CAPA 개념과 분석 / 관리

CAPA 개념과분석 / 관리 1

CAPA 분석 ( 생산능력계획 ) 생산능력 (Production Capacity) 이란무엇인가? 특정한기간내에달성할수있는설비의최대산출률 잔업이나하청등은포함하지않음 일정기간중특정생산시스템에서생산되는최대생산량예 ) Ton/ 일, 대 / 일, 배럴 / 일, 개 / 일 # 서비스업에서는 " 생산에투입되는주요자원 ( 시설또는사람등 ) 의크기 (EX) 침상수 ( 병원, 호텔업 ), 좌석수 ( 극장, 식당업 ), 등록학생수 ( 학교 ) 생산능력계획의중요성 기업의미래산출량을결정 기업의비용구조를결정 장기적이며전략적이므로결정한후에변경이어려움 차후의다른생산계획을제약 장기적으로는회사의비젼을제시 2

능력의결정과설비의결정 생산능력의결정수요예측을토대로이루어지는생산량의결정문제전략적결정문제최고경영층의의사결정문제수요변동에따른생산량계획생산능력결정문제전술적결정문제조업수준결정문제 3

생산능력 (Production Capacity) 의개념 설계능력 (Design Capacity) - 설계상에표시된성능 / 용량 - 생산시스템의내 외여건에상관없이생산설비에서일정기간중생산가능한최대산출 ( 생산 ) 량 유효능력 (Effective Capacity) - 주어진내 외적여건하에서일정기간동안생산가능한산출량 - 시스템능력이라고도한다. 실제생산량 (Actual Capacity) - 설비나시스템에서실제로달성된산출량 - 돌발적고장, 불량발생, 자재부족, 결근등으로 유효능력을초과할수없다. 설계능력 유효능력 실제생산량 4

생산능력 (Production Capacity) 의개념 피크생산능력과안정생산능력 피크생산능력 단기적으로가능한설비의산출률 잔업이나임시하청등을포함 서비스업체에있어매우중요 안정생산능력 장기적으로안정된산출률 Planning 과 Scheduling 수립시기준생산능력 Planning infinite capacity ; 제약이반영되지않은제품단위의생산능력 Scheduling finite capacity ; 제약이반영된설비별일자별작업순서를결정하기위한생산능력 5

생산능력 (Production Capacity) 의측정 이용률 (Utilization) = 실제생산량 / 설계능력 설계능력에대한산출량 효율 (Efficiency) = 실제생산량 / 유효능력 유효능력에대한산출량 이용률의제고가중요하다. 이를위해서는시스템의유효능력개선 즉, 시스템의능력발휘를저해하는요인들의제거가선행되어야한다 (Ex) 돌발고장, 불량자재투입, 자재부족, 결근등 유효능력개선을위해필요한활동은? 생산시스템의합리적운용관리를위한활동 ( 설비관리, 인사관리, 자재관리, 구매관리, 공정관리, 품질관리등 ) 6

생산능력 (Production Capacity) 의측정 생산능력을표시할때주의사항 반드시시간단위를표기 생산능력과생산량을구별 제품의생산단가가가장낮은수준에서의생산규모 여러제품생산시생산능력측정에유의 공정지향적인기업에서는투입물로생산능력측정 실제운영상많은제약 7

생산능력의결정과정 미래수요의예측소요능력의파악 / 산정능력계획안의탐색계획안의경제성분석대안의선정및이행 수요의장기적추세를중심으로특징의파악 ( 경기변동, 계절변동, 불규칙변동등 ) 능력소요량 =( 장래수요량을토대로한전체생산능력 - 현재의생산능력 ) 대체안 ( 여러능력계획안 ) 의작성 - 능력증설의규모, 확장시기 능력비율산정과적용 사전확장전략 사후증설전략 기대가치유지전략 계획안의경제적효과분석을통한생산설비의최적규모결정 ( 최적규모 = 생산시스템에최대의이익을줄수있는규모 ) 손익분기점분석 재무적분석 ( 경제성공학 ) 의사결정이론 능력비율의산정및평가 CR > 0.5 : 사전확장전략채택 - 0.5 < CR < 0.5 : 기대가치유지전략채택 CR < -0.5 : 사후증설전략채택 능력비율 (Capacity Ratio) CR = (Cs Ce) / Cs Cs = 단위당품절손실, Ce= 단위당잉여능력비용 8

생산능력의결정요인 9

생산능력계획의중요성 생산능력의부족 = 서비스지연에의한고객이탈, 경쟁자의시장진입허용원가경쟁측면불리 생산능력의과잉 = 수요 공급 에따른가격하락가속과잉재고보유에따른재고유지비용과다지출불경기시고정비압박에따른이익감소 적정규모 ( = 최적수준 ) 와 Silverstone Curve : 영국의경제학자 G. Silverstone 의연구 1950 년대영국의자동차산업관련연구 10

설비능력의산정 실제설비능력의산정 - 설비능력 : 각설비의 일정시간에대한가용시간 (available hours) 파악 설비효율의파악을통해 가용시간중지연, 고장, 수리등에의한유휴시간파악 설비효율 (plant efficiency) E = 1.0 -{DT( 고장시간 ) +SET( 가공 준비시간 )}/ D( 조업시간 ) #1 설비 : E1 = 1 - {80 + 16} / 480 = 0.80 #2 설비 : E2 = 1 - {90 + 30} / 480 = 0.75 #3 설비 : E3 = 1 - {40 + 8} / 480 = 0.90 11

( 연습 -1) CAPA 및부하율 CT 한명또는한설비인경우는 CT 라인인경우에는 NECK 공정의 CT 5 분 일조업시간계획수립시표준으로정한 1 일근무시간 500 분 생산성 과거실적을분석한결과의생산성 ( 종합효율 ) 80 % 캐파 ( 생산능력 ) ( 일조업시간 ) = ----------- 생산성 ( CT ) ( 500 ) = ----- ( 0.8 ) ( 5 ) = 개 일생산목표량 1 일생산해야할목표량 ( 필요량 ) 120 개 부하공수일생산목표량 CT 분 부하율 ( 일생산목표량 ) ( 캐파 ) 100 = ( 120 ) ( 80 ) 100 ( 일생산목표량 CT ) ( 일조업시간 ) 생산성 = ( 120 ) ( 5 ) (500 ) ( 0.8 ) =. % 12

( 연습 -2a) CAPA 및부하율 1 수주량 해당라인의년수주량 220.000 대 / 년 2 WORKING DAY 년작업일수 250 일 3 일조업시간 1일표준으로정한근무시간 20 HR 4 기준조업시간 = WORKING DAY 일조업시간 HR 5 이론 CT NECK 공정 CT 72 초 6 정미 UPH 3600 초 이론 CT 대 7 목표종합효율 공정설계시의효율 생산능력기준지표및설비투자검토 / 분석 80 % 8 CAPA 기준작업시간 정미 UPH 목표종합효율대 / 년 9 CAPA 부족 = CAPA - 수주량대 / 년 10 부하율 = 수주량 CAPA 100 % 13

( 연습 -2b) CAPA 및부하율 1 수주량 해당라인의년수주량 220.000 대 / 년 2 WORKING DAY 년작업일수 250 일 3 일조업시간 1일표준으로정한근무시간 20 HR 4 기준조업시간 = WORKING DAY 일조업시간 HR 5 이론 CT NECK 공정 CT 72 초 6 정미 UPH 3600 초 이론 CT 대 7 목표종합효율 공정설계시의효율 생산능력기준지표및설비투자검토 / 분석 80 % 8 부하공수 = ( 수주량 이론 CT)= ( ) ( ) 3600 HR 9 부하율 = 부하공수 기준조업시간 목표종합효율 = ( ) ( ) ( ) % 14

( 연습 -3) 공정별부하산출 근무일수 부하량 구분 일 생산목표량 단위 1일근무시간 년 250 1250 천개 500 분 월 23 115 천개 일 1 5,000 개 NO 공순 1공 2공 3공 4공 5공 1 공정명 가나 마바 사야 차라 하네 2 경제생산량 EPQ 100 1,000 200 100 500 개 개 개 개 개 3 CT/EPQ ( 분 /EPQ) 10.0 200.0 10.0 50 200 4 CT/ 개 ( 분 / 개 ) 0.1000 5 정미부하 ( 분 ) 500.0 6 종합효율 (%) 50% 50% 50% 50% 50% 7 부하시간 ( 분 ) 1,000.0 8 설비소요량 ( 대 ) 2.00 15

( 연습 -4a) CT 와 ST( 표준공수 ) CT 분 / 개 NO 품번 / 품명 1호기 2호기 3호기 4호기 5호기 1 AA 2 4 10 2 5 2 BB 4 5 2 10 2 3 CC 10 2 5 4 4 4 DD 5 5 2 4 10 5 EE 10 2 5 4 1 ST 분 / 개 NO 품번 / 품명 1반 2반 3반 4반 5반 1 AA 10 2 5 4 10 2 BB 2 4 2 10 2 3 CC 5 10 5 4 4 4 DD 5 5 2 4 10 5 EE 10 2 5 4 1 16

( 연습 -4b) 설비소요량산출 1 일근무시간 500 분 NO 품번 / 품명 일소요량 **** 1호기 2호기 3호기 4호기 5호기 1 AA 100 CT/ 개정미부하 2 BB 20 CT/ 개정미부하 3 CC 100 CT/ 개정미부하 4 DD 40 CT/ 개정미부하 5 EE 50 CT/ 개정미부하 가 정미누계 나 종합효율 50% 50% 50% 50% 50% 다 부하공수 라 설비소요량 마 보유설비수 7.0 9.0 7.0 8.0 8.0 바 설비과부족 17

( 연습 -4c) 정원산정 1 일근무시간 500 분 NO 품번 / 품명 일소요량 **** 1반 2반 3반 4반 5반 누계 1 AA 100 ST/ 개정미부하 2 BB 20 ST/ 개정미부하 3 CC 100 ST/ 개정미부하 4 DD 40 ST/ 개정미부하 5 EE 50 ST/ 개정미부하 가 정미누계 나 종합효율 50% 50% 50% 50% 50% 50% 다 부하공수 라 정원 마 현재원 7.0 9.0 7.0 8.0 4.0 35.0 바 과부족 18

( 연습 -5) 부하산출 A B C 부하산출순 모델 ( 기종 ) 수주량 넥크 CT 부하공수 단위 1 AA 1,000 5 분 분 2 BB 1,000 2 분 분 3 CC 2,000 1 분 분 ** 누계 4,000 부하공수 = 분 캐파산출 구분 월작업일수 일작업시간 목표종합효율 캐파 단위 목표 25 일 8 시간 70% 분 현상 25 일 8 시간 60% 분 조정 26 일 10 시간 60% 분 캐파과부족조정 구분 케파 부하 캐파부족 단위 목표 분 현상 분 조정 분 19

< 사례 > CAPA 분석 기준 작업시간 정미 UPH 2005년 266일 10시간 2 shift = 5320 시간 3600 / CT = 50 회사정책에의해결정되는작업시간으로용도에따라년작업시간, 월작업시간, 주작업시간등으로구분하여사용할수있다. 만도의년작업시간은년작업일수 (Working days + 특근 2 회 / 월 ) 일작업시간 2Shift 로계산하되, 중장기설비 CAPA 검토시는 262 일 10 시간 2shift 를기준으로산출한다. 최대시간당생산량이다. 즉라인 Neck 공정의 Cycle Time 을기준으로여유율 0 인시간당생산량임. 목표종합효율 74% 생산종합효율을경험치로목표치를설정하여투자검토기준이되는생산능력을산출하는데사용함 CT 예 > 72 초 목표생산능력 기준작업시간 정미 UPH 목표종합효율 생산능력기준지표, 설비투자검토 / 분석 실적생산능력 기준작업시간 정미 UPH 생산종합효율 현생산능력수준파악, 개선을통한 Capa-Up 5320 시간 50 74% = 78,736 5320 시간 50 54% = 57,456 20

< 사례 > 부하율 순 제품명 월평균수량 샤링기 프레스 500 톤 프레스 400 톤 프레스 200 톤 프레스 100 톤 알곤용접기 스폿트용접기 CO2 용접기 GROUP CT CT CT CT CT CT CT CT Tmax 1 A 1,000 2 B 500 3 C 800 4 D 500 5 E 100 6 F 200 월간총부하시간 월간가동시간 부하율 (%) 2 10 10 20 20 A 2,000 10,000 10,000 20,000 20,000 20 3 10 6 20 15 B 1,500 5,000 3,000 10,000 7,500 20 10 6 10 C 8,000 4,800 8,000 10 10 10 6 6 D 5,000 5,000 3,000 3,000 10 2 10 10 20 20 A 200 1,000 1,000 2,000 2,000 20 2 10 6 20 30 B 400 2,000 1,200 4,000 6,000 30 4,100 23,000 24,000 12,000 3,000 22,000 44,000 13,500 145,600 40,000 40,000 40,000 40,000 40,000 40,000 40,000 40,000 320,000 10,3% 57.5% 60.0% 30.0% 7.5% 55.0% 110.0% 33.8% 45.5% 21

라인편성효율 공정이한개이상인흐름작업방식에서, 작업량을분배한결과가효율적이며양호한가를평가하는지표를라인편성효율이라한다. 라인편성효율은 100% 가최대이다. 라인편성효율은 80% 이상이되어야하며 100% 에근접할수록좋다. 애로공정시간 (NECK 공정 ) 공정시간누계 공정수 각각공정별공정시간이다를때공정시간이가장긴공정애로공정이라하며애로공정의시간 * B0TTLE NECK( 병목공정 ), NECK 공정 흐름작업방식에포함되어있는각공정의시간누계 작업량을분배한결과로편성된공정수 22

편성효율산출 라인편성효율 공정시간누계 = ------------------ 100 공정수 애로공정시간 실습 용어기호데이타라인편성효율 공정시간누계 공정수 애로공정시간 Σti m tmax Σti = -------- 100 = m tmax 23

사례 공정재편성 공정순작업자단위현상 개선 1 개선 2 개선 3 개선 4 +1 명 -1 명 - + 1 명 1공정 효리 분 2 2공정 세리 분 3 3공정 유리 분 5 ti 공정시간누계 분 N 애로공정시간 분 m 공정수 공정 N m 라인공수 분 LB ti/(n m) 라인편성효율 % T 일조업시간 분 SPD T/N 일생산량 개 SPD/ 인 SPD/m 인당일생산량 개 24

피치다이야그램 피치다이야그램 라인편성효율과인당일생산량 5 160 120 3 80 1 40 공정 1공정 2공정 3공정 작업자 효리 세리 꼴리 공정시간 2 분 3 분 5 분 라인편성효율 66.7% 83.3% 100% 98.0% 100% 일생산량 100 개 167 개 100 개 147 개 50 개 인당일생산량 33 개 42 개 50 개 49 개 50 개 25

NECK 공정 애로공정 (NECK 공정 ) * 각각공정별공정시간이다를때공정시간이가장긴공정을애로공정이라함 B0TTLE NECK( 병목공정 ), NECK 공정 작업역 작업자가담당하고있는작업구역또는공간이다. 작업역에는자재, 기계, 치공구가배치되어있다 불량한작업역은작업을힘들게하고, 고통스럽게한다. 작업공정 재설계 자재, 부품의량과통 작업역의넓이 / 높이 작업역의배치 작업역의밝기 - 자재량은최소량으로한다. - 자재통은자재의량에비례하도록조그마하게맞춤 - 통의모양은자재를잡기쉽도록고안한다. - 최소한의넓이로, 좁게 / 몸에서 15-40Cm 이내에배치 - 작업점일직선, 몸을구부리거나꼬지않도록 - 자주사용되는것은통상영역에 / 양손을사용토록 - 작업자가눈에직접조명되지않게 / 조도는밝게 26

사례 조립라인 NECK 공정개선 00 공장의콘베어라인에서 30 명의작업자가조립작업을하고있음. 콘베어끝공정에서한대가나오는주기가 28 초임 ----------------------------- - 한대가나오는주기를 28 초에서 27 초로개선키로함 - 일작업시간 = 8 시간 =28800 초 - 대당제품가격 = 10,000 원 - 초당임률 = 2 원 e 대당공수절감 = CT 삭감 작업자수 = 1 30 = 30 초 f 1 일생산량 =1 일작업시간 CT.PT.TT( 개선전 ) = 28800 28 = 1,000 개 g 대당판매금액 = 10,000 원 h 년근무일수 = 250 일 ** 효과금액 = 대당공수절감 1일생산량 250일 임률 = 초 개 일 원 = 만원 27