생산 계획의 What-If 시나리오 분석: 방법론
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By Mirko Peters ·
생산 계획에서 What-If 시나리오 분석이란 계획을 복사하고, 가정 하나를 바꾼 뒤 결과를 비교하는 것입니다. 단계, 데이터, 도구, 검증 방법을 알아봅니다.
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생산 계획의 What-If 시나리오 분석이란 기준 계획을 유지하고, 가정 하나를 바꾼 뒤, 실제 상황이 벌어지기 전에 결과를 비교하는 것을 뜻합니다. 가정은 2개 교대 동안 멈추는 설비, 긴급 주문, 부족한 자재, 새로운 교대 모델 등 무엇이든 될 수 있습니다. 비교를 통해 각 선택이 납기일, 부하, 초과 근무에 어떤 영향을 주는지 확인할 수 있습니다. 이 글은 일회성 스프레드시트가 아닌 반복 가능한 방법을 찾는 생산 계획 담당자를 위한 글이며, 결과를 신뢰할 수 있게 만드는 데이터, 도구, 검증 방법을 설명합니다.
핵심 포인트
- What-If 시나리오는 기준 계획을 가져와 설비 고장이나 긴급 주문 같은 가정 하나를 바꾸고, 실제로 무슨 일이 일어나기 전에 그 결과를 기준 계획과 비교합니다.
- 먼저 결정 사항부터 정하고, 변수 2~3개와 KPI 2~3개를 고르십시오. 결정과 연결되지 않은 시나리오는 그저 연습에 그치기 때문입니다.
- 먼저 변수를 하나씩만 바꾸고, 각 효과를 개별적으로 파악한 뒤에 변수를 조합하십시오.
- 미래 기간에 모델을 적용하기 전에 과거 기간으로 먼저 검증하십시오. 모델의 가치는 출력 결과가 목적에 충분할 만큼 정확한지에 달려 있기 때문입니다.
- Microsoft 도구는 이 작업의 일부를 지원합니다. Dynamics 365 마스터 계획에는 대체 계획 전략을 담을 수 있고, Power BI의 What-If 매개 변수는 단순한 계산에 적합하지만 일정 순서 결정에는 적합하지 않습니다.
What-If 시나리오란 무엇이며, 무엇이 아닙니까?
시나리오는 미래에 대한 일관된 가정의 집합이며, 기준 계획과 같은 모델로 실행합니다. 기준 계획은 현재 최선의 계획입니다. 그 밖의 모든 것은 기준 계획의 변형입니다.
사람들이 흔히 혼동하는 세 가지 개념을 구분해 둘 가치가 있습니다.
- 예측은 무엇이 일어날 것으로 기대하는지를 말합니다. 시나리오는 특정한 일이 일어나면 무엇이 일어나는지를 말합니다.
- What-If 질문은 여러분이 던지는 질문입니다. 공장 시뮬레이션은 선택한 입력값으로 공장 모델을 실행해 이 질문에 답하는 한 가지 방법입니다. 스프레드시트나 ERP 시스템의 계획 실행도 또 다른 방법입니다.
- 민감도 점검은 입력값 하나를 일정 범위에서 변화시켜 결과가 얼마나 움직이는지 확인합니다. 어떤 가정에 주의를 기울여야 하는지 알려 줍니다.
세 가지 모두의 목적은 같습니다. 마음을 바꾸기가 아직 쉬울 때 결정의 결과를 미리 파악하는 것입니다.
어떤 결정에 시나리오가 필요합니까?
결정을 되돌리는 데 비용이 많이 들 때, 여러 제약 조건이 얽혀 있을 때, 또는 경험만으로는 답이 분명하지 않을 때 시나리오를 실행하십시오. 생산 계획에서 흔히 시나리오가 필요한 상황은 다음과 같습니다.
- 병목 설비가 정비로 멈추게 되어, 어떤 주문을 지연시킬지 선택해야 합니다.
- 고객이 더 이른 납기를 요청합니다. 그러면 무엇이 밀리고, 그 비용은 누가 부담합니까?
- 휴가나 결근으로 일주일 동안 인력이 줄어듭니다.
- 공급업체가 핵심 자재의 납품 지연을 통보합니다.
- 제품 믹스가 바뀔 예정이어서, 현재 생산 능력으로 감당할 수 있는지 알고 싶습니다.
- 2교대 체제, 새로운 버퍼, 또는 추가 공구 도입을 검토하고 있습니다.
비용이 적고 쉽게 되돌릴 수 있는 결정이나, 계획에 충분한 여유가 있어 이미 실행 가능한 질문에는 시나리오를 생략하십시오. 시나리오에는 계획 담당자의 시간이 들어가므로, 그만큼 더 나은 결정으로 이어져야 합니다.
생산에서 What-If 시나리오 분석은 어떻게 실행합니까?
스프레드시트와 전문 소프트웨어 모두에서 효과적으로 쓸 수 있는 순서는 다음과 같습니다.
- 결정 사항을 적어 둡니다. "금요일까지 X를 결정해야 합니다."처럼 한 문장으로 적어 보십시오. 이렇게 적을 수 없다면 아직 시나리오가 필요한 단계가 아닙니다.
- 기준안을 고정합니다. 캘린더, 사이클 타임, 주문 목록, 자재 가용성 등 가정과 함께 현재 계획을 저장하십시오. 모든 시나리오는 이 버전과 비교되므로, 비교 도중에 바뀌어서는 안 됩니다.
- 조정 변수를 고릅니다. 조정 변수는 여러분이 바꿀 수 있거나 바뀔 수 있는 요소입니다. 용량, 인력 배치, 주문 우선순위, 납기일, 자재 입고 등이 여기에 해당합니다. 이번 결정에 중요한 두세 개만 고르십시오.
- 현실적인 범위를 설정합니다. 잘 아는 사람에게 물어보십시오. 일반적인 수리에 얼마나 걸립니까? 공급업체는 얼마나 자주, 그리고 얼마나 늦게 납품합니까? 숫자를 임의로 만들지 말고 자신의 이력 데이터를 사용하며, 추정치에는 반드시 추정이라고 표시하십시오.
- 측정 지표를 정합니다. KPI 두세 개면 충분합니다. 정시 납품율, 리드 타임, 병목 설비 가동률, 초과 근무 시간, 재공품(WIP) 등이 있습니다. 어떤 것도 실행하기 전에 미리 정해 두어야 나중에 유리한 지표만 골라 쓰는 일을 막을 수 있습니다.
- 한 번에 하나의 변수만 바꿉니다. 각 시나리오를 기준안과 비교해 실행하십시오. 각 변수의 개별 효과를 이해한 뒤에야 변수들을 조합하십시오.
- 비교하고 결정합니다. 기준안과 시나리오들을 나란히 놓고 비교하십시오. 각 경우에 어떻게 대응할지 논의한 다음, 결정 사항과 그 이유를 적어 두십시오.
- 기록을 남깁니다. 가정과 결과를 결정 사항과 함께 저장하십시오. 실제로 어떤 일이 일어났는지 되돌아볼 때 필요하게 됩니다.
다음은 논리를 보여 주기 위해 만든 가상의 예시입니다. 한 셀에는 교시당 300개를 생산하는 병목 프레스가 하나 있습니다. 공장은 주당 10교대로 가동되므로 용량은 3,000개입니다. 이번 주 주문량은 총 2,700개로, 용량의 90%에 해당합니다. 기준안은 실행 가능하며, 여유는 1교대분입니다.
- 시나리오 A: 프레스가 2교대 동안 멈춥니다. 용량은 8교대, 즉 2,400개로 줄어듭니다. 300개를 감당할 수 없으므로 일부 주문은 납기를 놓치게 됩니다.
- 시나리오 B: 같은 가동 중단에 토요일 교대를 추가합니다. 용량은 다시 2,700개가 되지만 부하율은 이제 100%입니다. 어떤 추가 차질이라도 납기 지연으로 이어집니다.
- 시나리오 C: 같은 가동 중단 상황에서, 계획 담당자가 우선순위가 낮은 주문 300개를 다음 주로 옮깁니다. 핵심 주문은 제때 출하되고, 한 고객은 금요일에 갑자기 통보받는 대신 오늘 미리 연락을 받게 됩니다.
이 중 어떤 것도 정교한 도구가 필요하지 않습니다. 기준안, 변수 하나, 그리고 정직한 비교가 있으면 충분합니다. 핵심은 B가 해결책처럼 보이지만 여유가 전혀 없다는 점을 알아보는 데 있습니다.
어떤 데이터와 도구가 필요합니까?
지금 가진 것부터 시작하십시오. 시나리오에는 계획 자체와 같은 입력값이 필요합니다. 주문과 납기일, 라우팅과 사이클 타임, 리소스와 캘린더, 자재 가용성이 그것입니다. 이 데이터가 신뢰할 수 없다면 모든 시나리오가 그 오류를 그대로 물려받습니다. 마스터 데이터를 먼저 정비하십시오. 그러지 않으면 결정이 아니라 모델을 두고 논쟁하게 됩니다.
그다음에는 질문의 복잡도에 따라 도구를 선택하십시오.
- 스프레드시트는 위 예시처럼 리소스 한두 개와 소수의 주문이 결과를 좌우할 때 충분합니다.
- ERP 계획 실행으로 자재 중심의 질문을 다룰 수 있습니다. Dynamics 365 Supply Chain Management에서는 마스터 플랜을 통해 서로 다른 계획 전략을 시뮬레이션할 수 있습니다. Microsoft 문서에 따르면 계획을 원하는 만큼 설정할 수 있고, 일부는 서로 다른 예측이나 시뮬레이션을 위해 보관해 둘 수 있습니다. 다만 해당 페이지에서는 시나리오 처리 방식을 자세히 설명하지 않으므로, 사용 중인 버전과 계획 엔진에서 이것이 어떻게 적용되는지는 구현 파트너에게 확인하십시오. 마스터 플래닝은 자재와 용량을 대략적인 수준에서 다루며, 상세 순서 편성 도구가 아닙니다.
- 유한 용량 스케줄러 또는 시뮬레이션 모델은 공유 설비, 순서에 따라 달라지는 셋업, 교대 근무와 기술 인력이 서로 얽힐 때 적합한 선택입니다. 이런 경우에는 단순한 계산으로는 문제없어 보여도 일별 일정이 실제로는 실행 불가능할 수 있습니다.
- Power BI는 시나리오 결과를 관리자에게 보여주기 좋은 도구입니다. what-if 매개 변수를 사용하면 사용자가 슬라이더를 움직여 측정값이 변하는 모습을 볼 수 있습니다. Microsoft에 따르면 이 매개 변수는 시각적 개체 내의 측정값에서 사용하도록 설계되었으며, 매개 변수는 최대 1,000개의 고유 값을 가질 수 있습니다. 따라서 "스크랩이 5% 늘면 생산량은 어떻게 될까?"와 같은 단순한 질문에 유용합니다. 하지만 일정을 순서대로 계산하지는 못합니다. 이 도구는 결과를 보여주는 프런트 엔드로 활용하고, 계산 엔진으로 생각하지는 마십시오.
어떤 도구를 선택하든 두 가지는 도구 밖에 두십시오. 바로 서면으로 정리한 가정과 의사결정 로그입니다. 도구는 바뀌지만 문서는 남습니다.
그 답을 어떻게 신뢰할 수 있을까요?
시나리오는 그 뒤에 있는 모델만큼만 신뢰할 수 있습니다. 다음 세 가지 점검이 도움이 됩니다.
백테스트를 수행하십시오. 무슨 일이 일어났는지 알고 있는 과거 기간에 모델을 실행해 보십시오. 그 출력을 실제 결과와 비교합니다. 시뮬레이션 분야에서는 이를 운영적 타당성(operational validity)이라고 부릅니다. 즉 모델의 출력 동작이 의도한 목적과 사용할 조건 범위 안에서 충분히 정확한지를 뜻합니다. Winter Simulation Conference에 실린 Sargent 외 연구진의 논문도 이 관점을 다루며, 잘못된 모델을 받아들이는 모델 사용자의 위험을 작게 유지해야 한다고 짚습니다. 쉽게 말해, 모델이 지난달을 재현하지 못한다면 다음 달 결정에 쓰지 마십시오.
핵심 드라이버를 파악하십시오. 각 가정을 범위 내에서 바꿔 보면서 어떤 가정이 결과를 움직이는지 확인하십시오. 흔히 그중 두 가지가 결과를 좌우합니다. 그 두 가정에는 더 나은 데이터가 필요합니다. 나머지는 대략적인 값으로 두어도 괜찮습니다.
단일 숫자가 아니라 범위를 보여주십시오. "목요일에 출하합니다"라는 말은 실제로 갖고 있지 않은 정밀도를 암시합니다. "수리 시간에 따라 수요일에서 금요일 사이"라고 말하는 편이 더 정직하고 더 유용합니다. 의사결정자도 불확실성이 보이면 충분히 다룰 수 있습니다.
일회성 프로젝트가 아니라 습관으로 만들려면 어떻게 해야 할까요?
시나리오 작업은 한 사람의 스프레드시트에 의존할 때 실패합니다. 몇 가지 관행이 이를 지속 가능하게 만듭니다.
- 기준값과 모델 데이터에 대해 담당자를 지정하십시오. 담당자가 없으면 모델은 실제 공장과 점점 어긋납니다.
- 계획 담당자, 생산 책임자, 필요한 경우 구매 및 영업 담당자가 미해결 질문을 검토하는 짧은 주간 회의 시간을 정하십시오. 시나리오는 스무 개가 아니라 두세 개만 가져오십시오.
- 사후 검토를 하십시오. 한 주가 끝나면 실제로 일어난 일과 시나리오가 예측한 내용을 비교하십시오. 어디서 어긋났고 왜 그랬는지 살펴보고, 모델이나 범위를 업데이트하십시오.
- 결과물만이 아니라 논리도 공유하십시오. 생산 책임자가 가정을 이해하면 초기에 그 가정에 이의를 제기할 것이며, 그것이 바로 이 작업의 목적입니다.
- 재무팀을 참여시키십시오. 납기 지연 대비 초과 근무 비용과 같은 비용 관련 질문은 같은 시나리오에 비용 수치를 더해서 다뤄야 합니다. 비용 입력값은 한 번 합의해 두어 회의마다 숫자가 바뀌지 않도록 하십시오.
기본이 갖춰지면 실시간 데이터가 도움이 됩니다. 실제 진행 상황이 계획에 다시 반영되면 시나리오는 어제의 계획이 아니라 공장의 실제 상태에서 출발하게 됩니다. 다만 먼저 논리와 마스터 데이터를 제대로 갖추십시오. 취약한 모델 위에 실시간 피드를 얹으면 잘못된 답이 더 빨리 나올 뿐입니다.
흔한 실수
- 의사결정과 연결되지 않은 채 시나리오를 실행하는 것.
- 여러 변수를 동시에 바꿔서 무엇이 효과를 일으켰는지 아무도 알 수 없게 만드는 것.
- 그사이 기준값이 바뀐 상태에서 시나리오를 비교하는 것.
- 사이클 타임과 수리 시간에 최상의 수치를 사용하는 것.
- 모델이 "맞아 보인다"는 이유로 백테스트를 건너뛰는 것.
- 범위 대신 단일 숫자만 보고하는 것.
- 모든 것에 대해 시나리오를 만들고 그중 어떤 것에도 조치하지 않는 것.
- 의사결정을 기록하지 않아서 사후 검토에서 비교할 대상이 없게 만드는 것.
Polaris의 위치
공용 기계, 교대 근무, 제품 구성의 변화가 얽힌 what-if 질문이라면, 생산 시스템을 시뮬레이션하는 편이 스프레드시트보다 빠르게 답을 줄 수 있습니다. iFAKT는 Polaris를 ERP 데이터와 함께 작동하는 생산용 AI 및 디지털 트윈으로 설명합니다. Polaris Simulator 모듈은 실제 결정을 내리기 전에 생산 시스템을 가상으로 테스트하며, 생산 능력, 인력 배치, 버퍼 시나리오를 포함해 병목 구간과 가동률 불균형을 보여줍니다. Polaris Optimizer 모듈은 제약 조건 아래에서 최적화된 계획을 만들고 차질이 미치는 영향을 분석합니다. 먼저 실제 결정 하나에 적용해 보고, 신뢰할 수 있는 스프레드시트 계산과 결과를 대조해 보십시오.
함께 살펴볼 관련 주제
- 차질 계획: 설비 고장, 자재 지연, 결원에 대비해 표준 대응안을 준비하는 방법입니다.
- 생산 능력 기준 계획 대 유한 일정 계획: 주간 부하 보기에서는 문제가 없어 보여도 일별 일정이 실패하는 이유입니다.
- 제품 구성 변화: 복잡한 변형 제품 비중이 늘어날 때 병목 구간이 어떻게 이동하는지 테스트하는 방법입니다.
- 실무에서의 모델 검증: 과거 기간의 시뮬레이션 리드타임과 실제 리드타임을 비교하는 방법입니다.
- 시나리오 보고: 관리자가 논리를 따라올 수 있도록 Power BI에서 기준안과 시나리오를 나란히 보여주는 방법입니다.
다음 단계
지금 책상 위에 있는 다음 결정을 한 문장으로 적어 보십시오. 그런 다음 현재 계획을 기준안으로 저장하고, 한 번에 하나의 변수만 바꾸며 세 가지 시나리오를 돌려 보십시오. 생산 계획에서 이런 작은 규모의 what-if 시나리오 분석을 한 차례 해보면, 이 방법이 주간 회의에 들어갈 자리가 있는지 확인할 수 있습니다.