현대오토에버 SW 스쿨 스마트팩토리 3기 3조가 수행한 공장 운영 최적화 프로젝트입니다.
담배 시장 변화와 비연소 제품 수요 증가를 배경으로, Marlboro 공장 시나리오와 ZYN 공장 시나리오를 설정하고 생산 공정 및 레이아웃 최적화 방안을 비교·분석했습니다.
docs/presentation/발표자료 를 통해서 자세히 확인 할 수 있습니다.
3._CPS.mp4
본 프로젝트는 시장 변화에 따라 서로 다른 운영 전략이 필요한 두 공장을 가정하고, 공장 시뮬레이션을 통해 생산성과 운영 효율을 개선하는 것을 목표로 했습니다.
-
Marlboro 공장 시나리오
- 꾸준한 매출은 유지되지만 원재료 가격 상승 부담 존재
- 따라서 생산 공정 최적화 전략이 필요
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ZYN 공장 시나리오
- 공급이 수요를 따라가지 못하는 상황
- 따라서 생산량 최대화 전략이 필요
- 병목 공정(Bottleneck) 식별
- 작업자 및 설비 유휴 시간 축소
- 생산성 지표 개선
- UPH
- UPPH
- UPMH
- Lead Time
- 공정 구조 및 레이아웃 개선안 도출
- 시나리오별 확장 전략 및 ROI 관점 검토
Marlboro 시나리오는 공정 효율 향상과 낭비 최소화에 초점을 두고 진행했습니다.
주요 수행 내용은 다음과 같습니다.
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AS-IS 공정 분석
- 가공설비에서 병목 발생
- 작업자의 평균 유휴 시간이 높음
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인력 최소화 검토
- 작업자 수를 단계적으로 축소하며 생산성 변화 비교
- UPH를 최대한 유지하면서 인건비 절감 가능성 확인
-
설비 최소화 검토
- 유휴 시간이 높은 장비를 축소하고 공정 효율 비교
- 조립 장비 축소 시에도 일정 수준의 생산성 유지 가능성 확인
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칸반 방식 도입
- 재공재고와 긴 Lead Time 문제 개선
- Lead Time 단축 효과 확인
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작업 분배 및 동선 최적화
- 담당 작업 재배치
- 작업자 간 업무 강도 불균형 완화
- 동선 개선을 통한 공정 효율 향상
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셀 공정 전환 및 최적화
- 최적화된 셀 공정으로 전환
- 다기능 작업자 기반 운영 검토
- 최소 작업자 기준 운영 가능성 확인
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최적화된 셀 공정 복제
- 단일 최적 셀을 복제해 대량 생산 구조로 확장
- 소수 인원 기반 고생산량 구조 달성 가능성 검토
ZYN 시나리오는 수요 대응을 위한 생산량 증대에 초점을 두고 진행했습니다.
주요 수행 내용은 다음과 같습니다.
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AS-IS 공정 분석
- 가공설비 병목 발생
- 작업자 유휴 시간 존재
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가공기 증설
- 가공기 1대 추가
- 가공기 2대 추가
- 병목 이동 여부와 생산성 변화 비교
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SETUP / 세척기 증설
- 병목 위치 변화에 따라 설비를 단계적으로 증설
- 공정별 최대 효율 조건 검토
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레이아웃 수정
- 라인 밸런싱을 더 균일하게 조정
- 물류 문제를 완화하는 방향으로 레이아웃 변경
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컨베이어 벨트 도입
- 물류 병목 문제 해소
- 공정 간 이동 효율 개선
- 최종 생산량 최대화 상태 도달
-
U자형 배치 및 칸반 시스템 검토
- 배치 구조 자체에 따른 UPH 개선 효과 확인
- 칸반 시스템을 통해 Lead Time 단축 가능성 확인
아래 표는 발표자료의 최종 결론 요약 기준으로 정리했습니다.
| 항목 | As-Is | To-Be (Marlboro) | To-Be (ZYN) |
|---|---|---|---|
| 장비 수 | 12 | 7 | 26 |
| 작업자 수 | 6 | 1 | 5 |
| 장비 가동률 | 27.5% | 59.9% | 79.8% |
| 작업자 부하율 | 36.5% | 52.8% | 99.5% |
| UPH | 2.38 | 2.18 | 11.82 |
| UPPH / UPMH | 0.164 / 0.328 | 2.18 / 0.311 | 2.364 / 0.454 |
| Lead Time | 1d 22:42:56 | 03:32:19 | 02:52:06 |
| 물류/작업자 교차점 수 | 6 | 0 | 0 |
| 최소 운영 인원 | 4 | 1 | 5 |
| 라인 밸런싱 | 22.97 / 69.17 (%) | 58.80 / 53.33 (%) | 84.00 / 83.18 (%) |
- 생산량만 무조건 늘리는 것이 아니라,
불필요한 인력과 장비를 줄이면서도 생산성을 유지하는 방향이 효과적이었습니다. - 셀 공정 전환과 작업자 다기능화는 운영 효율 개선에 유의미한 효과를 보였습니다.
- 최적화된 셀 공정을 복제하면 대량 생산 구조로도 확장할 수 있음을 확인했습니다.
- 단순한 설비 증설만으로는 최적 상태에 도달하기 어렵고,
병목 이동 → 레이아웃 조정 → 물류 개선까지 함께 봐야 했습니다. - 특히 컨베이어 벨트 도입과 배치 수정은 생산량 최대화에 중요한 역할을 했습니다.
- 높은 인건비와 수요 증가를 고려할 때, 공장 조건에 맞는 단계적 증설 전략이 중요함을 확인했습니다.
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├─ design/
│ ├─ assumptions/
│ ├─ layout-concept/
│ ├─ process-flow/
│ └─ design.txt
├─ docs/
│ ├─ presentation/
│ │ └─ 3조_CPS발표영상.zip
│ └─ docs.txt
├─ results/
│ ├─ charts/
│ ├─ comparison/
│ ├─ images/
│ │ └─ images.txt
│ ├─ summary/
│ └─ results.txt
├─ simulation/
│ ├─ progressive-expansion/
│ │ ├─ 00_as_is/
│ │ ├─ 01_setup1/
│ │ ├─ 02_setup2/
│ │ └─ 03_max-output_conveyor-belt/
│ ├─ cell-optimization/
│ │ ├─ 01_optimized-cell/
│ │ └─ 02_replicated-cell/
│ └─ simulation.txt
└─ README.md