Planning은 사전적으로 계획을 세우는 활동을 의미하며, Scheduling은 일정을 정하는 활동으로 정의되어 있습니다. 즉, Planning에는 전략, 방향, 구상의 의미를 내포하고 있으며, Scheduling에는 상세한 활동과 시간, 시점의 개념을 고려해야 합니다. 이러한 Planning과 Scheduling 업무를 수행하면서, 보다 향상된 생산 계획과 작업 스케줄을 만들기 위해 최적화 기법, 경험적 방법을 이용하기도 하며, Simulation 방식을 이용하기도 합니다. 본 글에서는 Planning과 Scheduling의 사전적 의미와 제조 활동에서의 의미, 고려사항에 대해 설명하고 Simulation 기술을 어떻게 이용할 수 있는지에 대해 소개하고자 합니다.

제조 활동에서의 Planning과 Scheduling

Planning과 Scheduling은 생산 전략의 수립과 제조 활동에서 중요한 역할을 합니다. Planning은 고객의 요구사항과 일정에 맞추어 필요한 원자재를 준비하고, 생산 시점과 수량을 결정하는 활동입니다. Scheduling은 생산 현장의 자원의 능력과 제약 사항을 반영하여, 설비별 작업 순서를 결정하는 활동입니다. 제조 활동에서의 Planning 활동은 이번 달에 어떤 제품을 얼마의 수량으로 생산할 것인가를 결정하는 활동입니다. 좋은 품질의 Plan을 생성하기 위해서는 정확한 고객의 주문량을 확인하거나, 예측하는 활동도 포함합니다. 또한 보다 저렴하고, 빠르게 조달할 수 있는 자재 확보 계획도 수립해야 하며, 긴급한 주문이 발생한 경우에는 고객의 납기 요청일에 맞추어 생산할 수 있는지도 검토해야 합니다.

제조 공정에서의 Scheduling은 오늘 오전에 특정 제품을 어떤 설비에서 언제 생산할 것인가를 결정하는 활동입니다. 최적화된 Schedule을 생성하기 위해서는 불필요한 유휴시간 (예: Setup 발생)을 최소화하면서, 정해진 납기를 준수하고, 제품의 품질을 높일 수 있는 설비를 선택하고, 설비별 작업 순서를 결정해야 합니다. 또한, 주문의 취소, 수량의 변경, 자재 입고 일정의 지연, 설비의 고장 등 동적인 생산 조건에 따라 빠르게 Schedule을 재수립하고, 보다 좋은 결과를 얻기 위해, 변수를 조정하여, 또다시 Schedule을 수립하는 활동을 반복해야 합니다.

많은 사람들이 제조 활동에서 APS System을 도입하게 되면, 어떤 장점이 있는지 문의를 합니다. 이러한 질문을 받을 때면, 이해를 돕기 위해 여행 예시를 들어 설명하곤 합니다. 

해외여행을 준비하기 위해서, 다양한 여행 계획을 수립하고, 일자 별 상세 스케줄을 생성하는 과정은 매우 힘들고, 시간이 많이 드는 일입니다. 또한, 수립한 계획과 스케줄을 준수하기 위해서는 많은 노력을 해야 하며, 스케줄을 준수하지 못하는 경우에는 새로운 대안을 수립하여야 하며, 시행착오를 거쳐야 합니다. 하지만, 이러한 여행 계획과 스케줄을 미리 준비하게 되면, 시간을 더 효율적으로 사용할 수 있고, 여러 사람이 같이 여행하는 경우에는 다음 활동을 준비할 수도 있고, 더 좋은 대안을 제안할 수도 있습니다. 여행 계획을 세우고, 지키는 과정은 어렵지만, 수립된 계획을 준수하는 노력을 통해서 보다 시간을 효율적으로 사용할 수 있고, 여행의 만족도를 높일 수 있습니다.

생산과 제조 활동에서의 Planning, Scheduling 활동도 이와 비슷합니다. 계획을 수립하기도 어려우며, 지키기도 어렵고, 지키지 못할 경우에는 원인을 규명해야 하며, 그 원인이 발생하지 않도록 하는 정책, 절차를 정해야 합니다. 하지만, 이러한 활동이 원활하게 이루어진다면, 생산의 효율성을 높일 수 있으며, 미리 다음 작업을 준비할 수도 있고, 더 나은 생산 방식을 제안할 수도 있습니다.

생산 계획과 스케줄링을 수립할 때, 생산량을 증가시키면서 정해진 납기를 준수하는 것은 중요한 목표입니다. 그러나 이는 서로 상충되는 목표이므로, 주어진 상황들을 고려하여 적절한 타협점을 찾아야 합니다. 여기에 생산 현장에서 발생하는 다양한 제약 조건도 고려되어야 합니다. 예를 들어, A 설비에서 A 제품을 생산할 때, 불량이 많이 발생된다면, 다른 설비에서 작업을 하도록 해야 합니다. 또한, 각 제품의 우선순위에 따라 설비별 작업 순서를 결정하고, 생산 목표 수량과 납기를 준수할 수 있는 적정 설비의 점유 계획을 수립하며, 하나의 설비가 여러 제품, 공정을 진행할 수 있는 경우에는 적절한 제품, 공정의 전환 계획을 수립해야 합니다. 또한, 설비 그룹 간에 생산 Capacity가 다른 경우에는 비슷한 생산 속도가 유지되도록 관리해야 합니다. 그 때문에 이러한 작업들을 고려하여 생산 계획을 수립하기는 매우 어려운 일입니다.

상충되는 여러가지 목표

서로 상충되는 생산 운영 목표의 조화를 이루며, 다양한 제약조건을 반영하여 높은 품질의 계획과 스케줄을 생성하기 위해, 가중합 방식의 우선순위 결정 방식을 이용하기도 하며, 최적화 기법을 이용하기도 합니다. Simulation을 이용하여 스케줄의 품질을 높일 수 있는 기법과 비교하면 다음과 같습니다. 

제조 활동에서의 Simulation

위키백과에서는 Simulation을 실제로 실행하기 어려운 과정 (operation)을 간단하게 행하는 모의실험(imitation)이라고 설명합니다. 제조 활동에서 Simulation은 미래의 발생 가능한 상황을 예측하고, 생산 속도를 저해하는 요인을 확인하여, 개선 방향을 찾고자 할 때 사용합니다. 예를 들어, 현재의 설비가 계속 같은 조건의 제품을 생산할 때, 어떤 설비에서 유휴시간(idle time)이 발생하고, 어떤 설비에서 작업물이 많이 쌓이는지를 확인해 볼 수 있습니다. 

더 복잡한 제조 공정을 대상으로 Simulation을 수행하여 예상되는 유입 물량과 처리시간을 산출할 수도 있습니다. 국내외 반도체 및 디스플레이 공장에서는 브이엠에스 솔루션스의 APS 제품을 이용하여, 각 공정에 오늘 처리해야 하는 부하, 유입될 물량을 보다 정확하게 확인하고, 필요 설비 대수와 보유 설비 대수를 비교하여, Capacity의 과, 부족 여부를 확인합니다. 생산 Capacity가 부족하다고 판단되는 경우, 동일 제품을 진행할 수 있는 타 Line으로 제품을 이동시키거나, 외주 생산 계획을 수립하며, 장기 Simulation을 수행하여 새로운 장비를 도입해야 하는 시기를 결정하기도 합니다. 또한 단기 Simulation을 수행하여, 재공 유입이 증가되는 적절한 시점에 필요한 장비를 추가하는 스케줄을 생성 및 긴급 제품을 보다 빠르게 생산할 수 있는 생산 스케줄을 산출하는데에도 활용하고 있습니다.

결론

제조 활동에서 생산 계획과 작업 스케줄링은 매우 중요한 역할을 하며, 효율적인 생산을 위해서는 이를 최적화하는 기술적 지원이 필요합니다. 실제 제조 공장은 보다 복잡한 데이터, 제품수, 공정, 설비를 고려해야 하기 때문에, 단순한 수식만으로 상황을 예측하기는 매우 어렵습니다. 이러한 경우, Simulation을 통해서 현 상황을 확인해 보고, 상황에 적합한 대안을 수립해 볼 수 있습니다. 국내외 반도체 생산 기업, 디스플레이 제작 기업, 전자 및 전기 부품 생산 기업, 바이오 기업, 화장품 생산 기업, 타이어 제조 기업 등 다양한 산업군에서 브이엠에스 솔루션스의 제품을 활용하여 시스템을 구축하고, 이용하고 있습니다. 복잡한 공장에서 Simulation 기법을 활용하여 고객이 요청한 납기를 준수하면서, Setup 시간을 최소화하는 생산 계획을 수립하여 생산성 향상 등의 다양한 효과를 얻을 수 있습니다. 

제조활동에서 생산계획과 스케줄 관련, Simulation을 어떻게 활용할 수 있는지 더 많은 정보를 확인해 보세요.

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