총괄계획과 일정계획

총괄계획과 일정계획 제13장

총괄 계획의 상황 • 목적의 확립과 자원의 평가 • 총괄의 개념 • 가장 덜 구체화된 전체 수준에서의 계획 • 총괄 계획의 중요성 • 자원의 희소성 • 변화의 시점과 양상 • 전체적 시각에 의한 조정이 가지는 경제적 중요성 • 총괄 생산 계획의 목표 • 최소의 비용으로 이용 가능한 자원의 제약하에서 수요를 만족시킬 수 있는 계획을 세우는 것 • 자원의 평가 • 총괄 계획의 결정 변수로 반영

생산계획 활동에 대한 개관  장기계획  3~10년간의 기업 목표 설정  사업전략계획: 생산능력,정치,경제적 상황 고려  중기계획  총괄생산계획: 최고 18개월까지의 주 생산품목의 생산요구량을 작성한다.  품목 예측:특정 품목의 요구량 산출에 이용  대일정 생산계획: 특정 완제품의 생산량과 납기일 계획, 보통 6~8주의 단기간 동안 수행된다.  대략의 생산능력계획: 대일정 계획에 변동을 줄 정도의 생산능력에 대한 제한이 있는지를 검토  단기계획  자재계획: 완제품에 대해 구성요소와 조립부품으로 분해하여 이들의 필요량과 시기를 구한다.  생산용량소요계획: 각 작업의 작업장에서의 수행 시기, 가공시간 등의 세부계획 작성  최종 조립 일정계획: 생산품을 완제품의 형태로 만드는 데 필요한 작업 기술, 생산 완제품의 형태 계획. 회사의 전략계획 장기 재무계획 사업 예측 생산 및 판매계획 자원계획 총괄생산계획 중기 품목 예측 대일정 생산계획 (MPS) 대략의 생산능력계획 (RCP) 최종 조립 일정계획 (FAS) 자재계획 (MRP) 생산용량소요계획 (CRP) 단기 생산활동 통제 (PAC) 구매계획 및 통제 입력/산출 계획 및 통제

계층적 생산계획(HPP) • 기업의 조직 구조도를 생산계획 활동과 함께 고려하여 보면, 조직의 상부에서는 장기계획을 다루고, 하부조직으로 갈수록 단기계획과 연관되어 있다. • 상위 경영층의 의사결정권을 분할 • 하위로 갈 수록 데이터베이스의 크기도 작아지고, 구조도 간단해짐 의사결정 수준 의사결정 과정 필요한 예측 공장 크기와 위치 설정 제약 공장 간에 생산량 분배 품목별, 지역별 연간 수요 기 업 설비 형태와 용량 제약 공장 간 생산 분배 생산 형태별 계절계획 수립 생산품 형태별로 15개월간의 월별 수요 제약 공장 경영자 공장별 생산용량계획 제약 월간 품목생산 세부계획 수립 품목 형태별 5개월간 월별 수요 작업 감독자 물품 생산 세부 계획 계층적 계획 과정 타이어 회사에서 HPP의 예

총괄생산계획 • 생산율, 노동력수준, 재고수준 등의 최적 조합점을 찾는 것이 목적 • 생산계획의 주변 요인 • 내부 요인 v.s. 외부 요인 • 노동력, 노동시간, 재고, 주문 잔고,… • 단순 전략 v.s. 혼합 전략 (1) 노동력의 크기 변화: 수요의 변화에 따라 노동자를 고용 또는 해고 (2) 생산율의 변화: 고용수준을 유지하면서 생산 일수나 근무시간을 조정 (3) 재고량의 변화: 고용수준과 생산율을 유지하면서 재고량을 조정 (4) 하청을 통한 수요 변동에의 대응 (5) 주문 잔고에 대한 인도기간을 적절히 변경시킬 수 있도록 허용 경쟁회사의 동태 원자재에 대한 가용성 여부 시장 수요 외부 생산용량 (예: 하청계약) 생산을 위한 계획 경제적 상황 현재의 물리적 설비 용량 현재의 노동력 수준 재고 수준 생산에 필요한 활동

관련 비용 (1) 기본적 생산비용 • 주어진 기간에 해당 상품을 생산하는데 드는 고정비와 변동비 • 정상/초과 근무 모두에 대한 직접/간접 노무비를 포함 (2) 생산율 변화비용 • 고용, 훈련, 해고비 등이 포함 (3) 재고 유지비용 • 재고상태에 있는 자본에 대한 비용 • 저장, 보험, 세금, 부패 등으로 일어나는 손해 비용 (4) 주문 잔고 비용 • 대개 측정이 곤란하다. 처리비용, 신용 하락에 따른 손실, 주문 잔고의 부족으로 인한 판매 이익의 손실 등 수준을 증가 시키는 데의 비용 1. 고용과 훈련 (a) 면접과 채용, 신체 검사 (b) 새 명부, 급료 지불 준비 (c) 새로운 인력의 훈련 2. 서비스와 참모 기능 (a) 생산과 재고 통제 (b) 구입, 조사, 자재 관리 3. 교대수의 증가 (a) 감독 (b) 교대 특별 비용 4. 증가된 수준에 관련된 초과 근무 비용 수준을 감소 시키는 데의 비용 1. 퇴직금 2. 노동조합기금의 분담 비용 3. 고용자의 재교육 비용 4. 공공 관계에서의 무형의 효과 5. 계획을 수정하는 비용 6. 결정과 실행 시기의 차이에 기인한 유휴 노동력

총괄계획을 위한 기법들 (1) 선택-시도(Cut-and-Try) 방법 제조 회사에서 선택-시도 방법을 통한 총괄계획의 예 관련 비용 자재비………………………………………………. 100,000원/단위 재고 유지비용………………………………………. 1,500원/단위/월 재고 고갈에 따른 한계비용………………………… 5,000원/단위/월 하청 계약에 따른 한계비용………………………… 20,000원/단위 (120,000원의 하청 계약비 중 100,000원의 자재비를 제외시킨 것) 고용 및 훈련 비용…………………………………… 200,000원/1인 해고 비용…………………………………………….. 250,000원/1인 소요 노동 시간………………………………………. 5시간/단위 생산근무비용(1일 8시간까지 정상 근무)…………. 4,000원/시간 초과근무비용(생산근무비용  1.5)………………… 6,000원/시간 총괄생산계획 소요량 1월 400 1,800 450 1,850 22 2월 450 1,500 375 1,425 19 3월 375 1,100 275 1,000 21 4월 275 900 225 850 21 5월 225 1,100 275 1,150 22 6월 275 1,700 425 1,850 20 L1: 초기 재고 L2: 예측 수요 L3: 안전 재고(L24) L4: 요구되는 생산량 (L2 + L3 - L1) L5: 작업일수 계획 1: 8시간 정규근무시간은 유지하면서, 노동력 크기를 변화시킴으로써 매달 정확한 생산 요구량을 생산 계획 2: 일정한 노동력을 유지하면서 다음 6개월간의 평균기대 수요량을 만족시키는 수준까지 생산 계획 3: 정규 근무시간과 일정한 노동력만을 이용하여 최저 기대 수요량을 만족시키는 수준까지 생산, 나머지 하청

(2) (6) (8) (9) (1) (3) (4) (5) (7) 계획 1 - 적량생산: 노동력 크기를 변화 * 초기 노동력 수준을 첫번째 달에 필요한 53명으로 가정 월 소요 생산시간 (1)  5 작업자당 월간 노동시간 (작업일수  8) 소요 작업자수 (2)  (3) 고용된 작업자 고용 비용 (5)  200,000원 해고된 작업자수 해고 비용 (7)  250,000원 생산 근무 비용 (2)  4,000원 소요 생산량 1 2 3 4 5 6 1,850 1,425 1,000 850 1,150 1,850 9,250 7,125 5,000 4,250 5,750 9,250 176 152 168 168 176 160 53 47 30 25 33 58 _ 0 0 0 8 25 _ 0 0 0 1,600,000 5,000,000 6,600,000원 _ 6 17 5 0 0 _ 1,500,000 4,250,000 1,250,000 0 0 7,000,000 37,000,000 28,500,000 20,000,000 17,000,000 23,000,000 37,000,000 162,500,000원 계획 2 - 일정한 노동력: 재고 유지고갈 상태의 변화 * 노동력 수준 = (8125단위  5시간/단위)  (125일  8시간/일) = 41명 월 가용한 생산시간 (작업일수841명) 부족한 단위수 (1) - (3) 재고 고갈 비용 (5)  5,000원 재고 비용 (7)  1,500원 생산 근무 비용 (2)  4,000원 소요 생산량 생산 단위수 (2)  5 초과 단위수 (3) - (1) 321 614 76 481,500 921,000 114,000 1,516,500 1 2 3 4 5 6 1,850 (1,425 + 407) (1,000 + 585) ( 850 + 207) (1,150  321) (1,850  614) 7,216 6,232 6,888 6,888 7,216 6,560 1,443 1,247 1,378 1,378 1,443 1,312 407 585 207 2,035,000 2,925,000 1,035,000 5,995,000원 28,864,000 24,928,000 27,552,000 27,552,000 28,864,000 26,240,000 164,000,000원 계획 3 - 일정한 최저 노동력: 하청계약 * 수요가 제일 적은 4월을 기준으로 전 기간동안 그 만큼의 노동력을 유지(25명) 가용한 생산시간 (작업일수825명) 월 하청계약 단위수 (1)  (3) 하청계약 비용 (4)  20,000원 생산 근무 비용 (2)  4,000원 소요 생산량 생산 단위수 (2)  5 1 2 3 4 5 6 1,850 1,425 1,000 850 1,150 1,850 4,400 3,800 4,200 4,200 4,400 4,000 880 760 840 840 880 880 5,000 970 665 160 10 270 1,050 3,125 19,400,000 13,300,000 3,200,000 200,000 5,400,000 21,000,000 62,500,000원 17,600,000 15,200,000 16,800,000 16,800,000 17,600,000 16,000,000 100,000,000원

세 가지 계획안의 비교 계획 1 적량 생산: 노동력 크기 변화 계획 2 일정 노동력: 재고 조절 계획 3 일정 최저 노동력: 하청 계약 전략 고용 비용 해고비용 초과재고 유지 비용 재고 고갈 비용 하청 계약 비용 생산 근무 비용 6,600,000 7,000,000 0 0 0 162,500,000 0 0 1,516,500 5,995,000 0 164,000,000 0 0 0 0 62,500,000 100,000,000 총 비용 176,100,000 171,511,500 162,500,000 생산소요량에 대한 총 생산 단위수 8000 7000 계획 2 초과 재고량 6000 누적생산 요구량 5000 4000 하청량 (계획3) 계획 3 계획 1 재고 고갈량 (계획2) 3000 2000 1000 20 40 60 80 100 120 누적 생산 작업일수

서비스 부문 회사에서 선택-시도 방법을 통한 총괄계획의 예 1 년간의 서비스 용역을 제공하기 위한 인력의 수급 계획에서 정규 고용인과 시간제 고용인의 조절을 통한 총괄계획의 작성. 계획 1: 정규 고용인의 수를 중간으로 유지하여 성수기에 부족한 인력은 시간제 고용인을 채용하는 방법 계획 2: 최소의 정규 고용인만을 유지하며, 나머지 이외의 작업을 모두 하청을 통해 해결하는 방법 계획 3: 행정직 사원만을 보유하고, 모든 용역을 하청을 통해 해결하는 방법 세 가지 계획안의 비교 계획 1 116 정규 고용인과 120 FTE 비정규 고용인 계획 2 50 정규 고용인과 120FTE 비정규 60 FTE 하청 계약 계획 3 116 정규 고용인과 120 FTE 하청 계약 전략 임금 특별 급여 경상 비용 하청비용(정규 고용) 하청비용(비정규) 2,015,597,000 284,155,000 451,867,000 1,423,498,000 183,498,000 333,447,000 1,100,000,000 _ _ _ 1,600,000,000 1,850,000,000 총 비용 2,751,619,000 3,040,443,000 3,450,000,000

(2) 단계별 일정계획(level production scheduling) • 일본의 JIT 기법은 한 기간 동안에는 생산을 일정하게 유지하려는 특징이 있다. • 전체 시스템이 재고와 공정재고를 최소화하도록 계획될 수 있다. • 공정 재고량이 적으므로 생산품 변형이 자유롭다. • 생산시스템의 흐름이 일정하다. • 공급자로부터 구입품은 언제나 자유롭게 때로는 생산라인까지 직접 전달될 수 있다. • 단계별 일정계획의 요구 조건 • 생산이 반복적이어야 한다.(조립라인 형태) • 시스템 초과생산능력을 가지고 있어야 한다. • 시스템 생산량은 단위 기간 동안에 고정되어야 한다.(주로 월별) • 구입, 판매, 생산 간의 연관관계에 무리가 없어야 한다. • 재고 유지비가 높은 시스템이어야 한다. • 장비 비용이 낮아야 한다. • 여러 가지 기술에 능숙한 노동자이어야 한다.

생산기간 판매기간 1 2 3 4 기간 말 재고 사용안된 생산용량 총 생산용량 초기 재고 50 0 5 10 15 20 0 50 1 정규근무 700 50 55 60 65 70 0 700 초과근무 50 75 80 85 90 50 95 250 0 350 2 정규근무  700 50 55 60 65 0 700 초과근무  100 75 80 85 150 90 0 250 3 정규근무   700 50 55 60 0 700 초과근무   100 75 80 150 85 0 250 4 정규근무    700 50 55 0 700 초과근무    100 75 150 80 0 250 총 소요량 800 800 800 800 500 250 3,950 (3) 수학적 기법 –최적 모형 1) 선형 계획법 • 수송방법을 활용한 총괄계획의 작성 • 비용과 변수관계가 선형적이고, 수요가 확정적일 때 활용 가능 • 고용이나 해고에 관한 문제를 고려하지 않아도 되는 경우에는 쉽게 모형화 시킬 수 있다. • xij : 기간 j에 팔릴 제품을 기간 i에 정상근무를 통해 생산한 양. • yij : 기간 j에 팔릴 제품을 기간 i에 초과근무를 통해 생산한 양. • i > j인 변수의 값이 양수라면 주문잔고를 허용하는 경우 단위: 천원

수송계획법에 포함될 수 있는 총괄계획의 첨가적 요인들 • (a) 다품종 생산의 경우 • (b) 주문잔고가 허용되는 경우(backlogging) • (c) 주문이 충족되지 못하면 판매기회를 상실하는 경우(lost sales) • (d) 시간이 지남에 따라 제품의 질이 떨어지는 경우(perishability) • (e) 하청을 주는 경우(subcontracting) • (f) 학습효과가 나타나는 경우(learning effect) • 2) 선형 결정 기법(LDR; Linear Decision Rule) • 1950년대 초반 Holt, Modigliani, Muth, Simon 등에 의해 개발 • 다른 기법들과의 비교 기준으로 많이 활용됨 • T개월 동안에 걸친 총 비용의 기대값(CT)의 최소화 • CT = 정규 고용임금 + 고용 및 해고비용 + 초과 근무비용 + 재고비용 • 각각의 비용들을 2차의 비용곡선에 근사 •  미분 등을 통해 최적 노동력 수준과 최적 생산율의 방정식을 유도 •  회사의 비용에 관한 자료를 방정식에 대입하여 월별 생산량과 노동력 수준을 결정 • (-) 2차 비용함수 외에는 적용이 제한적이다. • (-) 회사의 운영에서 비용에 관한 정보를 얻기가 힘들다 • (-) 변수에 관한 제약이 없이 풀기 때문에 생산량이나 노동력 수준이 음의 값으로 나타날 수가 있다.

(4) 발견적 기법(Heuristic Method) • 1) 경영 계수 기법(Management Coefficient Method) • Bowman • 경영자의 과거 경험이 생산계획의 지침을 마련하는데 활용됨 • “경영자들이 생산계획에서 부족한 부분은, 그들이 편견을 갖고 있기(eg, 항상 과다하게 생산하거나 재고를 너무 낮게 유지하려 하는) 때문이 아니라, 그들이 의사 결정에 있어 일관성을 보이지 않기 때문이다.” • 과거 생산계획 결정들을 모아 다중회귀분석을 하여 계수들을 산출하고 최종 결과를 LDR과 비교한 결과 더 좋은 값을 얻을 수 있었음. • 최적의 값을 보장하지는 않는다. • 2) 탐색 결정 기법(SDR; Search Decision Rule) - 모수생산계획 • Taubert • 단계별로 생산계획을 짜고, 각 단계마다 목적함수를 평가함으로써 노동력(W)과 생산수준(P)의 최저비용 조합점을 찾으려 함. • 최적해를 꼭 찾는다는 보장이 없다. • 아무 형태의 비용구조에서라도 사용 가능하다.

총괄계획의 실질적인 면 • (1) 수요변동은 항상 있는 일이므로, 계획 시스템은 여기에 맞게 충분한 적응력을 가지고 있어야 한다. • 대체 공급원의 개발 • 다양한 주문을 처리할 수 있도록 노동자를 교육 • 수요가 많은 기간에는 자주 계획을 변동 • (2) 생산계획에 대한 결정기법은 일단 선택되었으면 끝까지 고수되어야 한다. • 실행에 앞서 과거의 자료를 가지고 시뮬레이션 해보는 등의 분석이 조심스럽게 선행되어야 한다. • (3) 생산 감독자들은 변동시키지 않는 비용보다 변동시키는 비용에 대해 더 민감하게 반응하기 때문에 생산율 변경에는 보수적인 경향이 있다. • 이 때문에 결정기법을 사용하여 그 결과를 제시해야만 한다.

대일정 계획 • 총괄생산계획의 분해(dis-aggregation) 과정 • 총괄계획의 결과는 총괄적인 특성 때문에, 특정한 시간에 특정한 양을 생산하여야 할 각각의 생산품에 대한 계획의 수립이 필요하다. [예] 3개의 유사품을 생산하는 공장의 대일정 계획 <총괄계획으로부터의 자료> 1월 2월 3월 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 총괄예측……….. 159 159 159 159 214 250 250 250 250 250 250 250 생산능력……….. 205 205 205 205 205 205 205 205 205 205 205 205 총괄재고……….. 546 592 638 684 675 630 585 540 495 450 405 360 <생산 라인에 의한 추가자료> 예측 주 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 합계 제품 1 ……….. 70 70 70 70 70 80 80 80 80 80 80 80 910 제품 2 ……….. 39 39 39 39 94 120 130 130 130 130 130 130 1,150 제품 3 ……….. 50 50 50 50 50 50 40 40 40 40 40 40 540 합 계 ……….. 159 159 159 159 214 250 250 250 250 250 250 250 2,600 초기 재고량 제품 1 …… 350 제품 2 …… 100 제품 3 …… 50 500 단위

대일정 계획 주 생 산 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 제품 1 205 205 150 제품 2 205 205 205 55 205 175 제품 3 205 205 30 205 205 생산합계 205 205 205 205 205 205 205 205 205 205 205 205 총괄계획용량 205 205 205 205 205 205 205 205 205 205 205 205 오차 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 대일정 계획과 관계 있는 각 제품의 재고 주 재 고 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 제품 1 280 210 140 70 0 125 250 320 240 160 80 0 제품 2 266 432 598 559 465 345 215 140 215 260 130 0 제품 3 0 (50) (100) 55 210 160 120 80 40 30 195 360 재고 합계 546 642 738 648 675 630 585 540 495 450 405 360 총괄계획 546 592 638 684 675 630 585 540 495 450 405 360 오차 0 +50 +100 0 0 0 0 0 0 0 0 0 총괄계획에서보다 많은 재고량이 발생 제품 3에서 품절 발생 현재의 대일정 계획은 위와 같은 문제점들로 인해 재설계되어야 할 필요가 있다.

대일정 계획 문제의 구조 • 분해된 대일정 계획은 전체적인 생산용량과 재고량의 관점에서 총괄계획과 일치되어야 하며, 생산 라인의 준비횟수와 재고품절 등을 최소화하여야 한다. • 계획사이의 일관성이 결여될 경우 심각한 재정상의 문제를 유발할 수도 있다. • 총괄계획과 대일정 계획의 계층적 관계 • 총괄계획은 노동력과 추가 용량 그리고 전체 재고 요구량과 같은 높은 단계의 문제를 고려하고, 준비비용과 같이 덜 중요한 결정은 단계가 낮은 대일정 계획에서 이루어 진다. • 분석자들에게 매우 크고, 복잡하고, 때로는 풀 수 없는 문제를 그 결과에 따른 약간의 유효성 감소와 함께 간단하게 풀 수 있는 문제로 분해할 수 있다. • 총괄계획과 대일정 계획을 동시에 행할 수 있을 때에는 그렇게 하는 것이 더욱 효과적이다. • 생산 라인과 장비가 얼마 되지 않을 때에는 동시에 수행 가능하지만, 동시에 행할 수 있는 과정이 너무 복잡하고 완성하는데 시간을 많이 소비한다.

총괄계획과 일정계획