3-1

공급프로세스에대한이해:프로세스처리능력에대한평가

3-1

3-2

~ 160 m

Iron OreFines

CFBPreheater

InclinedBucket Elevator

1st StageCFB Reactor

2nd StageFB Reactor

BriquettingPlant

HBI Product

ProcessGasHeatExchanger Process Gas

Compressor

Fired Gas Heaters

~ 110

m

ElectricalSubstation&ControlRoom

Circored 예제

3-3

프로세스의요소

재고/버퍼•처리능력으로표시/해석되지않는다(다만특정한계량이상으로머물수없을수있다.•여러형태의흐름단위의형태로존재할수있다.

화살표•흐름단위의흐름단위를표시한다.•여러형태의흐름단위를표시하고 있을때도있다

작업•자원(resource)에의해수행된다.•부가가치를창출하며흐름단위가완성되기위해서필요한단계이어야한다.•재고를유지하기도하고아닌경우도있다.•처리능력(단위시간당해당작업을통과하는최대흐름단위의수)을가지고있다

3-4

프로세스흐름도작성법

예열기

철광석원료의재고

예열기

철광석원료의재고

로크호퍼 1차반응기 2차반응기

예열기

철광석원료의재고

로크호퍼 1차반응기 2차반응기

플래쉬히터감압기탄화

완제품

1 단계

다음단계

완료단계

3-5

프로세스흐름도작성법

예열기

철광석원료의재고

완제품

탄화플래쉬히터

감압기로크호퍼

3차반응기

1차반응기

3-6

기본용어

• 재고(Inventory): 시스템에있는흐름단위의수

• 활동시간(Activity times): 작업자가과업을처리하는데소요되는시간

• 처리능력(Capacity)=1/활동시간: 작업자가단위시간당얼마나많은단위를생산할수있는가?활동에 m명이있다면: 처리능력=m/활동시간

• 병목(Bottleneck): 가장낮은처리능력을가진프로세스과정

• 프로세스처리능력(Process capacity): 병목의처리능력

• 흐름률/산출량(Flow rate) =Minimum{수요율, 프로세스처리능력)

• 활용률(Utilization) = 흐름률 / 처리능력

• 흐름시간(Flow Time): 흐름단위가프로세스를통과하는데소요되는시간

3-7

공급/수요제약프로세스

수요

투입물

병목(프로세스능력)

초과능력

Flow Rate수요

투입물

병목(프로세스능력)

초과능력

Flow Rate

공급제약 수요제약

산출량 산출량

공정 계산과정 처리능력

예열기 120톤 / 시간

로크호퍼 110톤 / 시간

1차반응기 리틀의법칙: 흐름률 = 28톤 / 0.25시간 112톤 / 시간

2차반응기 리틀의법칙: 흐름률 = 400토 / 4시간 100톤 / 시간

플래쉬히터 135톤 / 시간

감압기 118톤 / 시간

탄화 3대의기계로구성: 3 × 55톤 / 시간 165톤 / 시간

전체프로세스 2차반응기가병목으로결정 100톤 / 시간

3-8

프로세스활용률공정 계산과정 활용률

예열기 657,000톤 / 년 / (120톤 / 시간×8,760시간 / 년) 62.5%

로크호퍼 657,000톤 / 년 / (110톤 / 시간×8,760시간 / 년) 68.2%

1차반응기 657,000톤 / 년 / (112톤 / 시간×8,760시간 / 년) 66.9%

2차반응기 657,000톤 / 년 / (100톤 / 시간×8,760시간 / 년) 75.0%

플래쉬히터 657,000톤 / 년 / (135톤 / 시간×8,760시간 / 년) 55.6%

감압기 657,000톤 / 년 / (118톤 / 시간×8,760시간 / 년) 63.6%

탄화 657,000톤 / 년 / (165톤 / 시간×8,760시간 / 년) 45.5%

전체프로세스 657,000톤 / 년 / (100톤 / 시간×8,760시간 / 년) 75.0%

예열기 로크호퍼 1차반응기

2차반응기(병목공정)

플래쉬히터

감압기-

탄화 전체프로세스

전체프로세스의공급과수요의불일치

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

병목공정대비불균형

활용률

3-9

Hot dog 만들기 (http://www.youtube.com/watch?v=moM1s3cltTc)

고기분쇄

재료혼합

채우기

포장

조리및양념

검사

3-10

프로세스자료

고기분쇄

재료혼합

채우기

포장

조리및양념

검사

• 분쇄기 2개• 뱃치당 22,000개처리• 넣고분쇄하는데 5분소요

• 믹서 6대• 뱃치당 22,000개처리• 1/3 시간소요

• 기계 3대• 기계당 1분에2,300개처리

• 오븐 5대• 오븐당 15,000개처리• 15분소요

• 포장기 8대• 기계당 1분에 700개처리

•검사대 17개• 1개검사하는데기계당 1/6초소요

3-11

처리능력계산 –분쇄, 혼합

§ 각프로세스과정의처리능력을찾는다. 이는프로세스과정에서의최대흐름률(R)이다.

§ 각프로세스과정의처리능력을모두같은단위로표현- 원하는시간길이로선택(개/분, 개/일, kg/초등), 반드시일정해야함- 우리는예제에서 ‘개/분’ 선택

§ 분쇄:- 각분쇄기 = 22,000개 / 5분 = 4,400개 / 분- 분쇄기 2대 x 4,400개 / 분 = 8,800개 / 분

§ 혼합:- 각믹서 = 22,000개 / (1/3 시간 x 60 분 / 시간) = 1,100 개 / 분- 믹서 6대 x 1,100개 / 분 = 6,600 개 / 분

3-12

처리능력계산 –채우기, 조리, 포장, 검사

§ 채우기:- 3대 x 2,300 개 / 분 = 6,900 개 / 분

§ 조리및양념:- R을찾기위해, 리틀의법칙사용, R = I / T- I = 15,000 개, T = 15 분- R = 15,000 개 / 15 분 = 1,000 개 / 분- 오븐 5대 x 1,000 개 / 분 = 5,000 개 / 분

§ 포장- 8대 x 700 개 / 분 = 5,600 개 / 분

§ 검사- 1/6 초 / 개 = 6 개 / 초- 17 대 x 6 개 / 초 x 60 초 / 분 = 6,120 개 / 분

3-13

전체프로세스의처리능력

고기분쇄

재료혼합

채우기

포장

조리및양념

검사8,800 개 / 분

6,600 개 / 분

6,900 개 / 분 5,000 개 / 분

5,600 개 / 분

6,120 개 / 분

§ 전체프로세스의처리능력은하위프로세스들중가장낮은처리능력:- 이프로세스는일정한기준에서 1분당 5,000개이상생산할수없음- 전체프로세스를제약하는하위프로세스를병목(bottleneck)이라고부름

병목 !

3-14

전체프로세스의처리능력

§ 이프로세스의흐름률 R은 5,000 개 / 분§ 시간당흐름률은 5,000 개 / 분 x 60 분 / 시간 = 300,000 개/ 시간

3-15

처리능력

요구작업량

내재활용율(Implied Utilization)

§ 내재활용율 =

§ 수요가시간당 125톤으로가정한다면

공정 내재활용율계산 내재활용율 활용률

예열기 125/120 104.2% 83.3% (=100/120)

로크호퍼 125/110 113.6% 90.9% (=100/110)

1차반응기 125/112 111.6% 89.3% (=100/112)

2차반응기 125/100 125% 100.0% (=100/100)

플래쉬히터 125/135 92.6% 74.1% (=100/135)

감압기 125/118 105.9% 84.7% (=100/118)

탄화 125/165 75.8% 60.6% (=100/165)

전체프로세스 125/100 125% 100.0% (=100/100)

3-16

내재활용율의활용

§ 내재활용율은 100%이상이될수있다. 언제일까?- 처리능력이수요를감당할수없을때

§ 내재활용율이 100보다크다라는것은해당자원이병목이라는것을의미하지않는다. 사실일까? > 100

§ 예산이허용된다면내재활용율이 100보다큰모든자원을증가시키는것이합리적이다. 왜일까?

3-17

다른유형의흐름단위를가진프로세스분석

§ 세가지유형의구직(job application)프로세스: “자문역(consulting)”, “직원(staff)” , “인턴(Internship)”

§ 수요 : 180명/일- 자문역: 30명- 직원: 110명- 인턴: 40명

인턴

직원

자문역

파일링처리된지원서

교수또는다른인물연락

이전직장확인

기준점수확인

Confirmationletter지원서확정

3-18

공통흐름단위정의

§ 다음의이유로공통흐름단위를정의한다:(1) 각과업의처리능력은시간단위당 ‘흐름단위’로표현된다. (2) 수요는 ‘흐름단위’로표현된다.

§ 이프로세스의직관적이고자연스러운흐름단위는 “지원서(Application)”:- 주어진 “지원서(application)”가흐름단위이다…

u 각과업의처리능력은 “단위시간당지원서”로정의되어야함u 수요는 “단위시간당지원서”로표현되어야함

인턴

직원

자문역

파일링처리된지원서

교수또는다른인물연락

이전직장확인

기준점수확인

Confirmationletter지원서확정

3-19

처리능력

§ 작업자 9명 : 파일링(1), 교수연락(2), 이전직장확인(2), 성적/학교분석(2), 지원서확정(1)

§ 작업시간 : 10시간/일

§ 활동시간 (지원서 1개기준)- 파일링 : 3분- 교수연락 : 20분- 이전직장확인 : 15분- 성적/학교분석 : 8분- 지원서확정 : 2분

3-20

“흐름단위 = 지원서”인경우

Activity time

Number of workers

Available capacity (app./min àapp./hour)

Consulting(app./hour)

Staff(app./hour)

Interns(app./hour)

Total(app./hour)

Implied Utilization

File 3 1 1/3 = 20 3 11 4 18 18/20= 90%

Contact persons

20 2 2/20 = 6 3 0 0 3 3/6 =50%

Contact employers

15 3 3/15 = 12 3 11 0 14 14/12 = 117%

Grade/School analysis

8 2 2/8 = 15 0 0 4 4 4/15 = 27%

Confirmation letter

2 1 ½ = 30 3 11 4 18 18/30 = 60%

3-21

“흐름단위 = 1분당작업”인경우

Activity time

Number of workers

Available capacity (min/hour)

Consulting(min/hour)

Staff(min/hour)

Interns(min/hour)

Total(min/hour)

Implied Utilization

File 3 1 60 3X3 11X3 4X3 54 54/60= 90%

Contact persons

20 2 120 3X20 0 0 60 60/120 =50%

Contact employers

15 3 180 3X15 11X15 0 210 210/180 = 117%

Grade/School analysis

8 2 120 0 0 4X8 32 32/120 = 27%

Confirmation letter

2 1 60 3X2 11X2 4X2 36 36/60 = 60%

3-22

다양한흐름단위를가진프로세스분석단계

1. 각자원당몇분에생산할수있는지계산

2. 흐름단위들이프로세스를통해어떻게흐르고있는지확인할수있는프로세스흐름도를작성

3. 각흐름단위들이프로세스에서얼마의작업요구량을소요하는지확인하는표를작성

4. 모든단위흐름들에걸친각프로세스의작업요구량을모두합산

5. 각프로세스의내재활용률을다음과같이계산

내재활용률 = 3번단계의결과값1번단계의결과값

가장높은내재활용률을보이는프로세스단계가병목지점이다.

3-23

프로세스분석의절차

프로세스흐름도작성

프로세스의각단계별처리능력계산

수요를이용한

내재할용률계산

병목지점확인

여러흐름단위를고려할경우추가적고려사항

여러가지프로세스평가지표계산

흐름단위별다른색깔을이용

흐름단위별처리능력이달라질수있음에주의

모든제품종류에대하여요구작업량계산

최고내재활용률찾기

3-24

Summary

§ 순차적인과업을가진프로세스에서는:- 병목프로세스의처리능력이전체프로세스의최대흐름률을결정한다.

§ 병목프로세스의처리능력을향상시키면전체프로세스의처리능력을증가시킬수있으나병목구간이다른과업/자원으로옮겨갈수도있다.

§ 라인밸런싱/Line balancing(예를들어, 병목의과업을다른자원으로재배치)은자원의추가없이전체프로세스의처리능력을향상시킬수있다.

§ 작업의통합은라인밸런싱을향상시킨다.

§ 서로다른유형의흐름단위가존재하더라도자원의내재활용률을평가할수있다.

3-25

연습문제 Q 3.1

§ 단계별처리능력- 자원1 : 2/10 = 0.2 개/분- 자원2 : 1/6 = 0.1666 개/분- 자원3 : 3/16 = 0.1875 개/분

§ 프로세스처리능력은 0.1666 개/분또는 10개/시간

§ 흐름률 = Min [프로세스처리능력, 수요]= Min [8개/시간, 10개/시간]= 8 개/시간 (0.133 개/분)

§ 각자원의활용률- 자원1 : 0.1333 / 0.2 = 66.66%- 자원2 : 0.1333 / 0.1666 = 80%- 자원3 : 0.1333 / 0.1875 = 71.11%

3-26

연습문제 Q 3.2

§ 각단계(자원)별처리능력- 자원1 : 작업자 2명, 하루작업량 = 2×8×60 = 960- 자원2 : 작업자 2명, 하루작업량 = 2×8×60 = 960- 자원3 : 작업자 1명, 하루작업량 = 1×8×60 = 480- 자원4 : 작업자 1명, 하루작업량 = 1×8×60 = 480- 자원1 : 작업자 2명, 하루작업량 = 2×8×60 = 960

§ 각제품의자원요구량제품 A 제품 B 제품 C

- 자원1 : 5×40 = 200 5×50=250 5×60=300- 자원2 : 3×40 = 120 4×50=200 5×60=300- 자원3 : 15×40 = 600 0×50=0 0×60=0- 자원4 : 0×40 = 0 3×50=150 3×60=180- 자원5 : 6×40 = 240 6×50=300 6×60=360

3-27

연습문제 Q 3.2

§ 각단계(자원)별요구작업량- 자원1 : 200 + 250 + 300 = 750- 자원2 : 120 + 200 + 300 = 620- 자원3 : 600 + 0 + 0 = 600- 자원4 : 0 + 150 + 180 = 330- 자원5 : 240 + 300 + 360 = 900

하루작업분 요구작업량 내재활용률- 자원1 : 900 750 0.78- 자원2 : 960 620 0.65- 자원3 : 480 600 1.25- 자원4 : 480 330 0.69- 자원5 : 960 900 0.94