오퍼레이션스 매니지먼트 강의자료(2023-1학기)
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오퍼레이션스 매니지먼트
(Operations Management)
CH 14. JIT와 린 운영
박경수
ks.park@pusan.ac.kr
부산대학교 경영학과
교재: 생산운영관리(14판, 강종열 외 공역, 맥그로우힐)
Chapter Overview
1. 린 시스템 개요
2. 린 시스템의 목표
3. 린 시스템의 구성요소
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Operations Management – 2023 Spring – 2
1. Overview of Lean
• Lean Operation (린 운영)
– 최소의 자원을 사용하면서 품질 좋은 제품이나 서비스를 생산하는 유연한
시스템
– 생산성 향상, 비용 절감, 사이클타임 단축, 품질 향상 등 달성
– JIT 시스템이라고도 불림
• Just-in-Time System (JIT system, 적시운영 시스템)
– 정확히 필요한 시점에서 제품이 이동하고 서비스가 수행되는 고도로 조정된
생산시스템
• TPS 시스템 (Toyota Production Systems, 토요타 생산 시스템)
– 대표적인 린 생산 시스템
– 많은 린 기법들이 도요타 생산 시스템에서 개발됨
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Operations Management – 2023 Spring – 3
1. 린 시스템 개요
• 린 시스템의 특징
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
9)
10)
11)
낭비 감축(Waste reduction)
지속적인 개선(Continuous improvement)
교차기능 팀(Cross-functional teams)
팀 활용
작업 셀(Work cells) 활용
눈에 보이는 관리(Visual controls)
높은 품질
재고의 최소화
Pull systems (후공정 인수 시스템)
수요에 따른 산출량
신속한 작업 전환(Quick changeovers)
소규모 로트(Small lot sizes)
린 문화(Lean culture)
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Operations Management – 2023 Spring – 4
1. 린 시스템 개요
• 핵심 효과
–
–
–
–
–
–
낭비 감축
비용 절감
품질 개선
사이클타임 감소
유연성 증대
생산성 향상
• 주요 위험
– 작업자들의 스트레스 증가
– 문제가 발생했을 때 활용할 수 있는 자원들의 부족
– 공급사슬 문제가 생산을 중단시킬 수 있음
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Operations Management – 2023 Spring – 5
1. 린 시스템 개요
• 린 생산 시스템의 목표와 구성요소 (Figure 14.1.)
• 공급업체와의 친근한
관계
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교재
오류
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2. 린 시스템의 목표
• 최종 목표: 균형잡힌 생산시스템 구현
– 원자재와 산출물이 시스템을 통해 부드럽고 신속하게 흐르는 시스템
• 부가적 목표들
1)
공정 중단 요인 제거 (Eliminate disruptions)
• e.g. 나쁜 품질, 설비의 고장, 일정계획의 변경, 납품 지연 등
2)
유연한 생산 시스템 구축
• 특히 셋업 시간 및 리드타임 감소에 초점
3)
낭비(waste, unproductive resources) 제거
① 과도한 재고(Excess inventory)
② 초과생산(Overproduction)
③ 대기시간(Waiting time)
④ 불필요한 운송(Unnecessary transporting)
⑤ 공정낭비(Processing waste)
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⑥
⑦
⑧
비효율적인 작업 방법
(Inefficient work methods)
불량품(Product defects)
유휴 인력
(Underused people)
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3. 린 시스템의 구성요소
1) 제품 설계 요소(Product Design)
①
②
③
④
표준 부품(Standard parts)
모듈 설계(Modular design)
품질을 고려한 고도의 생산 시스템
동시 공학(Concurrent engineering)
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3. 린 시스템의 구성요소
2) 프로세스 설계 요소(Process Design)
① 소규모 로트 (Small lot sizes)
• 린에서의 이상적인 로트 사이즈 = 1
• 소규모 로트의 이점
–
–
–
–
–
–
재고 감소 → 재고 유지 비용 및 공간 감소
불량품 발생 시 낮은 재가공 비용
제품에 대한 개선 이전에 처분해야 하는 재고 감소
문제에 대한 가시성 증가
생산 유연성 증가
운영상의 균형을 맞추기 용이해짐
그림 14.2
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Operations Management – 2023 Spring – 9
3. 린 시스템의 구성요소
2) 프로세스 설계 요소(Process Design)
② 셋업 타임 감소
• 로트 사이즈 감소, 제품믹스 변경 → 잦은 셋업(작업 준비)
• 그룹테크놀로지를 적용하기도 함
③ 셀방식 생산(Manufacturing cells)
• 린 시스템은 많은 제조 셀을 기반으로 생산
→ 작업 전환시간(changeover times) 감소
→ 높은 설비 가동률
→ 작업자에 대한 다기능 교육 훈련 용이
④ 품질 개선(Quality improvement)
• 생산 공정 과정에서 불량은 원활한 작업 흐름을 저해
• Autonomation (오토노메이션, 자동결함 검출, 지도카, jidoka)
– Autonomation = automation + autonomy
– 불량 검출 시 자동으로 기계가 정지
→ 작업자는 이후 생산라인을 정지하고 문제 해결
– 원천에서의 품질 관리(Quality at the source)
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3. 린 시스템의 구성요소
2) 프로세스 설계 요소(Process Design)
⑤ 생산 유연성(Production flexibility)
• 린 생산에서의 생산유연성 증대를 위한 가이드라인
Table 14.2.
•
•
•
•
•
•
작업 전환시간을 줄임으로써 작업 전환에 따른 정지시간 발생을 줄여라.
고장과 정지시간을 줄이기 위해 주요 설비에 대한 예방적 유지보수를 수행하라.
병목현상이 발생하거나 다른 작업자가 부재 중일 때 문제해결이 가능하도록 작업자들을
여러 기능에 걸쳐 교육을 하고 설비 조정과 간단한 수리도 할 수 있도록 교육하라.
전체생산용량을 여러 개의 작은 단위로 나누고, 여러 개의 작은 셀들은 일시적으로 생산
용량을 변경하는 것을 용이하게 하고, 그것을 나누거나 늘리는 것도 용이하게 한다.
독립된 완충지역을 만들어라. 병목현상을 줄이고 지속적인 작업 변경을 피하기 위해 간헐
적으로 작업장으로 부터 떨어진 곳에 안전재고를 보관하라.
중요 고객을 위해 생산유휴설비를 운영하라.
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3. 린 시스템의 구성요소
2) 프로세스 설계 요소(Process Design)
⑥ 균형 잡힌 시스템(A balanced system)
• 작업장 간에 작업부하를 균등하게 할당 (라인밸런싱)
– 각 작업장에 할당된 작업의 소요 시간은 사이클타임보다 작거나 같아야 함
– 택트타임(Takt time): 최종제품과 고객의 수요를 일치시키기 위해 필요한
사이클타임
• 린 시스템의 맥박으로 불림
• 교대작업 상황에서서 적용됨
• 예제 1
– 두 번의 시프트(shifts, 교대조)
– 시프트당 하루 작업시간은 480분이며, 시프트당 20분의 휴식이 2번, 30분의
점심시간 존재
– 하루당 수요 = 80
net available time per shift = 480 − 2(20) − 30 = 410 min/shift
net available time per day 410  2
Takt time =
=
= 10.25 min/cycle
daily demand
80
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3. 린 시스템의 구성요소
2) 프로세스 설계 요소(Process Design)
⑦ 재고 감소(Little inventory storage)
• 재고는 심각한 문제를 숨기는 경향이 있음
• 재고를 최소화하고 문제의 원인을 찾아 해결해야 함
⑧ 실수방지 기법(Fail-safe methods, 포카요케, Poka-yoke)
• 공정에서 발생할 수 있는 실수의 가능성을 제거하거나 줄이기 위해 공정에
안전장치를 설치하는 것
• 예시:
–
–
–
–
–
안전벨트 미착용 경고
ATM기에서 카드를 뽑지 않으면 이를 알려 주는 ATM 신호
제자리가 아니면 부품이 조립되지 않도록 부품을 설계하는 것
전기 과부하가 걸리면 전기 공급을 차단하는 퓨즈나 회로차단기
반출되는 제품에 감시 태그가 미제거시 알려주는 도난방지 시스템
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3. 린 시스템의 구성요소
3) 인적/조직적 요소(Personnel/Organizational Elements)
① 자산으로서의 작업자(Workers as assets)
• 잘 훈련되고 동기부여가 된 작업자들은 린 시스템의 핵심
② 다기능 훈련 작업자(Cross-trained workers)
• 작업자들은 한 공정의 여러 기능을 수행하고 다양한 기계를 작동할 수
있도록 훈련
→ 유연성 제고, 라인밸런싱 향상
③ 지속적 개선(Continuous improvement, 카이젠, kaizen)
• 작업자들은 품질에 대해 많은 책임
• 린 시스템에 참여하는 작업자들은 SPC(통계적 공정관리), 품질 개선,
문제해결 도구 등에 대한 훈련을 받음
④ 리더십/프로젝트 관리
• 관리자는 명령권자가 아니라, 리더이자 조력자
• 작업자와 관리자 사이에 의사소통 강조
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3. 린 시스템의 구성요소
4) 생산 계획과 통제 요소(Manufacturing Planning and Control)
① 작업부하 평준화(Level loading)
• 린 시스템은 안정적이고 평준화된 일일 작업일정을 강조
– MPS 또한 평준화된 생산 부화를 가능하도록 수립
• 혼류모델(Mixed model) 스케줄링
– 어떤 순서로 생산할 것인가?
– 정해진 생산 순서가 하루에 몇 번 반복되어야 하는가?
– 각 사이클에서 각 모델이 몇 단위씩 생산되어야 하는 가?
작업순서
사이클
패턴
혼류 생산 예시
Model Daily demand
A
10
B
15
C
5
Model Daily demand
A
12
B
16
C
5
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Cycle
Pattern
1
5
2
3
4
A(2) B(3) C A(2) B(3) C A(2) B(3) C A(2) B(3) C A(2) B(3) C
Cycle
1
2
3
4
5
Pattern
A(2) B(3) C A(2) B(3) C A(2) B(3) C A(2) B(3) C A(2) B(3) C
Extra units(s)
A
AB
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3. 린 시스템의 구성요소
4) 생산 계획과 통제 요소(Manufacturing Planning and Control)
② Pull Systems(후공정 인수시스템)
• 후속 공정에서의 요구에 따라 선행 공정의 산출물을 끌어옴
– 완제품은 소비자의 수요나 주일정계획에 의해 끌려 나오게 됨
• 안정적이고 반복적인 공정 시스템에 적합
– 조업량, 제품믹스, 제품 설계 등의 변동이 크다면 부적합함
• C.f. Push system(전공정 전달시스템): 작업이 완료되면 그 산출물이 다음
작업장으로 전달
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3. 린 시스템의 구성요소
4) 생산 계획과 통제 요소(Manufacturing Planning and Control)
③ 눈에 보이는 시스템(Visual Systems)
• 칸반(Kanban)
– 선행 공정에 작업이나 자재의 수요에 대한 의사를 전달하는 카드나 다른 수단
• 칸반은 ‘신호’ 또는 ‘눈에 보이는 기록’이라는 뜻을 가진 일본말
– 생산이나 운반을 위한 권한
– 생산 칸반(p-칸반, Production kanban), 운반 칸반(c-칸반, Conveyance Kanban) 등
예시:
Source: https://kanbanzone.com/
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3. 린 시스템의 구성요소
4) 생산 계획과 통제 요소(Manufacturing Planning and Control)
④ 재공품 감소(Limited WIP)
→ 재고유지 비용 감소
→ 유연성 증가
→ 일정계획이 용이
→ (설계 변경 시) 재작업 및 폐기 비용 절감
→ 사이클타임의 변동성 감소
⑤ 공급업체와의 친절한 관계(Close Vendor Relationships)
• 계층적 공급업체 관리(Supplier Tiers)를 활용 → 상대적으로 적은 공급업체
• 공급업체들은 적은 크기의 로트들을 더 자주 공급
Fig 14.4. 전통적 공급 네트워크
vs. 계층적 공급업체(supplier tiers)
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vs.
Operations Management – 2023 Spring – 18
3. 린 시스템의 구성요소
4) 생산 계획과 통제 요소(Manufacturing Planning and Control)
⑥ 거래처리 감소(Reduced Transaction Processing)
• 기타 활동 및 처리 비용 감소 노력
– e.g. 물류 관련 처리, 품질 관련 처리, 균형 유지 관련 처리, 변경 관련 처리등
⑦ 예방적 유지보수와 정리정돈
• 예방적 유지보스(Preventive maintenance, PM)
– 기계 고장이 일어나기 전에 좋은 상태로 유지될 수 있도록 보수하고 부품을
교체하는 활동
• 작업장 정리(Housekeeping)
– 작업의 원활한 흐름을 방해하고 공간만 차지하는 자재들을 치우고 작업장을
청결한 상태로 유지하는 활동
– 5S : Sort(정리), Straighten(정돈), Sweep(청소), Standardize(표준화), Selfdiscipline(습관화)
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3. 린 시스템의 구성요소
• 린과 정통적 생산 철학의 비교(Table 14.3.)
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