[논문]전선제조 연합공정의 표준시간 설정 - 다품종소량생산시스템을 중심으로 -

이경종

문제 정의

그 결과 생산관리부서는 보다 정확한 생산계획을 수립할 수 있게 되었고, 기획부서에서는 중장기 경영전략수립이 쉬워지며, 재무관리부서에서는 원가관리를 보다 정확히 할 수 있게 되어 항공산업의 경쟁력제고에 큰 도움이 되었음을 알 수 있었다. 따라서 본 연구는 기존의 연구를 참고하여 응용 분야는 다르지만 전선의 연합공정에서 표준시간을 효과적으로 설정하기 위한 방법을 제시하고자 하였다.
그렇게 함으로써 생산성이 정확히 집계 분석되고, 그리고 생산성향상 혹은 하락에 대한 원인분석이 올바로 이루어지며 또 그 결과에 대한 제반 대책수립 및 향상분에 대한 합리적인 보상대책 수립이 가능해지기 때문이다. 따라서 본 연구는 다품종소량 주문생산시스템의 전선제조공정 중 작업이 매우 복잡한 연합공정에 대해 표준시간을 효과적으로 설정하기 위한 방안을 제시하고자 하였다.
본 연구는 그간 다품종소량 주문생산 형태의 산업이라 표준시간 설정이 어렵다고 판단하여 합리적인 방법으로의 설정을 기피해 왔던 전선제조 공정 중 가장 복잡한 공정으로 꼽히는 연합공정에서의 표준시간 설정방법에 대해 연구하였다. 이를 위하여 국내 중견기업인 D사의 연합공정의 작업을 스톱워치 방법으로 관측하고 분석하여 작업로트 사이즈별로 표준시간, 표준공수를 설정하는 방안을 제시하였다.
그리고 이 때 여유율은 실제 관측결과 15% 초과 시에는 관측된 값을 그대로 인정해 주고, 15% 이하일 경우에는 Refa의 기준[6]에 따라 15%로 인정하였다. 특히 D사는 표준시간 보다는 표준공수에 대한 개념을 보다 더 많이 사용하고 있으므로 본 연구에서는 후자에 역점을 두어 설명하겠다.

제안 방법

따라서 본 연구에서는 이러한 맹점을 시정하기 위해 표준시간, 표준공수를 작업로트 사이즈별로 설정하고 또한 준비작업도 T₁, T₂, T₃로 세분하여 보다 더 정확성을 기하였다. 그리고 기계공장에서 흔히 나타나는 기계의 평균 수행속도 문제를 작업속도 조정계수(K)의 설정으로 해결하기로 하였다.
그리고 본 연구는 관측대상을 회사에서 정한 표준적인 작업자를 대상으로 하였기 때문에 기술, 노력, 작업조건, 일관성 등과 같은 세부적인 요소별 레이팅계수는 고려하지 않고 관측상황에 따라 관측자가 미리 정한 정상속도를 기준하여 정직성을 바탕으로 적절히 실측치를 가감하여 수정하도록 하였다.
1항)에서도 언급했듯이 표준공수가 단일로트즉 평균작업로트 사이즈를 기준해 산출한 것이므로 수주로트 즉 작업로트 사이즈의 변동이 심한 기업에서는 이 방식에 의한 표준공수는 별 의미가 없고 오히려 위험이 따르게 된다. 따라서 본 연구에서는 이러한 맹점을 시정하기 위해 표준시간, 표준공수를 작업로트 사이즈별로 설정하고 또한 준비작업도 T₁, T₂, T₃로 세분하여 보다 더 정확성을 기하였다. 그리고 기계공장에서 흔히 나타나는 기계의 평균 수행속도 문제를 작업속도 조정계수(K)의 설정으로 해결하기로 하였다.
공수란 작업에 투입된 작업자와 작업시간을 단위로 하여 작업량을 표시하는 것으로서 이에 대한 단위는 인일(man-day), 인시(man-hour), 인분(man-minute)이 있다[4]. 본 연구에서는 인일(man-day)을 공수의 단위로 사용한다. 따라서 1공수라 함은 1인이 8시간 또는 8인이 1시간 걸려 수행하는 작업량을 뜻하는 것이다.
연구방법으로는 작업측정과 표준시간의 이론적 고찰을 통해서 스톱워치에 의한 표준시간 산정방법을 일반화하고 사례분석을 실시하였다. 사례분석은 전선의 대표규격 중 한 규격을 선정하여 스톱워치법에 의한 표준시간 설정을 위해 작업을 관측하였다. 이 때 관측횟수는 미국의 제너럴일렉트릭(General Electric)사와 웨스팅하우스 일렉트릭(Westinghouse Electric)사에서 제시한 방법[6, 7, 9]에 준해 작업교체 후 준비작업으로부터 시작해 주작업 완료까지의 시간을 한 사이클로 보고 이를 3회 관측하였으며, 관측 시간치는 Shutt의 방법[6]에 따라 개별시간의 평균치를 구하고 그 값으로부터 25% 이상 떨어져 있는 것은 이상치로 취급하여 제외시켰다.
앞에서 정리한 가동시간 분석표로부터 표준시간을 산출하기 위해 작업요소별 시간 또는 비율을 구하여 와 같이 표준시간 산출 자료표를 작성한다.
본 연구에서는 다품종소량 주문생산체제로 운영되고 있는 D사의 전선제조공정 중 연합공정을 연구의 대상으로 하였다. 연구방법으로는 작업측정과 표준시간의 이론적 고찰을 통해서 스톱워치에 의한 표준시간 산정방법을 일반화하고 사례분석을 실시하였다. 사례분석은 전선의 대표규격 중 한 규격을 선정하여 스톱워치법에 의한 표준시간 설정을 위해 작업을 관측하였다.
사례분석은 전선의 대표규격 중 한 규격을 선정하여 스톱워치법에 의한 표준시간 설정을 위해 작업을 관측하였다. 이 때 관측횟수는 미국의 제너럴일렉트릭(General Electric)사와 웨스팅하우스 일렉트릭(Westinghouse Electric)사에서 제시한 방법[6, 7, 9]에 준해 작업교체 후 준비작업으로부터 시작해 주작업 완료까지의 시간을 한 사이클로 보고 이를 3회 관측하였으며, 관측 시간치는 Shutt의 방법[6]에 따라 개별시간의 평균치를 구하고 그 값으로부터 25% 이상 떨어져 있는 것은 이상치로 취급하여 제외시켰다. 이 때 제외된 값이 나올 때에는 다시 추가로 관측하여 데이터를 얻는 것을 원칙으로 하였다.
이 때 관측횟수는 미국의 제너럴일렉트릭(General Electric)사와 웨스팅하우스 일렉트릭(Westinghouse Electric)사에서 제시한 방법[6, 7, 9]에 준해 작업교체 후 준비작업으로부터 시작해 주작업 완료까지의 시간을 한 사이클로 보고 이를 3회 관측하였으며, 관측 시간치는 Shutt의 방법[6]에 따라 개별시간의 평균치를 구하고 그 값으로부터 25% 이상 떨어져 있는 것은 이상치로 취급하여 제외시켰다. 이 때 제외된 값이 나올 때에는 다시 추가로 관측하여 데이터를 얻는 것을 원칙으로 하였다.
본 연구는 그간 다품종소량 주문생산 형태의 산업이라 표준시간 설정이 어렵다고 판단하여 합리적인 방법으로의 설정을 기피해 왔던 전선제조 공정 중 가장 복잡한 공정으로 꼽히는 연합공정에서의 표준시간 설정방법에 대해 연구하였다. 이를 위하여 국내 중견기업인 D사의 연합공정의 작업을 스톱워치 방법으로 관측하고 분석하여 작업로트 사이즈별로 표준시간, 표준공수를 설정하는 방안을 제시하였다. 그 결과 작업자별, 공정별 그리고 부서별로 노동생산성 분석 시 꼭 필요한 환산생산량 산출이 표준공수의 설정으로 가능하게 되었으며 또한 비효율 요소에 대해서는 별도로 집계분석 함으로써 생산성관리가 효과적으로 이루어 질 수 있도록 하였다.
표준시간 설정 시 작업관측 횟수가 대단히 중요한데 본 연구에서는 미국의 제너럴일렉트릭(General Electric)사에서 제시한 기준, 즉 1사이클 시간이 40분 초과 시 권장관측 횟수 3회[6, 7], 그리고 웨스팅하우스일렉트릭(Westinghouse Electric)사에서 제시한 기준, 즉 1사이클 시간이 3시간 이상시 최소관측횟수 3회, 8시간 이상시 2회[6]로 되어있는 바, 여기에서는 이 두 조건을 고려하여 3회로 정하고 실제 작업현장을 관측하였다. 실제로 D사의 연합공정의 1사이클 시간은 최소한 3시간 이상이다.

대상 데이터

그리고 연합공정에서 충진물이 결속상태로부터 풀려나오면서 서로 꼬이거나 절단되는 경우가 종종 발생하여 그 때마다 작업자는 기계를 정지시키고 적절한 조치를 취한 후 다시 작업을 진행하는 관계로 이 연합공정의 기계가동률은 타공정의 기계가동률에 비해 현저히 낮은 수준이다. 따라서 본 연구는 이 공정을 우선적으로 연구의 대상으로 하였다.
본 연구에서는 다품종소량 주문생산체제로 운영되고 있는 D사의 전선제조공정 중 연합공정을 연구의 대상으로 하였다. 연구방법으로는 작업측정과 표준시간의 이론적 고찰을 통해서 스톱워치에 의한 표준시간 산정방법을 일반화하고 사례분석을 실시하였다.

성능/효과

그리고 김형열[2]은 타이어 성형공정의 표준시간 산정을 종래의 스톱워치법보다 효과적으로 하기 위해 실시간 자료수집에 의한 표준시간 산정 방법을 제시하였으며, 성수경[3]은 항공산업의 표준시간 설정을 위해 사상공정과 최종조립공정을 대상으로 하여 공정별 표준시간 설정방법을 제시하였다. 그 결과 생산관리부서는 보다 정확한 생산계획을 수립할 수 있게 되었고, 기획부서에서는 중장기 경영전략수립이 쉬워지며, 재무관리부서에서는 원가관리를 보다 정확히 할 수 있게 되어 항공산업의 경쟁력제고에 큰 도움이 되었음을 알 수 있었다. 따라서 본 연구는 기존의 연구를 참고하여 응용 분야는 다르지만 전선의 연합공정에서 표준시간을 효과적으로 설정하기 위한 방법을 제시하고자 하였다.
이를 위하여 국내 중견기업인 D사의 연합공정의 작업을 스톱워치 방법으로 관측하고 분석하여 작업로트 사이즈별로 표준시간, 표준공수를 설정하는 방안을 제시하였다. 그 결과 작업자별, 공정별 그리고 부서별로 노동생산성 분석 시 꼭 필요한 환산생산량 산출이 표준공수의 설정으로 가능하게 되었으며 또한 비효율 요소에 대해서는 별도로 집계분석 함으로써 생산성관리가 효과적으로 이루어 질 수 있도록 하였다. 그러나 이 경우 본 연구에서 제시한 표준시간 설정방법은 연합공정의 한 품목, 한 규격을 대상으로 한 것이다.
그러기 위해서는 제품 설계팀과 협의하여 그룹화작업을 먼저 행하고 진행시켜야 할 것이다. 한편 본 연구를 진행하면서 절실히 느낀 점은 합리적이고 정확한 표준시간이 설정되면 원가계산을 올바르게 함은 물론이고 노동생산성의 정확한 분석이 가능해지고 그 결과 성과급제 적용을 수월하게 할 수 있으며 더불어 성인화와 생산성향상 운동을 합리적으로 추진할 수 있게 된다는 것이다. 그리고 또한 본 연구에서 제시한 표준시간 산출식을 조금만 수정하면 신선공정, 연선공정, 절연공정, 시스공정 등 타공정에도 확대 적용이 가능하므로 공장전체의 효과적인 생산성관리 시스템을 갖추기 위해서는 이에 대한 후속 연구가 과제로 남는다.

후속연구

한편 본 연구를 진행하면서 절실히 느낀 점은 합리적이고 정확한 표준시간이 설정되면 원가계산을 올바르게 함은 물론이고 노동생산성의 정확한 분석이 가능해지고 그 결과 성과급제 적용을 수월하게 할 수 있으며 더불어 성인화와 생산성향상 운동을 합리적으로 추진할 수 있게 된다는 것이다. 그리고 또한 본 연구에서 제시한 표준시간 산출식을 조금만 수정하면 신선공정, 연선공정, 절연공정, 시스공정 등 타공정에도 확대 적용이 가능하므로 공장전체의 효과적인 생산성관리 시스템을 갖추기 위해서는 이에 대한 후속 연구가 과제로 남는다.

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	전선제조산업은 일반적인 대량생산 체제와는 다른 어떤 주문생산방식인가?	전선제조산업은 일반적인 대량생산 체제와는 다른 다품종소량 주문생산방식이다. 수주 시 고객의 요구에 의해 스펙(specification)이 정해지고, 이를 근거로 설계된 도면에 따라 생산공정에서 제조활동이 이루어진다.
	연합공정(stranding process)이란?	그리고 두 가닥 이상의 전선은 일반적으로 꼬아서 원형을 이루도록 한다. 따라서 연합공정(stranding process)은 앞에서도 간단히 소개하였듯이 절연된 선재를 목적에 따라 두 가닥, 세 가닥 또는 그 이상으로 충진물과 함께 정해진 배열로 꼬아주고 그 위에 면테이프 또는 PS(polyester)필름으로 테이핑을 하는 것이다. 이 때 충진물의 기능은 꼬아진 전선의 모양을 원형으로 유지시키는 것이다.
	다품종소량생산이라 함은 수많은 품종을 조금씩 생산하는 방식인데 제반생산방식 중 능률 내지 효율이 가장 낮은 방식인 이유는?	다품종소량생산이라 함은 수많은 품종을 조금씩 생산하는 방식인데 제반생산방식 중 능률 내지 효율이 가장 낮은 방식이다. 왜냐하면 이는 주로 주문생산을 하는 경우에 이용되는데 이때에는 주문에 따라 작업내용이나 작업준비가 달라지는 간헐적 형태(intermittent type)의 작업을 수행하지 않으면 안되기 때문이다. 전선제조가 바로 다품종소량 생산의 대표적인 예이다.

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