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제 9 장 설비계획

제 9 장 설비계획. 1. 생산능력의 기본적 개념 2. 설비계획의 절차 3. 설비입지와 입지결정요인 4. 입지결정기법 5. 국제입지. ■ 생산능력계획 - 설비계획 ( 장기 ) - 총괄계획 ( 중기 ) - 일정계획 ( 단기 ) ■ 설비계획 - 설비계획이란 장기의 물리적인 생산설비에 관한 계획으로서 , 생산능력이 언제 , 얼마만큼 필요하며 , 어디에 입지해야 하는가를 다룸 . 제 9 장 설비계획. 1. 생산능력의 기본적 개념. (1) 생산능력의 정의와 측정.

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  1. 제9장 설비계획 1. 생산능력의 기본적 개념 2. 설비계획의 절차 3. 설비입지와 입지결정요인 4. 입지결정기법 5. 국제입지

  2. ■ 생산능력계획 - 설비계획(장기) - 총괄계획(중기) - 일정계획(단기) ■ 설비계획 - 설비계획이란 장기의 물리적인 생산설비에 관한 계획으로서, 생산능력이 언제, 얼마만큼 필요하며, 어디에 입지해야 하는가를 다룸. 제9장 설비계획

  3. 1. 생산능력의 기본적 개념 (1) 생산능력의 정의와 측정 ■ 생산능력(capacity)의 정의 - 생산능력이란 최대산출률, 즉 생산시스템이 일정한 기간 동안 제공할 수 있는 최대산출량 ■ 생산능력의 측정 - 생산능력은 기간당 산출량의 단위로 측정 ·맥주공장이나 정유공장 : 배럴(barrel)/일 ·자동차공장 : 대/년 ·제철공장 : 톤(ton)/년 ·발전소 : 메가와트(megawatt)/년 - 생산능력이 제품믹스에 의해 영향을 받는 경우 ·레스토랑：일당 서비스할 수 있는 고객의 수나 일당 매출액 ·항공사：월간 가용 좌석-마일(seat-mile)수 ·가능한 공통의 물리적인 단위를 찾아내고, 여의치 못한 경우에는 매출액으로 생산능력을 표시 제9장 설비계획

  4. ■ 공칭생산능력(公稱生産能力：nominal capacity) - 정상적인 가동정책하의 일정 기간당 최대산출량(잔업이나 추가적인 하청 등은 불포함) ■ 피크생산능력과 유지생산능력 - 피크생산능력이란 잔업이나 임시 추가고용과 같은 일시적인 방편을 사용하여 단지 짧은 기간 동안만 유지되는 생산능력 - 유지생산능력은 정상적인 방법으로 오랫동안 계속 유지될 수 있는 생산능력 - 발전소, 식당, 전화국과 같은 서비스산업에서는 피크생산 능력이 유지생산능력보다 더 중요함. 제9장 설비계획

  5. (2) 완충생산능력(capacity cushion) ■ 완충생산능력의 정의 - 완충생산능력＝생산능력－평균수요 - 양(＋)의 완충생산능력은 평균수요 이상으로 생산능력을 유지한다는 의미；음(－)의 완충생산능력은 평균수요 이하로 생산능력을 유지함을 의미 ■ 완충생산능력에 대한 세 가지 전략 - 생산능력의 부족 방지 ·양의 완충생산능력 사용；즉,평균수요예측치 이상의 추가생산능력 유지 ·이 전략은 확대되고 있는 시장이나 또는 생산능력의 건설 및 운영비용이 생산능력의 부족으로 인한 비용보다 더 작을 경우에 적합 제9장 설비계획

  6. - 생산능력을 평균수요예측치 수준으로 유지 ·완충생산능력 = 0 ·이 전략은 생산능력의 부족으로 인한 비용과 생산능력의 과잉으로 인한 비용이 서로 비슷할 때 사용 - 가동률의 최대화 ·가동률을 최대화하기 위하여 완충생산능력을 최소화 하거나 마이너스 수준으로 유지 ·이 전략은 정유, 제지 및 기타 자본집약적인 산업의 경우와 같이 생산능력 건설비용이 생산능력부족비용 보다 매우 큰 경우에 적합 ·이 전략은 단기이익을 최대화하지만 장기적인 시장 점유율에는 불리 제9장 설비계획

  7. (3) 개별 생산능력의 크기 ■ 규모의 경제(economies of scale) - 개별 생산능력(개별 공장)의 적정 크기와 관련된 개념 - 설비의 규모가 커져 생산량이 증가하면 고정비가 더 많은 생산량에 분담되므로 단위당 생산비용이 감소하는 현상 단위당 생산비용 규모의 경제 규모의 비경제 최적크기 설비의 크기(연간 생산량) 제9장 설비계획

  8. ■ 규모의 비경제(diseconomies of scale) - 설비의 규모가 너무 커져 어느 수준을 넘게 되면 오히려 단위당 생산비용이 증가하는 현상 - 원 인 ·수송의 비경제 ·의사소통, 조정 및 통제비용의 증가 ·복잡성과 혼란의 증대에 따른 비용 (예：자재취급비용의 대폭 증가) ■ 최적 설비의 크기 - 기업마다 비용구조와 제품구조에 따라, 그리고 원가, 유연성 또는 납품 중 무엇을 강조하느냐의 생산전략에 따라 최적 설비크기는 달라짐. 제9장 설비계획

  9. 2. 설비계획의 절차 (1) 미래 수요의 예측 (2) 생산능력의 추가요구량 결정 ·생산능력의 추가요구량 = 미래 수요의 예측치에 입각한 소요생산능력 - 가용생산능력(=현존 생산능력-미래의 설비마모분) (3) 생산능력의 변경대안 수립 ·추가되는 생산능력의 시기, 수량 및 입지에 대한 여러 가지 대안 개발 (4) 대안의 평가 ·각 대안의 경제성 검토 ·순현가(NPV)나 내부수익률(IRR)로 평가 (5) 설비의사결정 ·최고경영층에 의해 결정：경제성+기업전략 제9장 설비계획

  10. 3. 설비입지와 입지결정요인 ■ 설비입지문제란 제조설비나 서비스설비의 지리적 위치를 다룸. (1) 제조업의 주요 입지결정요인 ■ 노동력 ■ 시장근접성 ■ 공급자 및 자원에 대한 근접성 ■ 유틸리티, 세금, 토지 및 건축비용 ■ 생활의 질 ■ 기타 요인 - 도로, 철도, 항만시설, 통신시설 등의 인프라스트럭쳐 - 미래의 확장잠재력 - 법적 및 지역적 규제 - 지역사회의 태도 제9장 설비계획

  11. (2) 서비스업의 주요 입지결정요인 ■고객 및 시장근접성 ■ 경쟁업체의 입지 ■ 위치관련요인 - 상업활동의 정도 - 거주밀도 - 교통흐름 및 가시도 제9장 설비계획

  12. 4. 입지결정기법 ■ 설비입지문제의 유형 - 단일 설비의 입지문제 - 설비 네트워크내의 입지문제 - 소매점의 입지문제 - 응급 서비스설비의 입지문제 (1) 단일 설비의 입지문제 ■ 요인평가법 - 산 식 여기서 Sj＝입지 j의 총점수 Wi＝요인 i의 가중치 Fij＝입지 j의 요인 i에 대한 점수 n＝입지의 수 m＝요인의 수 제9장 설비계획

  13. - 요인평가법의 적용 예 ·입지요인과 평가결과 ·입지요인의 가중치와 평가점수 ※연간 투자수익률의 점수는 15%를 만점으로 환산한 값임 ·각 입지의 총점수 S1＝15(8)＋5(6)＋5(10)＋5(2)＋10(8)＋60(6)＝650 S2＝15(10)＋5(4)＋5(8)＋5(6)＋10(6)＋60(10)＝900 (입지 2 선택) 제9장 설비계획

  14. Analytic Hierarchy Process The Analytic Hierarchy Process (AHP), is a procedure designed to quantify managerial judgments of the relative importance of each of several conflicting criteria used in the decision making process.

  15. Analytic Hierarchy Process • Step 1: List the Overall Goal, Criteria, and Decision Alternatives • Step 2: Develop a Pairwise Comparison Matrix Rate the relative importance between each pair of decision alternatives. The matrix lists the alternatives horizontally and vertically and has the numerical ratings comparing the horizontal (first) alternative with the vertical (second) alternative. Ratings are given as follows: . . . continued ------- For each criterion, perform steps 2 through 5 -------

  16. Analytic Hierarchy Process • Step 2: Pairwise Comparison Matrix (continued) Compared to the second alternative, the first alternative is: Numerical rating extremely preferred 9 very strongly preferred 7 strongly preferred 5 moderately preferred 3 equally preferred 1

  17. Analytic Hierarchy Process • Step 2: Pairwise Comparison Matrix (continued) Intermediate numeric ratings of 8, 6, 4, 2 can be assigned. A reciprocal rating (i.e. 1/9, 1/8, etc.) is assigned when the second alternative is preferred to the first. The value of 1 is always assigned when comparing an alternative with itself.

  18. Analytic Hierarchy Process • Step 3: Develop a Normalized Matrix Divide each number in a column of the pairwise comparison matrix by its column sum. • Step 4: Develop the Priority Vector Average each row of the normalized matrix. These row averages form the priority vector of alternative preferences with respect to the particular criterion. The values in this vector sum to 1.

  19. Analytic Hierarchy Process • Step 5: Calculate a Consistency Ratio The consistency of the subjective input in the pairwise comparison matrix can be measured by calculating a consistency ratio. A consistency ratio of less than .1 is good. For ratios which are greater than .1, the subjective input should be re-evaluated. ------- For each criterion, perform steps 2 through 5 -------

  20. Analytic Hierarchy Process Step 6: Develop a Priority Matrix After steps 2 through 5 has been performed for all criteria, the results of step 4 are summarized in a priority matrix by listing the decision alternatives horizontally and the criteria vertically. The column entries are the priority vectors for each criterion.

  21. Analytic Hierarchy Process • Step 7: Develop a Criteria Pairwise Development Matrix This is done in the same manner as that used to construct alternative pairwise comparison matrices by using subjective ratings (step 2). Similarly, normalize the matrix (step 3) and develop a criteria priority vector (step 4). • Step 8: Develop an Overall Priority Vector Multiply the criteria priority vector (from step 7) by the priority matrix (from step 6).

  22. Determining the Consistency Ratio • Step 1: For each row of the pairwise comparison matrix, determine a weighted sum by summing the multiples of the entries by the priority of its corresponding (column) alternative. • Step 2: For each row, divide its weighted sum by the priority of its corresponding (row) alternative. • Step 3: Determine the average, max, of the results of step 2.

  23. Determining the Consistency Ratio • Step 4: Compute the consistency index, CI, of the n alternatives by: CI = (max - n)/(n - 1). • Step 5: Determine the random index, RI, as follows: Number of Random Number of Random Alternative (n)Index (RI)Alternative (n)Index (RI) 3 0.58 6 1.24 4 0.90 7 1.32 5 1.12 8 1.41 • Step 6: Compute the consistency ratio: CR = CR/RI.

  24. Example: Gill Glass Designer Gill Glass must decide which of three manufacturers will develop his "signature“ toothbrushes. Three factors are important to Gill: (1) his costs; (2) reliability of the product; and, (3) delivery time of the orders. The three manufacturers are Cornell Industries, Brush Pik, and Picobuy. Cornell Industries will sell toothbrushes to Gill Glass for $100 per gross, Brush Pik for $80 per gross, and Picobuy for $144 per gross.

  25. Example: Gill Glass • Hierarchy for the Manufacturer Selection Problem Overall Goal Select the Best Toothbrush Manufacturer Criteria Cost Reliability Delivery Time Cornell Brush Pik Picobuy Cornell Brush Pik Picobuy Cornell Brush Pik Picobuy Decision Alternatives

  26. Pairwise Comparison Matrix:Cost Gill has decided that in terms of price, Brush Pik is moderately preferred to Cornell and very strongly preferred to Picobuy. In turn Cornell is strongly to very strongly preferred to Picobuy.

  27. Pairwise Comparison Matrix:Cost • Since Brush Pik is moderately preferred to Cornell, Cornell's entry in the Brush Pik row is 3 and Brush Pik's entry in the Cornell row is 1/3. • Since Brush Pik is very strongly preferred to Picobuy, Picobuy's entry in the Brush Pik row is 7 and Brush Pik's entry in the Picobuy row is 1/7. • Since Cornell is strongly to very strongly preferred to Picobuy, Picobuy's entry in the Cornell row is 6 and Cornell's entry in the Picobuy row is 1/6.

  28. Pairwise Comparison Matrix:Cost Cornell Brush Pik Picobuy Cornell 1 1/3 6 Brush Pik 3 1 7 Picobuy 1/6 1/7 1

  29. Normalized Matrix: Cost Divide each entry in the pairwise comparison matrix by its corresponding column sum. For example, for Cornell the column sum = 1 + 3 + 1/6 = 25/6. This gives: Cornell Brush Pik Picobuy Cornell 6/25 7/31 6/14 Brush Pik 18/25 21/31 7/14 Picobuy 1/25 3/31 1/14

  30. Priority Vector: Cost The priority vector is determined by averaging the row entries in the normalized matrix. Converting to decimals we get: Cornell: ( 6/25 + 7/31 + 6/14)/3 = .298 Brush Pik: (18/25 + 21/31 + 7/14)/3 = .632 Picobuy: ( 1/25 + 3/31 + 1/14)/3 = .069

  31. Checking Consistency • Multiply each column of the pairwise comparison matrix by its priority: 1 1/3 6 .923 .298 3 + .632 1 + .069 7 = 2.009 1/6 1/7 1 .209 • Divide these number by their priorities to get: .923/.298 = 3.097 2.009/.632 = 3.179 .209/.069 = 3.029

  32. Checking Consistency • Average the above results to get max. max = (3.097 + 3.179 + 3.029)/3 = 3.102 • Compute the consistence index, CI, for two terms. CI = (max - n)/(n - 1) = (3.102 - 3)/2 = .051 • Compute the consistency ratio, CR, by CI/RI, where RI = .58 for 3 factors: CR = CI/RI = .051/.58 = .088 Since the consistency ratio, CR, is less than .10, this is well within the acceptable range for consistency.

  33. Pairwise Comparison Matrix:Reliability Gill Glass has determined that for reliability, Cornell is very strongly preferable to Brush Pik and equally preferable to Picobuy. Also, Picobuy is strongly preferable to Brush Pik.

  34. Pairwise Comparison Matrix:Reliability Cornell Brush Pik Picobuy Cornell 1 7 2 Brush Pik 1/7 1 5 Picobuy 1/2 1/5 1

  35. Normalized Matrix:Reliability Divide each entry in the pairwise comparison matrix by its corresponding column sum. For example, for Cornell the column sum = 1 + 1/7 + 1/2 = 23/14. This gives: Cornell Brush Pik Picobuy Cornell 14/23 35/41 2/8 Brush Pik 2/23 5/41 5/8 Picobuy 7/23 1/41 1/8

  36. Priority Vector: Reliability The priority vector is determined by averaging the row entries in the normalized matrix. Converting to decimals we get: Cornell: (14/23 + 35/41 + 2/8)/3 = .571 Brush Pik: ( 2/23 + 5/41 + 5/8)/3 = .278 Picobuy: ( 7/23 + 1/41 + 1/8)/3 = .151 • Checking Consistency Gill Glass’ responses to reliability could be checked for consistency in the same manner as was cost.

  37. Pairwise Comparison Matrix:Delivery Time Gill Glass has determined that for delivery time, Cornell is equally preferable to Picobuy. Both Cornell and Picobuy are very strongly to extremely preferable to Brush Pik.

  38. Pairwise Comparison Matrix:Delivery Time Cornell Brush Pik Picobuy Cornell 1 8 1 Brush Pik 1/8 1 1/8 Picobuy 1 8 1

  39. Normalized Matrix:Delivery Time Divide each entry in the pairwise comparison matrix by its corresponding column sum. Cornell Brush Pik Picobuy Cornell 8/17 8/17 8/17 Brush Pik 1/17 1/17 1/17 Picobuy 8/17 8/17 8/17

  40. Priority Vector:Delivery Time The priority vector is determined by averaging the row entries in the normalized matrix. Converting to decimals we get: Cornell: (8/17 + 8/17 + 8/17)/3 = .471 Brush Pik: (1/17 + 1/17 + 1/17)/3 = .059 Picobuy: (8/17 + 8/17 + 8/17)/3 = .471 • Checking Consistency Gill Glass’ responses to delivery time could be checked for consistency in the same manner as was cost.

  41. Pairwise Comparison Matrix:Criteria The accounting department has determined that in terms of criteria, cost is extremely preferable to delivery time and very strongly preferable to reliability, and that reliability is very strongly preferable to delivery time.

  42. Pairwise Comparison Matrix:Criteria Cost Reliability Delivery Cost 1 7 9 Reliability 1/7 1 7 Delivery 1/9 1/7 1

  43. Normalized Matrix:Criteria Divide each entry in the pairwise comparison matrix by its corresponding column sum. Cost Reliability Delivery Cost 63/79 49/57 9/17 Reliability 9/79 7/57 7/17 Delivery 7/79 1/57 1/17

  44. Priority Vector:Criteria The priority vector is determined by averaging the row entries in the normalized matrix. Converting to decimals we get: Cost: (63/79 + 49/57 + 9/17)/3 = .729 Reliability: ( 9/79 + 7/57 + 7/17)/3 = .216 Delivery: ( 7/79 + 1/57 + 1/17)/3 = .055

  45. Overall Priority Vector The overall priorities are determined by multiplying the priority vector of the criteria by the priorities for each decision alternative for each objective. Priority Vector for Criteria [ .729 .216 .055 ] Cost Reliability Delivery Cornell .298 .571 .471 Brush Pik .632 .278 .059 Picobuy .069 .151 .471

  46. Overall Priority Vector Thus, the overall priority vector is: Cornell: (.729)(.298) + (.216)(.571) + (.055)(.471) = .366 Brush Pik: (.729)(.632) + (.216)(.278) + (.055)(.059) = .524 Picobuy: (.729)(.069) + (.216)(.151) + (.055)(.471) = .109 Brush Pik appears to be the overall recommendation.

  47. ■ 손익분기분석법 (a) 입지가 수요에 영향을 미치지 않는 경우(제조업) (b) 입지가 수요에 영향을 미치는 경우(서비스업) 금액 금액 매출액선 매출액선 P2 P1 TC2 TC2 (입지 2의 총비용) TC1 TC1 (입지 1의 총비용) FC1 (입지 1의 고정비) FC1 FC2 (입지 2의 고정비) FC2 V0 수량 V1 V2 수량 제9장 설비계획

  48. ■ 중심법(center of gravity method) - 중심법이란 기존의 설비, 운송거리 및 운송량을 고려하면서 단일설비의 입지를 결정하는 기법 - 중심법은 중간창고나 물류 또는 유통센터의 입지결정에 유용 - 중심점의 계산 여기서 x*＝중심점의 x축 좌표 y*＝중심점의 y축 좌표 xi＝설비 i의 x축 좌표 yi＝설비 i의 y축 좌표 Vi＝설비 i의 유출입 운송량 x* = y* = 제9장 설비계획

  49. - 중심법의 예 ·판매대리점의 입지 ·중심점의 계산 80 A(4,8) 20 B(9,9) 20 D(6,3) 40 E(1,2) 40 C(8,1) 제9장 설비계획

  50. (2) 설비 네트워크내의 입지문제 ■ 수송네트워크 공장 창고 Cij s1 1 1 d1 s2 2 2 d2 sm m n dn ■ 수송모형(transportation model) 최소화(Minimize) 제약조건(subject to)：

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