안녕하세요.
KPICS 입니다.

국내에는 처음 소개되는 것인데요.
윤태근 대표님이을  번역하신 <가치 흐름을 설계하라>를 소개합니다.

재고 창고야, 공장이야?

- 가치 흐름 설계를 통한 연속 흐름 생산의 구현 사례 -

가치흐름을 설계하라(Value Stream Design: The Way Towards a Lean Factory) 한국어판 수록 사례

여기에서 소개하는 사례는 독일의 Fraunhofer IPA Institute for Manufacturing Engineering and Automation의 Klaus Erlach 박사가 자신의 가치 흐름 설계 프로젝트의 경험을 바탕으로 쓴 책 “Value Stream Design: The Way Towards a Lean Factory” (한국어판 가제: “가치 흐름을 설계하라: 4차 산업 혁명 시대의 린 공장을 향해 가는 길”)의 제5장 사례의 일부입니다.

독일은 4차 산업혁명의 발원지로 알려져 있습니다. 이는 “생산” 시스템의 계획 및 운영을 감지하고 반응하는 데 있어서 특히 인간과 자동화 시스템 특히, 사물인터넷(IoT)으로 대표되는 시스템이 역할을 분담하는 데 있어서 혁신적인 변화를 이끌고 있다는 것으로 요약할 수 있습니다.

우리의 기업과 생산 시스템을 ERP(전사적자원관리)와 MES(생산실행시스템)을 기본으로 하는 형태로 구축하기 시작한 지 20여년 정도 되어 갑니다. 그러나, 실제를 들여다 보면 생산 시스템의 설계에 대해서는 전혀 고려가 없이 운영하고 있는 것은 아닌가 하는 생각이 듭니다.

ERP, MES, 기타의 자동화 및 분석 시스템을 통해 생산 및 기업 운영 계획을 수립하고 운영 결과를 파악하면서 경영 합리화와 생산성 향상을 추구한다 하더라도, 처음부터 가치 흐름이 잘 못 설계되어 있다면 생산성 향상과 최적화의 달성이 불가능할 것입니다.

가치 흐름 설계는 요약하자면 고객 탁트 타임에 모든 생산 시스템의 속도를 맞추고, 공정 간의 균형을 맞춤으로써 전혀 낭비 없으며, 고객 서비스를 극대화하는 생산 시스템을 구현하는 데 초점이 있습니다.

가치 흐름 분석 기법은 1998년도에 John Shook과 Mike Rother가 쓴 책인 Learning To See: Value Stream Mapping to Add Value and Eliminate MUDA(Lean Enterprise Institute)이 세상에 나오면서 일반에게 알려지기 시작했습니다. 이 책은 가치 흐름 분선 기법의 고전으로서, 국내에서도 번역 출판된 바 있고, 그 뒤로 제조 분야 외에도 사무 및 행정 업무 프로세스, 의료 부문(예; 윤태근 역, 의료 가치흐름 지도 작성법: 2013년, 인제대학교 출판부 편) 등 여러 분야에서 응용 서적들이 나오기도 했습니다. 

그러나, 기존의 가치 흐름 분석 기법은 어떤 방법으로 접근해야 한다는 방향과 여러 가지의 기법들을 소개하기는 하였으나, 구체적인 분석 방법 및 설계 지침, 그리고 간반 등의 구현 기법을 세밀하게 설명하지 못하는 아쉬운 부분이 있었습니다. 그런 점에서 이 책은 그 동안 모자랐던 부분을 채워 주는 책이라고 할 수 있습니다.

이 책의 큰 특징 몇 가지를 들면 다음과 같습니다.

첫째, 가치흐름 분석 기법을 체계화된 가치흐름 설계 방법으로 확장하고 보다 구체적으로 그 방법을 제시하고 있습니다.

Learning to See에서는 개략적인 방향성을 간략하게 제시했던 데서 나아가, 자세한 설명과 구체적인 구현 기법을 추가하여 설명하고 있습니다. 지금까지 워크북 형태로 만들어진 Rother 등의 책만을 가지고는 분석조차도 어려울 뿐만 아니라, 구현에 들어갔을 때 어떻게 해야 할지를 일반 독자는 이해하기 어려웠습니다. 이 책에서는 가치흐름 설계 시의 고려 사항에 대해 설계 지침뿐만 아니라, 분석을 위한 세부적인 등식, 구체적인 구현 기법 특히, 간반 시스템 및 셀의 설계 등을 세부적으로 설명해 놓아서, 독자가 스스로 읽고 현장에 접목시킬 수 있을 정도의 자세한 설명을 제시하고 있습니다.

둘째, 가치흐름 분석 및 설계에서 소홀히 하였던 생산 시스템의 계획 수립과 운영과 같은 업무 프로세스(주문 처리 및 생산 계획) 분야를 전체의 틀 안에서 좀더 구체적으로 다룹니다.

이전의 가치흐름 분석법에서는 이 부분을 블랙 박스 정도로 표시하고 관심을 덜 기울였으나, 이 책에서는 이 부분을 생산 시스템의 중요한 일부로서 다루고 있습니다.

세 번째로는, 가치흐름 관리에 대한 기업에서의 접근 방법에 관해서 체계적으로 정리를 하고 있습니다. 즉, 가치흐름의 설계가 일시적인 프로젝트 성의 업무가 아니라 상시적인 대응 체제를 갖추어 대처하지 않으면 안 된다는 관점에서 가치흐름 관리자의 역할 및 책임 등을 다루고 있습니다.

마지막으로, 가치흐름 설계 방법론을 자동차 산업 및 대규모의 기업뿐만 아니라 거의 모든 산업의 모든 규모의 낱개 단위 생산에 적용할 수 있다는 것을 실제 사례를 통해 입증하였습니다.

여기 제시하는 사례도 대규모 기업이 아닌 경우의 적용 예로 볼 수 있습니다. 제5장의 사례를 보면 이러한 저자의 주장이 이해가 갈 것입니다.

한 마디로 이 책은 4차 산업혁명기에 임하는 기업이 생산이라는 가치흐름을 상시적으로 어떻게 바라보고 설계해야 하는가에 대한 기본 지침서이면서, 외부의 도움 없이 실제로 이 방법을 기업 내에서 구현할 수 있도록 해 줄 매뉴얼에 가깝다고 할 수 있습니다. 다시 한 번 강조하지만, 자동화, 무인화, 또는 사물인터넷 등을 통한 4차 혁명은 일상적으로 가치흐름을 분석, 재설계할 수 있는 능력을 바탕으로 할 때 그 의미가 있는 것이라 하겠습니다.

여기에서 소개하는 사례에 나오는 회사는 유럽의 전기담요를 생산하는 회사이며, 생산 공장은 헝가리에 있습니다.

가치 흐름 설계 전에는 생산 리드 타임(공장 내 전체 재고를 수요 일수로 나눈 값)이 32.6일이던 것이, 설계 후에는 6.82일로 무려 1/5로 줄어들었습니다.

이 책은 작년 1년 동안 번역 작업을 해서 현재 출판을 위해 편집 작업 중에 있습니다. 빠르면 5월 중에 책이 나올 수 있을 것으로 생각됩니다. 책이 나오는 대로 여러분들께 소개할 기회를 가지고자 합니다.

윤태근 드림 (㈜크렉솔 대표)

회사

제품. 옥스포드에 본사를 두고 있는 콤포트주식회사는 헝가리에 있는 공장에서 유럽 시장을 대상으로 하는 전기 담요를 생산하고 있다. 겨울이면 이 전기 담요는 노인들이나 남유럽의 난방이 안 되는 가정의 침대를 덥혀준다. 발포선을 안감으로 댄 두 겹의 직물 사이에 전기 가열 코드를 넣어서 전원 플러그를 통해 직접 전력망에 연결한다. 제품 이형은 다양한 모양뿐만 아니라 직물 또는 전기 장비 면에서 여러 가지의 요건을 반영하고 있다.

계절적인 수요 변동이 극심하기 때문에(개략 80 퍼센트가 겨울철에 속하는 3개월 동안에 팔린다), 수요의 많은 부분은 성수기에 훨씬 앞서 생산하여 재고로 쌓아 두어야 한다. 이 사례에서 나타나는 독특한 특징은 서로 다른 유형의 수요 행태 또는 고객 그룹의 관점에서 다음과 같은 세 개의 시장으로 시장이 세분화된다는 점이다.

1. 유럽 할인점 고객 집단은 일반적으로 소수의 이형을 대량으로 주문한다. 이들의 전체 연간 수요는 9월 또는 10월의 특정 일자에 인도된다.

2. 콤포트주식회사의 고품질의 자사 브랜드 제품(규격과 전자 회로가 상대적으로 크며, 상대적으로 대용량의 난방 전력을 소모하고, 다양한 직물 품질 및 장식이 있는 디자인으로 되어 있으며, 다양한 발포 두께를 갖추고 있음)은 수 많은 이형의 형태로 생산해서 영국 내의 소매점에서 판매된다. 수요는 연중 모든 계절에 걸쳐 분포하지만, 겨울에 절정을 이룬다.

3. 외부 브랜드 제품은 수 많은 국가 고유의 이형이 있는 상태로 해당하는 국가의 현지 표준(저전압, 안전 규제 등) 및 브랜드 고유의 포장을 하여 다른 유럽 국가 고객의 주문에 맞춰 생산한다.

관찰 대상인 전기 담요 제품군에는 싱글 베드용과 더블 베드용이 포함되며, 일부 특수한 족온기도 있다. 가치 흐름 분석은 가장 지배적인 제품군인 150 x 80 cm의 표준 형식에 집중하여 작업 시간을 결정한다.

그림 5.1 콤포트주식회사의 고객 수요

고객 수요. 연간 합계 수요 수량 540,000 개는 할인점, 자체 브랜드, 그리고 외부 브랜드 사이에 개략 7:2:1의 비율로 나뉜다. 고객 탁트 타임은 각 고객 집단 별로 개별적으로 결정된다. 전체 생산의 고객 탁트 타임은, 모든 역수의 합계를 이용하여 계산한 후 역수를 구하면, 24초에 해당한다 (그림 5.1).

순수하게 계절적인 사업인 경우에는, 평균 판매 비율은 일반적으로 실제의 리듬에 관해 거의 말해주는 것이 없다. 하지만, 생산이 연중 내내 이루어지게 될 것이므로, 평균 값에 관련된 고객 탁트 타임을 생산 설계에 활용할 수 있다.

가치 흐름 분석

생산 공정. 생산 현장에 대한 첫 인상은 직물 더미가 높이 쌓인 보관 창고 같은 모습이며, 언뜻 보면 전혀 직원이 없는 것 같아 보인다. 작업대 주변에는 1미터가 채 안 되는 작업 현장용 수레가 있으며, 그 안에 각각 40개씩의 재공품 전기 담요가 반으로 접혀 쌓여 있다. 사용하는 자재에 따라 쌓은 높이는 최대 2미터까지 이르며, 하루 수요량만으로도 거의 60 더미가 된다. 더미 사이에는 개별 좌석이 있는 작업 위치가 재봉틀과 기타 설비와 함께 숨겨져 있다. 작업 현장 한 끝에는 낡은 안감 작업장과 신형 자동 초음파 용접 작업장이 있다. 상류 방향으로 관찰한 공정 주기는 다음과 같다(그림 5.2).

그림 5.2 콤포트주식회사의 생산공정

Ÿ 포장. 여섯 개의 작업대 각각에서 한 사람의 작업자가 판지 상자를 놓고 담요를 접어 들어서 사용자 지침서 소책자와 함께 상자 안에 담요를 넣으며, 그리고 나면 상자는 특수 기기를 이용하여 봉인을 한다. 그 다음, 한 사람의 작업자가 팔레트 상의 (이제는 각각의 판지 상자에 들어 있는) 전기 담요를 올바르게 분류하고, 발송 및 운송을 위하여 준비 구역으로 가져 간다.

Ÿ 시험. 담요는 고전압에 대해 시험을 해야 한다. 담요에 대해 시험을 실시할 두 개의 시험대와 두 개의 시험 장비가 있다. 각각의 시험 장치는 한 사람의 작업자가 작동한다. 하나의 시험 공정은 12초가 걸리며, 담요를 올려 놓고 내려 놓는 데 합계 20초가 걸린다. 개략 1퍼센트의 담요가 고전압 시험에서 불합격한다. 시험 장치는 가용 시간이 95%이며, 교체 시간은 5분이 걸린다.

Ÿ 테두리 작업. 바이어스 테이프(전기 제품의 절연용으로 둘레에 두르는 테이프)와 라벨을 다섯 개의 단독 작업장에서 꿰맨다. 교체 시간은 20분이 걸린다.

Ÿ 맞물림. 세 개의 작업대에서 전원 연결 부분을 각각 33초에 꿰맨다.

Ÿ 방수 처리. 연결 부분에 대해 방수 처리 즉, 수지를 이용해서 38초 동안에 걸쳐 오버 몰딩을 한다. 수지를 짜내고 가열하는 장치는 가용 시간이 90%이며, 교체 시간은 30분이다.

Ÿ 연결. 36초에 걸쳐 가열선을 전원 케이블과 전기적으로 연결한다. 전원 케이블은 다른 구역에서 사전 조립을 하며, 여기에서는 무시한다. 교체 시간은 5분이다.

Ÿ 피복 제거. 열선의 한 쪽 끝을 바깥으로 끄집어내어 외부 전원으로 연결하기 위해 피복을 벗긴다. 이 작업에는 44초가 걸린다.

Ÿ 초음파 용접. 이 신형의 매우 자동화된 작업장은 담요의 상부 및 하부 층을 상호 용접한다. 동시에, 열선을 두 층 사이에 고리 모양으로 깐다. 탁트 타임은 16초이다. 합계 여섯 명의 작업자가 자재 교체와 용접된 담요를 쌓는 작업을 하므로, 작업 시간은 탁트 타임의 여섯 배 즉, 96초이다. 합계 78개의 이형 (이것은 부분적인 이중 사용으로 인해서 최종적으로는 86개의 완제품으로 귀결된다)을 1,000에서 20,000 개의 롯트 크기로 생산하며, 평균 롯트 크기는 16,800개이다. 피복 제거 공정 이후로는 계속해서 86 개의 완제품에 대한 평균 주문 롯트 크기는 15,500개이다.

Ÿ 라이닝. 낡고 가용 시간이 60 퍼센트로 상당히 신뢰성이 없는 이 작업장은 한 교대조 당 직물에 2,500 m 즉, 미터당 10.8초의 속도로 발포 자재를 덧댄다. 여기에는 원자재 롤을 교체하는 데 드는 작업이 이미 포함되어 있다. 하나의 담요를 제작하는 데 각각 길이 1m인 두 개의 라이닝이 된 패널(스크랩 포함)이 필요하며, 최종 제품 당 21.5초의 주기 시간이 소요된다. 이 작업장은 3 교대조로 운영된다. 따라서, 공정 고유의 고객 탁트 타임은 나머지 가치 흐름에 대한 고객 탁트 타임 즉, 36초의 1.5배가 된다. 라이닝이 끝난 직물 롤은 하루 동안 밖에서 건조해야 한다.

작업 시간, 교체 시간, 가용 시간 및 초도 합격률을 모든 생산 공정에 대하여 기록하고 가치 흐름 지도 안에 기입한다(그림 5.2). 수작업 생산 공정에 대해서는 3-5개의 동일한 대체 작업 장소가 있다. 현재 상태 지도를 작성할 때는 이들 작업장 모두에 인원이 배치되어 있지는 않았기 때문에, 일부의 경우에는 낮은 쪽의 직원 수를 기재하였다. 계산된 주기 시간은 최대치를 의미한다. 즉, 작업자의 수가 아닌 작업대의 수를 이용하여 계산한다. 해당하는 수요에 따라, 작업자는 다양한 작업 장소에 융통성 있게 할당을 할 수 있어서, 다양한 생산 공정에 참여하는 직원의 수는 하루 중에도 변경할 수 있다.

자재 흐름. 500개의 완제품이 계수되었으나, 그것들이 이미 완제품 창고의 책임으로 전달된 상태여서 생산 리드 타임 계산에는 포함하지 않았다. 처리 단계에 있거나 수레에 담겨 있는 합계 11,640개의 서로 다른 생산 단계에 있는 전기 담요가 계수되었다. 일일 2,250 개의 고객 수요 하에서, 이것은 작업 현장에 있는 재고에 대해 5.4일의 수요 대응 기간에 해당하였다. 또한, 라이닝을 마친 원재료 재고는 10,800m가 있었다. 비록 24시간의 건조 시간을 처리 시간으로 재고에서 차감해야 하지만, 개당 2m의 수요에서, 이것은 생산 현장에 2.4일의 고객 수요 대응 기간에 해당하는 재고가 있다는 의미이다. 또한, 라이닝이 끝난 롤에 감긴 발포 자재 재고 10,800 m가 있다. 개당 2m가 소요된다고 했을 때, 비록 24시간의 밖에서 말리는 시간을 재고에서 처리 시간으로서차감하여야 하지만, 이것은 2.4일의 수요 대응 기간에 해당된다. 또한, 추가로117,000m의 롤에 감긴 발포 자재가 추가로 기록되었는데, 이는 26일의 수요 대응 기간과 같다. 사업의 계절적인 성격으로 인해서, 완제품 창고는 생산에 관련된 창고와는 다른 기준이 적용되어야 했기 때문에, 여기서는 이들 재고는 무시하였다.

외부 물류. 가치 흐름이 관찰한 구역은 적재 또는 보관을 위한 팔렛이 제공되는 지점에서 끝난다. 옥스포드 중앙 창고 근처 또는 중심의 모든 콤포트주식회사의 제품을 보관하고 있는 유통 물류 완충 재고와의 물류는 관찰에서 무시한다.

라이닝에 사용할 발포 자재의 인도는 가치 흐름 지도 상에 공급 물류의 한 예로서 묘사한다. 발포는 세 가지 두께와 두 가지 폭으로 입고되는데, 결국 다섯 가지의 이형으로 입고되는 것이 되며, 연간 계약에 근거하여 입고 지시에 따라 스코틀랜드에 있는 메가폼주식회사에서 공급한다. 직물은 대부분 외국에 소재하고 있는 수 많은 다양한 공급업체로부터 대규모 최소 물량으로 구매한다. 전기 부품은 영국 본사에서 공급한다.

업무 프로세스. 헝가리 공장에 있는 물류 부서가 중앙 창고와 영업에서 직접 제공하는 판매 예측 및 대형 고객 주문에 기초하여 생산 계획을 수행한다. 프로플랜(ProPlan) 소프트웨어를 이용하여 납기를 포함하는 계산된 롯트 크기에 대한 생산 주문이 달력상의 주간 단위로 작성되며, 이것이 초음파 용접 공정을 통제하는 역할을 한다. 이와 같은 롯트 크기에 관련된 주문 외에, 용접 작업장에는 40개의 담요에 대한 생산 데이터 시트와 작업 시간표가 제공된다. 이 두 가지 생산 문서 모두에는 작업 현장 수레가 따라가는데, 여기에는 각각의 관련된 담요가 쌓여 있어서, 하류 공정의 작업자들은 모든 생산 문서와 함께 관련 자재를 받게 된다. 생산 주문은 각 롯트의 마지막 수레에 놓여 있으며, 따라서 포장 작업대에서 작업 준비를 하도록 한다.

초음파 용접 하류의 수작업 공정의 일일 능력 계획은 엑셀로 일정계획을 수립한 생산 주문에 기초하고 있는데, 이것은 표 형태의 주문 및 능력 개요로 만들어지며, 이에 따라 현재의 작업자의 가용 상태를 감안하여 각각의 작업자를 다양한 작업대에 할당한다. 라이닝은 각각의 직물 롤과 함께 전달되는 작업 시간표를 통해 주문별 자재 소요에 따라 관리하며, 관련된 생산 주문은 소프트웨어에서 작성되지 않는다.