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Dec 30. 2021
시스템 개발 추진 방법
생산 시스템 설계를 시작하기 위해서는 어떠한 목표를 갖고 진행해야 할지, 그리고 어떤 방법으로 설계해야 하는지를 결정해야 합니다.
앞서 기술한 내용으로,
기존의 생산 시스템을 "개선" 하는 방향이 있고, 기존하고 차별화된 "혁신적인 생산시스템 개발"을 목표로 할 수도 있습니다. 물론 혁신성 있는 생산 시스템 개발을 목표로 하는 것이 가장 바람직하고 이상적인 방향이겠지만 매우 어려운 과정입니다. 기존의 생산 시스템을 효율적으로 활용하는 방법으로 개조와 개선을 통해서 의도한 결과를 얻을 수 있다면 적극적으로 검토해야 할 것입니다.
시스템 설계 방법
"Research approach"에서 제안하는 연구 방법에서 두 가지(Inductive research , Deductive research) 접근 방법이 있습니다. [Edfeldt 1996]
초기 설계를 하는 과정에서 기술적인 접근하면서 효과적인 개선안을 도출하기 위해서 연구 방법(Research method)을 따르고 있습니다.
기초 조사, 분석을 통해서 문제를 개선해 가는 방법으로 현상의 문제점을 나열하여 개선 방법을 도출하는 "① 귀납적 설계 " 방법과 이상적인 시스템을 목표로 정하고 효과적이고 실행 가능한 안을 만들어 가는 것으로 혁신적인 방법을 창조하는 "② 연역적 설계" 방법이 있습니다.
"귀납적 설계 방법"은 문제점이나 불합리점을 명확히 하고 대안 설계를 고려하는 것으로 확실한 달성과 개선을 기대할 수 있지만, 시장에서 요구하는 수준이 높고 설계 수준과 차이가 발생한다면 기대하는 만큼의 성과를 얻을 수 없을 것입니다.
반면 "연역적인 설계 방법"은 요구 수준을 바람직하고 이상적인 목표로 너무 높게 수립하게 되면 실제 운영에 대한 기술적인 한계가 발생할 수 있습니다. 따라서 현상과 목표를 명확이 분석하고 목표 달성을 위한 방안을 구체적이고 실현 가능하도록 설계를 해야 할 것입니다.
목표 시스템 개발 과정
두 가지 방법을 잘 이용하는 방법은 제조 부분의 현실과 현상을 이해하면서 "귀납적", "연역적" 방법을 유기적이면서 포괄적으로 이용하는 것이 가장 바람직할 것입니다.
연역적 설계 방법으로 목표 시스템을 정의하고, 현상 시스템과의 차이점을 파악하여 목표 시스템 (이상적인 시스템이 아닐 수 도 있다)에 근접하기 위한 과제를 찾고, 과제에 대한 분석(Research Approach)과 가능성 연구(Feasibility Study)를 반복하면서 최종적으로 혁신적인 시스템으로 발전해 나갈 수 있을 것입니다.
이러한 현상 분석을 기반으로 바람직한 최적화된 시스템 설계가 될 수 있도록 관련 부서 간의 긴밀한 협력과 소통이 필요할 것입니다, 그리고 최종적으로는 개발자들의 치열한 연구개발 노력으로 도달하고자 하는 목표를 성취할 수 있습니다.
이상적이지만 달성 가능한 목표 시스템을 구현할 수 있기 위해서는 ① 목표 기능을 결정하고, ② 분석을 위한 정보 수집과 ③ 대체 가능한 대안을 제시하는 과정에서 ④ 상세 설계 및 선행 실험 분석이 필요하고 ⑤ 시스템 결과에 대한 성능을 측정하여 목표 수준의 달성 여부를 분석하고 관리해 가는 과정이다.
시스템 설계 절차 (출처. "Work Design" Gerald Nadler )지금까지의 내용은 "생산시스템의 개발 접근" 내용과 중복되는 내용을 다뤘습니다. 생산시스템의 개발에 대한 내용은 이 정도 수준에서 정리를 하고 자세한 내용은 분야별로 소개할 수 있도록 하겠습니다.
이번 글의 마지막으로 시스템 설계에 포함되는 자동화 수준, 즉 설비 자동화의 목표 수준 설정에 대해서 설명하도록 하겠습니다. (대부분은 경영층과 전략 부분에서 나오지만..)
자동화 의사 결정
새로운 생산 시스템을 개발하고 효율적으로 운영하기 위해서는 경영 측면 및 생산 전략(Top) 부분에서 투자 계획과 관련 개발 및 제조(Bottom) 부분 간의 효율적인 소통이 매우 중요함을 조직에서 몸 담아왔던 엔지니어는 체험했을 것입니다.
사실, Top의 개발 지시에 맞춰서 Bottom에서부터 Top 간에 상호 소통하면서 목표를 정립해 가는 과정은 매우 어려운 과정이지만 꼭 필요한 과정입니다. Top의 개발 목표 와 기술 수준을 고려한 개발 부분에서 도전적이지만 현실적으로 도달 가능한 목표를 정해야 겠습니다.
생산 전략에서 수립하는 단계에서 "개념 설계" 및 "기본 설계" 단계를 구분하면서 경영층과 과제 개발자 사이에서 상호 이해와 목적의 일치를 갖도록 해야 합니다. 그렇지 않으면 생산 시스템의 세부 설계에 진입한 이후 단계에도 혼란이 발생되고, 개발 기간이 장기화되는 문제가 발생할 수 있습니다.
생산 시스템 설계를 효율적으로 진행하기 위해서는 Top Down에 의한 설계 기획과 다수의 실무 이해관계자들에 의한 현장 주도의 Bottom up을 통한 상호 간의 원활한 의사소통이 필요하며, 각 부문의 실무 이해관계자는 경영층에서 계획한 설계 기획의 범위를 벗어나지 않는 실현 가능한 수준으로 설계가 진행되도록 해야 합니다. 특히, 규모가 큰 조직일수록 이러한 의사 결정을 실행하는 단계는 좀 더 복잡하고 위험을 분산시키는 노력을 하지만, 신속하지 못한 단점이 있고, 소규모의 조직에서는 의사 결정이 신속하게 진행될 수 있지만 객관적인 의사 결정 과정보다는 결정권자(경영자)의 의견이 많이 반영되기 마련입니다.
자동화 수준 결정
자동화의 수준을 결정하기 위해서는 "제품의 생산량", "Lot Size", "Lead time", "요구 품질 수준", "목표 Cost" 등의 여러 인자를 고려해야 합니다.
예를 들어서 제품의 흐름 공정에서 Lot 단위의 제품 추적관리를 통해서 실시간으로 필요 부분에 정보를 전달할 필요가 있다면 초기 생산 시스템의 개념을 설계할 때 이러한 개발 방침을 고려한 자동화 수준을 결정해야 할 것입니다.
분류 체계에서 자동화 수준은 "시스템화 수준"과 "자동화 수준"으로 분류하고 목적에 따른 달성 수준을 결정합니다.
"시스템화 수준"이라고 하면 정보의 흐름 수준으로 이해하면 좋을 것 같고, 점차 고도화되는 시스템 공장의 경우 수집된 정보를 기반으로 이상 징후에 대한 실시간 감시와 경보 체계를 갖추고 지능화된 수준에서는 이상 판단 예측도 가능할 수 있습니다. 소위 말하는 인공지능에 의한 상황 예측이 가능한 것입니다.
그리고, "자동화 수준"은 위의 관련 정보를 포함하면서 사람의 반복적인 작업을 최소화하는 시스템적인 구현 수준을 말하는 것으로 가장 높은 수준은 제품 및 정보의 흐름이 연동하면서 생산이 이루어지는 고도화된 정보 처리 기술을 이용한 지능화 시스템이 될 수 있을 것입니다. (Smart Factory 설명)
스마트 팩토리 수준 [출처. 산업통사자원부]