생산능력(capacity)

오중산

2010년 9월 17·29일

2010년 2학기생산및운영관리

생산능력(Capacity)

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도입

생산능력과 관련해서 배울 내용생산능력의정의와중요성

생산능력측정목적과두가지측정지표

세가지기준을통해구분한생산능력전략시간을기준으로구분되는두가지유형의생산능력전략

수요와생산능력의조화방식을기준으로구분되는세가지유형의생산능력전략

규모를기준으로구분되는두가지유형의생산능력전략

여유생산능력

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생산능력이란무엇인가?

생산능력(capacity)의 정의정상적인조건에서주어진기간동안어떤프로세스의최대산출량

일반적으로생산능력은프로세스를기준으로함

전체공장의생산능력은가장생산능력이작은프로세스에의해결정됨

예) A공장프레스생산능력은연산 30만개A공장프레스프로세스는연간 30만개를만들수있는설비/인력을보유함

왜, 생산능력이 중요한가?공급과잉: 생산능력 > 실제수요

설비투자비를회수하기어려워짐

과도한생산은업체간출혈경쟁(예, 치킨게임)을유발함

공급부족: 생산능력 < 실제수요공급이부족하여판매기회를놓칠수있음

장기화되면후발업체로고착화될수있음

생산능력 관련 주요 의사결정 내용수요를고려하여언제어느정도규모의생산능력을어떻게구축할것인가?

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생산능력측정 (1)

생산능력 측정생산능력측정목적

병목은프로세스에서의변환과정을둔화시키는업무

생산능력측정은병목(Bottleneck)을파악하고개선함으로써제조효율성을제고하는것을목적으로함

어떤프로세스를구성하는여러업무중에서병목업무를개선하면프로세스의생산능력이개선됨

공장의생산을구성하는여러프로세스중에서병목프로세스를개선하면공장전체의생산능력이개선됨

생산능력측정단위주어진시간동안의산출물량(예, 물량단위/시간)

예) 50만대/연, 100만톤/연, 200만개/연주어진시간동안실제생산에투입된시간(예, 시간/시간)

예) 100시간/주, 400시간/월

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생산능력 측정 (계속)제조업과서비스업에서의생산능력측정기준

제조업은상품표준화정도가높으므로 ‘산출물’ 기준으로측정함현재의설비를이용하여만들어낼수있는산출물양을생산능력으로인식함

예) 연간생산량, 연간생산가능시간

서비스업은제공되는서비스가이질적이므로(표준화정도가낮으므로) ‘투입물’ 기준으로측정함

예) 병원에서의병실수/침대수혹은음식점의좌석수환자의유형이다양하고, 음식점에서고객이주문하는음식종류도다양함

예) 항공사의연간제공좌석수(항공기대수) 항공사는다양한항공스케줄(도착지와출발지)에따라운영함

두 가지 생산능력 측정 지표가동률(utilization) = 실제산출량(실제생산능력) ÷ 이론적생산능력

높은가동률은구축된설비/인력/자원이효율적으로활용됨을의미함

또한높은가동률은재무적측면에서는 ROI가크다는것을의미함

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두 가지 생산능력 측정 지표 (계속)효율성(efficiency) = 실제산출량(실제생산능력) ÷ 유효생산능력(effective capacity)

실제생산현장에서는가동률대신효율성을더중시함

유효생산능력 = 이론적생산능력 - 피할수없는생산능력손실유효생산능력은목표산출량이라고할수있음

피할수없는손실 vs. 피할수있는손실피할 수없는손실은설비의보수유지, 신상품연구개발, 수요변동대응, 생산계획변경으로인해발생하는손실

고장이나작업자실수등으로인한생산능력손실은피할수있음

이론적생산능력 > 유효생산능력 > 실제산출량실제산출량 = 이론적생산능력 - 총손실

= 이론적생산능력 – (피할수없는손실 + 피할수있는손실) = (이론적생산능력 – 피할수없는손실) - 피할수있는손실

= 유효생산능력 – 피할수있는손실

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두 가지 생산능력 측정 지표(계속)생산능력측정에따른프로세스개선과정

(1) 프로세스 별로생산능력파악

(2) 전체프로세스의병목파악실제생산능력이가장낮은프로세스(혹은작업)를파악함

(3) 병목으로인한손실크기와원인규명

(4) 피할수있는손실이라면이를제거하거나개선

(5) 실제산출량을늘림으로써효율성제고

(6) (1)~(5)의과정을주기적으로반복함장기적으로는피할수없는손실자체도줄이도록노력해야함

산출물투입물

50/hr

1 2 3

200/hr 200/hr

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예제: 두 공장의 가동률과 효율성 측정 및 비교두공장의가동률과효율성은각각얼마인가?두공장에서는 de-bottlenecking을위해무엇을해야하는가?

아이스크림아이스크림공장공장 통조림통조림공장공장

이론적 생산능력(시간/년) 7896 7896

수요 변화(감소)에 대응하기 위한 손실 1477 805

설비보전(TPM)을 위한 손실 800 312

신상품 개발을 위한 손실(시험생산) 200 80

Batch size 변화에 따른 손실(양적 변화) 165 165

생산할 제품 교체를 위한 손실(품목 교체) 1120 1097

고장으로 인한 손실 223 520

불량 발생으로 인한 손실 163 195

부품과 자재 공급 지연으로 인한 손실 0 28

작업자 부주의로 인한 손실 0 34

기타 사고로 인한 손실 24 38

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생산능력전략 (1)

생산능력 구축 시점(timing)을 기준으로 한 두 가지 생산능력전략전략1: 생산능력선도전략(Capacity leading strategy)

실제수요가발생하기에앞서생산능력을선제적으로구축혹은확장하는전략

실제수요가발생하기전에생산능력을구축하므로항상여유생산능력이존재함

향후수요가예상보다작을수있으므로위험감수(risk taking)전략생산능력선도전략의장점

생산능력에여유가있으므로예상치않게발생하는피할수있는손실이나예상보다커지는피할수없는손실에대응할수있음

생산능력이더많이요구되는고객의복잡하고다양한요구도들어줄수있는여유가있으므로고객만족도나고객가치를제고할수있음

예상보다빠른수요증대에대응할수있는유연성이큼

생산능력선도전략의단점향후수요가생산능력에미치지못하면만성적인과잉투자및유휴시간(idle time) 발생에따른재무적위험이커짐

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생산능력 구축 시점(timing)을 기준으로 한 두 가지 생산능력전략 (계속)전략2: 생산능력관망전략(Capacity lagging strategy)

실제수요가발생한이후에생산능력을구축혹은확장하는전략실제수요가발생한후에생산능력을구축하므로항상그런것은아니지만여유생산능력이없는경우가일반적임

실제수요가발생하는것을확인한후에생산능력을구축/확장하므로위험회피(risk averse)전략

생산능력관망전략의장점효율성이나가동률을높임으로써 ROI를높이고투자비를빠르게회수할수있음

자본지출을지연시킴으로써이자비용등을줄일수있음

생산능력관망전략의단점생산능력에여유가없을수있으므로피할수있는손실이발생하면매출이줄어들거나고객대응(customer responsiveness)이어려워져고객만족도가감소함

단기적인수요증대에대응하려면작업자들이초과근무(over time)를해야하므로추가비용이발생함

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수요와 생산능력의 조화 방식을 기준으로 한 세 가지 전략전략1: 평준화생산능력전략(Level capacity strategy)

수요변동(증감)에무관하게생산능력을일정하게유지

재고이용평준화전략(Smoothing strategy with stocks)이라고도함

제조업에서의평준화생산능력전략수요가적은경우여유생산능력을이용하여미리재고를만들어수요가많은경우에대응함

Make-to-stock (MTS) 방식에만적용이가능함

재고부담이커질수있으며, 상품혁신이빨라신상품경쟁이치열한경우기존상품재고는빠르게낙후되기때문에적용되기어려움

서비스업에서의평준화생산능력전략일반적으로항상수요보다적은생산능력을유지하면서가동률이나효율성을높이는것을목적으로함

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수요와 생산능력의 조화 방식을 기준으로 한 세 가지 전략 (계속)전략2: 수요추적전략(Demand chasing strategy)

수요변동에맞춰생산능력을조정함으로써양자를비슷하게일치시킴

제조업에서의수요추적전략실제로설비를증설하거나줄임으로써생산능력을조정할수있음

또한설비증설/감소없이생산능력을조정할수도있음시간유연성: 수요가많으면잔업/특근을통해대응하고, 수요가적은경우에는잔업을줄임

양적유연성: 비정규직이나임시직을고용하거나전체고용을조정함

외주하청: 생산능력초과물량을외주(outsourcing) 생산을통해대응함

잦은생산능력변동에따른비용이나보이지않는손실이발생할수있다는단점이있음

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수요와 생산능력의 조화 방식을 기준으로 한 세 가지 전략 (계속)전략3: 수요관리전략(Demand management strategy)

생산능력은유지하되, 앞의두전략과달리기업이여러가지방법을통해수요변동자체를최소화하여수요와생산능력을일치시킴

조조할인이나저가항공사의동태적가격책정(dynamic pricing) 같은서비스산업의수익성관리(yield management)Pull 방식(MTO)에기반한도요타의수요관리

에어컨등의예약판매시스템

기업이수요관리전략을시행하기위해서는생산자의교섭력(bargaining power)이높거나고객들의인내가필요함

만약그렇지않다면고객들이타사나경쟁업체상품/서비스를구매할가능성이커짐

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수요와 생산능력의 조화 방식을 기준으로 한 세 가지 전략 (계속)

평준화 생산능력전략

Demand

Capacity

수요 추적 전략 수요 관리 전략

CapacityCapacity

Demand Demand

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상품수명주기(product life cycle: PLC)와 생산능력전략상품이나서비스의도입기/성장기초기: 선도및수요관리전략

선도전략실제수요가발생하기에앞서생산능력을구축함으로써초기진입자혜택을누림

수요관리전략초기에수요를늘리기위해다양한판촉행사나광고등을진행함예) 이동통신의 3G 서비스고객유치

상품이나서비스의성장기중기이후: 생산능력평활화전략수요변화를보면서생산능력을늘린후일정기간유지함시점을기준으로선도전략과관망전략을병행함

상품이나서비스의성숙기와쇠퇴기: 관망및수요추적전략관망전략

수요가계속증가할지감소하게될지알수없으므로실제수요가발생한이후에대응함

수요추적전략수요가조금늘거나줄어들게되므로수요변화를보면서생산능력을조정함

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상품수명주기(product life cycle: PLC)와 생산능력전략 (계속)

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규모를 기준으로 한 두 가지 생산능력전략전략1: 대량확대(Large capacity increment) 전략

한번에생산능력을많이확대하는전략

장·단점(고정)투자비를줄일수있음

시장이빠르게성장할경우규모의경제효과를통해시장점유율을높일수있음

선도전략과함께대량확대전략이구현된경우, 실제수요가생산능력에준할만큼증가하지못하면과도한투자비부담이발생함

전략2: 소량확대(Small capacity increment) 전략한번에생산능력을조금씩확대하는전략

장·단점선도전략과병행할경우, 수요증가불확실성에따른투자비위험을줄일수있음

규모의경제실현이어려움

급격한수요확대에대응할수없음

여러차례투자할경우 (고정)투자비가증가하게됨

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PLC

시간

생산능력규모

대량확대전략

소량확대전략

규모를 기준으로 한 두 가지 생산능력전략 (계속)선도전략과병행할경우의두가지생산능력전략

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여유생산능력(Capacity cushion)실제수요보다많은생산능력즉, 잉여생산능력을의미함

여유생산능력이필요한경우가까운미래에수요가급격히증가할가능성이큰경우내부고장에의한생산능력저하(피할수있는손실)가잦은경우고객의주문변경이잦거나요구사항이복잡해유연대응이요구되는경우

여유생산능력에따른문제잉여생산능력은과도한투자비및유지비부담으로이어질수있음Toyota vs. HKMC

적절한수준의여유생산능력결정Cx (Excess capacity cost) vs. Cs (Shortage cost = opportunity cost)

전자는여유생산능력에따른비용이며, 후자는여유생산능력이없어서발생하는비용(판매기회손실비용)Cs가큰경우, 즉마진이크면여유생산능력을많이가져가는게바람직함Cx가큰경우, 즉자본집약적이면 여유생산능력을적게가져가는게바람직함

생산능력(capacity)

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