[WIP]생산시스템의 설계

최초 작성일: 25.10.07

최종 작성일: 25.10.07

1절 생산시스템의 설계

1.1 프로젝트 배치 (project layout)

|생산포인트를 중심으로 자재와 장비를 사용순서와 이동의 난이도에 따라 배열하여 바퀴의 축과 같이 제품을 배치하는 것

|제품의 규모가 크기 때문에 고정된 위치를 유지하고, 작업자의 자재 및 제조 장비가 제품 생산 위치로 이동함

|현장의 지역은 자재 적재, 세부조립 건설, 중장비의 접근 지역, 경영 영역과 같은 다양한 목적에 따라 설계됨

|대부분 주문에 의해 과업이 수행되고 고객화의 정도가 매우 높음

>> 자동화가 어려움

>> 숙련되 작업자가 요구됨

|자재의 조립순서에 따라 자재를 정리하는 방식으로 전개 됨

(예)주문 요트 제작시

중심으로 단 한번만 이동하는 무거운 엔진은 떨어진 곳에 위치함

크레인은 통상적으로 사용하므로 중심 가까이에 위치함

|작업 간에 우선순위가 있음

>> 이 선행순위가 생산단계를 결정하므로 자재를 선행순위에 따라 배열하여 프로젝트 배치를 개발함

|조선업, 항공기 제조업, 건설산업, 방송 프로그램 제작, 콘서트 등에 적용될 수 있음

1.2 Work Center(작업장)

• 모든 드릴 기계가 한 지역에 타인 기계가 다른 지역에 배치되는 것 같이 비슷한 장비나 비슷한 기능의 기계를 한군데 모은곳
• 하나의 부품이 각 작업에 적합한 기계들이 위치해 있는 한 작업장에서 다른 작업장으로 미리 설정된 작업의 순서에 따라 작업을 마친 후 이동함
• 프로세스 구조가 비표준화된 다품종 소량 생산에 적합함
  >>작업장은 때로 부서와 같은 형태로 언급되며 특정 형태의 작업에 초점이 맞추어져 있음

장점	단점
수요 변화에 유연성이 크며 대량 생산이 어려운 고가 제품의 생산에 유리한 방식	적은 단위로 생산 하기 때문에 대량 생산에 의한 규모의 경제 효과를 기대할 수 없음 납기 준수를 위한 생산 일정계획 수립이 어려움 생산 과정의 통제가 까다로

|유의 사항

• 자재의 흐름을 최적화 하는 방식으로 작업장을 배열하는 것
• 최적의 배치는 서로 물동량이 많은 작업장을 이웃에 두는 것

③ 제조 셀 (작업의 순서)

• 비슷한 형상과 프로세스를 요구하는 제품 생산을 위한 작업을 수행하는 셀에 서로 다른 기계를 배열함으로써 형성되는 방식
• 동일하거나 유사한 품목을 반복적으로 생산함
• 제조 셀에서의 혼류는 재고 문제를 야기하고 생산일정을 어렵게 만들 수 있음
• 혼류 : 동시에 다수의 제품이 여러 작업장에서 생산되는 현상

장점	단점
작업장에 비하여 산출량이 많고 하위 품족 중 일부를 미리 생산해 놓을 수 있어서 관리적인 이점을 얻을 수 있음	일반적으로 생산되는 제품의 범위가 좁음

 

• 공장의 가동률이 높을수록 작업들이 대기하면서 재공품이 많이 발생할 수 있음
• 다른 작업이 지연되는 현상이 발생할 수 있음
• 생산과정에서 효율성 하락 가능

|작업장이나 연속 프로세스를 사용하더라도 일부 공정은 제조 셀을 사용할 수 있음

• 코딩시스템 등을 이용하여 부품을 분류하는데, 실제로 이는 매우 복잡하며 컴퓨터 시스템을 요구하기 때문에 상당한 예산을 필요로 함

• 프로세스의 위치 선정 혹은 재선정을 기초로 부품군의 공통된 흐름 패턴을 규명함
• 유력한 흐름 형태가 각 부품군을 위해 확인되면, 각 단계의 기계(장비)를 제조 셀에 재할당하는 작업을 진행

• 셀 안에 기계 및 프로세스를 물리적으로 묶음
• 다양한 용도 때문에 하나의 군으로 분류될 수 없는 부품과 하나의 셀에 포함시키기 어려운 전문화된 기계가 있을 수 있음
• 어디에도 포함되지 않은 부품과 기계는 별도의 셀에 배치함

1.4 조립라인과 연속프로세스

①조립라인

• 특정 제품을 생산하기 위하여 기계와 작업자를 생산 흐름에 따라 배치함
• 매우 효율적이지만, 생산 제품의 변경 및 수량 조절 등과 같은 유연성이 상대적으로 부족함

|표준화되고  대량생산을 할때 선택하는 것이 좋음

• 조립단계는 '워크스테이션'이라 불리는 지역에서 수행함
• 제품 생산의 효율성을 확보할 수 있도록 설계 단계에서 최적화하는 것이 중요함
• 한 작업의 지연 혹은 정지가 전체 프로세스에 영향을 끼침

②연속 프로세스

• 하나의 연속 프로세스에서 원자재를 최종 제품으로 전환하는 자동화된 프로세스
• 하나의 통합된 기계가 24시간 가동되는 경우가 다수임
• 투입된 원료가 이동하면서 가동되므로 공간이용률이 큼

 2절 조립라인의 설계

2.1 조립라인의 설계

조립라인의 설계와 균형화

①조립라인 설계

|워크스테이션 사이클 타임이라 불리는 균등 시간 간격으로 워크스테이션들을 통과하는 컨베이어를 설계하는것

|워크스테이션 사이클 타임 : 라인의 끝에 도착하는 완성품 간 시간 간격

|각 작업대에서 수행되는 일은 많은 작업으로 이루어져 있으며, 이를 과업(task)이라고 부름

| 각 워크스테이션에서 부품을 첨가하거나 조립 작업을 완료함으로써 작업을 수행함

>> 조립라인은 점진적 단계를 거쳐 제품을 만드는 특별한 목적을 위한 배치 설계

 

②조립라인 균형화

|각 워크스테이션의 작업량이 워크스테이션 사이클 타임 안에 수행할 수 있는 작업량보다 많지 않고 모든 워크 스테이션의 유휴 시간이 최소화 되도록 워크스테이션에 과업을 할당하는 것

 

③선행관계

|조립 프로세스에서 수행되어야 할 과업의 순서를 결정하는 것

 

2.2 조립라인 균형화 단계

선행 다어이그램을 사용하여 과업 사이의 순차적 관계를 명시함

①다이어그램은 원과 화살표로 구성됨

②공식을 사용하여 워크스테이션 사이클 타임을 결정함

하루당 생산시간 / 하루당 요구되는 산출물 단위 = 워크스테이션 사이클 타임

③공식을 사용하여 워크스테이션 사이클 타임 제약조건을 만족하기 위해 요구되는 이론적인 최소 워크스테이션의 수를 결정함

|산출된 값 다음으로 큰 정수로 올림
워크스테이션의 수= 과업시간의 합 / 사이클 타임

④어떤 과업을 워크스테이션에 할당할 것인가에 대한 첫 번째 규칙과 동점인 경우 다시 필요한 두번째 규칙을 선택함

(예) 첫 번째 규칙은 가장 긴 작업시간이 될 수 있고, 두번 째 규칙은 후행과업의 수가 많은 과업이 될 수 있음

- 이 경우 할당 가능한 과업 중에서 작업시간이 가장 긴 과업을 선택함

-만일 작업시간이 같다면 후속과업이 가장 많은 과업을 선택함

⑤한번에 하나의 과업씩 과업시간의 합이 워크스테이션 사이클 타임과 같을 때나 시간이나 순서 제약으로 인해 어느 작업도 배정하지 못할 때까지 과업을 워크스테이션 1에 할당함

조립라인 균형화 단계

⑥공식을 사용하여 균형의 효율성을 평가함

|워크스테이션(작업대)마다 한 명의 작업자가 있다고 가정함

|워크스테이션 수와 작업자 수가 일치하지 않으면, 작업자 수로 워크스테이션 수를 대체함

|만약 효율성이 만족스럽지 않으면 다른 의사결정 규칙을 사용하여 재균형화 함