생산계획(Production Planning)


생산계획(Production Planning)



    생산계획은 제품군에 대한 생산 계획을 수립하는 활동입니다.

    생산계획(Production Planning)은 제품군에 대한 생산 계획을 수립하는 활동입니다. 부품 마스터(Item Master)를 설명하면서, Item의 종류에 대하여 이미 설명드린 바 있습니다. 기업에서 다루는 최종 제품의 종류는 상당히 많습니다. 따라서, 개별 제품에 대해 일일히 수요예측을 하고, 계획을 세우는 활동이 불가능한 경우도 있습니다. 그리고, 전통적으로 기업의 SOP(Sales & Operation Planning) 부서에서는 유사 제품을 모아 군단위로 계획을 수립해 왔습니다. 어떻게 제품을 군별로 분류할 것인지는 또 다른 문제이기 때문에 본 절에서는 설명하지 않겠습니다. 단지, 제품군의 특징을 설명드리면 제조 공정상, 사용하는 원자재가 공통적이고, 판매에 있어서는 동일한 제품군내에 속한 제품들의 경우 한 제품의 판매 감소는 다른 제품의 판매 증가로 이어지는 경우가 많기 때문에, 제품군 전체의 입장에서는 수요예측의 오류를 줄일 수 있는 특징을 가지고 있습니다. 

    제품군은 여러 종류의 제품으로 구성되지만, 한 제품은 여러 제품군에 속할 수 없습니다. 그리고, 이러한 제품군과 제품의 관계는 BOM과 유사하게 나타낼 수 있지요. 이러한 BOM을 통상 Planning BOM이라고 합니다. Planning BOM에서는 제품군내에서 제품의 비중을 %단위로 나타내지요. Planning BOM의 모습은 다음의 그림과 같습니다. 

     
    Planning BOM의 모습 

    예를 들어 위의 그림에서 제품군은 CD-ROM Drive이고, 제품 A는 8배속, 제품 B는 12배속, 제품 C는 16배속이라고 가정하지요. CD-ROM Drive이 100여개 팔릴 것이라고, 예측한다면 제품 A는 30개, 제품 B는 50개, 제품 C는 20개 팔린다고 가정한다는 것입니다. 본 절에서 설명드리는 생산계획은 제품군 단위의 생산 계획을 대상으로 하는 것 입니다. 생산 계획은 주어진 기간(생산 계획 기간 = Planning Horizon) 동안 각 기간별의 생산량(또는 외주량)을 결정하는 것입니다. 하위 제품에 대한 생산 계획 수립은 대개 기준 생산 계획( Master Production Scheduling )의 대상이 됩니다. MPS에 대한 설명은 다음 절에서 하도록 하겠습니다. 

    생산 계획의 수립에 반영되는 요소들은 기업에 따라 많은 차이가 있습니다. 따라서, 팩키지 형태의 MRP/ERP 시스템을 이용하여 총괄 생산 계획을 수립하고자 하는 경우에는 일부 수정이 필요한 경우도 있습니다. 외주를 허용할 수도 있으며, 초과 근무를 통해 생산량을 늘려주는 방법도 있을 수 있습니다. 또한 Backlog를 허용할 수도 있으며, Backlog가 허용되지 않는 경우도 있습니다. 또, Setup 을 고려할 것인지 하지 않을 것인지도 중요한 요소이고요. 이 외에도 많은 요소들이 있기 때문에 하나의 모델이 모든 문제에 대한 해답이 되지 못하는 경우가 많습니다. 생산 계획과 이후 다루게 될 기준 생산 계획과의 근본적인 차이는 생산 용량의 변경을 근본적으로 허용하는지 하지 않는지라고 할 수 있습니다. 

    다음의 수식은 생산계획의 한 예입니다. 이 모형은 셋업타임, 하청, Backlog를 고려하고 있지 않기 때문에 간단한 생산 계획에 속하며, 또한 쉽게 풀릴 수 있습니다. ( 아래의 생산 계획 모형은 Thomas E. Vollman 외 2인이 공저한 Production Planning and Control( 3rd Ed. )에서 인용한 것임을 밝혀둡니다.) 

     
    생산 계획 모형


    목적함수는 제조에 필요한 비용을 최소화하는 것입니다. 각각의 제약조건을 살펴보도록 하겠습니다.
    1. 제약조건 1은 재고 균형식입니다. 앞으로 다루게 될 Master Production Scheduling, Material Requirement Planning에서도 기간 T-1말의 재고는 기간 T초의 재고와 가정을 두고 있습니다. 기간 초의 재고량과 해당 기간내에서 생산한 량( 정규 작업량과 초과 근무 작업량 )에서 해당 기간의 수요량을 빼주면, 기간 말의 재고 또는 다음 기간 초의 재고량이 됩니다.
    2. 제약조건 2는 매 기간말의 재고량은 안전재고량보다는 커야 한다는 조건입니다.
    3. 제약조건 3은 정규 작업시간 동안의 생산량을 나타냅니다.
    4. 제약조건 4는 초과 근무시간 동안의 생산량을 나타냅니다.
    5. 제약조건 5는 생산 용량의 변경( 즉, 사람인 경우에는 고용 및 해고 비용 )에 대한 제약조건입니다.
    6. 제약조건 6은 계획 초의 생산 용량, 제약조건 7은 계획 초의 재고, 제약조건 8은 계획 기간 말에 유지하고자 하는 생산 용량의 양입니다.

    위의 모형도 어렵게 느껴지시는 분들이 계실 것입니다. 이러한 류의 모형 수립과 해법 개발은 전통적으로 산업공학도들이 하던 분야입니다. 관심이 있으시다면, 주위에서 산업공학을 전공하신 분들을 찾아보세요. 

    MRP/ERP 시스템에서는 생산 계획을 어떠한 형태로 지원할까요? 대개 매주 복잡하고 어려운 모형의 수립과 해까지는 지원하고 있지 않습니다. MPS Planning, MRP Explosion과 같이 정형화된 형태로 생산 계획을 수립하는 것을 지원합니다. 그리고, 외부에서 이러한 문제를 수립하고 해를 구한 후에 이를 입력 받아서 MPS Planning, MRP Explosion에 활용할 수 있도록 하는 기능들은 제공하고 있지요. 그러나, 1998년부터 보게될 많은 MRP/ERP 팩키지들에서는 이러한 기능을 보실 수 있을 것 같은 생각도 듭니다. APS(Advanced Planning & Scheduling)에 관해 설명을 드리겠지만, 많은 ERP 개발업체들이 수리모형 수립과 해를 제공하던 Software 업체들과 제휴관계를 맺거나, 주식 매입을 통한 소유를 하게 됨으로써 대폭적인 기능 향상이 예상되기 때문입니다. 그리고, Production Planning, Master Production Scheduling, Material Requirement Planning에 이르는 정형화된 절차들이 하나로 통합되어 다른 모습을 보일 것으로 예상되기도 합니다. 

    이러한 모형 수립과 해를 통하여 제품군별로 생산량이 결정되면, 각 제품별로 이 생산량을 배분할 수 있습니다. 그리고 이러한 분배의 기준은 앞서 설명드린 Planning BOM의 %이지요. Production Plan은 대개 하나의 기준(계획)이며 변동의 여지를 가지고 있습니다. 앞으로, Master Production Planning, Material Requirement Planning을 설명하면서 보다 자세히 그리고 쉽게 생산 계획, 구매 계획을 수립하는 과정을 설명드리도록 하겠습니다. 

    본 페이지는 1997년 12월 26일에 작성되었습니다.