[마케팅] 총괄적 시스템의 생산 계획 및 방법 (MC...

[마케팅] 총괄적 시스템의 생산 계획 및 방법 (MCM, SDR)

 

1. 총괄생산계획의 개념과 변동수요 대처 전략

예측된 수요에 따라 비교적 장기적으로 유효한 생산량을 미리 책정하는 것. 생산율의 결정 과 재고유지량 결정 이 핵심 과제. 생산율이 일정하면 재고비가 많이 발생하고, 생산율을 많이 변동시키면 노동력비용이 늘어나므로 이렇게 총괄생산에 관련된 비용을 최소화할 수 있도록 생산율을 결정하는 것이 총괄생산계획이다.

 

전략 : 수요의 변동은 항상 있으므로 수요에 대처하기 위해 생산율을 책정하는 것이 중요한 과제. 이러한 수요의 변동효과를 극복할 수 있는 전략은 내적 자원에 의한 노동력의 규모, 재고, 노동력이용율이 있고, 외적 자원에 의한 하청, 시설의 임차 전략이 있다. 그러나 외적자원 전략은 통제가 불가능하므로 내적자원 전략만을 고려하기로 하자.

 

1) 생산요구량에 따라 노동력의 규모를 변동시키는 전략 : 채용과 해고가 지속되므로 이에 소요되는 직접비의 발생이 크며, 새로이 고용된 작업자들의 교육,훈련 등의 간접비가 커지는 것은 물론 해고에 따라 사기의 저하를 가져온다. 숙련에 의한 학습효과는 일정시점에 확보되며, 특히 노동조합과의 단체협약이 있다면 이 전략은 사용불가능

 

2) 노동력의 규모를 일정하게 유지하되 노동력의 이용율을 높이는 전략 : 1)의 발생비용을 절감할 수 있으나 초과조업에 대한 임금의 지급과 피로로 인한 비능률과 비생산성은 비용을 발생하며, 법률적인 제한이 따른다.

 

3) 수요의 변동폭을 줄이기 위하여 완성품의 재고를 가지는 전략 : 재고부족으로 인한 비용과 고객에의 불만을 초래할 수 있는 반면, 안정된 고용수준을 유지할 수 있고 유휴시간의 활용가능, 초과조업비를 최소화할 수 있다. 현대에는 이 전략밖에 사용할 수 없다고해도 과언이 아니다. 어쨌든 어떤 한 전략에 치중하기보다는 사용가능한 전략을 모두 동원하는 혼합전략이 보다 효과적일 것이다.

 

 

 

< 총괄생산계획 방법 >

 

가장 많이 사용되는 방법은 MCM, SDR 기법이고, 이론적으로 가장 완벽한 기법은 SDR(현실에 가장 근접한 모형)이고, 가장 간단하고 사용이 용이한 기법은 MCM기법.

 

1. 도표접근법(시행착오적 기법)

도표의 직선에 누적생산량을 표시하고, 수평선에는 누적조업일수를 표시한 다음에 예측된 수요의 누적치를 표시하여 수요선을 구함. 현실적으로 가장 타당한 전략인 재고를 결정해서 생산선을 구해 여기에 관련된 비용을 산정하는 방법. 만족스러운 결과를 얻을 때까지 수정. 이해가 쉽고, 사용이 편리하며 해를 구하기 용이하나 정확성이 부족하다는 단점을 지닌다.

 

2. 수학적 최적화 접근법

일반적으로 수학적인 모형을 구축하고 그의 해를 구하여 생산율을 비롯한 총괄생산계획에 유용한 의사결정변수를 구하는 방법이므로 다음의 조건이 전제되어야 한다.

첫째, 계획기간이 정해져 있어야 한다. 둘째, 수요예측이 되어 있어야 한다. 세째,의사결정변수(노동력규모,생산율,초과조업시간,유효시간,재고수준,하청 등)가 명확히 규정되어야 한다. 네째, 관련비용이 명확해야 한다.

 

1) 수송법 : 보우만이 총괄계획을 위해 LP의 수송법을 적용(다수의 출발자로부터 다수의 목적지로 재화나 용역을 최소의 비용으로 수송)

수송비용행렬표는 총괄생산계획문제를 수송선형계획모형으로 정식화한 다음, 수송계획의 해법을 이용하여 풀 수 있는 간단한 방법. 총가용 생산능력 범위내에서 총필요량(판매수요)에 충족되고 생산비및 재고비의 합이 최소화가 되도록 생산설비에 생산량을 할당하는 것. 이 모형은 생산은 정규작업시간중에 행하고 당기에 생산한 제품은 당기에 판매하여야 생산비 및 재고유지비의 합이 최소가 된다는 가정에 입각하고 있다.

장점은 투입물이나 결과를 명확히 알 수 있고 매기 실제수요가 입력되어 예측필요량을 알 수 있어 동태적이며, 여러 제품을 생산하는 경우로 확대가 쉽고, 여러 기간을 포함할 수 있도록 확장이 가능하다.

단점은 고용수준이 일정해서 고용및 해고비용을 고려치 못하며, 비용을 선형함수로 보았으며 미도착주문이나 재고부족비용은 허용되지 않는다.

 

2) 단체법 (simplex method)

최적해가 구해질 때까지 반복적 과정을 구사하는 수학적 절차. 수학적 기초는 행렬에 두고 있으며, 제약조건에 해당하는 일련의 동시방정식은 행렬의 변환에 의하여 해답을 구할 수 있게 설계되어 있다.

 

1> 맥가라 모형 : 생산수준변화 비용과 재고보유 비용의 합에 대한 변화를 최소화하는 모형이므로 장점을 갖는 반면에 단 하나의 기간만을 고려하기 때문에 현실적이지 못하고 의사결정변수를 고려하지 못한다.

 

2> 한쓰맨 & 헤쓰 : 노동력과 생산율을 독립변수로, 정규조업에서 발생하는 비용, 초과조업비, 고용및 해고비, 재고비, 재고부족비는 종속변수로 다수의 계획기간내에서 처리할 수 있도록 설계

   

3) 선형결정법칙 (linear decision rules : LDRs)

특정기간내에서 최적의 노동력규모, 생산율, 재고수준을 결정하는 데에 이용할 수 있는 일종의 방정식이다. 관련비용은 2차비용함수까지도 고려.

장점 : 일단 결정 규칙이 유도되면, 그 적용이 용이(알고리즘에 맞추어서 모형을 만들면 손쉽게 해를 구함) / 노동력규모와 생산율을 분리함으로써 실제관리변수의 취급을 가능 / 최적해를 보장 / 선형및 비선형관계를 동시에 고려

단점 : 알고리즘에 맞추어서 수학적 형식으로 나타내야 한다.(비용함수가 2차함수이므로 실제 적용이 어려움) / 상황이 약간만 바뀌면 처음부터 새로 구축해야 한다 /

 

 

 

1> H M M S 모형 : 홀트, 모딜리아니, 머스, 싸이먼이 개발한 총괄생산계획을 위한 선형결정모형. 장래에 변동하는 수요에 대응하여 생산율과 노동력규모를 평준화하는 것은 극히 어렵고 복잡하기 때문에 생산량책정의 문제를 총괄적으로 해결하기 위하여 설계한 모형.

이 모형이 전제로 하고 있는 수요변동에 대응하는 전략은 다음과 같다.

- 노동력규모의 조정으로 대응하는 전략

- 노동력규모는 일정하게 유지하며, 초과조업,유휴시간조정, 하청으로 대응

- 재고수준의 조정으로 대응

총괄생산계획과 관련되어 있는 비용으로서 정규작업 임금, 고용및 해고비, 초과조업비, 재고비를 고려할 뿐만 아니라 장래의 예측수요, 현재의 노동력규모, 과거의 재고수준을 포함시켜 부문별로 모형화하고 다시 이를 종합하여 모형화한다. 목적함수를 최소화하기 위하여 2차 비용함수를 의사결정변수로써 편미분하여 생산율과 노동력규모를 선형등식으로 유도하고 있다.

 

2> LDRs 와 한쓰맨 - 헤쓰 모형의 비교 : 코렌다의 연구 결과

L D R s Hanssman & Hess ( L P ) 모 형

해의 차이 총비용이 4.8%높음

몇개의 순수전략의 조합 오로지 재고전략에만 의존

비용곡선으 비용곡선을 변화시켜 총비용상의 차이를 최소화 가능

로 해결가능 수요변화 大(25%이상) LP 낮음 수요변화 小(4%미만) 양자 비슷

해를 산정 하기 전에 곡선의 특징을 보고 그 차이를 예측하는 법칙은 없음

직선의 기울기에 의해 생산계획은

변하지 않음

비용함수를 비선형, 즉 2차함수 고려되고 있는 모든 비용함수를 선형

까지도 고려 으로 전제

 

 

 

3> 선형결정법의 확장

- 의사결정변수로 기계설비의 생산능력 추가 - 스프켄스

일반적으로 선형계획법에서는 기계설비의 생산능력을 일정하다고 전제하였으나 시프켄스는 총괄생산계획의 일환으로 물리적인 생산능력의 조정이 이루어질 수 있는 특징에 따라 생산시스템을 두가지로 분류. 첫째, 생산능력이 물리적으로 여러개의 동일한 생산단위들로 구분가능한 시스템. 둘째, 전형적인 쟙샵의 경우

 

- 다수품목과 긴 생산주기시간을 고려하는 경우 : 챙, 죤 생산의 출발과 종료가 동시에 이루어질 수 없는 상황하에서 선형결정법을 일반화

Labor distribution matrix (Dit) : 제품싸이클에서 t달에 제품 i에 의해 요구되는 총 labor effort부분을 설명, 즉 제품 i가 시기 k이내에 판매준비가 완료되어야 한다고 가정하고 matrix Dit를 이용하여 기간 k, k-1, k-2, .... 에 대한 노동요구량을 계산한다.

- 다수품목과 수익을 고려하는 경우 : 버그스트롬, 스미스

목적함수는 고정비와 기타 경비를 최소화하여 이윤을 극대화하는 모형. 기존 모형은 예측된 수요가 고정되어 있거나 알려져 있다고 전제하고 있으나 이 모형은 각 기간별 각 제품에 대한 수익 대 판매곡선을 추정하도록 제안. 판매될 양이 결정변수로 사용되고 이 양은 가격과 가능한 다른변수에 의해 결정된다.

   

4) 총열거법 (total enumeration )

모든 실현가능한 의사결정변수들을 열거검토하여 최적해를 구하는 방법으로 컴퓨터의 사용이 필수적이다. 이 방법은 유한한 수의 해가 있을 때 기술적으로 실행가능하며, 항상 최적해가 보장되어 있다는 장점은 있으나 기술적으로 모든 최적해의 검토가 불가능하여 실용성이 없고 시간이 많이 걸리는 단점이 있다.

 

   

 

5) 동태적 계획법 (dynamic programming)

선형계획모형을 확대시켜 시간의 요소를 도입하여 다단계의 의사결정을 하기 위하여 설계된 수리적 기법. 매우 단순한 일정계획 문제의 최적해 발견에 매우 효과적이지만, 제약조건이 많아지거나 의사결정상의 통제변수가 많아지는 경우 이 기법의 유용성이 크게 감소하는 단점이 있어서 정확성이 떨어진다. 이론적으로 가장 완벽하다고 하나 실증분석 결과는 크게 유용치 못했음.

  

6) 최대원리법 ( the maximum principle)

1차 미분 방정식들의 시스템에 의해서 묘사되는 연속적인 공정의 최적화를 고려, 그 후 연속적인 경우와 단속적인 경우의 모든 경우를 포함하는 쪽으로 확장됨. 보편화된 기법은 아님.

   

7) 목표계획법 (goal programming)

최적화와 같은 단일기준하에서 의사결정을 위한 방법론이 아니라 다수 기준하에서 의사결정을 위한 가장 대표적인 방법론. 다수의 경쟁적인 목표가 동시에 제기되어 있어 상호간 충돌하고 있을 때 목표의 중요성에 따라 우선순위를 부여하고 자원의 제약 때문에 상위수준의 목표가 우선적으로 성취되며, 우선순위에 따라 하위목표가 성취되어 가도록 설계되어 있다. 따라서 수학적 최적화 방법과는 달리 단일목표가 아니라 다수목표, 최적화가 아니라 만족화, 그리고 반드시 기수의 해 보다는 서수의 해가 특징이다. 일반적으로 의사결정문제에 단순한 기법보다는 복잡한 기법 또한 그것보다는 다수기준기법을 적용하는 것이 보다 현실적으로 인정된다. 총괄생산계획은 실질적으로 항상 관련비용을 최소화하려고만은 하지 않으며, 다수의 목표가 제기되어 있고, 그들은 모두 동일하게 중요하게 여겨지지도 않고 있으며, 그들간에 상충이 있기 때문에 만족화를 추구하는 목표계획법이 보다 적합할 수도 있다.

 

2. 휴리스틱 접근법 (heuristic approach)

항상 과거의 자료를 광범위하게 활용함으로써 장래의 결정에 유용하게 이용될 수 있도록 함. 휴리스틱접근법의 관리는 항상 변화하는 것에 대한 끊임없는 적합과정이며, 따라서 의사결정과정은 수용적인 피드백통제 시스템이거나 사이버내틱통제시스템이 되어야 한다. 의사결정에서 오차를 없애는 방법은 때때로 관찰해서 관찰한 바를 의사결정에 반영한다면 평균에 환원되어 현실적이 되므로 수학적기법은 적절치 못하다고 주장.

이는 기본적으로 경영자의 경험과 육감에 기초를 두고, 순환적절차로 최종해에 도달한다. 일반적으로 수학적으로 나타낼 수 있는 현실은 극히 제한적이므로 이 기법은 비교적 크고 복잡한 문제에 적합하다.

  

1) 관리계수모형법 (management coefficients model : MCM ) : 보우맨

노동력, 생산, 재고에 관한 여러 기록을 반드시 보관하고, 이들 자료에 대한 경영자의 과거의 평균적인 의사결정 패턴을 중회귀분석법에 의하여 관리계수를 구하고 이로서 회귀방정식을 구성하여 총괄생산계획에 이용하는 기법이다.

가정은 경영자는 그가 채택한 변수에 민감하며, 경영자의 행동은 정형화되지 않고 그 변화 범위는 상당히 넓다는 것이다.

장점은 경영자의 경험이나 지혜를 활용할 수 있고, 직관이나 경험에 의한 과거의 의사결정패턴을 분석한 것이므로 수학적모형보다 적용이 용이. 비용함수와 제약조건에 제한을 받지 않으며, 미래의 수요에 관한 정보가 제한되어 있거나 처음으로 생산계획을 수립할 때 유용하다.

단점은 최적해를 이끌어낼 수 없고, 과거자료를 이용하므로 변화하는 환경에 적합시키기 어렵고, 경영자가 교체될 때마다 재분석해야되며, 경영자의 과거행동을 분석할 때 주관적인 것이 개입되므로 불합리한 선택의 가능성이 있다.

  

2) 파라메트릭 생산계획법( PPP : parametric production planning)

노동력, 노동력 규모, 재고수준, 초과및 유휴시간에 의해서 비용이 발생하는데 이들을 조합해서 가장 비용이 적은 결정조합을 컴퓨터를 이용해서 찾아내는 기법으로 비교적 규모가 큰 문제에 적합하다. 목적함수가 매우 복잡해서 탐색이 불가능한 경우에 많이 이용한다.

장점은 충분한 과거자료가 확보된다면 의사결정의 효율성을 높일 수 있고, 비용함수의 차원에 관계없이 적용 가능하고, 수학적인 공식으로 나타내기 어려운 복잡한 생산계획문제에 보다 현실적으로 접근할 수 있다.

단점은 과거의 성공적인 의사결정추세가 장래까지 계속된다는 보장이 없고, 개략해만이 보장되며, 모형을 개발하고 운영하는데 비용이 많이 든다.

 

 

3. 탐색 접근법 ( SDR : search decision rule ) : Taubert

수학적 최적화 기법은 현실성 있는 모형 구축과 최적해를 구할 수 있는 연산절차가 없다는 단점을 해결하기 위해 제기된 방법론. 모형구축에서 수학적 형태의 아무런 제약을 받지 않고 현실적인 모형을 구축하고 의사결정변수에 대하여 주어진 일련의 비용을 컴퓨터 서브루틴의 형태로 표현하도록 하고 있다. 이 서브루틴은 게획기간에 포함되는 의사결정변수와 계획기간의 수에 의하여 결정되는 것. 컴퓨터를 이용한 탐색기법이라는 점에서는 PPP와 같으나 PPP는 휴리스틱접근법과 탐색접근법을 결합한 것으로서 목적함수가 복잡해서 탐색이 불가능한 경우에는 PPP 를 이용한다.

이 기법은 원칙적으로 최적해를 보장하나 현실적으로 해를 탐색하는 과정에서 휴리스틱접근법과 결합하여 적용되기 때문에 개략해가 얻어지는 경우가 대부분이다.

이 시스템은 1>출발점의 결정 2>탐색방향 3>탐색너비의 결정 4>종료점으로 구성

 

장점은

- 여러가지 제한적 가정에서 탈피하여 현실적인 모델을 구축 가능하고,

- 신제품개발, 신설비, 재조직화, 임금인상 등과 같은 시스템변화의 고려 가능

- 현실적이고 계획된 결정을 운영자에게 제공

- 진보된 비용모델을 개발하고 소망하는 해의 도출이 가능

- 민감도 분석이 용이하고 탐색루틴이 해를 찾을 때 자료를 신속히 제공

- 현금흐름 할인, 비선형 효용함수, 다목적 함수등 복잡한 제한 요소를 쉽게 조정

- 많은 해결 잠재력을 제공

- 방법론이 포괄적이다.

 

단점은

- 컴퓨터 탐색루틴의 최적화는 기술적인 것이어서 특정 함수에 대해 최선의 성과라

고 단언할 수 없다.

- SDR에 의한 결정이 절대적 최적해가 아니다.

- 반응표면 차원이 제한요소가 된다. (multidemensional cost response surface :

탐색 대상의 범위 )

어쨌든 SDR은 APP 문제 해결에 가장 광범위하게 적용되고 있으며, 다수의 부문과 다품목 취급에도 적용이 가능하고 시스템상의 변화를 고려할 수 있어 매우 신축적인 방법이다.

 

* homogeneous multi-stage SDR decision model : 동질적 다단계 SDR 결정모형, 각 단계에서의 비용함수가 모두 똑 같은 경우

* heterogeneous = : 비용함수가 다른 경우, 상이한 서브루틴 사용. 조직의 재편, 새로운 설비구축, 신제품 도입하는 경우에 달라진다.

 

4. 총괄생산계획에 관련된 행태상의 문제

1) 계획과정의 행태문제

- 총괄생산계획을 수립할 수 있는 방법은 무한하게 존재하며, 사람의 유한 능력은

이 문제를 충분하게 다룰 수 없다.

- 계획에 많은 시간이 소요될 때 총괄생산계획의 문제는 매우 복잡해짐으로 수준

이하가 될 수 있다. 이의 해결책은 1> 계획자의 훈련을 통해 협력심 강화 2>훈

련된 사람을 배치

- 총괄생산계획과 관계가 없는 정보가 발생한다.

2)적용과정의 행태문제 : 조직행동상의 문제(총괄계획은 이익,판매,인사 등의 출발점)

- 사기형성과 직무만족에 영향 : 생산율저하로 해고가 필요하다면 이에 따른

- 직무안전에의 위협 : 생산율의 변동이 극심하게 나타난다면

- 직무설계 : 직무만족만을 고려해서 설계한다면 총괄계획과 모순내지는 충돌

강남부동산님의 파란블로그에서 발행된 글입니다.