병목공정이란? 생산지연 공정을 찾는 방법

병목공정이란?

병목공정은 생산라인이나 여러 연속공정 중에서 전체 생산량을 제한하는 공정을 말합니다.

병의 목 부분이 좁으면 병 전체에서 액체가 빠져나가는 속도가 제한되는 것처럼, 여러 공정 중 하나의 처리능력이 부족하면 앞뒤 공정의 능력이 충분해도 최종 생산량은 증가하지 않습니다.

이 경우 1공정이 하루 1,000개를 만들 수 있고 3공정이 900개를 처리할 수 있어도, 2공정이 하루 700개밖에 처리하지 못하면 전체 생산흐름은 700개 수준에서 제한될 가능성이 높습니다.

가장 느린 공정이 항상 병목은 아닙니다

병목공정을 찾을 때 흔히 하는 실수는 시간당 생산량이 가장 낮은 공정을 바로 병목으로 판단하는 것입니다.

하지만 품목별 생산량과 실제 필요한 작업량이 다르면 단순 생산속도만으로 판단하기 어렵습니다.

예를 들어 A공정은 시간당 100개, B공정은 시간당 80개를 처리한다고 가정하겠습니다.

숫자만 보면 B공정이 느리지만 실제로 B공정에 필요한 물량이 A공정의 절반이라면 B공정은 충분한 여유가 있을 수 있습니다.

1단계. 공정별 생산능력 CAPA를 비교합니다

병목공정을 찾는 가장 기본적인 방법은 공정별 생산능력을 같은 단위로 비교하는 것입니다.

다음과 같이 하나의 제품이 4개 공정을 거친다고 가정해보겠습니다.

이론적으로는 3공정의 CAPA가 가장 낮기 때문에 병목 후보가 됩니다.

하지만 여기서 바로 결론을 내리지 말고 실제 생산실적과 WIP까지 확인해야 합니다.

공정별 CAPA 계산방법은 생산능력 CAPA 계산 방법과 제조업 실무 예시 글에서 자세히 확인할 수 있습니다.

2단계. 공정별 계획과 실제 생산실적을 비교합니다

CAPA가 낮은 공정이라도 실제 필요한 생산량이 적으면 문제가 없을 수 있습니다.

따라서 공정별 계획수량과 실제 완료수량을 함께 확인합니다.

1공정과 2공정에서는 계획에 가까운 실적이 나오지만 3공정에서 처음으로 큰 차이가 발생합니다.

그리고 4공정은 3공정에서 넘어오는 물량 자체가 적기 때문에 생산실적도 낮아집니다.

3단계. 재공품 WIP이 어디에 쌓이는지 확인합니다

병목공정을 찾을 때 매우 중요한 신호가 재공품 WIP입니다.

앞 공정은 빠르게 생산하지만 다음 공정의 처리속도가 느리면 두 공정 사이에 제품이 계속 쌓이게 됩니다.

예를 들어 2공정에서 하루 900개를 완료하지만 3공정은 하루 700개밖에 처리하지 못한다고 가정하겠습니다.

이 상태가 5일간 지속되면 3공정 앞에는 약 1,000개의 추가 재공품이 쌓일 수 있습니다.

재공품 증가 자체를 관리하는 방법은 재공품 WIP이 늘어나는 원인과 관리 방법 글에서 자세히 다룹니다.

4단계. 실제 가동시간과 비가동 원인을 확인합니다

CAPA가 부족해 보이는 원인이 설비 자체의 생산속도 때문인지, 비가동시간이 너무 많기 때문인지도 구분해야 합니다.

예를 들어 3공정 설비가 하루 8시간 가동될 예정이지만 실제 운영내용이 다음과 같다고 가정하겠습니다.

시간당 생산량이 130개라면 이론적으로 8시간 동안 1,040개를 생산할 수 있지만 실제 생산시간 5.5시간을 적용하면 약 715개입니다.

따라서 병목 원인이 설비의 기본 생산속도라기보다 과도한 품목전환과 비가동일 수도 있습니다.

5단계. 품목별 생산시간 차이를 확인합니다

특정 공정이 평소에는 문제가 없는데 어떤 제품을 생산할 때만 병목이 되는 경우도 있습니다.

예를 들어 3공정의 제품별 표준시간이 다음과 같다고 가정하겠습니다.

B제품의 수량은 A제품보다 적지만 필요한 작업시간은 더 많습니다.

따라서 다품종 생산에서는 단순 수량이 아니라 필요공수를 기준으로 병목을 판단하는 것이 중요합니다.

6단계. 공정 대기시간을 확인합니다

공정별 처리시간뿐 아니라 제품이 공정 사이에서 얼마나 기다리는지도 확인해야 합니다.

생산 자체는 1시간이면 끝나는데 다음 공정 앞에서 하루 이상 기다린다면 전체 생산 리드타임은 크게 증가합니다.

병목은 고정되어 있지 않을 수 있습니다

한 번 병목으로 확인된 공정이 항상 병목인 것은 아닙니다.

생산하는 제품의 구성, 설비상태, 작업인원과 생산량이 달라지면 병목 위치도 바뀔 수 있습니다.

가상 사례로 병목공정을 찾아보겠습니다

A제품 1,000개를 하루에 생산해야 하는 공장을 가정하겠습니다.

가공공정까지는 계획과 큰 차이가 없지만 조립공정에서 실적이 760개로 급격하게 감소합니다.

동시에 조립공정 앞의 WIP가 290개로 가장 많습니다.

이 경우 조립공정을 우선적인 병목 후보로 판단할 수 있습니다.

원인을 더 확인합니다

조립공정의 근무시간 8시간 중 실제 가동시간이 다음과 같다고 가정하겠습니다.

시간당 정상 생산량이 130개라면 6시간 동안 약 780개 수준입니다.

실제 생산량 760개와 비슷하므로 단순 작업속도보다 실제 가동시간 부족이 큰 원인이라고 볼 수 있습니다.

병목공정을 찾았다면 어디부터 개선해야 할까?

병목이 확인됐다고 바로 설비를 추가하는 것은 아닙니다.

먼저 현재 설비의 사용 가능한 시간을 충분히 활용하고 있는지 확인해야 합니다.

앞 공정을 더 많이 생산하면 병목이 해결될까?

병목공정이 하루 700개만 처리할 수 있는데 앞 공정을 1,000개에서 1,200개로 늘리는 것은 전체 생산량 개선에 도움이 되지 않을 수 있습니다.

오히려 병목 앞에 재공품만 더 쌓이게 됩니다.

따라서 전체 생산량을 늘리려면 이미 여유가 있는 공정보다 병목공정의 처리능력을 개선하는 것이 우선입니다.

병목공정이 납기에 미치는 영향

병목은 단순히 해당 공정의 생산실적만 낮추는 것이 아닙니다.

후속공정에 필요한 물량이 제때 공급되지 않기 때문에 전체 생산완료일이 밀리고, 최종적으로 고객 납기준수율까지 영향을 받을 수 있습니다.

병목공정 분석에서 자주 하는 실수

병목공정 찾는 순서

병목공정 체크리스트

생산실적과 함께 분석하면 병목을 더 정확하게 찾을 수 있습니다

병목공정 분석은 CAPA 자료만으로 끝내지 않는 것이 좋습니다.

생산계획 대비 실제 실적이 어느 공정에서 처음 떨어지는지 확인하면 계산상 병목과 실제 운영상 병목이 일치하는지 검증할 수 있습니다.

계획과 실제 생산실적을 관리하는 방법은 생산실적 관리란? 계획 대비 실적을 관리하는 방법 글에서 함께 확인할 수 있습니다.

마무리

병목공정은 전체 생산흐름을 제한하는 공정이기 때문에 생산관리에서 반드시 확인해야 하는 요소입니다.

단순히 시간당 생산량이 가장 낮은 공정을 병목으로 판단하기보다는 공정별 실제 CAPA와 필요한 작업량을 비교해야 합니다.

여기에 계획 대비 실적, 재공품 WIP의 증가 위치, 실제 가동시간과 비가동 원인을 함께 확인하면 생산지연이 어디에서 시작되는지 더 정확하게 찾을 수 있습니다.

병목을 찾은 뒤에도 바로 설비증설을 결정하기보다 품목전환, 설비고장, 자재대기, 불량과 작업인원 등 기존 CAPA를 떨어뜨리는 원인부터 개선하는 것이 중요합니다.