셀 생산방식(Cell Manufacturing System)::컨베이어 시스템의 등장과 문제점
지금까지
제조업의 대량생산라인은 모두 컨베이어 방식을
많이 사용했으나 근래 들어 셀 생산방식을 많이 채용하는 것으로 변화되고 있다
이런 생산 방식들은 또 공정의 특성에 따라
생산성과 품질에 많은 영향을 미친다
예를 들어 PCB를 생산하는 경우 SMT방식과 수삽방식의 두 가지 공정을 거쳐야만 하는 기판이 있다고 가정할 경우 대개의 경우는 SMT를 외주 공정에 맡겨서 외주 작업으로 처리한 후 다시 내부로 들여와서 수삽을 진행하는 방식을 많이 사용하고 있을 것이다
여기서 부품수가 소수 수량만 삽입해서 작업을 진행하는 과정은 셀방식이 유리하지만 대량의 수삽을 진행해야 하는 경우는 컨베이어 방식을 활용하는 것이 생산 효율상 유리하며 기구 조립 공정 같은 경우는 컨베이어 방식보다 셀 생산 방식이 유리한 경우가 많다
셀 생산 방식의 경우 작업자들의 생산이력이 분명하므로 책임 생산이 가능해져 질에 문제가 컨베이어 방식보다 많이 줄어들게 되는 등의 장점이 있고 또 일부 통계에 의하면 컨베이어 오히려 생산성이 높아진다는 통계도 나와있다
현재 대량 생산을 하는 제조라인에서 셀 생산 방식을 많이 사용하는 공정은 주로 조립공정에서 많이 채택되고 있다
단점으로는 셀을 맡고 있는 각각의 개인에게 필요한 공구와 측정장비가 모두 지급되어야 하므로 고가의 측정장비를 사용하는 경우 많은 비용이 추가 될 수 있다
즉, 대량 생산 체제에서 흔히 볼 수 있는 여러 명의 작업자가 컨베이어 라인의 흐름을 따라 특정공정 만을 수행하는 설비 중심의 생산방식에서, 숙련된 작업자가 컨베이어 라인이 없는 셀 내부에서 전체 공정을 책임지고 완수하는 사람중심의 자율생산방식으로 변화 된 개념이다.
이러한
특징을 지니고 있는 셀 생산방식은 작업의 형태에 따라 1인방식, 순회방식, 분할방식 등 세 가지로 구분된다.
1인 방식은 작업자1인이 한
셀에서 처음공정부터 최종공정까지의 모든 공정을 책임지고 완수한다.
순회방식은 몇 명의 작업자가 한 셀을 공유하되 돌아가면서 자기 책임 하에 공정을 완수하는 방식이다.
분할 방식은 전체 작업 공정을 몇 명의 작업자가 분담 하여 완수하는 방식이다.
컨베이어 시스템은 포드에 의해서 창안되고 T형 자동차라는 제화로 세상에 나타났다. 컨베이어 시스템의 배경이론은 제품을 복수의 작업스테이션으로 이루어지는 라인에 의해 생산할 때 요소 작업을 각 작업스테이션에 균등하게 배분하는 것(공정편성)이라는 라인 밸런싱(Line Balancing)이다. 이러한 라인 밸런싱은 포드의 이동조립법을 실시함에 있어서 최적의 생산라인을 구성하기 위해서 필요한 이론이라고 말할 수 있다.
고정 조립작업대에서 이동조립 작업대로 변화한 컨베이어 시스템은 대량생산에 성공한 생산혁신이자, 생산성 향상에 기여한 새롭고 근대적인 인적자원의 경영이다. 하지만, 컨베이어 시스템은 문제점을 가지고 있었다. 작업조직을 유동화하여 작업속도를 강제로 하고 한 공정의 정지가 전 공정에 미치는 영향이 크다. 또한 설비투자로 인한 고정비가 크므로 조업도가 저하될 때는 제조원가에 미치는 영향이 크다. 제품 및 생산 설계의 변경, 계량이 곤란하며 단위당 생산원가가 낮아진다는 대량생산의 이점이 있는 반면, 시장구조의 변화와 다양한 수요에 대한 유연성이 떨어진다.
컨베이어 시스템은 많은 문제점을 가지고 있지만, 특히 다음과 같은 3가지의 문제점 때문에 지나간 유산처럼 취급 된다.
① '제품 보관 작업의 낭비'
쓸데없는 (부가가치를 낳지 못하는) 작업이 생긴다. 만약에 컨베이어 라인에 20명이 서 있고 택트타임(Tact Time: 라인에서 제품이 나오는 간격)이 10초이며 작업자 전원이 부품을 드는 동작에 1초, 놓는 동작에 1초를 낭비한다면 전 공정 수의 20%, 즉 제품 한 개를 완성하기까지 40초의 낭비가 발생한다.
② '공정 분할과 작업 균형 문제'
예를 들어 모든 작업자의 작업 시간을 10초로 통일하려 해도 컨베이어 생산에서는 모두 다른
작업을 하고 있어서 손이 비는 시간이 생긴다. 결국 분할된 공정 중에서 가장 시간이 걸리는 공정에 맞추어
물건을 움직인다. 따라서 그 공정을 담당하는 작업자를 제외한 전원에게는 조 금이라도 손이 비는 시간이
생긴다. 이렇게 컨베이어 생산에서는 마치 작업 균형이 완전히 이루어지는 것 같아 보이지만 가장 느린
공정에 전 사원이 맞추고 있는 것이 현실이다.
③ '생산 라인의 경직화'
인간을 대신해 컨베이어 곁에 수많은 자동기기가 도입되었으나 기계 보수와 라인 변경에 일손이 지나치게 들고 자동화 투자는 기대한 만큼의
효과를 얻을 수 없는 경우가 다발했다.
또한 신제품 투입 등에 대해 자동화된 라인은 유연하게 대응할 수 없었고, 더구나 이에 대처하기
위한 추가 투자도 팽창하기만 했다. 자동화에 수반되는 무리한 계획은 작업자의 쓸데없는 동작을 늘렸다는
성가신 문제도 생겨났다.
이러한 컨베이어 생산에 명확하게 이론(異論)을 주창한 최초 기업이 스웨덴의 볼보사다. 볼보의 칼마 공장과 우데바라 공장은 70~80년대에 걸쳐, 컨베이어를 사용하지 않고 차체를 정지해 둔 상태에서 수십 명으로 구성된 팀이 완성차를 조립하는 셀(세분화한 생산단위) 생산방식을 도입하였다. 여기에는 세분화된 단조로운 작업이 일하는 보람을 손상시킨다는 생각이 밑바탕이 되었다. 이 시도는 큰 이목을 끌었으나, 당시 산업계에선 중, 고급차로 특화한 볼보 특유의 것으로만 여겨졌다.
볼보사에 의해서 도입된 셀 생산방식은 ‘탈 컨베이어 생산방식’으로 제품의 서비스에 맞춘 작은 작업대와 부품 놓는 곳, 대차 등을 비교적 작은 공간에 배치하고 한 사람 또는 몇 명이 완성품 혹은 부품(Component)을 조직해 간다. 이러한 셀 생산방식은 컨베이어 시스템으로는 피할 수 없는 세분화된 분업의 낭비를 배제하고, 인간을 활용하여 변화에 대한 유연성을 높이는 생산 라인이다.
탈
컨베이어 생산방식은
1. 작업 분할의 부정(不定)
2. 자동화에서 활인화(活人化)
3. 일하는 보람의 양성이라는
세 가지가 기본이 되고 있다.
1.‘작업 분할의 부정’의 효과
① '생산 활동과 제품에 대한 책임감의 고양'
가공, 조립과 검사를 나누지 않고 동일 인물(또는
그룹)이 담당하여 불량품이 나오면 그곳에서 수정한다. 그에
따라 '불량품을 내지 않는다' 라는 의식에서 '불량품을 만들지 않는다'라는 의식으로 변한다.
컴퓨터 가격파괴를 주도하고 급속히 시장 점유율을 늘린 컴팩 컴퓨터는 미국 휴스턴 공장에 조립에서 검사까지를 담당하는 4인 1조의 셀을 복수 설치한 생산방식을 도입하였다. 그 결과 생산 대수가 약 50%, 1차 합격률이 약 65% 향상됐다고 한다.
② '보관상의 낭비 배제'
적은 수의 사람으로 완성시킴으로써 작업자간의 물건 인도(보관) 회수가 줄어 쓸데없는 공정수를 줄일 수 있다.
③ '용이한 작업 균형'
일인 작업이라면 그 공정 내에서 작업 균형을 잡을 필요는 없다. 다수의 작업자가 있다면
작업 균형을 잡을 필요가 생기지만, 사람 수가 적은 만큼 작업 균형은 금새 잡힌다. 운동회의 '다리 묶고 함께 달리기(무
까데)' 경쟁에서 3명으로 구성된 조와 20명으로 된 조가 경쟁한 경우 3인조 쪽이 유연하게 달릴 수 있는
것과 마찬가지다.
④ '변화에 대해 유연한 라인'
20인의 컨베이어 라인에서 한 사람이 결근한 경우, 그 인원을 보충 못한다면 라인을 정지시키든가 19명에게 작업을 배분시켜야 한다. 재분배할 수 있다 해도 배치상의
제약 등으로 작업 효율은 저하된다.
그러나 같은 생산량을 2인 작업 10라인으로
생산하는 경우, 결근자가 1인 있어 1라인을 정지한다 해도 9라인 즉,
90%의 생산량은 확보된다. 마찬가지로 라인 한 곳이 고장난 경우에도 이전에는 전체에 영향을
미쳤으나, 이 방식으로는 10분의 1밖에 영향을 미치지 않는다. 또 한 라인에서 100품종을 만드는 것보다 10라인에서 10품종씩 만드는 편이 생산라인 변경도 적어지고, 다품종 소량생산을
요구하는 고객을 만족시키면서 제품 재고를 줄이는 일이 가능하게 된다.
⑤ '새로운 개선점 발견'
분할된 공정을 결합하면 여러 가지 개선점을 얻을 수 있다. 예를 들어 사용하던 물건을 쌓아놓는
작업, 상자에 채우는 작업, 바꿔놓는 작업은 다수의 공정을
결합함으로써 생략하거나 간략하게 만들 수 있는 게 아닐까라는 등의 발상을 이끌어낼 수 있다.
2.‘자동화에서 활인화’의 효과
① '일손에 의한 생산의 유연성'
최근엔 제품의 라이프 스타일이 짧아지고 사양 변경도 많아, 자동기기의 개량과 신설을 위한
재투자가 필요해지고 또 과도한 자동화는 비용 절감과 유연한 생산체제 구축에 방해가 되기 쉽다. 오히려
사람에 의존하고 간단한 설비와 도구로 생산하는 쪽이 그 후의 라인 변경을 용이하게 하는 등, 계속적으로
비용절감을 할 수 있는 경우가 많다.
②
‘사람이 사고할 수 있는 라인 만들기'
자동화가 진전된 만큼, 문제를 발견하고 개선하는 데 따르는 어려움이 증가하고 작업자의 아이디어가
생길 수 있는 여지가 적어진다. 자동기기 도입으로 단기적으로 생산성 향상을 꾀하는 방법과, 작업자가 생각하면서 순차적으로 생산성을 올려가는 방법이 있지만, 전자는
시간의 경과와 함께 기업이 독자적으로 가진 지혜와 기술을 풍화시킬 위험을 수반한다
3.‘일하는 보람의 양성'의 효과
도시바의 오우메(靑梅)공장과 NEC 워드프로 생산라인에선 '1인 생산 방식'으로 보다 많은 공정을 개인에게 담당시킴으로써 제품 생산에 대한 책임감과 성취감을 높이고 있다. 또, 도요타 자동차의 겐마찌(元町) 공장과 도요타 자동차의 큐슈 미야다(官田)공장에선, 제품의 기능과 무관한 작업분할과 그 조직순서를 재검토해 하나의 완결된 작업(예를 들어 동선, 배선관계 등)을 그룹화하고 20~30명으로 생산에 맞는 조직을 도입했다. 이러한 데서 최종제품에 대한 자신의 공헌이 확실해지고 일하는 보람이 높아지는 효과를 낳았다.
<<캐논(Cannon)을 통해서 본 셀 생산방식(Cell Manufacturing)의 효과>>
캐논은 미타라이 후지오 사장 취임 후 미국식 대량생산의 상징인 컨베이어벨트 조립라인을 공장에서 없앴다. 직원의 업무능력과 상관없이 천편일률적인 작업속도가 유능한 숙련공의 능력 발휘를 방해한다는 이유에서였다. 그 대신 몇 명이 팀을 짜 처음부터 끝까지 책임지고 완성품을 만들어내는 셀(Cell·세포) 방식을 도입했다.
최근 닛케이비즈니스가 실시한 ‘존경 받는 회사’ 평가에서 캐논이 1위를 차지했다. 사람 중심의 자기완결형 생산방식으로 생산성 향상에 성공한 것이다. 사람 중심의 생산방식이 무엇이었을까? 바로 그 유명한 ‘셀(Cell) 생산시스템’이다.
당시 미타라이 사장은 우연한 기회에 도요타의 나가야먀 공장을 둘러본 후 무릎을 쳤다. 도요타 방식의 골자 중 하나인 낭비 제거를 위해서는 주문형 생산체제로의 전환이 필요하다는 생각이 뇌리를 스친 것이다. 이것을 보고 그는 캐논의 전 공정을 컨베이어 라인에서 셀 방식으로 바꿨다. 바로 1개 생산라인에서 5개의 차종이 나오는 도요타의 멀티 생산시스템을 응용한 것이다.
컨베이어 벨트는 분당 1.2m라는 정해진 스피드로 돌아간다. 속도에 맞춰 작업할 수 있는 정도의 실력을 가진 사람들에게는 딴 반대로 더 생각을 못하게 하는 장점이 있지만, 초보자들은 컨베이어 벨트의 속도를 쫓아가지 못해 우왕좌왕하고, 숙련된 사람들은 오히려 능력을 발휘할 기회가 없어진다. 그만큼 남는 능력을 사용할 수 없다는 것은 경영측면에서는 큰 자원의 낭비다.
캐논이 도입한 ‘셀 생산방식’은 몇 명으로 팀을 만든 후 그 팀이 책임지고 복사기를 조립해 내는 방식이다. 처음에는 30명이 투입되던 공정에서 몇 달이 지나니 20명만으로도 똑같은 숫자의 복사기를 만들어 냈고, 1년 후에는 더욱 더 인원을 줄일 수 있었다. 현재는 기본단위가 6명이다.
물론 6명에서 더 진전된 조직도 있다. 최후에는 혼자서 복사기를 만들어낼 수 있는 사람도 등장했다.
캐논에는 현재 조립매뉴얼만 14권, 3500쪽에 달하고 부품이 1만개가 넘는 고급복사기를 단 혼자서 14시간 만에 조립하는 ‘마이스터’가 속속 탄생하고 있다.
3. 21세기와 셀 생산방식
Cell로 분화된다는 의미는 그 만큼 고객의 욕구도 분화되고 있다는 뜻이다. 고객들은 이제 더 이상 똑같은 영양분과 칼로리를 원하지 않기 때문에 서로 다른 우유를 고객의 요구에 맞추어 생산해야 한다. PC나 제품과 서비스를 원치 않는다. 예를 들어, 21세기에는 똑같은 우유를 대량으로 생산할 수 없다. 서로 다른 전자제품도 마찬가지이다. 미국의 경우 HP, Dell, Compaq 사 등은 아예 팩키지화한 제품들을 생산하지 않는다. 그 시기는 이미 98년 7월부터 그랬다. 하드웨어만 생산하고 고객은 자기가 원하는 16비트, 32비트, 64비트 하드웨어에, 원하는 메모리, 원하는 프로그램을 주문하면, 주문한 대로 생산하는 것이다. 이것이 바로 생산방식의 변화인데, 여러 가지 중 우리는 이를 Cell 생산방식이라 부르는 것이다.
고객의 욕구는 무한대이고, 생산설비는 유한하고, 또한 공장근로자 등 제한된 자원을 갖고 있는 기업들은, 이들 무한대의 고객의 욕구를 맞추기 위해서 조직을 세분화하고 생산방식을 바꾸는 것이다. 그렇다고 고객의 세그먼트(Segment) 그룹이 대 그룹이라면 문제는 다르다. 하지만 고객의 그룹은 아주 작은 그룹이다. 그래서 과거의 대량생산 방식처럼 모든 공정을 자동화시키고, 컨베이어방식이나 JIT 방식 또는 Real Time 방식으로 대처할 수 가 없는 것이다.
그러므로 생산방식은 이제 처음 공정에서 최종 공정까지를 한 사람의 작업자가 담당하여 완제품을 만들어내는 자기완결형(Order-Fulfillment Process) 생산 방식을 따르게 되는데, 이를 바로 Cell 생산방식이라 일컫는 것이다. 따라서 과거제조 공정의 상식이었던 컨베이어 라인에 의한 대량 생산 방식과는 180도 다른 새로운 생산 방식이다.
이러한 Cell 생산 방식이 궁극적으로 지향하는 것은 1인의 숙련 작업자가 수주 생산에 따라 한 개씩을 즉납하는 완전한 의미의 주문형생산(Build to Order)체제의 확립인 것이다. 선진기업들은 이미 이러한 주문형생산방식으로 변화한지 오래이다. 그러나 우리 기업들은 그렇지 못하다. 이러한 변화를 감지하지 못한 채, 과거의 대량생산방식형 공장설비에 막대한 투자를 했다. 그리고 거시적인 글로벌경제를 맞아 아무 소용이 없는 애물단지로 변한 것이다.
결론적으로 이러한 개념에서 접근한다면 Cell 방식을 도입할 단계에 우리는 직면하고 있다는 것이다. 사업분석을 통한 비즈니스전략을 다시 수립하고 셀의 개념을 도입해야 한다. 아니면 조직을 Cell 조직으로 바꾸어야 한다. 21세기는 조직사회학의 대가인 Gareth Morgan이 지적했듯이 반드시 Cell 조직의 Spider Plant 조직만이 살아남기 때문이다.
<참 고>
◈셀 생산방식(Cell Manufacturing System)이란?=1인생산방식
대량 분업생산의 상징물로 여겨지고 있는 컨베이어 라인이 없이 처음 공정부터 최종 공정까지를 작업자가 책임을 지고 업무를 수행하는 자기완결형 생산방식 입니다.
(Cell의 원천은 세포단위의 조직 및 벌집의 작은 방을 의미 합니다)
1. 셀 생산방식의 종류
♣ 셀 생산방식은 작업의 형태에 따라 1인 방식, 순회방식, 분할 방식 등 세 가지로 구분된다.
① 1인 방식은: 작업자 1인이 한 셀에서 처음 공정부터 최종공정까지의
모든 공정을 책임지고
완수한다.
② 순회방식은: 몇 명의 작업자가 한 셀을 공유하되 돌아가면서 자기 책임하에
공정을 완수하는
방식이다.
③ 분할 방식은: 전체작업 공정을 몇 명의 작업자가 분담하여 완수하는 방식이다.
2. 셀 생산방식의 이점
① 주문형 생산에 대응할 수 있다.
다양한 주문제품에 대해 각기 다른 셀에서 작업을 진행할 수 있어
다품종 다량생산에
적합하다.
② 생산성 등 효율성을 높일 수 있다.
소수의
인원이 한 셀에서 전 공정에 대해 책임을 지고 작업하게 됨에 따라 업무의 효율성이
증대된다.
③ 품질을 개선할 수 있다.
기존의 대량생산 방식에서는 불량재고의 책임소재 파악이 어려웠다. 하지만
셀 생산방식에서는 책임규명이 쉬울 뿐만 아니라 학습효과도 그만큼
높게 된다.
④ 작업자의 업무 만족도를 향상시킬 수 있다.
라인방식에서는 많은 사람이 있어 자신이 만든 것을
모르지만 셀 생산방식에서는 자신이
만든 것을 알 수 있기 때문에 일에 대한 성취감과 만족감을
크게 느낄 수 있다.
⑤ 로스의 철저배제
⑥ 순회방식
⑦ 리드타임의 단축
3. 셀 생산방식의 전제조건
♣ 컨베이어 라인을 개선하고 셀 생산방식을 도입하기 위해서는 다음과 같은 전제조건이 있다.
도입에 앞서 이들의 과제를 극복할 수 있도록 생산현장에서 노력하는 것이 성공을 위한
불가결한 조건이다.
① 셀 생산방식에 적합한 제품인지 아닌지를 판단해야 한다. 제품이 구조적으로 고도의
정밀성이나 균일성을 요구하여 사람보다는 설비의 의존성이 큰 제품, 또는 너무
크거나 무거워서 작업자가 쉽게 다루기 어려운 제품에는 적용하기가 어렵다.
② 작업자들이 셀 내부에서 쉽게 생산공정을 완결시킬 수 있도록 지원해
주는 시스템의 보완이
필요하다. 예를 들면, 자재, 부품의 공용화 및 표준화,
작업프로세스의 간소화 및
신속화, 리얼타임
정보 시스템 구축 등이 사전적으로 정비되어야 한다.
③ 종업원들을 숙련된 다기능공으로 육성하고, 종업원들의 작업의욕과 성취감을
지속시킬 수 있어야 한다. 작업공정만 셀로 바뀐다고 해서 셀 생산방식이라고
할 수 없다. 다양한 작업공정을 독자적으로 수행할 수 있는 다기능공이 필요하다.
다기능공 육성을 위한 인재육성 프로그램을 구비해야 한다.
④ 종업원들의 자율 경영 마인드를 들 수 있다. 셀 생산방식에서는 셀 단위별로 공정의
리드타임, 작업자의 의욕이나 능력의
수준이 각기 다르기 때문에, 중앙에서 계획하고
통제하기가 어렵다. 따라서, 셀 내부의 작업자들이 스스로 판단하고 작업 할 수 있는
자율경영의 분위기가 조성되어야 한다. 이는 셀 생산방식의 성공여부를 결정하는 가장
핵심적인 사항이라고도 할 수 있다.
⑤품질보증체제의 확립
⑥공정간의 평준화
⑦작업의 표준화
⑧눈으로 보는 관리의 도입 시도해야 합니다.
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