Transcript 프로세스 선택 및 설비배치 - YUST 생산관리 Class Home

생산운영관리
Process Selection and
Facility Layout (Ch.6)
프로세스 선택 및 설비배치
Hansoo Kim (金翰秀)
Dept. of Management Information
Systems, YUST
1
이번주 까지 했어야 하는 일들…
 생산용량계획 복습
 Read Chapter 6 and 6s
2
OM Overview
Class Overview
(Ch. 0)
X
Operations,
Productivity,
and Strategy
(Ch. 1, 2)
Project
Management
(Ch. 17)
Mgmt of Quality/
Six Sigma Quality
(Ch. 9, 10)
Queueing/
Simulation
(Ch. 18)
Demand Mgmt
Forecasting
(Ch 3)
X
Aggregated
Planning
(Ch. 13)
Strategic
Capacity
Planning
(Ch. 5, 5S)
X X
Process
Selection/
Facility
Layout; LP
(Ch. 6, 6S)
Supply Chain
Management
(Ch 11)
Location Planning
and Analysis
(Ch. 8)
JIT &
Lean Mfg System
(Ch. 15)
Inventory
Management
(Ch. 12)
MRP & ERP
(Ch 14)
Term
Project
3
Key Terms
영어
중국어
영어
중국어
Assembly line
组装线
Line balancing
生产线平衡
Automation
自动化
Numerically
controlled(N/C)machines
数控机床
Balance delay
生产线闲置率
Precedence diagram
先后顺序图
Cellular production
单元制造
Process layout
工艺原则布置
Computer-aided
manufacturing
计算机辅助制造
Production line
生产线
Computer-integrated
manufacturing
计算机集成制造
Product layout
产品原则布置
Cycle time
节拍
Product or service profiling
产品或服务工艺
Fixed-position layout
定位布置
Project
项目
Flexible manufacturing
system
柔性制造系统
Robot
机器人
Group technology
成组技术
Technological innovation
技术创新
Intermittent processing
间歇加工
technology
技术
4
학습목표
프로세스 선택의 전략적 중요성을 설명한다
프로세스 선택이 조직에 미치는 영향을 설명한다
기본적인 프로세스 유형을 설명한다
프로세스 자동화에 대하여 토론한다
배치변경의 근거를 알수 있다
제품별 배치와 공정별 배치의 주요 장단점을 학습한
다
 간단한 라인밸런싱 문제를 푼다
 간단한 공정별 배치계획을 수립한다






5
프로세스 선택 및 생산용량의 관계
Process Strategy (Key Aspects)
1. Capital Intensity
2. Process Flexibility
6
Process Selection Strategy
(생산전략, 프로세스 선택)

Process Selection (프로세스 선택)

Deciding on the way production of goods or services will
be organized


“제품과 서비스를 어떤 방식으로 생성해 낼 것인가?”에 대한 방안
Process (프로세스) = Transformation

원자재에서 제품(혹 서비스)로 변화되는 과정

Objective(목적)
 Meet or exceed customer requirements (요구사항)
 Meet cost & managerial goals
 최소의 비용으로 고객의 요구사항을 극대화 한다!

Long-term effect (장기적인 영향력이 있다), 전략적 의사결정 문제
 Product & Volume Flexibility, (제품과 생산수량과의 관계)
 Costs & Quality (가격과 품질)
7
생각해 볼 문제들…

어떤 종류의 생산(or 서비스)방식이 있을까?
(Which types of process strategy can exist?)

생산(or 서비스)방식을 결정하는데 고려해야 하는 요소들은 어떤 것
이 있을까?
Which factors should be considered to select the process strategy?

예제





홍콩반점
건강검진센타
빙천맥주공장
자동차 조립공장
8
Machining Process
(가공시간)


Process Time (공정시간) =
Setup Time (준비시간) +
Machining Time (가공시간)
How is the utilization of
the Machine?
S-A-A-A-A-S-B-B-B-B
S-A-S-B-S-A-S-B-S-A-S-B-S-A-S-B
Machine
S = Setup Time
장단점?
9
Process Selection
(프로세스 선택)
 다양성 (Variety)
Batch
배치프로세트
 How much
 유연성 (Flexibility)
 What degree
 산출량 (Volume)
 Expected output
6-10
Job Shop
(잡샵)
Repetitive
반복프로세스
Continuous
연속프로세스
프로세스 유형

잡샵 (Job shop)





소규모, 다품종 소량생산, 단속적
처리과정,
다양한 소규모 일감, 각각 처리방
법이 다름
범용장비, 숙련공에 의한 높은 유
연성
철공소, 병원 등

뱃치프로세스 (Batch)




중규모, 중품종 중량생산, 단속적
처리과정,
잡샵 보다는 다양하지 않음, 중간
정도의 숙련공
빵집, 멀티플렉스 영화관, 항공사
등
반복프로세스 (Repetitive)




산출량이 많은 표준제품에 유리
장비의 유연성 요구는 제한적, 인력
의 숙련도가 높지 않음,
생산라인, 조립라인 으로 불리운다.
자동차, 컴퓨터 조립, 전자제품 조
립산업 등.
연속프로세스 (Continuous)




표준화된 연속적 산출물을 대량으
로 생산
연속적 생산 (액체, 분말 형태의 생
산), 제품의 다양성이 매우 적고, 대
량생산에 유리 (소품종 대량)
전문성에 따라 필요한 인력의 수숙
련도가 범위가 넓다
석유화학제품, 철강, 설탕, 밀가루
등
11
프로세스 유형
(Types of Process)
잡샵
뱃치
반복/조립
연속
산출물의
특징
(주문형) 개별 반 표준화
화 제품이나
제품이나 서
서비스
비스
표준화
제품이나 서
비스
고 표준화
제품이나 서
비스
장점
매우 다양한
일감을 처리
할수 있음
유연성
저 원가
매우 높은 효
대량소요충족 율 고도로 놓
은 수요충족
단점
저속
제품당 고원
가, 계획과 스
케쥴이 복잡
함
제품당 중간
정도 원가
스케쥴링이
중간 정도
저 유연성
높은 고장 비
용
매우경직
다양성 결여,
높은 변경비
용, 매우 높은
고정비용
12
제품/서비스 프로세스
활동/부문
잡샵
뱃치
반복
연속
프로젝트
원가추정
어려움
어느정도 쉬움
쉬움
쉬움
간단~복잡
단위원가
높음
중간 정도
낮음
낮음
매우높음
사용 장비
범용
범용
전용
전용
다양함
고정비
낮음
중간정도
높음
매우높음
다양함
변동비
높음
중간정도
낮음
매우높음
높음
노동력 숙련도
높음
중간정도
낮음
낮음~높음
낮음~높음
마케팅
능력을 강조/판
매
능력과 중간정
도의 표준화 제
품과 서비스를
강조.
표준화 제품과
서비스를 강조/
판매
표준화 제품과
서비스를 강조/
판매
능력을 강조/판
매
스케줄링
복잡
중간정도 복잡
일상적/쉬움
일상적/쉬움
복잡함,변경이
잦음
공정재고
높음
높음
낮음
낮음
다양함
Volume and Variety of Products
다양성
응급실
잡샵
베이커리
뱃치프로세스
반복프로세스
PC 조립
정유공장
연속프로세스
물량
14
기술의 영역
(Area of Technology)
 Machine technology
 Automatic identification systems (AIS)

Bar-code, RFID
Process control
Vision system
Robot
Automated storage and retrieval systems
(ASRS)
 Flexible manufacturing systems (FMS)
 Computer-integrated manufacturing (CIM)




15
FMS에 의한 생산라인의 개념도
1
6
4
2
5
7
3
8
16
FMS 예
17
FMS 예
중앙관제실
자동창고
공구저장소
차팔렛트 반송
컨베이어라인
공구무인반송차
머시닝센터
세정실
작업물 무인운반차
준비작업장
18
FMS 예
19
20
Types of Robot

Cylindrical

Polar

Cartesian

Joint Arm
21
FMS Machine
22
ASRS (자동창고)
23
AGV (무인운반차)
24
AGVS (무인운반차 시스템)
http://www.steinbockus.com/AGVs/animation.gif
25
Computer Integrated Manufacturing
(CIM)
26
Facility Layout Design
27
Facility Layout (설비배치)의
목적

Develop an economical layout which will meet the
requirements of:
 product design and volume (product strategy)
 process equipment and capacity (process strategy)
 quality of work life (human resource strategy)
 building and site constraints (location strategy)
==============================
 사내물류비용의 최소화
 제품과 서비스 품질 확보가 용이하도록
 공간의 효율적 활용
 노동력의 효율적 활용




불필요한 움직임을 최소화함
병목현상을 완화
제조 및 서비스 시간 단축
시설의 안전성
28
설비배치 (Facility Layout)란?
Location or arrangement of everything
within & around buildings
부서, 작업장, 장비의 공간적 구성을 의미
Objectives are to maximize
 Customer satisfaction
 Utilization of space, equipment, & people
 Efficient flow of information, material, & people
 Employee morale & safety
29
설비배치의 종류






제품별 배치 (Product-oriented layout)
공정별 배치 (Process-oriented layout)
고정위치 배치 (Fixed-position layout)
사무실 배치 (Office layout)
소매점 배치 (Retail layout)
창고 배치 (Warehouse layout)
30
제품별 배치
(Product Oriented Layout)
Used for Repetitive or Continuous Processing
 제품별 배치 (Product Oriented Layout)


표준프로세스들을 사용하여 많은 양의 흐름을 원할하고 신속하게
흐르게 하는 배치
Layout that uses standardized processing operations to achieve
smooth, rapid, high-volume flow
31
제품별 배치 (Product Oriented Layout)
장단점
 장점




Lower variable cost per unit (낮은 변동비)
Lower but more specialized labor skills
(낮은 수준의 전담적 노동)
Easier production planning and control
(생산계획 및 통제의 용이성)
Higher equipment utilization (70% to 90%)
(설비의 높은 가동율)
 단점



Lower product flexibility (제품 종류가 한정)
More specialized equipment (전용설비)
Usually higher capital investment
(높은 초기투자비용)
32
공정별 배치
(Process Oriented Layout)
Lathe Department
L
L
L
L
L
L
L
L
L
L
Milling
Department
Drilling Department
M
M
D
D
D
D
M
M
D
D
D
D
G
G
G
P
G
G
G
P
Grinding
Department
Receiving and
Shipping
Painting Department
A
A
Assembly
A
33
공정별 설비배치
(Process Oriented Layout)
 다양한 처리요구를 다룰수 있는 배치
 공정이 유사한 설비들을 모아서 배치함


Facilities(설비) are organized by process
Similar processes are together

Example: All drill presses are together
 Low volume, high variety products
(다품종 소량)

‘Jumbled’ flow (뒤범벅 흐름)
34
공정별 설비배치의
(Process Oriented Layout)장단점

장점




Greater product flexibility
(다양한 제품을 생산)
More general purpose equipment
(범용성이 높은 설비 사용)
Lower initial capital investment
(낮은 초기 설비 투자)
단점




High variable costs (높은 변동비)
More highly trained personnel (다기능공)
More difficult production planning & control
(생산계획 및 통제의 어려움)
Low equipment utilization (5% to 25%)
(낮은 설비 효율성)
35
Emergency Room Layout
(Process-Oriented Layout)
E.R.Triage
room
Patient A broken leg
Patient B - erratic
pacemaker
Hallway
E.R. beds
Pharmacy
Billing/exit
36
Steps in Developing a
Process-Oriented Layout
1 Construct a “from-to matrix”
2 Determine space requirements for each
department
3 Develop an initial schematic diagram
4 Determine the cost of this layout
5 By trial-and-error (or more sophisticated
means), try to improve the initial layout
6 Prepare a detailed plan that evaluates
factors in addition to transportation cost
37
Cost of
Process-Oriented Layout
n
n
Minimize cost   X ijC ij
i 1 j1
where n  total number of work centers
or department s
i, j  individual department s
X ij  number of loads moved from
department i to department j
C ij  cost to move a load between
department i and department j
38
Interdepartmental Flow of Parts
1
1
2
3
4
5
6
2
3
4
5
6
50
100
0
0
20
30
50
10
0
20
0
100
50
0
0
39
Possible Layout 1
Room 1
Room 2
Room 3
Assembly
Department
(1)
Printing
Department
(2)
Machine Shop
Department
(3)
Receiving
Department
(4)
Shipping
Department
(5)
Testing
Department
(6)
Room 4
Room 5
60’
Room 6
40’
40
Interdepartmental Flow Network Showing
Number of Weekly Loads
100
11
50
2
30
3
100
10
4
근접운반비
비근접운반비
50
5
6
(Adjacent Cost) = $1,
(Non-Adjacent C.) = $2
41
Total Cost = 50+200+40+30+50+10+40+100+50 = $570
Possible Layout 2
Room 1
Room 2
Room 2
Painting
Department
(2)
Assembly
Department
(1)
Machine Shop
Department
(3)
Receiving
Department
(4)
Shipping
Department
(5)
Testing
Department
(6)
Room 4
Room 5
60’
Room 6
40’
42
Interdepartmental Flow Graph Showing
Number of Weekly Loads
30
2
50
1
100
3
100
4
50
5
6
근접운반비(Adjacent Cost)= $1,
비근접운반비(Non-Adjacent C.)=$2
43
Total Cost = 50+100+20+60+50+10+40+100+50=$480
Computer Programs to Assist in
Layout








CRAFT
SPACECRAFT
CRAFT 3-D
MULTIPLE
CORELAP
ALDEP
COFAD
FADES - expert system
44
위치고정형 배치
(Fixed Position Layout)


제품 또는 프로젝트는 한 곳에 있고, 작업자, 물자, 장비가 피요
에 따라 움직이는 배치
Layout in which the product or project remains stationary,
and workers, materials, and equipment are moved as needed
비행기, 선박 등의
생산방식
45
셀 생산방식 (Cellular Layout - Work Cells)
과 Group Technology
 비슷한 작업이 필요한 부품들을 생산하기 위하여 워
크스테인션들을 묶어서 셀을 구성한 배치
A temporary product-orient arrangement of
machines and personnel in what is ordinarily a
process-oriented facilities
 그룹테크놀로지 (Group Technology)
부품들을 설계특성이나 제조 특성에 따라 분류하여,
부품군으로 묶는것
46
Work Cell Floor Plan
Saws
Tool Room
Drills
Office
Work Cell
47
Improving Layouts by Moving to the
Work Cell Concept
48
Work Cell Advantages
Inventory
Floor space
Direct labor costs
Equipment
utilization
Employee
participation
Quality
49
사무실 배치 (Office Layout)
Design positions people, equipment, &
offices for maximum information flow
Arranged by process or product
 Example: Payroll dept. is by process
Relationship chart used
Examples
 Insurance company
 Software company
50
Relationship Chart
(부문상호관계표)
1
1 President
O
2 Costing
2
U
A
3 Engineering
4 President’s Secretary
A
I
O
3
Ordinary closeness:
President (1) &
Costing (2)
4
Absolutely necessary:
President (1) &
Secretary (4)
51
Office Relationship Chart
1 President
2 Chief Technology Officer
3 Engineer’s Area
4 Secretary
5 Office entrance
7 Equipment cabinet
8 Photocopy equipment
9 Storage room
9 Storage room
O
A
O
A
X
O
U
I
I
A
U
Val. Closeness
A
I
I
E
U
O
U A
E
E
A
Absolutely
necessary
E
U
O O
E U O
I
E U
A O
O
I
X
U
Especially
important
I
I
I
X
Important
Ordinary OK
Unimportant
Not
desirable
52
소매점 배치 (Retail /Service
Layout - Grid Design)
Grocery Store
Milk
Meat
Office
Carts
Checkout
Produce Frozen Foods
Bread
53
Store Layout - with Dairy, Bread, High
Drawer Items in Corners
54
창고배치 (Warehouse Layout)
 Design balances space (cube) utilization
& handling cost
 Similar to process layout
 Items moved between dock
& various storage areas
 Optimum layout depends on
Variety of items
stored
Number of items picked
55
An Assembly Line Layout
56
라인 밸런싱 (Line Balancing)
 라인밸런싱: 모든 워크스테이션들의 작
업시간들이 비슷하도록 요소작업들을
워크스테이션들에 할당하는 절차
 Precedence diagram
 Network showing order of tasks and
restrictions on their performance
 Cycle time
 Maximum time product spends at any
one workstation
57
Line Balancing
 Precedence Cycle
diagram
time example
 Network showing order of
productionon
time available
tasks and restrictions
Cd = desired units of output
their performance
 Cycle time
(8 hours x 60 minutes / hour)
Cd = time product
 Maximum
(120 units)
spends at any one
480
workstation
Cd =
120
= 4 minutes
58
Flow Time vs Cycle Time
 Cycle time = max time spent at any
station
한 작업물에 대하여 워크스테이션에서 수
행하여야 하는 요소작업들의 총소요시간
의 상한
 Flow time = time to complete all
stations
원자재가 들어가서 제품이 모든 공정을 마
치고 나오는 시간
59
Flow Time vs Cycle Time
 Cycle time = max time spent at any
station
 Flow time = time to complete all
stations
1
2
3
4 minutes
4 minutes
4 minutes
Flow time = 4 + 4 + 4 = 12 minutes
Cycle time = max (4, 4, 4) = 4 minutes
60
Efficiency of Line
Efficiency
Minimum number
of workstations
i
t
i=1
E = nC
a
i
t
i
N=
i
i=1
Cd
where
ti
j
n
Ca
Cd
= completion time for element i
= number of work elements
= actual number of workstations
= actual cycle time
= desired cycle time
61
Line Balancing Process
1. Draw and label a precedence diagram.
2. Calculate the desired cycle time required for the
line.
3. Calculate the theoretical
minimum number of workstations.
4. Group elements into workstations,
recognizing cycle time and
precedence constraints.
5. Calculate the efficiency of the line.
6. Stop if theoretical minimum number of
workstations on an acceptable efficiency level
reached. If not, go back to step 4.
62
Line Balancing
WORK ELEMENT
A
B
C
D
Press out sheet of fruit
Cut into strips
Outline fun shapes
Roll up and package
PRECEDENCE
TIME (MIN)
—
A
A
B, C
0.1
0.2
0.4
0.3
Desired unit of output : 6,000 units
Available working hour a day : 40 Hrs
63
Line Balancing
WORK ELEMENT
A
B
C
D
PRECEDENCE
TIME (MIN)
—
A
A
B, C
0.1
0.2
0.4
0.3
Press out sheet of fruit
Cut into strips
Outline fun shapes
Roll up and package
0.2
B
0.1 A
D 0.3
C
0.4
64
Line Balancing
WORK ELEMENT
A
B
C
D
PRECEDENCE
TIME (MIN)
—
A
A
B, C
0.1
0.2
0.4
0.3
Press out sheet of fruit
Cut into strips
Outline fun shapes
Roll up and package
0.2
B / hour
40 hours x 60 minutes
2400
Cd =
=
= 0.4 minute
6,000 units
6000
0.1 A
D 0.3
0.1 + 0.2 + 0.3 + 0.4
1.0
N=
=
= 2.5 workstations
0.4
0.4
C
0.4
65
Line Balancing
WORK ELEMENT
A
B
C
D
PRECEDENCE
TIME (MIN)
—
A
A
B, C
0.1
0.2
0.4
0.3
Press out sheet of fruit
Cut into strips
Outline fun shapes
Roll up and package
0.2
B / hour
40 hours x 60 minutes
2400
Cd =
=
= 0.4 minute
6,000 units
6000
0.1 A
D 0.3
0.1 + 0.2 + 0.3 + 0.4
1.0
N=
=
= 2.5 workstations
0.4
0.4
3 workstations
C
0.4
66
Line Balancing
WORK ELEMENT
A
B
C
D
PRECEDENCE
TIME (MIN)
—
A
A
B, C
0.1
0.2
0.4
0.3
Press out sheet of fruit
Cut into strips
Outline fun shapes
Roll up and package
Cd = 0.4
N = 2.5
0.2
B
0.1 A
D 0.3
C
0.4
67
Line Balancing
WORKSTATION
ELEMENT
REMAINING
TIME
Cd = 0.4
N = 2.5
0.2
B
0.1 A
REMAINING
ELEMENTS
D 0.3
C
0.4
68
Line Balancing
WORKSTATION
1
ELEMENT
REMAINING
TIME
REMAINING
ELEMENTS
0.3
B, C
A
Cd = 0.4
N = 2.5
0.2
B
0.1 A
D 0.3
C
0.4
69
Line Balancing
WORKSTATION
1
ELEMENT
REMAINING
TIME
REMAINING
ELEMENTS
0.3
0.1
B, C
C, D
A
B
Cd = 0.4
N = 2.5
0.2
B
0.1 A
D 0.3
C
0.4
70
Line Balancing
WORKSTATION
1
2
ELEMENT
REMAINING
TIME
REMAINING
ELEMENTS
0.3
0.1
0.0
B, C
C, D
D
A
B
C
Cd = 0.4
N = 2.5
0.2
B
0.1 A
D 0.3
C
0.4
71
Line Balancing
WORKSTATION
1
2
3
ELEMENT
REMAINING
TIME
REMAINING
ELEMENTS
0.3
0.1
0.0
0.1
B, C
C, D
D
none
A
B
C
D
Cd = 0.4
N = 2.5
0.2
B
0.1 A
D 0.3
C
0.4
72
Line Balancing
WORKSTATION
1
2
3
Work
ELEMENT
station 1
REMAINING
Work
TIME
station 2
A
B A, B
C
0.3
D minute
0.3
C
0.1
0.0
0.4
0.1
minute
station 3
B, C
D C, D
D
0.3
none
minute
Cd = 0.4
N = 2.5
0.2
B
0.1 A
REMAINING
Work
ELEMENTS
D 0.3
C
0.4
73
Line Balancing
WORKSTATION
1
2
3
Work
ELEMENT
station 1
REMAINING
Work
TIME
station 2
A
B A, B
C
0.3
D minute
0.3
C
0.1
0.0
0.4
0.1
minute
0.2
B
REMAINING
Work
ELEMENTS
station 3
B, C
D C, D
D
0.3
none
minute
Cd = 0.4
N = 2.5
1.0
0.1 + 0.2 + 0.3 + 0.4
0.3 = 83.3%
0.1 A
E=
=
=
D0.833
1.2
3(0.4)
C
0.4
74
안내!
 HW (제출하지 않음)
 Example 1, 2
 Solved Problem 1
 다, 다음주 시험!
75
Good Bye!
76