RCCP(Rough Cut Capacity Planning) : Part. 1

RCCP(Rough Cut Capacity Planning) : Part. 1

RCCP(Rough Cut Capacity Planning)는 계획된 MPS(Planned Master Production Schedule)를 실행하는데 필요한 자원요구량(capacity)을 계산하는 모듈입니다. 자원요구량을 계산하는 방법은 여러 가지가 있을 수 있지만, 1) CPOF(Capacity Planning using Overall Factors), 2) Bill of Capacity(=Bill of Resource)를 이용하는 Capacity Bills Procedure, 3) Time Phased Bill of Capacity(=Resource Profile) 등의 3가지 널리 알려져 있습니다.

자재소요계획(Material Requirement Planning)과 제조자원계획(Manufacturing Resource Planning)의 큰 차이중의 하나가 제조 자원이 한정되어 있는지의 여부를 일련의 생산계획에 반영할 수 있는지 였음은 이미 설명드린 바 있습니다. 자재소요계획(생산계획) 활동중에서 기준생산계획(Master Production Schedule)이 주어진 제조 자원의 용량을 넘어서는지 넘어서지 않는지를 계산하는 모듈이 바로 RCCP(Rough Cut Capacity Planning) 입니다. 

생산계획 또는 일정계획이라 일컫어지는 계획활동은 어떤 제품(부품)을 (=What), 어떤 곳(공장, 작업장, 기계 등) 또는 누가 (=Where), 언제부터 언제까지(=When) 생산하도록 지시하는 활동입니다. 그러나, 설명드린 바와 같이 핵심적인 제조자원인 기계나 사람은 언제나 가용한(available) 상태에 있는 것도 아니며, 단위시간당 생산량 즉 생산능력도 한정되어 있습니다. MRP/ERP 팩키지에서는 주어진 생산계획대로 수행한다고 가정했을 때 생산자원을 얼마나 필요로 하는지를 계산하도록 하는 기능들이 제공되고 있습니다. 보다 정교한 계산을 위해서는 많은 데이터와 계산 시간을 필요로 하며, 개략적인 계산에는 적은 데이터와 상대적으로 짧은 계산 시간을 필요로 하게 됩니다. 그러나, 개략적인 계산의 결과는 실제 상황과 덜 부합되는 경향이 있습니다. 그럼, 어떠한 방법으로 자원요구량을 계산할까요? RCCP의 계산 알고리즘은 기업의 상황(공장의 상황)에 맞추어 개발할 수도 있습니다. 그러나, 본 절에서는 가장 기본적이고 널리 알려져 있는 3가지 방법을 간단히 소개하도록 하겠습니다. 각각의 방법들은 필요로하는 입력 데이터에 차이가 있으며, 출력 데이터도 조금씩 차이가 납니다. 그럼, 1) CPOF(Capacity Planning using Overall Factors), 2) Bill of Capacity(=Bill of Resource)를 이용하는 Capacity Bills Procedure, 3) Time Phased Bill of Capacity(=Resource Profile)의 순서로 간단히 소개드리도록 하겠습니다. 

 CPOF(Capacity Planning using Overall Factors) 


CPOF는 MPS(Master Production Schedule)의 계획 대상이 되는 제품 또는 핵심 부품을 생산하는 데 필요한 자원의 량(<- 현장에서는 작업공수, 기계공수, 공수라는 표현을 많이 사용하지요.)에 대한 데이터를 기준으로 자원소요량을 계산하는 방법입니다. 자원의 양은 대개 시간단위로 나타냅니다. 예를 들어 기계 A는 일주일간 8시간 * 5일 = 40시간의 생산용량(<- 현장에서는 능력공수라는 표현도 사용합니다.)을 가지고 있고, 1단위의 제품 X를 만드는 과정에서 기계 A를 1시간 필요로 한다와 같이 시간 단위로 나타냅니다. CPOF를 계산할 때에는 2가지 입력 데이터를 필요로 합니다. 첫번째 데이터는 기준생산계획(MPS, Master Production Schedule)이고, 두번째 데이터는 한 단위의 제품을 만드는 데 필요한 자원별 자원요구량입니다. 이 중 두번째 데이터는 앞서 설명드린 Routing을 이용하여 계산할 수도 있으며, 현장에서 축적한 데이터를 이용하여 계산할 수도 있습니다. 예를 통해 설명드리기 위해, 몇가지 가정을 하도록 하겠습니다. 가상의 공장에서 2가지 제품(제품 A, 제품 B)를 생산하고 있으며, 각 제품은 3군데의 작업장(Work Center)를 거쳐서 만들어진다고 가정하도록 하겠습니다. 다음의 그림은 제품 A와 제품 B의 MPS(Master Production Schedule)을 나타냅니다. 

 
제품 A와 제품 B의 MPS

그림과 같이 각 주별로 제품 A와 제품 B의 생산량이 계획되어 있습니다. 그리고, 제품 A를 만드는 데에는 0.95 시간이 소요되며, 제품 B를 만드는 데에는 1.85 시간이 소요된다고 알려져 있습니다. 그렇다면 1주의 생산 계획을 만족시키기 위해서는 얼마만큼의 생산용량이 필요할까요? (33개의 제품 A)*(0.95 시간/제품 A) + ( 17개의 제품 B)*(1.85 시간/제품 B) = 62.80 시간이 필요하다고 계산할 수 있습니다. 이와 같은 방법으로 나머지 주에 대해서도 계산한다면 1주부터 3주까지는 각 주별로 62.80 시간, 그리고 4주부터 6주까지는 각 주별로 62.05시간, 7주부터 9주까지는 각 주별로 74.75시간, 10주부터 13주까지는 각 주별로 85.10 시간이 필요하다고 계산할 수 있습니다. 그렇다면, 각 작업장(또는 기계)별로는 얼마만큼의 생산용량이 필요한 것일까요? 모든 제품을 통틀어서 생산을 하고자 하는 경우, 각 작업장(또는 기계)를 어느 정도의 비율로 필요로 하는지에 대한 계산치 또는 경험치가 필요하게 됩니다. 만일, 작업장 100에 대해서는 60.3%, 작업장 200에 대해서는 30.4%, 작업장 300에 대해서는 9.3%의 비율로 제품들이 머무른다는 통계치가 있었다고 가정하도록 하겠습니다. 그러면, 각 작업장별 자원요구량을 각 주별로 계산할 수 있습니다. 예를 들어 1주에는 62.80시간만큼의 자원이 필요했는데, 작업장 100은 62.80 * 0.603 = 37.87 시간, 작업장 200은 62.80 * 30.4 = 19.09 시간, 작업장 300은 62.80 * 0.093 = 5.84 시간만큼의 자원이 1주에 필요하다고 계산할 수 있습니다. 각 작업장별 자원요구량의 계산결과는 다음의 그림과 같습니다. 

 
각 작업장별 자원요구량 (CPOF)

이러한 계산결과는 어떻게 이용될까요? 각 기업 또는 공장에서는 공장 단위, 작업장 단위의 월력을 가지고 있습니다. 월력은 일별 생산 시간을 정의하고 있지요. 주 5일 근무에 하루 8시간을 일하는 공장이라면 각 자원은 40시간의 생산능력을 가지고 있습니다. 만일 동일한 기계가 2대 설치되어 있는 작업장 XXX가 있다면, 작업장의 주당 생산능력은 40시간 * 2 = 80 시간이 될 것입니다. 위에서 계산한 각 작업장별 자원요구량이 월력에 근거한 작업장의 생산용량을 초과한다면, 생산 자원의 용량 부족으로 생산 계획대로의 정상적인 생산이 힘들 수 있다는 예측을 할 수 있게 됩니다. 이런 경우가 발생하면, MPS(Master Production Schedule)의 조정이나 생산용량을 늘이는 방법(잔업 또는 특근)을 사용하게 됩니다. MPS를 조정하는 경우에는 생산량을 늘이거나 줄이는 방법이외에 주별 생산량을 조정하는 방법, 예를 들어 X주의 생산량을 20만큼 늘이고, X+1주의 생산량을 20만큼 줄여주는 등의 방법을 사용할 수 있습니다. 이러한 의사결정을 돕기 위하여 각 주별 각 작업장별 자원 소요량을 그래프로 보여주는 기능들이 MRP/ERP 팩키지에서는 제공되고 있습니다. 지금까지 설명드린 CPOF는 가장 단순한 RCCP 계산 방법이며, 대다수의 MRP/ERP 팩키지에서는 CPOF를 사용하지 않는 것으로 알고 있습니다.


 Capacity Bills Procedure 


Capacity Bills Procedure는 CPOF보다 정확한 자원요구량 계획을 세워볼 수 있는 방법입니다. Capacity Bills Procedure에서는 BOM, Routing 등의 데이터를 직접 이용하여, 시간대별 자원요구량을 계산합니다. 앞서, CPOF를 설명할 때에 사용하였던 제품 A, 제품 B의 BOM은 다음의 그림과 같다고 가정합니다. RCCP에서 이야기되는 BOM는 앞서 설명한 BOM과는 약간의 차이가 있을 수 있습니다. ( 전체 BOM에서 중요한 부품 그리고 병목 작업장 또는 병목 기계에서 생산되는 부품들로만 구성된 BOM인 경우가 많습니다. ) 

 
제품 A와 제품 B의 BOM

위의 그림에서와 같이 제품 A는 1단위의 부품 C와 1단위의 부품 D로 구성되어 있으며, 제품 B는 1단위의 부품 D와 2단위의 부품 E로 구성됩니다. 그리고, 1단위의 부품 E은 2단위의 부품 F로 만들어진다고 가정합니다. BOM을 구성하는 부품에 대한 Routing은 다음의 그림과 같다고 가정하겠습니다. 

 
각 제품/부품의 라우팅(Routing)

위의 그림에서와 같이 라우팅에는 제품을 만드는데 필요한 공정별로 공정번호(공정순서), 작업장, 표준셋업시간, 표준작업시간 등의 정보가 나와있습니다. BOM, 라우팅을 이용하면 Capacity Bills Procedure의 핵심 입력 데이터인 Bill of Capacity를 계산할 수 있습니다. Bill of Capacity란 각 제품, 작업장별로 한 단위의 제품을 생산하는데 필요한 자원요구량을 나타낸 것입니다. 위의 라우팅과 BOM을 입력으로 하여, Bill of Capacity를 계산하면 다음과 같다. 

 
Bill of Capacity

Bill of Capacity를 계산하는 방법은 다음과 같습니다. 예를 들어 작업장 200의 Bill of Capacity를 계산하는 방법은 다음과 같습니다. 작업장 200에서 제품 A를 만드는데 필요한 부품 C, D의 가공이 이루어집니다. 이러한 정보는 라우팅에서 얻을 수 있습니다. 한 단위의 부품 C를 작업장 200에서 만들 때에는 표준셋업시간(0.025)과 표준가공시간(0.075)을 더한 0.60 시간이 소요되며, 마찬가지로 부품 D를 작업장 200에서 만들 때에는 0.10 시간이 걸립니다. 제품 A를 만드는데 필요한 작업장 200의 자원소요량은 0.60 + 0.10 = 0.70 시간이 됩니다. 제품 B를 만드는데 필요한 작업장 200의 자원소요량은 어떻게 계산할까요? 제품 B를 만드는데 필요한 모든 부품을 고려할 때에, 작업장 200에서 가공이 필요한 부품은 D, E, F입니다. BOM을 고려할 경우, 한 단위의 제품 B를 만들 때에는 작업장 200에서 1 단위의 D, 2 단위의 E, 4 단위의 F 가 필요합니다. 따라서, 제품 B를 만드는 데 필요한 작업장 B의 자원소요량은 부품 D를 만드는데 필요한 0.10 시간, 부품 E를 만드는데 필요한 0.10 시간, 제품 F를 만드는데 필요한 0.0625 시간과 BOM을 고려하여야 합니다. 즉, 제품 B를 만드는 데 필요한 작업장 B의 자원소요량은 0.10 * 1 (부품 D) + 0.10 * 2 (부품 E) + 0.0625 * 4 (부품 F) = 0.55 시간이 됩니다. 이제 Bill of Capacity를 모두 계산할 수 있었습니다. 그렇다면, 각 작업장별 자원요구량은 어떻게 계산할까요? 각 주별로 생산계획된 제품의 양에 Bill of Capacity를 곱해주면, 각 작업장별 자원요구량을 구할 수 있겠지요. 예를 들어, 제품 A와 제품 B의 1주 생산계획량(MPS)은 각각 33과 17이라고 합시다(CPOF를 설명할 때에 사용한 MPS를 그대로 사용합니다.). 작업장 100의 1주 자원요구량은 33단위의 제품 A * 0.05 (Bill of Capacity)와 17단위의 제품 B * 1.30 (Bill of Capacity)를 더한 값이 됩니다. 결국, 작업장 100의 1주 자원요구량은 33 * 0.05 + 17 * 1.30 = 23.75가 됩니다. 이와 같은 방법으로 모든 작업장에 대하여 자원요구량을 계산하면 다음의 그림과 같습니다. 

 
자원 소요량 계획 (Capacity Bills Procedure)

이렇게 계산된 자원요구량을 사용하는 방법은 CPOF를 사용할 때에나 Capacity Bills Procedure를 사용할 때에나 동일합니다. 그렇다면, CPOF와 Capacity Bills Procedure는 어떤 것이 보다 나은 방법일까요? 물론, Capacity Bills Procedure가 CPOF에 비하여 낫다고 이야기되고 있습니다. 특히, 각 기간별로 제품별 생산량에 변동이 있는 경우( Product Mix가 변하는 경우 )에는 CPOF에 비하여 Capacity Bills Procedure가 월등히 좋다는 이야기를 합니다. 계산과정에서 짐작하실 수 있지만, BOM, Routing, Item Master의 데이터가 정확하다면 통계에 의한 근사치를 이용하는 CPOF에 비하여 좋은 결과를 예상할 수 있습니다.

이상으로 CPOF, Capacity Bills Procedure에 대하여 설명드렸습니다. 아직, Resource Profile을 이용하여 RCCP를 계산하는 방법에 대해서는 설명드리지 못했지요? 본 페이지의 그림양이나 문자량이 조금 많은 듯 하여, Resource Profile을 이용한 RCCP 계산 방법은 다른 페이지를 이용하여 설명드리도록 하겠습니다. 

본 페이지는 1998년 1월 5일에 만들어졌습니다.