtu.be/LaeL7V8JyGM : 공동주문시스템 https://youtu.be/BWYybv9CYjc : 도요타 적용사례

서론 제품 및 서비스를 어떻게 생산할 것인가에 대한 문제 생산에 필요한 장비 배치 및 필요 인력 선발에 대한 문제 다품종소량생산 방식 소품종 대량생산방식 셀생산방식

다품종소량생산 방식이란? https://youtu.be/uAKupUs0aP0(정비) https://youtu.be/5TpTuZ_mTR4 : 퍼시스가구

1. 다품종 소량생산방식 고객의 주문에 의해 생산이 이루어지는 방식 제품 생산 경로가 주문마다 다름. 제품의 흐름이 불규칙하며 재공품 재고가 많음. 물류비용 많이 발생 대진휀스 사례

다품종소량생산방식의 예 (공정별배치)

공정별배치의 특성 유사한 기능을 수행하는 장비들이 모여 있음. 고객의 다양한 주문에 대응하도록 장비 구성. 고객의 다양한 주문에 대응하도록 장비 구성. 장비 구매가 개별적으로 이루어지는 경향. 주문에 따라 다양한 작업을 진행하게 됨. (다기능 작업자로 구성되어 있으며 직무 만족도가 높음.)

공정별배치의 문제점에는 어떤 것이 있을까?

공정별배치의 문제점 첫째, 높은 물류비용이 발생 둘째, 생산계획 및 통제의 어려움이 있음. 셋째, 작업 처리시간이 예상보다 길어질 수 있음. 넷째, 수준 높은 다기능 작업자가 요구됨. 다섯째, 작업 교체가 빈번하고 생산준비 비용 발생.

다품종소량생산방식의 설비 배치시 고려사항 첫째, 인력과 자재 등의 이동 고려해야 함. 둘째, 공간의 효율적 이용 고려해야 함.

공정별 배치를 위하여 적용할 수 있는 거리-물량모형이란?

거리-물량모형 서로 가까이 배치! 이동이 빈번하거나 이동 물량 많은 작업장끼리는 이동거리와 물량을 고려한 설비 배치를 거리-물량모형이라고 한다.

거리-물량모형을 이용하여 설비를 배치하는 절차 거리-물량모형을 이용하여 설비를 배치하는 절차 단계 1. 설비 배치를 임의로 실시. 단계 2. 각 설비들 사이의 거리와 이동 물량에 대한 각각의 행렬 구성. 단계 3. 거리행렬의 값과 이동물량을 곱함. 단계 4. 곱한 결과 값을 모두 더함(총비용을 계산)

거리-물량모형을 이용하여 설비를 배치하는 절차 단계 5. 총 비용을 줄일 수 있는 다른 배치를 찾은 후 단계 2로 간다. 단계 6. 총 비용을 더 이상 줄일 수 없으면 멈춘다.

거리-물량모형의 예제 A사 건물 배치 이웃하는 방 간 거리는 1단위로 일정함. 부서간 이동은 부서간 놓여진 복도를 따라 이동함.

단계 1. 설비 배치를 임의로 실시. 부서 1 부서 2 부서 3 부서 4 부서 5 부서 6

단계 2. 설비(부서) 사이의 거리와 이동 물량에 대한 각각의 행렬 구성. 방간 이동거리 행렬 구성 구 분 방1 방2 방3 방4 방5 방6 - 1 2 3   방간 이동거리 행렬 구성

단계 2. 설비(부서) 사이의 거리와 이동 물량에 대한 각각의 행렬 구성. 부서간 이동 물량 행렬 구성 부서간 이동 물량 행렬 구 분 부서1 부서2 부서3 부서4 부서5 부서6 - 50 20 25 3 10 8 15 40 5 7 21 18 16 26 4 부서간 이동 물량 행렬 구성 구 분 부서1 부서2 부서3 부서4 부서5 부서6 - 58 40 32 21 14   55 26 28 33 25 22 50 31 부서간 이동 물량 행렬 구성

단계 3. 거리행렬의 값과 이동물량을 곱함. 방간 이동거리 행렬 구성 부서간 이동물량 행렬 구성 구 분 방1 방2 방3 방4 방5 방6 - 1 2 3   구 분 부서1 부서2 부서3 부서4 부서5 부서6 - 58 40 32 21 14   55 26 28 33 25 22 50 31 구 분 방1-부서1 방2-부서2 방3-부서3 방4-부서4 방5-부서5 방6-부서6 - 58 80 32 42   55 26 56 78 66 25 22 100 31

단계 4. 곱한 결과 값을 모두 더하여 총비용을 계산한다. 단계 4. 곱한 결과 값을 모두 더하여 총비용을 계산한다.   구 분 방1-부서1 방2-부서2 방3-부서3 방4-부서4 방5-부서5 방6-부서6 - 58 80 32 42   55 26 56 78 66 25 22 100 31 총 비용 = 58+80+32+42+42+42+55+…+31 = 793 A사의 연간 총 물류비용은 793이 된다.

단계 5. 총 비용을 줄일 수 있는 다른 배치를 찾은 후 단계 2로 간다. 구 분 방1-부서1 방2-부서2 방3-부서3 방4-부서4 방5-부서5 방6-부서6 - 58 80 32 42   55 26 56 78 66 25 22 100 31

단계 2. 설비(부서) 사이의 거리 행렬 구성.   부서간거리 부서1 부서2 부서3 부서4 부서5 부서6 - 1 2 3  

단계 3. 거리행렬의 값과 이동물량을 곱함. 부서간 거리 부서1 부서2 부서3 부서4 부서5 부서6 - 1 2 3 구 분   부서간 거리 부서1 부서2 부서3 부서4 부서5 부서6 - 1 2 3   구 분 부서1 부서2 부서3 부서4 부서5 부서6 - 58 40 32 21 14   55 26 28 33 25 22 50 31

단계 3. 거리행렬의 값과 이동물량을 곱 결과. 물류비용 부서1 부서2 부서3 부서4 부서5 부서6 - 58 80 32 63   물류비용 부서1 부서2 부서3 부서4 부서5 부서6 - 58 80 32 63 28   55 52 78 33 50 44 31

단계 4. 곱한 결과 값을 모두 더하여 총비용을 계산한다. 단계 4. 곱한 결과 값을 모두 더하여 총비용을 계산한다.     물류비용 부서1 부서2 부서3 부서4 부서5 부서6 - 58 80 32 63 28   55 52 78 33 50 44 31 총 비용 = 58+80+32+42+42+42+55+…+31 = 762 A사의 연간 총 물류비용은 762가 된다.

부서5와 부서 6의 위치를 서로 바꾸었을 때 연간 총 물류비용이 793단위에서 762단위로 31단위 감소되었다. 초기배치에서 부서5와 부서6을 바꾸는 것이 비용적인 측면에서 유리함을 알 수 있다. 이와 같이 해를 점진적으로 개선해 나가서 더 이상 감소시킬 수 없는 배치가 나타나면 개선절차를 멈추게 된다.

거리-물량모형 예제 이와 같은 절차에 따라서 해를 개선해 나가면서 효율적인 설비배치 안을 만들어 낼 수 있도록 개발된 프로그램중의 하나로써 CRAFT(Computerized Relative Allocation of Facilities Technique)가 있다. CRAFT는 경험적기법(Heuristic Algorithm)에 기초를 둔 프로그램으로써 최적해를 보장해 주지는 않는다. CRAFT를 이용하여 설비배치 안을 만들 때에는 최대 40여개 부서까지가 가능한 것으로 알려져 있다.

연습문제_거리물량모형 다음과 같이 똑같은 크기(가로6m, 세로 4m)의 방 6개가 있다. 부서 간 연간 이동물량이 다음과 같을 때 연간 물류비용을 고려하여 부서들을 각 방에  배치하여 보시오.                                                                  표 연간 부서간 이동물량 구 분 부서1 부서2 부서3 부서4 부서5 부서6 - 10 30 20 3 15 25 4 40 8 14 35

자료출처: William J. Stevenson and SUM Chee Chuong, Operation Management, p270-271, Mc Graw Hill.

2. 소품종 대량생산방식 제품별배치(Product Focused Layout)이라고 함. 생산자가 제품 수요 예측하여 생산. 재고생산방식이라고도 함. 제품 생산 설비들은 작업 순서대로 배치됨. 제품별배치(Product Focused Layout)이라고 함. https://youtu.be/rRVgl6br5dc :통조림

제품별 배치란 무엇인가? https://youtu.be/9MYWSDBVo94 :라면

제품별 배치의 예  표준화된 제품이 반복적으로 생산됨. 자동차 조립라인, 가전제품 조립라인, 가공식품생산라인 등이 있음.

재료 반죽 껍질준비 내용물 넣기 굽기 납품 고객 주문 Make-to-stock 전략 피자보관 2분 3분 5분 1분 15분

제품별 배치의 장점 첫째, 작업흐름이 원활하다. 둘째, 단위당 생산비용이 저렴하다.   둘째, 단위당 생산비용이 저렴하다. 셋째, 자재 흐름 등 물류 이동경로가 정해짐. 넷째, 이동 경로가 짧아서 물류비용이 저렴. 다섯째, 생산계획 및 통제가 비교적 용이함.

제품별 배치의 단점 첫째, 제품변경 및 수량의 유연성이 낮다. 둘째, 작업자의 직무만족도가 낮다. 셋째, 전체 공정을 갖추기 위하여 초기 투자비용이 많이 든다. 넷째, 일부 기계나 장비 등의 작업 지연은 전체 생산 공정에 영향을 미친다.

2.1 라인벨런싱 작업장에 적절한 작업량을 할당하여 전체 작업장의 운영효율을 높이는 활동. 재료 반죽 껍질준비 내용물 넣기 굽기 납품 고객 주문 피자보관 2분 3분 5분 1분 15분

라인벨런싱관련 용어의 정의 과업(task): 최소의 작업 단위. 주기(cycle time): 제품이 생산되는 시간 간격 (1일 작업시간을 목표생산량으로 나누어 계산함) 유휴시간(slack time): 한 작업장에서 작업물이 도착할 때까지 기다리게 되는 시간 (유휴시간 = 주기 - 해당 작업장에 할당된 총과업시간)

과업할당시 고려사항 첫째, 과업 간의 선후관계를 고려하여 과업들을 작업장에 배정한다. 둘째, 한 작업장에 할당되는 과업들의 총과업시간은 주기를 넘지 않아야 한다.

과업할당규칙의 종류 (1) LTT(Longest Task Time) rule : 할당 대상 과업들 중에서 과업시간의 크기가 큰 것을 작업장에 먼저 배정한다. (2) MFT(Most Following Task) rule : 다음에 따라오는 과업들 수가 가장 많은 것을 작업장에 우선 배정한다.

예제 LTT 및 MFT rule에 따른 과업할당 과업(task) 과업시간 (task time) 선행과업(Immediate  Predecessors) A 25초 - B 22 C 52 D 31 E F D,E G 18 C,F H 36 I 42 G,H 계 300초  

표의 작업 내용을 네트워크로 표시해 봅시다. 먼저 선행 과업이 없는 것은 과업 A이므로 A(25)

표의 작업 내용을 네트워크로 표시해 봅시다. 과업 A 다음에 과업 B와 C가 따라 옴으로 B(22) A(25) C(52)

표의 작업내용을 네트워크로 표현

주기(Cycle Time; CT)의 정의 주기(CT): 제품 생산 시간 간격, 즉 1개를 생산하는데 소요되는 시간.

주기와 이론적인 작업장수 계산 1일 8시간 작업을 하게 되는 경우 하루 생산량 목표가 300개라고 하면 주기는 얼마인가? 주기 = 1일 작업시간 1일 목표생산량 = 1일 𝑋 8시간 𝑋 60분 𝑋 60초 300 개 =96초/1개

이론적인 작업장수 계산 주기(CT)가 96초이고, 총과업시간이 300초일 때 이론적인 최소작업장 수는 몇 개가 되어야 하는가?

이론적인 작업장수 계산 제품 1개 생산에 소요되는 총 과업시간은 300초이다. 제품 1개를 생산하기 위해 96초(주기=96초이므로)가 걸리게 하려면 몇 개의 작업장이 필요할까?

이론적인 작업장수 계산 이론적인 작업장 수 =⌈ 총 과업시간 주기 ⌉ = ⌈ 300 96 ⌉ =⌈ 3.125⌉=4 (개) = ⌈ 300 96 ⌉ =⌈ 3.125⌉=4 (개) 제1작업장 제2작업장 제3작업장 제4작업장 각 작업장의 총 작업시간은 96초(주기)를 넘지 않아야 함.

작업장1에 할당할 과업을 선택함 선행과업이 없는 과업 A가 유일한 후보 과업 A의 과업시간은 25초, 주기는 96초이므로 작업장 1에 A를 할당함. 현재 작업장 1의 총과업시간은 25초, 여유시간은 71초(96초-25초=71초). 작업장구분 할당 가능한 과업 과업시간 (초) 따라오는 과업수 작업장에 할당된 과업 과업시간(초) 여유시간(초) 제1작업장 A 25 8 96-25=71

작업장1에 할당할 과업을 선택함 과업 A를 선행과업으로 갖고 있는 과업들은 B와 C임. 과업 B의 과업시간은 22초, 과업 C의 과업시간은 52초로서 LLT Rule에 따르면 과업 C가 작업장 1에 배정됨. 작업장구분 할당 가능한 과업 과업시간 (초) 따라오는 과업수 작업장에 할당된 과업 과업시간(초) 여유시간(초) 제1작업장 A 25 8 96-25=71 B C 22 52 6 2   25+52=77 71-52=19

작업장2에 할당할 과업을 선택함 작업장 1의 여유시간은 19초 선행관계에 대한 제약을 받지 않는 과업은 B이며 그 과업시간은 22초임. 따라서 과업 B를 다른 작업장 2에 할당함. 작업장구분 할당 가능한 과업 과업시간 (초) 따라오는 과업수 작업장에 할당된 과업 과업시간(초) 여유시간(초) 제1작업장 A 25 8 96-25=71 B C 22 52 5 2   25+52=77 71-52=19 제2작업장 6 96-22=74

작업장2에 할당할 과업을 선택함  과업 B를 작업장2에 할당한 후 선행관계를 고려하면 다음에 할당될 수 있는 후보 과업 D(31초)와 E(52초)가 됨. LTT rule에 따라서 과업 E를 작업장 2에 할당. 작업장구분 할당 가능한 과업 과업시간 (초) 따라오는 과업수 작업장에 할당된 과업 과업시간(초) 여유시간(초) 제1작업장 A 25 8   C 96-25=71 B 22 52 5 2 25+52=77 71-52=19 제2작업장 E 96-22=74 D 31 3 22+52=74 74-52=22

작업장에 할당할 과업을 선택함 작업장 2의 여유시간은 22초. 선행제약조건을 고려하면 과업 D가 후보임. 과업 D는 과업시간이 31초가 되므로 이를 작업장 2에 할당하지 못하고 새로운 작업장 3을 만든 후 그곳에 과업 D를 할당함 작업장구분 할당 가능한 과업 과업시간 (초) 따라오는 과업수 작업장에 할당된 과업 과업시간(초) 여유시간(초) 제1작업장 A 25 8   C 96-25=71 B 22 52 5 2 25+52=77 71-52=19 제2작업장 E 96-22=74 D 31 3 22+52=74 74-52=22 제3작업장 96-31=65

작업장3에 할당할 과업을 선택함 과업 D를 할당한 후 선형제약관계를 고려해 볼 때 다음에 할당 가능한 과업은 F로써 과업시간은 22초임. 작업장 3의 여유시간이 65(96-31=65)이므로 과업 F를 작업장 3에 할당함. 작업장구분 할당 가능한 과업 과업시간 (초) 따라오는 과업수 작업장에 할당된 과업 과업시간(초) 여유시간(초) 제1작업장 A 25 8   C 96-25=71 B 22 52 5 2 25+52=77 71-52=19 제2작업장 E 96-22=74 D 31 3 22+52=74 74-52=22 제3작업장 F 96-31=65 31+22=53 65-22=43

작업장3에 할당할 과업을 선택함 과업 F 다음에 할당 가능한 과업은 H(36초)와 G(18초). 작업장구분 할당 가능한 과업 과업시간 (초) 따라오는 과업수 작업장에 할당된 과업 과업시간(초) 여유시간(초) 제1작업장 A 25 8   C 96-25=71 B 22 52 5 2 25+52=77 71-52=19 제2작업장 E 96-22=74 D 31 3 22+52=74 74-52=22 제3작업장 F H 96-31=65 31+22=53 65-22=43 G 18 36 1 53+36=89 43-36=7

작업장에 할당할 과업을 선택함 작업장 3의 여유시간이 7초. 나머지 과업들의 수행시간이 모두 7초를 초과하므로 새로운 작업장을 구성하고 과업을 할당함. 과업 H를 할당한 후, 할당 가능한 과업은 G임. 새로운 작업장 4에 과업 G를 할당한 후 이를 정리하면 다음과 같다.

작업장4에 할당할 과업을 선택함 작업장구분 할당 가능한 과업 과업시간 (초) 따라오는 과업수 작업장에 할당된 과업 과업시간(초) 여유시간(초) 제1작업장 A 25 8   C 96-25=71 B 22 52 5 2 25+52=77 71-52=19 제2작업장 E 96-22=74 D 31 3 22+52=74 74-52=22 제3작업장 F H 96-31=65 31+22=53 65-22=43 G 18 36 1 53+36=89 43-36=7 제4작업장 96-18=78

작업장4에 할당할 과업을 선택함 남은 과업은 I, 수행시간은 42초이다. 작업장4의 여유시간이 78초이므로 과업 I를 작업장 4에 할당함. 작업장구분 할당 가능한 과업 과업시간 (초) 따라오는 과업수 작업장에 할당된 과업 과업시간(초) 여유시간(초) 제1작업장 A 25 8   C 96-25=71 B 22 52 5 2 25+52=77 71-52=19 제2작업장 E 96-22=74 D 31 3 22+52=74 74-52=22 제3작업장 F H 96-31=65 31+22=53 65-22=43 G 18 36 1 53+36=89 43-36=7 제4작업장 I 96-18=78 42 18+42=60 78-42=36

작업장에 과업을 할당한 결과 제1작업장 A, C 제2작업장 B, E 제3작업장 D, F, H 제4작업장 G, I

작업장에 과업을 할당한 결과 실제 작업장의 수 : 4곳 작업장 별 과업시간 및 여유시간 구분 제1작업장 제2작업장 제3작업장 제4작업장 과업시간 77 74 89 60 여유시간 19 22 7 36 효율 = 총과업시간/(96초*작업장수)*100 = 78.13%

연습문제 과업종류 과업시간(초) 선행과업 A 40 - B 65 C 30 D,E,F D 75 E 20 F 55 G 32 H 45 1. 한 회사의 작업장에서 8시간 동안 192개의 제품을 생산하여야 한다. 그 생산라인의 과업, 과업시간 및 선행과업이 다음 표와 같을 때 물음에 답하시오.    과업종류 과업시간(초) 선행과업 A 40 - B 65 C 30 D,E,F D 75 E 20 F 55 G 32 H 45 I 35 J 28 C,I

위의 작업 내용을 네트워크로 나타내시오. D(75) A(40) B(65) E(20) C(30) J(28) F(55) I(35) G(32) H(45)

(2) 생산주기를 계산하시오. 𝐶𝑇= 1일 작업시간 목표생산량 = 1×8×60×60(초) 192 = 150(초) (3) 이론적인 최소 작업장수를 계산하시오. 최소 작업장수= 총과업시간 주기 = 425 150 =2.83 =3개

(4) 위의 과업들에 대해서 LTT(Longest Task Time)을 적용하여 작업장에 과업을 할당하고 효율성을 계산하시오. 작업장구분 할당 가능한 과업 과업시간 (초) 따라오는 과업수 작업장에 할당된 과업 과업시간(초) 여유시간(초) 제1작업장 A 40 9 B G 150-40=110 65 32 5 2 40+65=105  110-65=45  105+32=137 45-32=13 D E F 75 20 55 45 3 제2작업장 150-75=75 H   75+55=130 75-55=20 130+20=150 20-20=0

작업장구분 할당 가능한 과업 과업시간 (초) 따라오는 과업수 작업장에 할당된 과업 과업시간(초) 여유시간(초) 제3작업장 C H 30 45 1 2 I J 150-45=105 35 45+35=80 105-35=70 28 80+28=108 70-28=42

2. 한 회사의 작업장에서 8시간동안 480개의 제품을 생산하여야 한다 2. 한 회사의 작업장에서 8시간동안 480개의 제품을 생산하여야 한다. 그 생산라인의 과업, 과업시간 및 선행과업이 다음 표와 같을 때 물음에 답하시오.  과업종류 과업시간 선행과업 A 10 - B 30 C 34 D 21 E 16 F 25 G 15 H 20 D,E I 18 F,G J H,I

(1) 위의 작업 내용을 네트워크로 나타내시오. (2) 생산주기를 계산하시오. (3) 이론적인 최소 작업장수를 계산하시오 (1) 위의 작업 내용을 네트워크로 나타내시오. (2) 생산주기를 계산하시오. (3) 이론적인 최소 작업장수를 계산하시오. (4) 위의 과업들에 대해서 LTT(Longest Task Time)을 적용하여 작업장에 과업을 할당하고 효율성을 계산하시오.

논의 작업장별 여유시간을 살펴보면 최소여유시간은 작업장 3에서 7초, 최대는 작업장 4에서 36초가 되어 그 차이는 무려 29초가 된다. 작업장별 할당된 작업량에 대한 균형이 잘 이루어졌다고 보기가 어렵다. 다만 1일 목표생산량을 달성하기 위하여 선행관계제약을 고려하여 주기를 초과하지 않는 한도 내에서 작업장에 과업들을 할당하였기 때문에 나타난 현상이라고 할 수 있다. 작업장별 작업량의 균형을 맞추는 문제를 해결하는 것은 사실 쉽지 않다. 특히 현실에서 다루게 되는 과업의 수는 예제의 내용보다 훨씬 많기 때문에 더욱이 그렇다. 따라서 작업장의 균형문제를 다루는 많은 기법들이 소개되어 왔는데 아직까지는 최적해를 제시해 줄 수 있는 해법은 발견되지 않았다.

연습문제 제품 생산에 필요한 과업, 과업시간, 및 선행과업의 내용이 다음과 같을 때 물음에 답하시오. A 16초 - B 70 C 36 D 8 E 58 F 20 B,E G 46 H 79 D,G I 28 K 12   I 위의 작업 내용을 네트워크로 나타내시오. 일일 목표 생산량이 240단위라고 할 때 LTT(Longest Task Time)과 MFT(Most Following Tasks)을 적용하여 작업장에 과업을 할당하고 효율성을 계산하시오. 이론적인 최소 작업장수를 계산하시오.

다음 표에 나타난 과업들에 대하여 주기를 40초 할 때 RPW rule을 적용하여 과업들을 작업장에 배치해 보자. 과업시간 선행과업 A 15 - B 12 C 18 D 19 E 21 F 10 G 11 H C,E I 17 J 16 F,H K H,I L J,K 계 191  

(1) 먼저 위의 표에 나타난 과업을 선행관계를 보여 줄 수 있는 네트워크로 표현하면 다음과 같다

(2) RPW rule에 따라 작업장에 과업을 할당하려면 네트워크를 참고하여 각 과업에 대한 RPW를 구해야 한다 (2) RPW rule에 따라 작업장에 과업을 할당하려면 네트워크를 참고하여 각 과업에 대한 RPW를 구해야 한다. RPW는 뒤에 따라오는 모든 과업들의 시간을 가산한 값으로서 각 과업에 대한 RPW를 구하면 다음 표와 같다. 과업 과업시간 뒤따라오는 과업 RPW A 15 B,C,D,E,F,G,H,I,J,K,L 15+12+18+19+21+10+11+...+15=191 B 12 D,E,F,H,J,K,L 12+19+21+10+18+16+19+15=130 C 18 G,H,I,J,K,L 18+11+18+17+16+19+15=114 D 19 F,J,L 19+10+16+15=60 E 21 H,J,K,L 21+18+16+19+15=89 F 10 J,L 10+16+15=41 G 11 I,K,L 11+17+19+15=62 H J,K,L 18+16+19+15=68 I 17 K,L 17+19+15=51 J 16 L 16+15=31 K 19+15=34 - 계 191  

RPW의 값이 큰 과업을 먼저 고려하여 작업장에 할당한다 RPW의 값이 큰 과업을 먼저 고려하여 작업장에 할당한다. RPW의 값이 가장 큰 과업은 191인 A이므로 작업장 1을 만든 후 가장 먼저 할당한다. 작업장구분 할당 가능한 과업 과업시간(초) RPW 작업장에 할당된 과업 여유시간(초) 제1작업장 A 15 191 40-15=25

선행관계제약을 고려하면 A 다음에 할당 가능한 과업으로는 B와 C가 있다 선행관계제약을 고려하면 A 다음에 할당 가능한 과업으로는 B와 C가 있다. 작업장 1의 여유시간은 25초이므로 어느 과업을 할당하여도 되지만 과업 B의 RPW는 130, C의 RPW는 114이므로 과업 B를 작업장 1에 할당하고 그 결과를 정리하면 다음과 같다. 작업장구분 할당 가능한 과업 과업시간(초) RPW 작업장에 할당된 과업 여유시간(초) 제1작업장 A 15   40-15=25 B C 12 18 130 114 15+12=27 25-12=13

과업 C가 할당되었으므로 선행관계 제약이 없는 과업들, 즉 다음에 할당 가능한 과업은 C,D,E이다 과업 C가 할당되었으므로 선행관계 제약이 없는 과업들, 즉 다음에 할당 가능한 과업은 C,D,E이다. 한편 작업장 1의 여유시간은 13초가 되는데 과업 C,D,E중에서 13초보다 작거나 같은 과업은 없다. 그러므로 새로운 작업장을 만든 후 과업 C,D,E중에서 RPW의 값이 114로써 가장 큰 과업 C를 할당하고 그 결과를 정리하면 다음과 같다. 작업장구분 할당 가능한 과업 과업시간(초) RPW 작업장에  할당된 과업 여유시간(초) 제1작업장 A 15   40-15=25 B C 12 18 15+12=27 25-12=13 제2작업장 114 40-18=22

과업 C가 할당된 후 선행관계제약을 고려하면 다음에 할당 가능한 과업으로는 D,E,G가 있다 과업 C가 할당된 후 선행관계제약을 고려하면 다음에 할당 가능한 과업으로는 D,E,G가 있다. 작업장 2의 여유시간은 27초이므로 D,E,G 어떤 과업도 할당이 가능하다. 따라서 이중 RPW의 값이 가장 큰 과업은 그 값이 89인 E가 된다. 따라서 과업 E를 작업장 2에 할당하고 그 결과를 정리하면 다음과 같다. 작업장구분 할당 가능한 과업 과업시간(초) RPW 작업장에 할당된 과업 여유시간(초) 제1작업장 A 15   40-15=25 B C 12 18 15+12=27 25-12=13 제2작업장 40-18=22 D E G 19 21 11 60 89 62 18+21=39 22-21=1

과업 E를 할당한 후 선계관계제약을 고려하면 다음에 할당 가능한 과업은 D,H,G가 된다 과업 E를 할당한 후 선계관계제약을 고려하면 다음에 할당 가능한 과업은 D,H,G가 된다. 한편 작업장 2의 여유시간은 6초로써 후보가 되는 과업 D,H,G의 수행시간은 각각 19, 18, 그리고 11초로써 작업장 2에 할당하지 못한다. 따라서 작업장3을 새로 만든 후 RPW의 값이 68로써 가장 큰 과업 H를 할당한다 작업장구분 할당 가능한 과업 과업시간(초) RPW 작업장에 할당된 과업 여유시간(초) 제1작업장 A 15   40-15=25 B C 12 18 15+12=27 25-12=13 제2작업장 40-18=22 D E G 19 21 11 18+21=39 22-21=1 제3작업장 H 60 68 62

과업 H를 할당한 후 선행관계제약을 고려하면 다음 할당 가능한 과업으로는 D와 G가 있으며, 이들의 RPW는 각각 60과 62이다. 작업장 3의 여유시간은 22초이므로 과업수행시간이 11초인 G를 작업장 3에 할당한다. 그 결과를 정리하면 다음과 같다. 작업장구분 할당 가능한 과업 과업시간(초) RPW 작업장에 할당된 과업 여유시간(초) 제1작업장 A 15   40-15=25 B C 12 18 15+12=27 25-12=13 제2작업장 40-18=22 D E G 19 21 11 18+21=39 22-21=1 제3작업장 H 60 68 62 18+11=29 22-11=11

과업 G를 할당한 후 선행관계제약을 고려하면 다음 할당 가능한 과업으로는 D,I가 있다 과업 G를 할당한 후 선행관계제약을 고려하면 다음 할당 가능한 과업으로는 D,I가 있다. 이들 두 과업의 RPW는 각각 60과 51이므로 과업 D를 할당한다. 그런데 이들의 과업수행시간이 모두 작업장 3의 여유시간을 초과하므로 새로운 작업장 4를 구성하고 RPW의 값이 더 큰 D를 할당한다. 그 결과는 다음과 같다. 작업장구분 할당 가능한 과업 과업시간(초) RPW 작업장에 할당된 과업 여유시간(초) 제1작업장 A 15   40-15=25 B C 12 18 15+12=27 25-12=13 제2작업장 40-18=22 D E G 19 21 11 18+21=39 22-21=1 제3작업장 H 60 68 62 18+11=29 22-11=11 제4작업장 I 17 51 40-19=21

이와 같은 절차를 계속하여 과업을 작업장에 할당한 결과 작업장구분 할당 가능한 과업 과업시간(초) RPW 작업장에 할당된 과업 여유시간(초) 제1작업장 A 15   40-15=25 B C 12 18 15+12=27 25-12=13 제2작업장 40-18=22 D E G 19 21 11 18+21=39 22-21=1 제3작업장 H 60 68 62 18+11=29 22-11=11 제4작업장 I 17 51 40-19=21 F 10 41 19+17=36 21-17=4 제5작업장 K 40-10=30 J 16 31 34 10+19=29 30-19=11 제6작업장 L 40-16=24 16+15=31 24-15=9

결과의 정리 이론적인 작업장 수의 계산 {총과업시간/주기}의 올림값 = 191/40 = 5 작업장별 여유시간 및 총여유시간 구분 제1작업장 제2작업장 제3작업장 제4작업장 제5작업장 제6작업장 여유시간 13 1 11 4 9 효율 = 총과업시간/(주기*작업장수) *100 = 191/(40*6)*100 = 79.58%

논의 이론적인 최소작업장수; 5개 실제 작업장 수 ; 6개 각 작업장 최소여유시간; 1초 주기를 39초로 정해서 새롭게 작업장을 구성하고 과업을 할당하게 된다면 새로운 과업할당 결과가 나올 수 있음.

연습문제_RPW 주기를 0.5분이라고 할 때 다음 표에 나타난 과업들에 대하여 RPW rule을 적용하여 과업들을 작업장에 배치하고, 네트워크, 효율, 총여유시간 및 실제 작업장 수를 구하시오. 과업 과업시간(분) 선행과업 A 0.15 - B 0.35 C 0.5 D 0.45 E 0.23 F 0.07 G 0.13 D,F H 0.09 G,E I 0.11

3. 셀생산방식 소품종대량생산방식 다품종소량생산방식 장점:표준화된 제품을 반복생산함으로서 생산단가를 낮추는 것. 단점: 제품의 종류 및 수량 유연성이 낮은 것. 다품종소량생산방식 장점:다양한 고객들의 주문에 대하여 유연하게 대처할 수 있도록 공정이 준비되어 있는 것. 단점: 생산단가가 높아질 수 있다는 것.

3. 셀 생산방식 이 두 가지 생산방식의 장점을 최대로 살리고자 시도된 생산방식 셀(Cell): 세포라는 의미를 갖고 있는 조직 구조의 기본단위. 제조셀: 부품이나 부품군의 생산에 필요한 서로 다른 기계들이 작업 진행의 순서에 따라서 구성된 생산기본조직.

3. 셀생산방식 다품종소량생산방식에 의해 생산되는 작업현장에서 부품의 형상과 가공방식 등을 고려하여 한 제조셀에서 작업이 가능한 부품군(Part Family)을 각각 분류함.

3. 셀생산방식 고객으로부터 부품 가공에 대한 주문이 있을 때 해당 제조셀에서 생산될 수 있게끔 공정계획을 수립하여 생산하게 되는 방식.

3. 셀생산방식 다품종소량생산방식을 위하여 구성된 작업장 내의 배치를 소품종대량생산방식의 장점을 살리고자, 제조셀의 형태로 재구성한 일종의 혼합생산방식.

출처: Krajewski, Ritzman and Malhotra, Operation Management , Pearson Education, 8e, p309.

셀생산방식을 도입하는 이유 1. 부품들의 대기시간과 재공품재고(Work In Process; WIP)가 다품종소량생산방식에 비해 줄어든다. 2. 셀을 구성하는 기계간의 이동거리를 줄일 수 있으므로 물류비용이 감소된다. 3. 같은 부품군에 속한 부품 가공시 작업준비절차가 비교적 유사하여 셀 내에서의 작업교체가 수월하고, 이로써 작업준비시간이 줄어든다. 4. 특정 셀 내에 할당되는 과업들의 다양성이 감소됨으로써 작업자의 작업장 적응 및 훈련 시간이 단축된다. 5. 생산과정이 보다 더 직선화된 경로들로 이루어지므로 다품종소량생산방식을 위한 공정별 배치에 비해서 생산이 비교적 빨리 진행되므로 생산단가를 낮출 수 있다. 6. 부품 다양성이 줄어들고 셀 내 공구와 기계 가공의 유사성으로 인해 셀의 자동화가 용이하게 된다.

셀생산방식 도입시의 문제점 셀생산방식은 셀 간에 이동이 이루어지지 않도록 하기 위하여 같은 장비를 중복해서 구매해야 함. 다품종소량생산방식에 의해서 생산될 수 있는 모든 부품들이 셀생산방식 하에서 생산될 수 없는 경우도 있으므로 그러한 부품의 생산을 위하여 별도의 작업장을 운영해야 하는 경우도 발생되므로 비효율적일 수 있음. 셀생산방식에 의한 생산을 위하여 셀을 구성하기 위해서는 먼저 생산되는 제품에 대한 부품형상과 가공조건 등을 고려하여 유사부품들을 모아 부품군을 형성해야 하고, 그 부품군을 생산하기 위하여 필요한 기계나 장비들로 구성된 셀을 만들어야 함.

예제 4 부품 1은 기계 A와 C에서 처리되고, 부품 2는 기계 B, E, F에서 처리되는 등, 6개의 부품이 다음과 같이 7대의 기계에서 처리된다고 한다. 이에 대하여 셀생산방식으로 생산하기 위한 셀을 구성해 보자.   부품 1 부품 2 부품 3 부품 4 부품 5 부품 6 기계 A 1 기계 B 기계 C 기계 D 기계 E 기계 F 기계 G

1. 위의 표에 행과 열을 각각 한 개씩 추가한다. 부품 1 부품 2 부품 3 부품 4 부품 5 부품 6 추가행 기계 A 1   부품 1 부품 2 부품 3 부품 4 부품 5 부품 6 추가행 기계 A 1 기계 B 기계 C 기계 D 기계 E 기계 F 기계 G 추가열

2. 추가된 열의 각 행에 2x을 각각 적는다. 부품 1 부품 2 부품 3 부품 4 부품 5 부품 6 추가행 기계 A 1 40   부품 1 부품 2 부품 3 부품 4 부품 5 부품 6 추가행 기계 A 1 40 기계 B 18 기계 C 기계 D 5 기계 E 기계 F 기계 G 추가열 25 =32 24=16 23=8 22=4 21=2 20=1

3. 단계 3에서 계산 값을 기준값으로 하여 표를 내림차순으로 정리한다.   부품 1 부품 2 부품 3 부품 4 부품 5 부품 6 추가행 기계 A 1 기계 C 기계 B 기계 E 기계 F 기계 D 기계 G 추가열

4. 추가된 행의 각 열에 2x을 각각 적는다. 부품 1 부품 2 부품 3 부품 4 부품 5 부품 6 추가행 기계 A 1   부품 1 부품 2 부품 3 부품 4 부품 5 부품 6 추가행 기계 A 1 26 =64 기계 C 25 =32 기계 B 24 =16 기계 E 23 =8 기계 F 22 =4 기계 D 21 =2 기계 G 20 =1 추가열 96 28 3

5. 추가된 행의 각 열에 2x을 각각 적는다. 부품 1 부품 3 부품 2 부품 5 부품 4 부품 6 추가행 기계 A 1 64   부품 1 부품 3 부품 2 부품 5 부품 4 부품 6 추가행 기계 A 1 64 기계 C 32 기계 B 16 기계 E 8 기계 F 4 기계 D 2 기계 G 추가열 96 28 3

논의 기계 A와 기계 C를 한 셀로 구성함. 기계 B, E, F를 한 셀로 구성함. 기계 D와 G를 한 셀로 구성함. 지금까지 예제를 이용하여 설명한 셀 구성방식은 Binary Ordering Algorithm으로 알려져 왔으며, 많이 응용되고 있으나 최적해를 보장해 주지는 않음.

연습문제 (1) 셀생산방식에 대해서 아는 대로 서술하시오. (2) 다품종소량생산방식에 대해서 아는 대로 서술하시오. (3) 소품종 대량생산방식에 대해서 아는 대로 서술하시오.

연습문제 각 기계별 가공 가능한 부품(Part)들이 아래 표와 같이 구성되어 있을 때 BOA(Binary Ordering Algorithm)을 이용하여 셀을 구성하시오. (출처: 산업공학개론, pp406, 박순달 외2인, 사이텍미디어, 1999.) p1 p2 p3 p4 p5 p6 p7 p8 p9 p10 m1 1 m2 m3 m4

p1 p2 p3 p4 p5 p6 p7 p8 p9 p10 m1 1 742 m2 678 m3 257 m4 25 512 256 128 64 32 16 8 4 2 p1 p2 p3 p4 p5 p6 p7 p8 p9 p10 m1 1 8 m2 4 m3 2 m4 12 3 p1 p3 p5 p8 p9 p4 p10 p2 p6 p7 m1 1 m2 m3 m4 12 8 3 2 p1 p3 p5 p8 p9 p4 p10 p2 p6 p7 m1 1 1008 m2 992 m3 12 m4 3 512 256 128 64 32 16 8 4 2

m1, m2 (p1, p3, p5,p8, p9, p4) m3, m4 (p10, p2, p6, p7)

p1 p2 p3 p4 p5 p6 p7 p8 m1 1 107 m2 200 m3 159 m4 84 m5 183 128 64 32 16 8 4 2 p1 p2 p3 p4 p5 p6 p7 p8 m2 1 200 m5 183 m3 159 m1 107 m4 84 p1 p2 p3 p4 p5 p6 p7 p8 m2 1 16 m5 8 m3 4 m1 2 m4 28 19 10 29 22 13 14 30 p8 p4 p1 p5 p2 p7 p6 p3 m2 1 248 m5 231 m3 246 m1 157 m4 74 128 64 32 16 8 4 2

p8 p4 p1 p5 p2 p7 p6 p3 m2 1 m3 m5 m1 m4 128 64 32 16 8 4 2 m1 m2, m3, m5 m3, m5 m4

연습문제 각 기계별 가공 가능한 부품(Part)들이 아래 표와 같이 구성되어 있을 때 BOA(Binary Ordering Algorithm)을 이용하여 셀을 구성하시오. (출처: 산업공학개론, pp406, 박순달 외2인, 사이텍미디어, 1999.) p1 p2 p3 p4 p5 p6 p7 p8 m1 1 m2 m3 m4 m5