생산능력 CAPA는 일정 기간 동안 설비나 공정에서 생산할 수 있는 최대 수량을 의미합니다. 실무에서는 작업일수, 가동시간, 설비 수, 제품 한 개를 만드는 데 필요한 시간과 생산효율을 반영해 계산합니다.
생산계획 수량이 CAPA보다 많으면 특근, 외주생산, 생산순서 조정이나 고객 납기 협의가 필요합니다. 반대로 CAPA보다 생산계획이 지나치게 적으면 설비와 인원이 충분히 활용되지 못할 수 있습니다.
다만 설비의 최대속도만 사용해 계산한 이론 CAPA를 실제 생산능력으로 판단하면 계획 미달이 반복될 가능성이 높습니다. 설비점검, 품목 변경, 작업 준비, 불량과 비가동시간을 반영한 실행 가능한 CAPA를 사용해야 합니다.
생산능력 CAPA란 무엇인가
CAPA는 Capacity의 줄임말로, 제조업에서는 일정 기간 동안 생산할 수 있는 능력을 뜻합니다.
현장에서는 다음과 같이 사용합니다.
- 일일 생산능력
- 주간 생산능력
- 월간 생산능력
- 설비별 CAPA
- 공정별 CAPA
- 생산라인별 CAPA
- 작업자별 생산능력
예를 들어 한 설비에서 하루 400개를 생산할 수 있다면 해당 설비의 일일 CAPA는 400개입니다.
작업일수가 20일이라면 단순 월간 CAPA는 다음과 같습니다.
400개 × 20일 = 8,000개
하지만 매일 400개를 안정적으로 생산할 수 있는지는 별도로 확인해야 합니다. 설비고장이나 품목 변경시간이 발생하면 실제 생산량은 이보다 낮아질 수 있습니다.
생산능력을 계산해야 하는 이유
생산능력 계산은 생산계획이 현실적으로 가능한지 판단하기 위해 필요합니다.
월간 주문량이 10,000개인데 실제 월간 CAPA가 8,000개라면 계획표에 10,000개를 입력하는 것만으로는 납기를 지킬 수 없습니다.
2,000개의 부족 능력에 대해 미리 대책을 세워야 합니다.
- 추가근무 실시
- 교대조 확대
- 다른 설비 활용
- 외주생산 검토
- 생산성 개선
- 고객 납기 조정
- 후순위 주문 이월
- 신규 설비 투자 검토
CAPA를 계산하지 않으면 생산계획이 실행 가능한 일정이 아니라 희망 수량을 정리한 표에 그칠 수 있습니다.
이론 CAPA와 실제 CAPA의 차이
생산능력은 크게 이론 생산능력과 실제 생산능력으로 구분해 볼 수 있습니다.
이론 생산능력
설비가 정해진 시간 동안 중단 없이 최대속도로 가동된다고 가정한 생산능력입니다.
계산이 간단하지만 현실적인 생산계획 기준으로 사용하기에는 한계가 있습니다.
유효 생산능력
전체 작업시간에서 계획된 비가동시간을 제외한 생산능력입니다.
대표적인 계획 비가동시간은 다음과 같습니다.
- 정기점검
- 품목 변경
- 금형과 공구 교체
- 작업 준비
- 청소와 세척
- 휴식과 인수인계
실제 생산능력
유효 생산능력에 설비고장, 작업속도 저하, 불량과 재작업 등 실제 현장의 손실을 반영한 생산능력입니다.
생산계획에는 가능한 한 최근 생산실적을 기준으로 계산한 실제 생산능력을 사용하는 것이 좋습니다.
기본적인 생산능력 CAPA 계산 공식
설비 생산능력은 일반적으로 작업시간과 제품 한 개당 생산시간을 이용해 계산할 수 있습니다.
시간당 생산량을 알고 있는 경우
생산능력 = 실제 가동시간 × 시간당 생산량 × 설비 수
예를 들어 설비 한 대가 시간당 50개를 생산하고 실제 가동시간이 7시간이라면 일일 생산능력은 다음과 같습니다.
7시간 × 50개 = 350개
같은 설비가 두 대라면 다음과 같습니다.
7시간 × 50개 × 2대 = 700개
사이클타임을 알고 있는 경우
사이클타임은 제품 한 개를 생산하는 데 필요한 시간입니다.
생산능력 = 총 가동 가능시간 ÷ 제품 1개당 사이클타임
총 가동 가능시간이 480분이고 제품 한 개당 사이클타임이 3분이라면 이론 생산능력은 다음과 같습니다.
480분 ÷ 3분 = 160개
하지만 실제로는 480분 전체를 생산에 사용할 수 없으므로 비가동시간과 생산효율을 반영해야 합니다.
실무적인 CAPA 계산 순서
생산계획에 사용할 CAPA는 다음 순서로 계산하면 이해하기 쉽습니다.
1단계: 전체 작업시간을 계산합니다
전체 작업시간 = 작업일수 × 일일 근무시간 × 설비 수
2단계: 계획된 비가동시간을 차감합니다
정기점검, 품목 변경과 휴식시간처럼 미리 예상할 수 있는 시간을 제외합니다.
3단계: 사이클타임으로 나눕니다
남은 가동시간을 제품 한 개당 표준 생산시간으로 나눠 생산 가능 수량을 계산합니다.
4단계: 생산효율을 반영합니다
작업속도 저하, 작은 설비정지와 작업자 숙련도 차이를 반영합니다.
5단계: 양품률을 반영합니다
생산한 수량 중 실제 출하 가능한 양품 수량을 계산합니다.
설비 두 대의 월간 CAPA 계산 예시
다음과 같은 생산조건을 가정하겠습니다.
- 설비 수: 2대
- 월간 작업일수: 20일
- 일일 근무시간: 8시간
- 제품 한 개당 사이클타임: 3분
- 계획 비가동률: 10%
- 평균 생산효율: 85%
- 양품률: 97%
전체 작업시간 계산
2대 × 20일 × 8시간 × 60분 = 19,200분
두 설비를 합한 월간 전체 작업시간은 19,200분입니다.
이론 생산능력 계산
19,200분 ÷ 3분 = 6,400개
설비가 중단 없이 표준속도로 가동된다면 월간 6,400개를 생산할 수 있습니다.
계획 비가동시간 반영
계획 비가동률이 10%이므로 실제 생산에 사용할 수 있는 시간은 90%입니다.
6,400개 × 0.9 = 5,760개
정기점검과 품목 변경시간을 반영한 생산능력은 5,760개입니다.
생산효율 반영
평균 생산효율이 85%라면 다음과 같습니다.
5,760개 × 0.85 = 4,896개
현장의 속도 저하와 작은 비가동을 반영한 생산수량은 약 4,896개입니다.
양품률 반영
양품률이 97%라면 최종 양품 생산능력은 다음과 같습니다.
4,896개 × 0.97 = 약 4,749개
따라서 이 설비의 현실적인 월간 양품 CAPA는 약 4,749개로 판단할 수 있습니다.
이론 CAPA 6,400개와 비교하면 약 1,651개의 차이가 발생합니다. 이론값만 기준으로 월간 계획을 세우면 계획 미달 가능성이 높다는 것을 알 수 있습니다.
여러 제품을 함께 생산할 때 CAPA 계산 방법
같은 설비에서 여러 제품을 생산한다면 제품별 사이클타임이 다르기 때문에 단순히 수량만 합산해서는 안 됩니다.
이 경우에는 제품별 필요 생산시간을 계산해야 합니다.
필요 생산시간 = 계획 수량 × 제품별 사이클타임
다음과 같은 생산계획을 가정하겠습니다.
| 품목 | 계획 수량 | 사이클타임 | 필요시간 |
|---|---|---|---|
| A제품 | 1,000개 | 2분 | 2,000분 |
| B제품 | 600개 | 5분 | 3,000분 |
두 제품의 순수 생산시간은 다음과 같습니다.
2,000분 + 3,000분 = 5,000분
여기에 품목 변경과 작업 준비시간이 300분 필요하다면 총 필요시간은 5,300분입니다.
해당 설비의 월간 실제 가동 가능시간이 8,160분이라면 생산 부하는 다음과 같습니다.
5,300분 ÷ 8,160분 × 100 = 약 65%
수량만 보면 A제품과 B제품의 합계는 1,600개이지만, 실제 CAPA 검토에서는 제품별 사이클타임을 반영한 5,300분이 더 중요한 기준입니다.
공정이 여러 개라면 병목공정을 기준으로 봐야 합니다
한 제품이 절단, 조립, 검사 세 개의 공정을 거친다고 가정하겠습니다.
- 절단공정: 시간당 120개
- 조립공정: 시간당 80개
- 검사공정: 시간당 100개
세 공정 중 생산능력이 가장 낮은 공정은 조립공정입니다.
따라서 전체 생산라인의 시간당 CAPA는 120개가 아니라 80개로 판단해야 합니다.
앞 공정에서 시간당 120개를 만들어도 조립공정에서는 80개만 처리할 수 있기 때문에 공정 사이에 재공품이 계속 쌓이게 됩니다.
전체 생산능력은 가장 빠른 공정보다 가장 느린 병목공정의 생산능력에 의해 결정됩니다.
수작업 공정의 CAPA 계산 방법
자동설비가 아닌 수작업 공정은 작업자 수와 표준작업시간을 기준으로 계산할 수 있습니다.
수작업 CAPA = 작업자 수 × 실제 작업시간 ÷ 제품당 표준작업시간
다음 조건을 가정하겠습니다.
- 작업자: 4명
- 실제 작업시간: 1인당 420분
- 제품 한 개당 표준작업시간: 12분
총 작업 가능시간은 다음과 같습니다.
4명 × 420분 = 1,680분
일일 생산능력은 다음과 같습니다.
1,680분 ÷ 12분 = 140개
다만 작업자마다 숙련도가 다르거나 여러 명이 동시에 한 제품을 작업한다면 공정구성과 실제 실적을 추가로 확인해야 합니다.
생산 부하율로 과부하 여부를 판단합니다
계획 수량이 생산능력에 비해 어느 정도인지 확인하려면 생산 부하율을 계산할 수 있습니다.
생산 부하율 = 필요 생산량 ÷ 실제 생산능력 × 100
앞의 사례에서 월간 실제 양품 CAPA가 4,749개인데 주문에 따른 필요 생산량이 5,500개라면 다음과 같습니다.
5,500개 ÷ 4,749개 × 100 = 약 116%
생산 부하율이 116%라는 것은 현재 조건으로는 계획량을 모두 생산하기 어렵다는 의미입니다.
부족 생산능력은 다음과 같습니다.
5,500개 – 4,749개 = 751개
계획을 확정하기 전에 751개의 부족 능력에 대한 대책을 마련해야 합니다.
생산 부하율 판단 기준
회사와 업종에 따라 기준은 달라질 수 있지만 일반적으로 다음처럼 관리할 수 있습니다.
| 생산 부하율 | 판단 | 관리 방향 |
|---|---|---|
| 80% 미만 | 여유 있음 | 추가 물량과 설비 활용 검토 |
| 80~90% | 비교적 안정적 | 일반 변동 대응 가능 |
| 90~100% | 주의 필요 | 작은 차질도 계획 미달 가능 |
| 100% 초과 | 과부하 | 추가근무, 외주 또는 납기 조정 필요 |
생산 부하율을 항상 100%에 맞추는 것이 효율적이라고 생각할 수 있습니다.
하지만 실제 현장에서는 설비고장, 품질문제, 긴급 주문과 자재 지연이 발생합니다. 완충능력 없이 100%로 계획하면 작은 문제도 납기 지연으로 이어질 수 있습니다.
생산능력이 부족할 때 검토할 대책
단기 대응
- 잔업과 특근 실시
- 교대조 추가
- 다른 설비 활용
- 작업자 재배치
- 품목 생산순서 변경
- 품목 변경 횟수 감소
- 외주생산 활용
- 고객과 분할 출하 협의
중장기 대응
- 병목공정 개선
- 설비 성능 개선
- 작업방법 표준화
- 자동화 설비 도입
- 신규 설비 투자
- 작업자 교육과 다기능화
- 불량과 재작업 감소
- 예방보전 강화
단순히 특근만 반복하면 단기적으로 생산량은 늘릴 수 있지만 인건비 증가와 작업자 피로로 생산성과 품질이 떨어질 수 있습니다.
CAPA 부족이 일시적인지 구조적인지를 구분해야 합니다.
CAPA 계산에서 자주 발생하는 실수
설비의 최대속도를 사용하는 경우
설비사양서의 최대속도와 현장에서 안정적으로 유지되는 생산속도는 다를 수 있습니다.
최근 실제 생산실적을 함께 확인해야 합니다.
근무시간 전체를 가동시간으로 사용하는 경우
점검, 휴식, 준비, 청소와 품목 변경시간을 제외해야 합니다.
설비 수만큼 무조건 생산량을 곱하는 경우
설비가 여러 대여도 공용 작업자, 검사설비 또는 자재공급 능력이 부족하면 동시에 모두 가동하지 못할 수 있습니다.
제품별 사이클타임 차이를 무시하는 경우
제품 구성이 달라지면 같은 수량이라도 필요한 생산시간이 달라집니다.
양품률을 반영하지 않는 경우
생산수량과 고객에게 출하할 수 있는 양품 수량은 다를 수 있습니다.
가장 빠른 공정을 기준으로 계산하는 경우
생산라인 전체 능력은 가장 느린 병목공정의 CAPA에 의해 결정됩니다.
일회성 최고실적을 기준으로 삼는 경우
하루 최고 생산량보다 최근 몇 개월의 평균 생산실적과 변동폭을 사용하는 것이 안전합니다.
생산능력 CAPA 계산 체크리스트
- 계산 기간이 일간, 주간 또는 월간 중 무엇인지 정했는가
- 실제 작업일수를 반영했는가
- 설비별 실제 가동시간을 확인했는가
- 정기점검과 품목 변경시간을 차감했는가
- 제품별 사이클타임을 구분했는가
- 최근 실제 생산효율을 반영했는가
- 불량률과 양품률을 반영했는가
- 여러 설비가 동시에 가동 가능한지 확인했는가
- 공용 작업자와 검사설비의 능력을 확인했는가
- 병목공정을 기준으로 전체 CAPA를 검토했는가
- 생산계획의 제품 구성을 반영했는가
- 긴급 주문에 대응할 완충능력이 있는가
- CAPA 초과 물량에 대한 대책이 있는가
생산계획에는 현실적인 CAPA를 적용해야 합니다
생산능력 CAPA는 설비의 최대 생산량을 계산하는 것으로 끝나지 않습니다.
작업일수, 실제 가동시간, 사이클타임, 품목 변경, 생산효율과 양품률을 반영해야 생산계획에 사용할 수 있는 현실적인 생산능력을 계산할 수 있습니다.
제품이 여러 개라면 수량 대신 제품별 필요시간으로 부하를 계산하고, 공정이 여러 개라면 가장 느린 병목공정을 기준으로 전체 생산능력을 판단해야 합니다.
생산능력 계산의 핵심은 다음과 같습니다.
이론적으로 만들 수 있는 수량이 아니라, 현재의 설비·인원·품질조건에서 안정적으로 만들 수 있는 수량을 계획 기준으로 사용해야 합니다.
정확한 CAPA를 기준으로 생산계획을 수립하면 과도한 계획 미달을 줄이고, 특근이나 외주생산이 필요한 시점을 미리 판단할 수 있습니다.