제약조건이론(TOC)

TOC 제약경영 1강 : TOC(Theory Of Constraints)란 무엇인가?                                                                                                                                                원문 전체보기        목차     1. TOC의 개요     2. 경영 패러다임의 변화(체인으로서의 생산시스템)     3. 목표와 성과 지표     4. 집중개선 프로세스     5. 의존성과 변동성  경영패러다임의 변화 조직을 이루는 부문 간에 종속성이 존재하며 따라서 조직의 성과가 조직을 이루는 가장 약한 부문인 제약자원에 의해서 결정된다. 그림 2에서 볼 수 있듯이 가장 약한 고리가 한 개 있고, 그 고리가 체인 전체의 강도를 결정한다. 이 가장 약한 고리가 제약조건이다. 조직을 체인에 비유한다면, 조직은 체인으로 엮은 그물과 같은 형태이다. 체인 전체의 강도는 가장 약한 고리의 강도와 같다. 시스템(조직)에는 제약조건이 최소한 하나 있고, 그 제약조건이 시스템의 스루풋 (throughput:현금 창출률=매출액-순수변동비)을 결정한다. 수주에서부터 최종적으로 기업에 돈이 들어오기까지의 원자재 구매, 생산, 납품, 대금청구, 수금 등의 개개의 활동이 체인을 구성하는 각 고리에 해당한다. 기업의 스루풋도 능력이 가장 낮은 활동에 의해 제약받고 있다. 스루풋을 증가시키려면 가장 약한 고리를 찾아내어 그 고리를 강하게 하여야 한다. 약한 고리 외에는 아무리 강하게 만들어도 체인 전체의 강도에는 영향을 미치지 않는다. 생산시스템의 코스트는 체인의 무게라고 할 수 있다. 단계별 활동에는 여러 가지 경비가 소요되고 전체 코스트는 개별 활동의 합계이다. 어느 고리든 중량을 줄이기만 하면 전체 무게가 줄어든다. 개별적인 경비절감 활동의 결과는 전체 원가절감에 직접적으로 기여한다. 원가절감은 ‘개별최적화’가 ‘전체 최적화’에 연결되지만 스루풋 증대에는 개별최적화가 전체 최적화로 반드시 연결되지는 않는다. 부분최적화 (Local Optimum)는 개별 기능이 최선의 능력을 발휘하면, 시스템 전체적으로 최선의 능력이 발휘된다는 사고방식이다. 대표적인 예가 표준원가로 각 공정마다 작업표준대로 생산하면 최저의 원가가 된다는 논리로서 (부분최적의 합 = 전체최적)이다. 그러나, TOC는 부분최적의 합이 전체최적이 될 수 없으며, 그보다 작다는 사고방식을 가지고 있다.(부분최적의 합 ≠,< 전체최적) 제약조건의 능력이 시스템 전체의 능력을 결정하므로, 그 능력을 최대한 활용하도록 하는 것이 전체최적화이다. 최저의 원가를 실현하려는 효율성(Efficiency)과 이용도(Utilization) 극대화하는 작업효율을 향상시키고 개별 작업의 능률 극대화 추구 - 모든 설비에서의 setup 시간 절약 노력, 설비 가동률에서는 개별 자원의 가동률 극대화 추구 -를 위하여 큰 배치 크기로 가공하려고 노력한다. 경제적 주문량(구매 또는 가공 배치 크기)을 최저 비용과의 관계에서 결정하며 결과는 재공품 등 재고의 증가, 리드타임의 증가로 나타난다. TOC도입의 체계도 TOC도입의 효과를 체계별로 정리하면 다음 표와 같이 나타낼 수 있다. TOC도입의 효과 기법 목적 적용분야 효과 DBR - 생산의 흐름을 부드럽게 만드   는 동기생산 - 결품과 재고를 줄이고 리드타   임 을 줄여 - 시장변화에 능동적으로 대응할   수 있는 생산체계  제조 물류  유통 - 결품이 줄어듬 - 재고가 줄어들고 운영비용이 감축   됨 - 제조리드타임이 줄어듦 - 납기준수율이 높아짐 - 시장변화에 대한 대응속도가 빨라   짐 스루풋회계 Throughput 회계 - 현금창출율의 증대에 초점을   맞춘 회계시스템 - 제조현장에 관한 정확한 회계   정보를 제공 회계 성과평가 - 제조현장에 관한 정확한 회계정보 -‘돈을 번다’는 기업목표를 달성하   기 위한 동기를 부여 - 제조현장과 사업부사이의 회계정보   를 동기화시킴 프로젝트관리Critical Chain - 연구개발 프로젝트 기획 및   관리를 개선 - 고객의 니즈에 부응하는 신제   품 개발의 속도 연구개발 공장건설  조선 항공 - 프로젝트 리드타임이 대폭단축 - 프로젝트의 일정관리가 훨씬 쉬워   짐 - 자원의 가용성을 고려한 계획 수립 - 일정관리의 효율성 제고 - 현금 창출율 층가 사고프로세스Thingking Process - 조직원들의 문제해결 능력 향   상 - 경영개선 프로세스의 정착 - 변화에 능동적으로 대응가능  전 분야 - 무형적 제약요인 발굴에 탁월 - 문제해결능력 등 관리능력 향상 - 목표에 대한 이해와 의식의 동기화

 

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2강 : DBR(Drum-Buffer-Rope)                                                                                                                                                원문 전체보기

목차     1. 행군대열에 비유     2. 드럼-버퍼-로프 개념도     3. 일정계획     4. 버퍼 관리     5. V.A.T 분석

 1. 행군대열에 비유

소설 "The Goal"에서 주인공 알렉스 로고는 아들이 속한 보이 스카우트 대원들을 인솔하여 하이킹에 나선다. 좁은 숲길을 행군하면서, 당초 속도를 시간 당 2마일로 예상했으나, 실제는 그 이하다.

각자의 속도는 일정치 않고, 개인차도 있다(통계적 편차). 또 한 대원이 중간에서 보조를 늦추거나 잠시 서면, 뒤따르는 대원도 영향을 받는다(상호 의존성).

뚱뚱한 체구의 허비는 가장 느려 전체 속도를 좌우하지만, 실제 대열의 속도는 각자의 통계적 편차와 상호 의존성 때문에 쉼 없이 걸어야 할 허비가 멈추는 일도 생겨, 허비의 속도보다 느리다.

대열전체가 목표지에 도착해야 하고, 통제를 위하여 가장 느린 허비를 선두에 세워 목표지점에 도착한다.

대열의 속도는 허비의 걸음이 결정한다. 허비가 잠시라도 멈추면, 그 만큼 늦어진다. 선두가 능력대로만 가면, 대열의 길이는 시간이 갈수록 늘어져 통제가 어려워지고 도착시간도 늦어진다.

                                                  <그림> 행진과 공정 흐름 비교

공정의 순서를 쉽게 바꿀 수 없는 공장에 비유해 보자.

- 대열 전체의 속도를 결정하는 허비는 보조를 알리는 북소리와 같다. 즉 능력이 가장 작은 제약조건이며, 공장이 돈을 버는 속도가 된다. (DRUM)

- 허비가 멈추면 그 만큼 지연된다. 허비는 앞의 대원들이 넘어지거나 하면, 멈출 수밖에 없다.(공장에서 혼란 발생) 허비 앞에 여유 공간이 절대 필요하다. 즉 제약조건이 작업을 쉬는 일이 없도록, 그 앞에 재공품을 확보해 두어야 한다. (BUFFER)

- 선두가 자기 능력대로 가면, 대열은 길게 늘어진다. 과대한 늘어짐의 방지를 위해 허비와 선두를 로프로 연결한다. 대열이 늘어진다는 것은 현장의 재공재고가 늘어나는 것이다. 이를 피하기 위해 선두공정의 자재 투입시기를 제약조건의 속도에 맞추어야 한다. (ROPE)

2. 드럼-버퍼-로프 개념도

(1) 드럼-버퍼-로프의 정의

1) 드럼

시스템 제약조건을 고려해서 전체시스템의 보조(생산속도)를 결정한다. 시스템의 스루풋1)을 결정하는 자원으로서, 그 능력의 낭비는 스루풋의 손실이므로 최대한 활용되어야 한다. 즉, 쉬는 시간이 없도록 보호되어야 한다. 일정을 결정하는 자원이라고 할 수 있다.

2) 버퍼

- 어느 시스템에나 내재되어 있는 혼란으로부터 시스템을 보호한다.

                                              <그림 2> 드럼-버퍼-로프 개념도

혼란으로부터 CCR(능력제약조건자원:Capacity Constraint Resource), 조립공정 및 출하공정을 보호하여 시스템의 스루풋을 보호한다.

- 버퍼는 구체적으로 재공품 또는 완성품이며, 그 내용은 CCR에서의 작업순서에 따라 결정된다.

버퍼의 크기는 시스템의 혼란 정도에 따라 조정할 수 있으며, 버퍼의 종류에는,
① CCR 버퍼
② 조립 버퍼
③ 출하 버퍼가 있다.

- 시간버퍼 : 버퍼는 해당 위치(또는 buffer origin: 버퍼 근원)에 물리적인 재공 품으로 모습을 나타난다.

재공 품으로 존재하려면, 가공과 이동시간 외에 해당 위치에서 대기하는 시간만큼 앞서서 선두공정에 자재가 투입되어야 한다. 그 앞선 만큼이 시간으로 환산되므로, 시간 버퍼라고 한다.

3) 로프

- 제약조건을 기준으로 자재 투입시기를 정하며, 시스템의 모든 자원을드럼에 동기화하기 위한 메커니즘이다.

- CCR의 작업일정과 자재투입을 동기화하며, CCR 앞의 버퍼에 자재가 도착하는 시기를 정한다. 자재의 조기투입을 방지할 수 있다.

 

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3강 : 思考 프로세스 (TP : Thinking Process)                                                                                                                                                원문 전체보기

목차     1.  적용대상     2. TP의 다섯 가지 도구       (1) CRT: 현상문제구조 트리       (2) CRD: 대립해소도7       (3) FRT: 미래상황구조도       (4) PRT: 전제조건도       (5) TT: 이행 트리

생산현장의 문제를 DBR로 해결하더라도 조직 내부와 외부에는 여전히 많은 다른 문제가 여전히 남아 있어 생산현장에서 이룬 소중한 결과가 무너질 수 있다.

이런 핵심문제(core problems)들을 찾아내어 타협방안이 아닌, 현상 타개적인(breakthrough) 해결방안을 모색하는 절차가 Thinking Process(TP)이다.

‘변화를 일으켜 실행으로 이행하는 체계적인 기법’으로서, 이 변화의 주체는 관리자(manager)들로서 핵심문제를 올바르게 찾아내는 것은 관리자들의 주요 책임사항이다(골드랫).

TP는 일반기업에서 뿐만 아니라 공공기관, 학교, 군대 등에서 폭넓게 활용되고 있으며, 어떤 상황이 되었던 개인적인 문제 해결에도 적용되고 있다.

골드랫 박사는 '94년에 출간한 소설, "It's Not Luck"에서 TP를 일반에 소개했다.

1. 적용대상

방침상 제약조건(Policy Constraints)이 적용 대상이다.

방침상 제약조건은 사고방식(Mindset) 제약조건, 평가지표(Measure) 제약조건, 방법(Method) 제약조건으로 대별된다.

이 비물리적 제약조건들은 물리적 제약의 형태로 표출되어 조직의 목표달성을 저해한다. TP는 표출된 제약, 즉 조직에 바람직하지 않은 결과(undesirable effects)를 해소하는 변화를 추구하고 실행하기 위한 논리적이며 창조적인 思考 도구이다.

변화를 위하여 조직의 관리자들은 "무엇을 변화시킬 것인지, 어떤 모습으로 변화시킬 것인지, 그리고 어떤 방법으로 변화를 성공적으로 이루어 나갈 것"인지를 결정해야 한다.

모든 시스템은 원인과 결과의 환경에서 작동한다. 한 사안이 다른 사안 발생의 원인이 된다. 특히 복잡한 시스템일수록 원인-결과의 현상은 더욱 복잡해진다.

문제는 바람직하지 않은 결과(undesirable effects)가 여러 개 나타나는 경우이다. 이를 UDE이라고 한다. UDE는 어떤 원인을 가지고 있고, 이 원인은 다른 어떤 결과 때문에 생긴다.

    ECE(effect-cause-effect)

결과-원인-결과의 관계를 추적해 해결방안을 만들어 실행해가는 도구가 logic tree이다. Logic tree를 이용해 원인 결과의 관계를 추적해보면, 핵심 문제(core problem)를 찾아낼 수 있으며, 극소수의 핵심 문제가 여러 가지 UDE를 만들어 냈다는 것을 알 수 있다.

2. TP의 다섯 가지 도구

다섯 가지 도구(logic tree) 즉,
- CRT(Current Reality Tree) : 현상문제구조 트리,
- CRD(Conflict Resolution Diagram) : 대립해소도 또는 Evaporating Cloud(걷혀가는 구름),
- Future Reality Tree(FRT; 미래상황구조 트리),
- Prerequisite Tree(PRT: 전제조건 트리),
- Transition Tree(TT; 이행 트리)가 있다.

이 도구들은 연결해서 사용하나, 필요에 따라 개별적으로도 사용할 수 있다.

 

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4강 : 프로젝트 관리(Critical Chain)                                                                                                                                                원문 전체보기

목차     TOC Critical Chain           1. 프로젝트 관리의 목표     2. Multi-tasking      3. TOC 프로젝트 관리

제품 수명주기(life cycle)가 날로 짧아지며, 고객요구의 다양화에 따라, 신제품 개발, 신규사업 추진 등은 물론 급변하는 사업환경에 대응하기 위해 정보 프로젝트, 업무혁신 프로젝트 등 회사 일상 업무에 프로젝트 성격의 업무가 급증하는 추세이다.

한정된 자원과 시간 내에 일회성 업무인 프로젝트를 예정대로 원활히 수행하기 위한 효과적 관리기법의 필요성은 어느 때보다 절대적이다.

기존의 PERT(Program Eval!uation & Review Technique)나 CPM (Critical Path Method) 기법이 간과하고 있는, 한 자원(사람)이 프로젝트의 여러 업무나 여러 단계를 맡는, 또 여러 프로젝트를 맡아야 하는 multi tasking 문제를 해결하는 명쾌한 프로젝트 일정수립 및 통제 기법이 바로 TOC Critical Chain이다.

1. 프로젝트 관리의 목표

TOC 프로젝트 관리의 목표는 다음의 두가지이다.
1) 프로젝트 기간 단축
2) 예정 기간 준수

물론 프로젝트 예산 수립과 실행 비용 통제, 그리고 프로젝트 결과의 질적인 면도 매우 중요하나, Critical Chain에서는 일정 문제에 집중한다.

일정을 지키지 못한 프로젝트의 비용이나 결과의 질은 평가할 가치가 아주 떨어질 것이다.

<그림 1> 프로젝트 예정시간 준수확률 분포

프로젝트는 반복 작업이 아닌 일회성 작업인 경우가 대부분으로, 예정시간 준수확률의 분포는 정규분포의 형태가 아닌, 분포의 오른쪽이 완만하고 긴 특징을 보인다.

따라서, 계획 단계에서 준수확률을 높이기 위해, 안전여유를 감안한 예상 소요시간은 길어질 수밖에 없다.

넉넉한 안전여유를 갖고자 하는 심리, 조기 완료는 전파되지 않고, 지연만이 전파되는 현상, 학생 증후군, Multi Tasking, 지연 전파와 학생증후군은 충분한 안전여유가 있어도(또는 있기 때문에) 발생한다.

프로젝트의 각 단계(step) 담당자들은 완료 예정시간 예상 시, 넉넉한 안전여유를 갖고자 하는 것이 당연하다. 담당한 단계를 일찍 마치면, 차후 프로젝트에서 예상시간에 대한 단축압력이 있는 것이 상례이다.

담당 단계 지연에는 질책이 있으나, 조기 완료에 어떤 포상이 있는 것도, 전체 프로젝트가 조기 완료되는 것도 아니기 때문에, 프로젝트에 참여하는 거의 모든 담당자들은 최대한의 안전여유로 기간을 예상하기 마련이다.

또 관리자들도 별도의 안전여유를 포함시킨다. 각 단계에서 90%의 예정시간 준수확률로 산정한다면, 50%에 비해 거의 세 배에 이르는 시간길이가 된다.

 

 

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5강 : TOC 추진방법 및 사례                                                                                                                                               원문 전체보기

목차     TOC 추진방법 및 사례     1. 추진 방법     2. TOC를 활용한 현장 개선성과 사례         1) 추진조직         2) 도입/도입 교육         3) 사고 프로세스(TP)의 운용         4) 개선사례         5) 개선 5 스탭의 적용         6) 스루풋 시스템의 구축

1. 추진 방법

기업에서 실제 DBR 설치 및 운영 스탭을 적용하는 데는 다음 5단계로 구분 접근하므로서 효과를 극대화할 수 있다.

Step 1. Flow Network 작성
공정흐름도, Sequence, Cycle Time, 재고량을 파악 할 수 있는 기초 자료들을 정리한다.

Step 2. Control Point(통제 지점)를 찾는다.
일정계획 수립에서도 언급한 것처럼 제약자원이 어느 곳인지 파악한다.

1. 제약 자원 : 문제아 (결석율 : 몸이 아파서 결석하는 것은 문제아가 아니라 병목이다)

2. 과부하가 걸리는가?
- 재고량
- 리드 타임이 길다
- 작업독촉이 심한 공정

3. 병 목 : 일자별로 될 수도 있고 되지 않을 수 도 있다
- CCR (Capacity Constrained Resource) ; 거의 항상 병목
- Drum

4. 공장 내에 제약이 없다. (제약요인 = 시장수요)
- 납기에 DBR을 설치한다(Drum을 2개 잡을 수도 있다)

이 경우 C.P를 찾는다

1) 성수기 시 CCR : 공정 제약자원
2) 비 수기시 : 어느 공정이 회사 전체의 스루풋을 높이는가?
3) 어느 공정에 투자가 가장 많이 되는가?
(돈이 잠겨 있는가?)
4) 통제하기 좋은 지점(위치) : 앞쪽/뒤쪽을 잡지 말 것
많은 아이템이 통과하는 지점

Step 3. DBR을 설치한다.
- 납기를 기준으로 작업계획을 작성한다
- 미래 지향형 작업일보 작성한다.
- 수립된 CCR 계획은 흔들려서는 안 된다.

Step 4. 성과 평가지표를 만든다.
1. Global : Throughput ROI = (T-OE)/I
각 통제지점(CP 1,CP 2)에 따라 오더 계획의 유연성을 부여한다.

2. Local

CP(CCR) 가동율을 최대화 하고, 비CCR의 가동율은 묻지 않는다.
Red Light time : 분석하여 줄여 가도록 한다.
Buffer Management

Step 5. Exploitation(Squeeze)
1. 제약자원을 만들어서 쥐어 짠다.
2. 통제지점부터 현장개선을 실시하여 변동성을 줄인다.