제조업] 가동률, 수율(양품률)에 대하여

[관심사-이것저것]|2020. 4. 10. 00:47

제조업에서 가동률, 수율을 관리하는 이유

제조업이란 재료를 인력 및 기계 등 여러 다른 힘으로 가공하여 제품을 대량 생산 및 제공하는 산업입니다.

제조업을 영위함에 있어 가장 중요한 것은 제품을 대량 생산하기 위해 생산설비를 구축하고 운영하는 것입니다.

제조업의 꽃이라고 할 수 있는 대량생산체계를 갖추기 위해 생산기술 엔지니어들은 개발된 제품에 대한 생산공정을 설계하고, 생산 설비를 제작 및 양산이 가능하도록 하는 역할을 합니다.

대량생산이 가능한 설비가 갖춰지고 나면, 양산을 하게 되는데 이때 중요한 것은 설비가 얼마나 잘 돌아가는지 정량적으로 관리하기 위한 관리 시스템이 필요하게 됩니다.

설비를 하루(또는 특정 기간) 동안 가동했을 때 얼마만큼의 "수율(양품률)"로 얼마만큼 정상적으로 돌아갔는지에 따라 "가동률"을 산출할 수 있으며, 정해진 시간과 조건에서 최대한의 가동률을 뽑아내는 것이 제조업의 경쟁력이라고 할 수 있습니다.

가동률이 저해되는 요소가 무엇인지 찾아내고, 그 요소에 대한 원인 분석과 개선을 통해 가동률을 올린다면, 단위 시간당 생산할 수 있는 수량이 늘어나면서 생산품에 대한 생산 단가를 낮출 수 있기 때문에 가동률과 수율에 대한 이해는 제조업 종사자들에게는 필수적인 역량 중 하나라고 할 수 있습니다.

용어의 정의

*제조업 분야마다 사용하는 용어가 다르기에 본 포스팅에서는 아래와 같이 용어를 정의하겠습니다.

1. 근무시간 : 생산라인의 작업자가 근무하는 시간으로 급여지급의 기준이 되는 시간(1인당 근무시간이 아닌 하루 기준 총 근무시간)
   - ex) 정규 근무시간 8시간, 잔업 2시간 x 2교대 근무 = 20시간/일

2. 배치시간 : 생산라인의 작업자가 생산계획에 따라 실제 생산라인에 배치된 시간
   - 안전교육, 휴식 등 작업자를 생산라인에 배치하지 않은 시간은 제외(24hr 연속생산라인은 근무시간=배치 시간)

3. 설비 가동 시간 : 생산설비가 제품의 생산을 위해 가동된 시간

4. 설비 비가동 시간 : 배치 시간 중 설비가 가동되지 않은 시간으로 필수 비가동과 일반 비가동으로 구분
   - 필수 비가동 : 생산 모델의 변경, 자재 보충, 일시적 소모품 교환 등 설비를 정지가 필요한 작업
   - 일반 비가동 : 설비의 고장, 자재 결품 등 정상적인 생산설비 가동이 이루어지지 않는 것

5. 생산 시간 : 설비 가동 시간 중 양품 및 불량 수량을 포함한 실제 제품 생산이 진행된 시간

6. 생산 손실 : 필수 및 일반 비가동 외 생산에 활용되지 않은 시간(작업자 생산 저하요인, 자재 오투입 등 명확한 비가동 요인 파악 불가)

7. 순생산 시간 : 양품 생산에 소요된 시간(양품 수량 x 제품 1개당 생산 시간)
   * 제품 1개당 생산 시간은 보통 Cycle Time(C/T)라고 칭합니다.

8. 품질 손실 시간 : 불량품 생산에 소요된 시간으로 설비가 정상 동작했으나 불량품을 만들어낸 시간(불량품 수량 x C/T)

위 도표와 같이 설비의 가동률 산정에 필요한 용어들을 정리할 수 있습니다.

수율(양품률) 산출하는 방법

가동률 산출에 앞서 수율에 대해 산출하는 방법을 알아보겠습니다.

수율이란 투입된 자재 대비 결함이 없는 합격품의 생산 비율로, 간단히 요약하면 설비에 자재 100개를 넣었을 때 90개의 양품, 10개의 불량품이 나온다면 이 설비의 수율은 90%가 되는 것입니다.

제조업 분야마다 수율, 양품률 등 사용하는 명칭이 조금 다르나 본 포스팅에서는 수율로 사용하겠습니다.

위와 같이 생산 수량기준으로 수율을 산정하는 것 외에도, 시간과 수량, 싸이클 타임(C/T)으로도 수율을 구할 수 있습니다.

설비로 제품을 만드는데 가동한 "생산시간" 대비 양품을 만드는 시간으로 산출하는 방법입니다.

위의 두 가지 방법으로 생산설비의 수율(양품률)을 산출할 수 있습니다.

가동률을 산출하는 방법

생산설비의 가동률은 크게 두 가지로 나눌 수 있습니다.

1. 배치시간 대비 설비 가동률 (시간 가동률) : 생산계획에 따라 생산설비를 가동했을 때 설비가 돌아간 시간의 비율로 가동률을 산출하는 방법

2. 설비 가동시간 대비 생산 시간 (설비 가동률) : 생산을 위해 설비를 가동했을 때 정상적으로(고장 등 정지 없이) 돌아간 시간의 비율로 가동률을 산정하는 방법

이 두가지 가동률과 수율을 가지고 생산라인의 효율을 정량적으로 평가할 수 있게 됩니다. 배치시간을 기준으로 설비의 비가동, 생산성, 품질 등의 요인이 생산라인에 미치는 영향을 파악해 낼 수 있는 것입니다.

위와 같은 식으로 생산설비의 가동률을 구할 수 있으며, 산출식을 풀어쓰면 아래와 같이 됩니다.

즉, 가동률은 배치시간 동안 얼마만큼의 양품 수량을 뽑아냈는지에 대한 비율이 됩니다.

가동률을 올리는 방법

가동률을 올리는 방법은 배치시간당 양품 수량이 많이 나오게 하면 됩니다. 설비의 생산능력(Capacity, 줄여서Capa.)의 한계가 있다 보니 C/T를 줄이는 것을 제외하면, 시간 가동률과 설비 가동률을 높이는 방법이 있습니다.

1. 시간 가동률을 높이는 방법 : 설비 비가동이 발생을 줄이면 됩니다. (간단?....)

 - 비가동은 위에서 말한 것과 같이 일반 비가동(관리적 요인)과 필수 비가동(기술적 요인)으로 나눌 수 있습니다.

관리 부실로 인해 발생되는 일반 비가동을 줄이기 위해 예방보전/수리 및 자재 결품 예방 등의 활동을 하면 됩니다.

필수 비가동은 설비가 필수 불가결한 상황으로 정지할 수밖에 없는 기술적 요인으로 생산 모델 변경 시간의 최소화, 설비 점검 방법의 자동화, 소모품 교체 주기의 증대 등 엔지니어링 측면에서 개선해나가야 할 과제입니다.

2. 설비 가동률을 높이는 방법 : 설비가동률은 생산 손실과 품질손실 줄이면 됩니다.

- 설비 수율을 높여 불량이 나지 않도록 하는 것, 일반 및 필수 비가동 외적인 설비 정지(작업자 숙련도 등)를 최소화하는 형태로 가동률을 높일 수 있습니다.


제조업에서 가동률은 제조 경쟁력을 올릴 수 있는 핵심 포인트이며, 제조 경쟁력은 제품의 원가에 직접적으로 영향을 끼치는 부문인 점을 염두에 두신다면, 제조업에서 반 이상 먹고 들어가는 것이라고 할 수 있겠습니다.

PS. 오늘도 우리나라와 세계 각지에서 제조업의 일꾼으로서 땀 흘리는 사람들에게 본 포스팅이 도움이 되길 바랍니다.

   관련 글

 * 제조업에 종사하는 사람들의 기본기-1 : 공정능력(Cp, Cpk, Pp, Ppk)에 대하여 쓴 글(바로가기)

 * 제조업에 종사하는 사람들의 기본기-2 : 측정 시스템과 Gage R&R(바로가기)

저의 글을 읽어 주셔서 고맙습니다. 오늘도 즐거운 하루 보내세요. :D

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댓글()
  1. BlogIcon ★초보나침반 2020.04.10 07:14 신고 댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

    좋은포스팅 감사합니다
    금요일 아침 활기차게 시작하세요 아자

  2. BlogIcon 올리브나무7 2020.04.10 11:35 신고 댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

    어려운 단어가 많아서 초반만 읽었어요^^;; 좋은 날 되세요^^

    • BlogIcon Ameny 2020.04.10 12:27 신고 댓글주소  수정/삭제

      저도 처음에 어려웠는데... 하는일이 이거다보니.. 이제 막 시작하는 사람들에게 조금이나마 도움이 되길 바라면서 작성해 봤네요 ㅋ

  3. BlogIcon 『방쌤』 2020.04.10 12:27 신고 댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

    이렇게 계산이 되는군요.
    하나 배워갑니다.^^
    즐거운 금요일 보내세요.

  4. BlogIcon 자연과김뽀 2020.04.10 12:35 신고 댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

    제조업 하시는 분들 정말 대단하다고 생각합니다.
    저도 공장다니며 학비를 벌어본적이 있어서 자세히는 모르지만
    이렇게 흘러가는걸 오늘다시한번 알게되는군요 ㅎㅎ

  5. BlogIcon 웃음이뿅 2020.04.10 14:46 신고 댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

    잘 읽었습니당^^ 용어가 쉽지않지만 잘봤어요

  6. BlogIcon 잉여토기 2020.04.10 19:20 신고 댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

    덕분에 설비 가동률에 대해 잘 알아보네요.
    제조업 부문에 코로나 바이러스 유행 여파를 덜 받아야할 텐데요.