생산 상황이 바뀌면 크리티컬 패스도 바뀌는 이유

생산 계획은 실제 생산이 시작되기 전까지는 완벽하게 합리적으로 보일 수 있습니다. 하지만 실제로 생산이 시작되면 상황이 달라집니다.한 기계가 예정보다 늦게 가동되고, 자재 출고가 지연되며, 숙련된 작업자가 자리를 비우고, 품질 검사에 예상보다 오랜 시간이 걸리고, 배치가 열처리로 작업 시간대를 놓칠 수 있습니다. 그러면 단 몇 시간의 지연도 전체 고객 납품을 위험에 빠뜨릴 수 있습니다.이번 심층 에피소드에서는 전통적인 프로젝트 관리에서 쓰이는 임계 경로 기법(Critical Path Method, CPM)을 현대 제조 및 생산 계획에 어떻게 적용할 수 있는지 살펴봅니다.핵심 아이디어는 간단합니다. 제조 현장에서 임계 경로는 생산 오더가 릴리스될 때 만들어진 고정된 순서로 취급해서는 안 됩니다. 대신 제조업체는 현재 가장 빠른 완료일과 출하일을 결정하는, 실시간으로 변하는 의존 관계의 사슬을 이해해야 합니다.그 사슬은 하루 동안에도 바뀔 수 있습니다. 처음에는 기계 고장이 문제였더라도, 기계가 복구되면 임계 의존성은 열처리로 슬롯, 자격을 갖춘 작업자, 검사 대기열, 누락된 지그, 품질 출하 승인, 또는 공정 마지막 단계의 운송사 마감 시간 등으로 옮겨갈 수 있습니다.이 에피소드는 제조업체가 생산 오더, 기계, 자재, 인력, 품질 상태, ERP, MES, IoT, 그리고 현장 이벤트를 어떻게 하나의 의존성 모델로 연결하여 보다 동적인 생산 일정 수립을 지원할 수 있는지 다룹니다.

제조에서 임계 경로 기법이 중요한 이유
임계 경로 기법은 일반적으로 프로젝트 관리와 연관됩니다.프로젝트에는 기간과 의존 관계를 가진 작업들이 포함됩니다. 일부 활동은 병렬로 진행될 수 있지만, 다른 활동은 이전 작업이 끝나기 전까지 시작할 수 없습니다.임계 경로는 프로젝트의 가장 이른 완료일을 결정하는, 서로 의존하는 활동들의 순서를 의미합니다.제조도 같은 특성을 많이 가지고 있습니다.릴리스된 생산 오더에는 특정 순서에 따라 진행되어야 하는 공정들이 포함됩니다. 이 공정들은 다음 요소에 의존할 수 있습니다.

• 기계 가용성
• 자재 가용성
• 자격을 갖춘 작업자
• 지그 및 공구
• 검사 결과
• 품질 출하 승인
• 배치 작업 시간대
• 유지보수 일정
• 교대 근무 달력
• 공정 승인
• 후공정 용량
• 포장 및 출하 요건

이는 사실상 생산 오더를 의존 관계 네트워크로 바꿔 놓습니다.하지만 제조에는 추가적인 어려움이 있습니다. 생산 오더는 서로 독립적으로 움직이지 않는다는 점입니다.생산 오더들은 공유 기계, 인력, 공구, 시험 장비, 지게차, 검사 자원, 열처리 용량, 심지어 물리적 공간까지 두고 경쟁합니다.그 결과 여러 오더에 걸쳐 끊임없이 변하는 의존 관계 네트워크가 만들어집니다.

한 공정의 지연이 납품일을 바꿀 때
이번 주말까지 출하되어야 하는 기계 조립품을 생각해 봅시다.이 조립품의 라우팅에는 다음이 포함될 수 있습니다.

• 기계 가공
• 열처리
• 표면 마감
• 최종 검사
• 포장
• 출하

계획상 모든 공정은 처음에 적절한 시간대에 배치되어 있습니다.그런데 가공 센터가 멈춥니다. 스핀들 알람으로 유지보수가 필요해졌고, 남은 수량을 완료하는 데 몇 시간이 걸릴 수 있습니다.처음에는 단순한 기계 지연처럼 보입니다. 하지만 실제 영향은 그 다음에 무슨 일이 일어나는지에 달려 있습니다.기계 가공이 예정된 다음 열처리 투입 시간을 놓치면, 해당 오더는 다음 배치까지 기다려야 할 수 있습니다. 그러면 그 후속 열처리 완료가 마감 교대를 놓치게 됩니다.검사도 늦어지고, 포장도 늦어지며, 결국 운송사 집하 시간을 놓칠 수 있습니다.즉 몇 시간의 기계 다운타임이 하루 종일의 납품 위험으로 번질 수 있습니다.이 때문에 생산 계획은 처음 지연된 공정만 봐서는 안 됩니다.더 중요한 질문은 이것입니다.이제 이 오더가 제때 출하될 수 있는지를 실제로 결정하는 남은 의존 관계는 무엇인가?

임계 경로는 고정되어 있지 않다
제조에서는 임계 경로가 이동할 수 있습니다.장애가 발생하기 전에는 기계 가공이 완료일을 결정할 수 있습니다. 기계가 정상화되면 다음 열처리로 슬롯이 임계 요소가 될 수 있습니다. 열처리가 끝나면 포장과 출하까지 남은 시간이 거의 없기 때문에 검사가 임계 요소가 될 수 있습니다.운영상의 제약이 이동한 것입니다.이 차이가 중요한 이유는, 지연되어 보이는 공정만 단순히 긴급 처리한다고 해서 고객 납기를 되찾을 수 있다는 보장이 없기 때문입니다.오더가 이미 출하일을 보호하는 데 필요한 열처리로 슬롯을 놓쳤다면, 열처리 일정도 함께 바꾸지 않는 한 기계 가공을 더 서두르는 것은 아무런 효과가 없을 수 있습니다.따라서 실시간 임계 경로는 지연된 개별 공정에만 초점을 맞추는 것이 아니라 전체 의존 사슬을 따라가야 합니다.

자재 준비 상태가 임계 경로가 될 수 있다
생산 문제는 기계가 가동되기 전부터 시작될 수 있습니다.구매 오더에는 자재가 금요일에 도착한다고 나와 있을 수 있고, 이에 따라 계획은 기계 가공을 월요일로 잡습니다.하지만 자재가 물리적으로 도착했다고 해서 반드시 생산 준비가 된 것은 아닙니다.자재는 다음을 필요로 할 수 있습니다.

• 입고 검사
• 성적서 확인
• 품질 승인
• 치수 검사
• 로트 출하 승인
• 추적성 검증

자재는 공장 안에 물리적으로 존재하면서도 생산 오더에는 사용 불가능할 수 있습니다.따라서 제조업체는 예상된 자재 입고와 생산 가능한 자재 가용성을 구분해야 합니다.전체 재고는 충분하지만 생산 오더가 특정 로트, 사양, 품질 상태 또는 예약을 요구하는 경우에도 같은 문제가 발생합니다.전체 재고와 실제 사용 가능한 재고는 반드시 같은 것이 아닙니다.

공유 기계는 서로 다른 생산 오더를 연결한다
유한 용량(finite capacity)은 또 다른 의존 관계를 만듭니다.같은 5축 가공 센터를 기다리는 네 개의 생산 오더를 생각해 보세요.각 라우팅은 개별적으로는 실현 가능해 보일 수 있습니다. 그러나 기계는 한 번에 하나의 작업만 처리할 수 있습니다.따라서 그 기계에서 내린 순서 결정은 서로 관련 없는 여러 고객 오더의 납기일을 바꿀 수 있습니다.짧은 가공 작업이라도 시간에 민감한 후공정 도달을 막는다면, 두 번째 오더를 하루 통째로 지연시킬 수 있습니다.즉 생산 오더는 공유 자원을 통해 간접적으로 연결될 수 있습니다.따라서 실시간 임계 경로에는 영향을 받은 오더의 공정뿐만 아니라, 그 오더가 필요로 하는 자원을 점유하고 있는 다른 작업도 포함될 수 있습니다.

가용 용량이 항상 사용 가능한 용량은 아니다
계획 시스템에서 기계가 가용 상태로 보인다고 해서 공정을 시작할 수 있다는 뜻은 아닙니다.공정은 다음을 필요로 할 수 있습니다.

• 특정 지그
• 승인된 CNC 프로그램
• 특정 공구
• 자격을 갖춘 기계 구성
• 특정 제품 리비전
• 교정된 시험 시스템
• 자격을 갖춘 작업자

두 대의 기계가 이론적으로는 공정을 수행할 수 있어 보여도, 현재 제품, 공정 또는 고객 요건에 실제로 자격이 있는 것은 한 대뿐일 수 있습니다.이론적 용량과 실제 사용 가능한 용량의 차이는 현실적인 생산 일정 수립의 핵심입니다.

인력, 숙련도, 교대 달력도 중요하다
같은 원리가 인력에도 적용됩니다.기계는 가용 상태이더라도 그 기계를 운전할 자격 있는 사람이 없을 수 있습니다.공정에는 다음 작업을 위한 전문 인력이 필요할 수 있습니다.

• 셋업
• 초품 검사
• 공정 승인
• 최종 출하 승인
• 품질 검증
• 전문 기계 운전

일반적인 가용 인력 시간 풀로는 이러한 제약을 제대로 표현할 수 없습니다.실제 일정 수립의 질문은 이렇게 됩니다.기계, 자재,