레이아웃(LO)의 설계 및 개선 현대로템 직무능력 향상 교육 - 2주차

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1 레이아웃(LO)의 설계 및 개선 현대로템 직무능력 향상 교육 - 2주차
정재우 경북대학교 경영학부 생산관리전공 2017년 4월

2 목 차 레이아웃 설계란? (개요) 레이아웃 개발을 위한 기준정보의 조사 레이아웃의 설계과정 평가 지표 및 평가방법
목 차 레이아웃 설계란? (개요) 레이아웃 개발을 위한 기준정보의 조사 레이아웃의 설계과정 평가 지표 및 평가방법 평가 지표의 통합-종합적 평가 예제: 공항의 설계 상세 레이아웃 설계 강의자료:

3 레이아웃 설계란 ? 레이아웃 설계는 설비기획(facilities planning) 또는 라인기획의 일환으로 진행되며 전략적 경영방침에 의해서 결정된 생산능력을 달성하기 위하여 적정한 장비의 수와 장비의 배치방법을 제시하고 생산의 효율을 높이기 위한 물류설계를 진행하는 일련의 절차를 포괄적으로 의미함 아래 그림은 설비기획 과정을 종합적으로 도식화한 것임 설비(라인) 기획은 전략적 단계의 의사결정으로 단계별 라인의 생산능력, 투자규모, 공정 별 장비의 대수, 레이아웃 방식, 레이아웃 , 물류의 수단, 자동화 수준 등을 결정하는 과정 레이아웃설계는 설비(라인) 기획의 일부분으로써 건물의 크기, Floor plan, 개별 설비의 위치, 공간크기, 뱡향, 순서 등을 결정하는 과정 물류 설계 (Material Handling)는 생산 중인 제품의 흐름을 원활하게 하기 위하여 제품의 흐름 경로, 경로 별 물류의 방식, 물류의 단위, Buffer의 위치와 크기 등을 결정하는 과정 설비기획은 레이아웃설계를 포함을 하고 레이아웃 설계는 물류설계를 포함하는 관계로 이해할 수 있음 레이아웃 설계는 크게 4단계로 나누어 진행될 수 있음: 건물 및 물류구조의 설계, 레이아웃 형식(레이아웃 type)의 결정, Block 레이아웃 설계, 장비 배치 레이아웃설계 물류설계는 물류단위 및 경로의 설계/ 물류설비 종류/ 적정 능력을 설계하는 과정으로 나누어 진행 됨

4 레이아웃 설계란 ? 레이아웃의 중요성 ① 한번 Setup 된 라인은 바꾸기 어려움
기회 비용 (Line 정지로 인한): 특히 고가의 라인은 개선비용 보다 라인의 정지로 인한 기회비용이 더 크게 발생함 ② High Risk High Return 레이아웃 프로젝트는 일반적으로 매우 큰 규모의 투자를 수반함 운영 단계에서 대부분의 라인 효율 향상을 위한 활동 보다 Impact 가 큼 – 우측그림 참고 스케줄링, 디스페칭, 운송개선 활동 등은 레이아웃의 성능에 크게 좌우됨 새로운 개념의 도입을 위해서는 선행 연구가 매우 중요 높은 리스크 수준으로 인하여 새로운 유형의 레이아웃 개발에는 충분한 검증이 필요 새로운 유형의 레이아웃 뿐만 아니라 물류의 설계도 향후 라인 운영에 있어서 매우 중요한 영향을 미침 예) 운송단위(unit load)의 크기 결정 문제: Unforced idle, 운송수요량, 공기/재공 등에 영향을 미침

5 레이아웃 설계란 ? 레이아웃의 일반적 평가지표 ① 물류 비용 (운영 효율)
운송 회수 x 단위 운송 비용 (=이동거리 x 단위거리 당 이동비용) 총 운송 소요시간, 단위 운송 시간 평균, 총 운송거리, Load/Unload 횟수 ② 물류 설비 투자 비용 (투자 효율) 전체 투자 대비 물류설비 투자 비율 ③ 공간 효율성 Dead space 의 비율 (Foot-Print) 전체 공간에서 물류설비의 공간 점유 비율 ④ 강건성 (Robustness) 물류 운송의 변화를 얼마나 쉽게 수용하는가? ⑤ 유연성 (Flexibility) 레이아웃 에 변화가 필요할 때 얼마나 쉽게 바꿀 수 있는가?

6 레이아웃 설계란 ? 레이아웃 설계의 어려움 ① 정보의 다양성
개별 공정, Utility, Building 제약 등 생산에 대해 종합적인 지식이 필요함 경영 전략과도 연계가 됨: 제품의 다양성, 공정의 변화 가능성 정도를 종합적으로 판단하여 레이아웃 설계에 반영할 필요가 있음 레이아웃에 대하여 장기적으로 필요한 유연성과 강건성에 대한 중요도와 5년 내 투자회수율(ROI) 사이의 중요성은 일반적으로 trade-off 관계에 있음으로 이에 대한 전략적 의사결정이 필요 이외에도 운송수요 대비 운송능력의 결정, 레이아웃 유형의 결정 등은 경영의 전략적 의사결정과 상단부분 맞물려 있음 ② 불확실성 레이아웃은 일반적으로 설계 과정에서도 많은 가정과 추측을 필요로 하지만 실제 라인이 setup 될 때는 이들 가정과 추측이 변경될 수 있음 생산 Ramp-up: 모든 생산라인은 setup 초기에 비해서 시간이 지날수록 생산능력이 늘어남, 목표로 하는 운송수요를 예측하여 레이아웃과 물류의 설계를 진행하는 것이 필요함 적절한 수준에서 불확실성으로 인한 여유를 고려하여야 함

7 레이아웃 설계란 ? 레이아웃 설계의 어려움 ② 불확실성 계속
운송 요구의 순간적 변화: 아래 오른쪽 그림에서 보이듯이 운송 수요는 순간적으로 불확실성이 존재하고 그림과 같은 확률분포를 가짐, 운송 능력 또한 확률분포로써 불확실한 두 확률변수를 고려하여 적절한 물류설계를 하는 과정이 필요함 이 외에도 운송 및 공정 설비의 down/pm, 새로운 공정의 도입, 새로운 공정 제약의 발생, 제품 종류의 변화 등으로 인한 불확실성이 존재하고 레이아웃 설계는 이들 불확실성을 적절한 수준에서 고려하여야 함 ③ 레이아웃 설계에서 장비의 배치 문제는 이론적으로도 매우 복잡하고 어려움 모든 정보가 알려져 있다고 하더라도 이론적으로 최적화된 배치 방법을 찾는 문제는 NP-Complete Class 에 속함으로 실제적인 규모의 문제에서 최적해법을 찾는 것은 거의 불가능함- 만족할 만한 해법을 찾아야 함 Ramp-up에 따른 운송수요 및 운송능력의 변화 물류설비의 순간적인 운송수요와 운송능력의 분포

8 레이아웃 개발을 위한 기준정보의 조사 기준공정 및 후보공정 결정 기준 Tact, TAT, 공정별 WIP 수준 결정
물류수요에 대한 기준정보 산출(수요 통계량) 물류수요는 기본적으로 물류 설계를 위해 활용되기도 하지만 공정간의 인접 관계를 파악하는데 활용됨 물류수요에 대하여 정량적인 수요의 파악이 어려운 경우이거나 정량적 파악이 무의미한 경우 좌측 그림과 같은 인접 관계도를 통해서 정성적인 관계를 파악함 물류 설비 능력에 대한 기준정보 산출 여기서 조사된 기준정보는 물류의 설계 뿐만 아니라 레아아웃 설계에 있어서 직간접적인 다양한 용도로 활용됨 옆 그림에서 맨 좌측에는 공정순서가 나타나 있음 테이블의 각 셀에는 공정간 관계가 두가지 Code로 구분되어 표시되어 있음 알파벳: 공정관계를 정의함 (반드시 인접되어야 함, 인접되어야 함, 인접되면 좋은, 보통의 관계, 중요하지 않은 관계, 두 공정는 분리되어야 함) 숫자: 알파벳으로 표시된 관계에 대한 원인을 나타냄 활동관계도

9 레이아웃 설계 과정 예시 (1) 물류구조 및 레이아웃 Type의 결정 (2) Block 레이아웃 설계
(3) 상세 레이아웃의 설계 (설비 레이아웃의 설계) (4) 물류시스템의 설계 레이아웃의 설계과정

10 Ⅰ. Layout 설계 일반론 정의 레이아웃 설계 과정 물류 구조의 설계
건물 내 물류의 전체적인 틀을 구성하는 과정, 아래에는 다양한 물류의 구조가 나타나 있음 물류 구조 설계의 주요 의사결정 사항: 투입 및 출하 위치의 결정 (같은 곳에 둔다면 이동 비용 감소, 장비 공동사용 등의 장점은 있지만 복잡성 증대로 인하여 관리비용의 증가가 발생), 층간 배치 방안, 물류의 흐름 구조 9

11 레이아웃 설계 과정 레이아웃 타입의 결정 레이아웃의 type에는 크게 product 레이아웃, process 레이아웃, cell 레이아웃, 제품고정형 레이아웃이 있음 (아래 그림 참고) 대부분의 제조 공정은 product 레이아웃, process 레이아웃 또는 그 중간의 형태를 활용하고 있음 Product Layout (Flow shop) Fixed Position Layout Cell Layout Process Layout (Job shop) 10

12 레이아웃 설계 과정 레이아웃 타입의 결정 레이아웃 type 결정에 영향을 미치는 요인은 제품의 다양성, 제품의 수명주기, 설비/공정의 안정성 등이 있음 제품의 다양성에 대한 파레토 분석을 통해서 파레토 원칙이 적용가능하다면 product 레이아웃이 적합 그렇지 않다면 process 레이아웃이 적합 파레토 원리 적용가능 파레토 원리 적용 불가능 제품 다양성에 대한 파레토 분석

13 레이아웃 설계 과정 레이아웃 타입의 결정 레이아웃 type의 결정에 영향을 미치는 또 하나의 요인은 공정 및 제품 종류의 불확실성에 있음. 불확실성이 크면 클 수록 process 레이아웃이 적합하고 그 반대의 경우에는 product 레이아웃이 적합함 (그림 참고) 불확실성에 영향을 미치는 일반적 요인 공정/설비의 신뢰성 제품의 성숙도 (성숙도가 클수록 불확실성은 감소) 제품 변화 주기 (길수록 불확실성 감소) 공정 변화 주기 (길수록 불확실성 감소) 시황의 변화 새로운 공정 기술의 도입 새로운 재료의 도입 Process layout (Job shop) Cell Dedicated flow lines Product layout (flow shop) 확실성 불확실성 불확실성에 따른 레이아웃 type 적합도

14 Scheduling/Dispatching
레이아웃 설계 과정 레이아웃 타입의 결정 레이아웃 type 별 장단점의 비교 (우측 표 참고) Product 레이아웃은 WIP/공기, Setup시간, 물류, 공간효율, throughput, 일반관리와 회계처리의 수월성에서 장점을 갖고 있음 Process 레이아웃은 투자비용(설비대수), 가동률, 유연성에서 장점을 갖고 있음 Cell Type 라인 모든 평가 항목에서 Process 와 Product 레이아웃의 중간 정도의 Performance를 가짐 장단점도 중간 정도에서 이해할 수 있음 DCA(direct clustering algorithm)을 통해서 cell 형성 가능 항목 Product Layout Process Layout WIP/공기 Low High Setup Material Handling 공간 효율 (운송) Scheduling/Dispatching Simple Complex 투자비용 가동률 유연성 *Throughput 일반관리비용 회계처리 Easy Difficult *Throughput: Process Layout 에서 잦은 Setup 과 대기로 인한 throughput 저하

15 레이아웃 설계 과정 Block 레이아웃의 개발
위에서 결정된 물류 방식과 레이아웃 type을 바탕으로 공정군 별 배치를 결정하는 block 레이아웃을 개발함 Block 레이아웃 개발의 목적은 짧은 시간에 많은 대안을 검토하기 위한 것으로 되도록 많은 대안을 스케치하여 검토함 대안을 개발할 때 투입/출하 위치와 물류구조는 유지하면서 block 레이아웃을 개발함

16 레이아웃 설계 과정 물류 방식의 결정 물류에 사용될 주요 장비, 물류단위의 크기 (lot size, unit load size), 층간 물류 구조, 및 건물 내 물류의 대략적인 흐름 등을 결정하는 의사결정 과정임 물류장비의 결정 사례: Forklift, AGV 방식, 천정 Conveyor 연계 물류 방식 등 물류단위의 크기 결정: 물류단위의 크기는 공기(TAT)와 자동화 장비의 카세트 교체 필요시간에 영향을 미치는 중요한 요소임 물류 구조 설계의 주요 의사결정 사항: 투입 및 출하 위치의 결정 (같은 곳에 둔다면 이동 비용 감소, 장비 공동사용 등의 장점은 있지만 복잡성 증대로 인하여 관리비용의 증가가 발생), 층간 배치 방안, 물류의 흐름 구조 구분 물류단위 감소 물류단위 증가 장점 공기단축 (공정 대기시간의 감소), WIP 감소 불량률 감소: 불량 발생 시점과 불량발견 시점 사이의 공기/재공의 감소로 인함 공간활용도 증가: 물류 설비의 크기 감소, 작은 단위의 공간 활용이 가능 물류설비의 단순화 및 비용감소 작업자에 의해 이동되어 진다면 무게나 크기의 감소로 인한 작업 편의성 물류단위 감소의 반대 단점 운송 빈도의 증가로 추가적인 물류설비의 투자 비용 발생 카세트 교체 필요시간 단축으로 운송지연으로 인한 Idle 시간의 증가로 가동률 감소 카세트 숫자의 증가로 인한 공간 활용도 감소가 발생할 수 있음 (예, Stocker의 경우 30단짜리 3단은 90매를 저장하는 반면에 20단 짜리 4단은 80장 저장)

17 평가 지표 및 평가방법 1) 평가 지표 정의 물류/생산/투자/환경/유연성 관점에서 설계 평가지표를 도출하며, Layout 설계 목적에 맞는 평가항목들을 선택하여 평가를 진행함 Layout 평가 지표는 Layout Case 상호 비교 검토 목적으로 사용하여, 공장의 성능 평가와 같은 절대 평가가 아닌, 대안 검토를 위한 상대 평가를 목적으로 함 평가 시점에 대한 정의 사전 평가 : Block Layout 평가 등 Layout 도면 작업 이전의 평가를 목적으로 진행하며, Layout 방향성 결정을 목적으로 하며 평가 항목 중 산출이 용이하고 가중치가 높은 주요 항목만 평가 함 (Block Layout에 의한 사전 평가 항목 : 가중 이동 거리) 세부 평가 : 사전 평가 이후 방향성을 결정하고, 세부 도면 작업까지 완료된 Layout에 대한 대안별 평가를 목적으로 하며, 현수준 Data를 확보하기 어려운 항목은 정성적 평가(AHP)로 대체 함. (다수의 평가 항목에 대하여 평가를 진행) 양산 평가 : 양산 이후 향후의 ①현수준 분석 ③Layout Tuning, ③Layout Redesign, ④공장간 비교를 목적으로 평가 함. (세부 평가와 같은 평가 지표를 활용 )

18 평가 지표 및 평가방법 Layout 평가를 위해서는 물류/생산/투자/환경/유연성 관점을 고려하여야 함
LGD 사례: 총 24가지 평가지표를 도출하였으며, Layout 설계 목적에 맞는 평가항목들을 선택하여 평가를 진행함. [Example] Block Layout은 총 가중이동거리 항목으로만 평가함 대분류 중분류 평가 항목 산출방법 단위 특성 물류 거리 효율 총 가중 이동거리 '총 이동거리'의 단위 거리 별 가중치 부여 km 망소 운송 시간 효율 총 운송시간 설계전 : Simulation, 양산 이후 결과 자료 수집 Hr 대기 시간이 5분 이내 비율 % 긴급 lot 운송시간 운송 Count 총 가중 이동회수 병목과 비병목 구간을 구분하여 가중치 부여 기타 효율 빈 트레이 회수 비율 빈 트레이 운송 총 거리/총 이동 거리 경유 비율 (경유 – 지나감) 경유 운송 횟수/ 총 이동횟수 생산 효율 공간 효율 건물효율 건물 면적 / 생산면적 비율 망대 C/R효율 (clean room 효율) 생산능력 대비 면적, 생산 단위당 면적(망소) Footprint 전체면적 대비 공정/물류설비 면적 입체적 활용율 3차원 공간 활용 면적 / 건물전체부피 LOB 효율 LOB 산포(LOB 기준 Capa 산포) Bottleneck 장비 기준 LOB 산포 표준편차 망목 검사 장비율 검사설비의 이론 부하율 저장 Capa 총 저장 능력 1) Shelf 수 + Port 수 CST수 투자비 물류 투자비 물류설비 투자비용 물류설비 투자 비용/총 투자비용 ￦ 생산 투자비 생산장비 투자비용 생산설비 투자 비용/총 투자비용 건설 투자비 건설관련 투자비용 건설설비 투자 비용/총 투자비용 유연성 강건성 강건성 (Product Mix 대응성) 공정변경에 대한 유연성 (정성적 평가) 운송 여유율 운송 수요 대비 여유율 운송 수요량 (1.5시그마 or 2시그마) / 이론 운송 Capa 재공 여유율 재공 수요 대비 여유율 각 공정별 재공 / 공간 효율 기준

19 평가 지표의 통합-종합적 평가 예제: 현대로템에서는 총 5개의 레이아웃 대안을 개발하여 객관적 비교를 진행하고자 함.
레이아웃의 평가기준은 프로젝트 참여원들의 설문조사를 거쳐 총4개로 압축되었음 이동거리, 공간효율, 투자효율, 유연성 어떤 방법을 적용할 수 있는가? (1) AHP (계층분석법): 정성적인 평가를 정량화(가중치를 통해 수치화)하여 평가함 (2) 평가자료의 표준화: 조사된 자료의 단위를 표준화하여 객곽적/수치적 평가를 진행 (3) Delphi 법: 전문가에게 정성석인 의견을 물어 결정함 18

20 평가 지표의 통합-종합적 평가 (1) 다기준 의사결정법-평가지표에 대한 가중치의 부여
AHP (Analytic Hierarchy Process) 분석 기법: 전문가 집단에 의한 항목별 쌍대비교를 통해 산정 정성적인 평가 기준을 정량화 하여 순위를 매기는 도구임 다수의 대안들 중에서 다수의 평가항목을 바탕으로 가장 좋은 대안을 찾기 위한 방법 쌍대 비교법에서는 두 대안을 한가지 평가 기준에 따라서 서로 비교하여 선호되는 대안을 결정하고 선호의 정도를 수치를 통해서 나타낸다. AHP를 적용하여 각 평가지표 별 가중치를 결정하고 각 대안별 점수를 결정하여 합산함 선호 정도 점수 동등하게 선호됨 1 위와 아래 중간 정도로 선호됨 2 어느 정도 선호됨 3 4 강하게 선호됨 5 6 매우 강하게 선호됨 7 8 극단적으로 선호됨 9 19

21 Ⅰ. Layout 설계 일반론 정의 평가 지표의 통합-종합적 평가 다기준 의사결정법-평가지표에 대한 가중치의 부여
앞의 예제에서 이동거리, 공간효율, 투자효율, 유연성에 대한 가중치를 AHP를 통해서 부여 AHP를 이용한 가중치 결정 방법 기준 이동거리 공간효율 투자효율 유연성 1 1/5 3 4 5 9 7 1/3 1/9 2 1/4 1/7 1/2 표준화된 행렬로 변환 : 각 행의 합으로 각행의 성분들을 나누어 준다 기준 이동거리 공간효율 투자효율 유연성 열평균 0.1519 0.1375 0.2222 0.2857 0.1993 0.7595 0.6878 0.6667 0.5000 0.6535 0.0506 0.0764 0.0741 0.1429 0.0860 0.0380 0.0983 0.0370 0.0714 0.0612 1.0000 선호도 벡터(최종 가중치) 기준 이동거리 0.1993 공간효율 0.6535 투자효율 0.0860 유연성 0.0612 선호도 벡터 : 표준화된 행렬로부터 각 열의 평균을 계산한다 20

22 Ⅰ. Layout 설계 일반론 정의 평가 지표의 통합-종합적 평가 AHP를 이용한 가중치 결정 방법 AHP의 일관성 계산 방법
기준에 따른 행렬과 선호도벡터의 행렬곱을 한다. 기준 이동거리 공간효율 투자효율 유연성 1 1/5 3 4 5 9 7 1/3 1/9 2 1/4 1/7 1/2 기준 이동거리 0.1993 공간효율 0.6535 투자효율 0.0860 유연성 0.0612 (1)(0.1993)+(1/5)(0.6535)+(3)(0.0860)+(4)(0.0612)=0.8328 (5)(0.1993)+(1)(0.6535)+(9)(0.0860)+(7)(0.0612)=2.8524 (1/3)(0.1993)+(1/9)(0.6535)+(1)(0.0860)+(2)(0.0612)=0.3474 (1/4)(0.1993)+(1/7)(0.6535)+(1/2)(0.0860)+(1)(0.0612)=0.2473 0.8328/0.1993=4.1786 2.8524/0.6535=4.3648 0.3474/0.0860=4.0401 0.2474/0.0612=4.0422 기준 선호도 벡터에 대응하는 가중치로 각 값을 나누어 준다 결과 값의 평균을 계산 : ( )/4=4.1564 일관성 지수를 다음과 같이 계산 21

23 Ⅰ. Layout 설계 일반론 정의 평가 지표의 통합-종합적 평가 AHP의 일관성 계산 방법 (계속)
계산된 일관성 지수(CI)와 무작위 지수(RI)의 비율을 계산한다. n 개의 항목을 비교할 때 RI 일반적으로, CI/RI<0.10이면, 일관성 정도는 괜찮은 편이고, CI/RI>0.10이면, 불일치성이 있고 AHP의 결과가 의미 없다고 볼 수 있음 22

24 Ⅰ. Layout 설계 일반론 정의 평가 지표의 통합-종합적 평가 (2) 평가항목의 측정치 표준화 과정 23
측정값에 대한 표준화 과정 각 레이아웃 대안에 대하여 평가 항목의 측정은 정량적으로 이루어지며 이는 앞에서 정의되었음 하지만 이들 평가기준들은 서로 다른 측정 단위를 가지고 있음. (예, 이동거리-미터, 투자비용-백만원, 공간효율-%, 저장 capa-카세트 수) 서로 다른 단위의 지표들을 동일한 기준으로 평가하기 위하여 표준화 과정을 거침 표준화 방법: 가장 보편적인 방법은 변수들간의 상대적 표준편차에 기초해서 변수들을 표준화 (. 측정 항목치들의 표준편차가 정규분포를 따른다는 가정하에 Z값을 구하여 이를 통해 백분율(%)을 구함 대안 이동거리 투자비용 공간효율 유연성 측정값 백분율 1 - 2,300 94.8% - 49,000 12.6% 89 78.0% 3 92.7% 2 - 5,300 37.3% - 46,700 91.8% 85 12.4% 0.3 17.4% - 6,300 16.5% - 48,000 48.2% 86 25.0% 0.5 22.3% 4 - 5,600 30.2% - 47,500 69.4% 87 42.4% 71.5% 5 - 4,500 57.7% - 48,600 24.0% 90 89.5% 37.5% 평균 - 4,800 - 47,960 87.4 1.36 표준편차 1,539 907 2.1 1.128 종합평가 과정 대안 백분율 가중평균 이동거리 투자비용 공간효율 유연성 1 94.8% 12.6% 78.0% 92.7% 39.49 2 37.3% 91.8% 12.4% 17.4% 69.52 3 16.5% 48.2% 25.0% 22.3% 38.33 4 30.2% 69.4% 42.4% 71.5% 59.38 5 57.7% 24.0% 89.5% 37.5% 37.20 가중치 0.1993 0.6535 0.0860 0.0612 종합 평가 : 선정된 가중치와 개별평가 점수의 합산으로 모든 항목들의 총 평가점수를 산출함 23

25 Airplane access point (Gate)
예제: 공항의 설계 Ⅰ. Layout 설계 일반론 정의 공항의 물류 구조 Satellite Underground Aisle (a) Satellite-type Terminal Block Airplane access point (Gate) Pier (b) Pier-type 24

26 예제: 공항의 설계 Ⅰ. Layout 설계 일반론 정의 인천공항 (Pier-type) 25

27 예제: 공항의 설계 Ⅰ. Layout 설계 일반론 정의 샤를드골 공항 (Satelite –type) 26

28 예제: 공항의 설계 Ⅰ. Layout 설계 일반론 정의 시카고 O’Hare 공항 27

29 예제: 공항의 설계 Ⅰ. Layout 설계 일반론 정의 나리타 공항 28

30 Ⅰ. Layout 설계 일반론 정의 예제: 공항의 설계 시카고 O’Hare 공항 29 Pier-type 물류구조
(인천 공항-대한민국 인천) (c) Satellite-type 물류구조 (Charles de Gaulle 공항-프랑스 파리) (d) 혼합형 물류구조 (나리타 공항-일본 동경) 시카고 O’Hare 공항 29

31 Ⅰ. Layout 설계 일반론 정의 예제: 공항의 설계 공항레이아웃의 평가지표는?
위에서 제시된 레이아웃 중에서 어떤 레이아웃이 가장 우수한가? 30

32 배치에 필요한 개별 장비의 레이아웃을 입수하여야 함
상세 레이아웃 설계 공정 별 장비 레이아웃 배치에 필요한 개별 장비의 레이아웃을 입수하여야 함 - 작업자의 위치 이동 방향을 파악 - 레이아웃 제약으로 인하여 변경 가능한 크기, 변경했을 때의 성능에 대한 영향 등을 확보 필요할 경우 설비 별 작업자의 작업공간, 유지보수를 위한 공간 등을 표시해야 함 검사 설비의 경우 검사 사양 및 작업자 작업 위치를 도면에 고려하야 함 설비별 유지보수에 필요한 부수 설비에 대한 정보 확보: 크레인/선반 등의 설치 필요 여부, 설치 영역, 작업 영역 등 설비별 Parts/원부자재 정보를 입수하여야 함 - Parts/원부자재 대차를 이동을 위해 필요한 확보 공간 (대차를 포함한 길이, 폭, 높이) 및 하중 (대차를 포함한 무게) - 설비별로 가장 큰 Size, 무게의 Parts/원부자재 기준으로 동선이 확보되어야 함 물류 설비에 대한 사양 및 레이아웃을 입수하여야 함

33 상세 레이아웃 설계 세부 레이아웃 설계 Block 레이아웃을 바탕으로 실제 설비를 배치하는 상세 레이아웃을 개발하는 단계임
원부자재 및 작업자의 이동동선을 고려하여 장비 위치를 세부 조정한다 배치 세부 순서는 아래와 같다. ① Block Layout을 기준으로 설비별 도면 배치 공정 및 검사 설비 전체를 도면에 배치함 (공정 설비 + 검사 설비) 대략적 물류 방향 선정 후 물류 설비를 배치함 ② 주요 설비 세부 배치 투입과 출하 위치 선정 중요한 설비부터 위치 확보 ※출하/완성 쪽 주요 장비부터 배치하면 완성 부근 공정간 물류 연계를 고려함 설비 간 중복 불가 영역이 중복되지 않게 조정 기타 제약사항을 고려 (예, 유지보수에 필요한 공간 고려)

34 상세 레이아웃 설계 세부 레이아웃 설계 ③ 설비와 물류 설비 연결 설비가 access 되도록 물류 설비 연결
사람/자재의 이동동선 확인하며 조정 ④ 검사기 배치 추가해야 할 검사기 종류별 대수 확인 검사 대상 주요 공정 주변과 가깝게 배치 ⑤ 최종 확인 및 세부 tuning 주요 설비 자재/사람 이동 동선 확보 주요 구간별 연결 물류 확인

35 상세 레이아웃 설계 물류 Bottleneck 분석 및 보완
상세(설비) 레이아웃에 대하여 물류수단을 설치하고 이에 대하여 기능의 적절성을 검정하는 과정 물류시스템의 설계 고려사항 (입력자료) - 바로 이전 단계에서 개발된 상세 레이아웃 뿐만 아니라 기준정보 및 제약사항 도출 단계와 물류방식 및 레이아웃 유형 결정단계에서 수집된 자료와 정보를 포함하여야 함. 추진되어야 할 업무의 주요 내용 물류의 route(또는 flow path)을 정의 : 공정 흐름에 따라 제품과 자재가 이동되어야 할 경로를 파악함 경로에 존재하는 구간 별 물류의 수요를 파악 : 구간 별 물류를 파악할 때 물류의 변동을 고려하여 수요를 파악 경로 구간별 적절한 물류 설비를 선택 : Conveyor, Lifter, Stocker, AGV, Forklift 등 비용구조를 파악하여 적절한 물류설비를 선택함 경로 구간별 수요 대비 물류설비의 Capa를 검정함 : 확률이론이나 시뮬레이션 방법을 활용함

36 상세 레이아웃 설계 물류 Bottleneck 분석 및 보완 ① 물류 경로의 설계
상세 설비 레이아웃에 물류의 총 이동거리와 이동시간을 최소화하는 물류 경로를 설계함 물류 설비의 종류에 따라서 한방향, 양방향 등 방향을 결정함 물류설비가 AGV와 같은 Vehicle 기반의 물류 수단이라면 Route를 적절히 구분하는 것이필요함 Route의 구분은 물류의 수요에 따라 달라지며 제어만 완벽하게 이루어진다면 작은 단위의 Route보다 큰 단위의 Route가 바람직하지만 현실적으로 봤을 때 적절한 구분이 이루어져야 함 그림은 AGV를 사용한다고 가정하였을 때 물류 경로설계의 예를 보여줌 (그림) AGV의 물류 경로의 설계

37 상세 레이아웃 설계 물류 Bottleneck 분석 및 보완 ② 물류 설비의 선택
물류설비 선택의 기본은 투자비와 운영비 (물류 및 설비)를 Trade-off 하는 선에서 적절한 물류 운송 수단을 고려함 하지만 현실적으로 모든 요인에 대한 비용의 계산이 어려움으로 전략적인 선택이 필요함 전략적 선택의 고려사항으로는 물류단위의 가치, 전체 투자비용, 물류의 상대적 중요성,물류 품질이 수율에 미치는 영향, 물류 투자 비용 등을 고려하여야 함

38 상세 레이아웃 설계 물류 Bottleneck 분석 및 보완
구간별 운송 요구량 대비 운송 능력 산출 - 평가 방법에 대해서는『평가 지표별 평가 방법-물류 설비부하』고려 - 신규 공장 물류 설비는 가장 유사한 세대의 물류 설비 Data 사용 물류 Bottle Neck 도출 -『물류 설비 부하』기준으로 운송 수요대비 능력 비율이 가장 낮은 설비가 Bottleneck이 됨(그림 참조) 그림: 물류운송 수요 대비 능력 비율(부하)

39 상세 레이아웃 설계 물류 Bottleneck 분석 및 보완[실제 적용 ] ② 물류 Bottleneck 분석 및 보완 절차
단계1: 세부 Layout 설계 후 물류 설비 부하 평가 단계2: 물류 설비 부하가 정해진 수준 이내에 들어오는지 확인 단계3: 편차가 수준 이상일 시 Bottleneck 물류 설비 보완 설계 실시 후 재평가 수준 이내에 들어올 때까지 지속적으로 실시한다. ③ Bottleneck 구간 보완 방법 물류 설비의 speed 향상 및 운영 알고리듬의 개선 물류설비의 추가 투자