제약이론과 병목공정

왜 배우는가: 제약이론은 설비 투자와 공정 개선이 생산량 증가로 이어지지 않는 이유를 설명하는 틀이다. 병목공정 판별, 처리량 중심의 관리, 집중의 5단계는 1교시 용어 문제와 4교시 논술에서 여러 회차에 걸쳐 물어 온 핵심 주제이다.

출제 이력: 제136회 2교시 2번, 제136회 4교시 6번, 제100회 3교시 6번, 제94회 4교시 5번, 제91회 1교시 9번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

제약이론(TOC)은 시스템 목표 달성을 가로막는 가장 약한 제약을 찾아 집중 관리하는 경영 기법이다.

이 정의가 답안 첫 줄에 들어간다. 제약이론은 모든 조직이 목표를 달성하는 데 제약이 되는 요소를 하나 이상 가진다는 전제에서 출발한다. 따라서 제약을 찾아내고, 나머지 시스템 전체를 그 제약에 맞춰 재구성하는 것이 핵심이다. 무엇을 바꿀지, 언제 바꿀지, 어떻게 변화를 일으킬지를 정하는 사고 체계라는 점에서 개별 공정 개선 기법과 구분된다.

핵심 키워드는 다음과 같다.

• 제약이론: 목표를 제한하는 소수의 제약조건을 식별하고 시스템을 그 제약에 맞춰 운영하는 관리 철학이다.
• 병목공정: 생산 흐름에서 처리 능력이 가장 낮아 전체 생산량을 결정하는 공정이다.
• 제약조건: 시스템이 목표를 더 달성하지 못하도록 막는 요인이며 내부 상황, 자원, 시장, 방침으로 나뉜다.
• 처리량: 판매를 통해 시스템이 돈을 버는 비율이다.
• 재고: 판매할 목적으로 시스템이 투자한 모든 자금이다.
• 운영비용: 재고를 처리량으로 바꾸기 위해 시스템이 지출하는 비용이다.
• 드럼-버퍼-로프: 병목을 드럼으로 삼아 투입 속도를 맞추는 생산 일정 관리 방식이다.

2. 개념 풀이

정식 정의에 따르면 제약이론은 하나의 시스템이 목적을 지속적으로 최대화하도록 돕는 전체적인 관리 철학이다. 여기서 목적은 현재 시점에 돈을 버는 능력을 키우는 것이며, 제약은 그 목적의 달성을 막는 요인이다. 제약이론은 모든 영리 조직에 제약이 하나 이상 있다고 가정하고, 그 제약이 시스템의 실적을 결정한다고 본다.

원리는 체인은 가장 약한 고리보다 강할 수 없다는 관용구에서 출발한다. 조직의 산출량도 같은 원리로 가장 약한 제약의 처리 능력을 넘을 수 없다. 그러므로 제약이 아닌 공정의 능력을 높여도 전체 처리량은 늘지 않고, 제약 앞에 재고만 쌓인다. 반대로 제약의 능력을 높이면 전체 흐름이 함께 개선된다.

모든 조직의 산출량은 가장 약한 제약의 처리 능력을 넘을 수 없다.

병목은 제품이나 작업 순서에 따라 달라지므로, 제품별로 작업시간과 수요를 비교해 찾는다. 병목이 존재하면 생산 중단, 공급 과잉, 고객의 납기 압력, 직원 사기 저하가 나타난다. 그래서 병목을 찾는 일은 현상에 대응하는 것보다 앞선다.

제약이론은 조직의 성과를 세 가지 측정치로 평가한다. 이 세 측정치는 생산량 중심의 전통적 회계와 구분되는 핵심 개념이다.

처리량은 생산량과 다르다. 생산했지만 팔리지 않은 제품은 처리량이 아니라 재고로 잡힌다. 따라서 처리량은 판매로 실현된 돈으로 측정해야 한다.

재고는 원재료, 설비, 건물처럼 판매 목적으로 시스템이 투자한 모든 자산을 포함한다. 재고를 묶어 두지 않는 것은 자금 회전을 높이는 조건이므로 제약이론에서 중요한 관리 대상이다.

운영비용은 재고를 처리량으로 바꾸는 과정에서 드는 지출이다. 제약이론은 노동비를 변동비가 아닌 고정비로 취급한다.

제약조건은 성격에 따라 내부 상황, 자원, 시장, 방침의 네 가지로 나뉜다. 내부 상황의 제약은 설비 고장이나 숙련도 부족처럼 공정 안에서 생기는 능력의 한계이다. 자원의 제약은 인력, 자재, 공구가 부족한 경우이고, 시장의 제약은 수요가 생산 능력보다 작아 판매가 막히는 경우이다. 방침의 제약은 작업 규칙이나 관리 정책이 흐름을 막는 경우를 가리킨다. 이 분류를 구분해야 제약을 정확히 찾고 대응 방식을 고를 수 있다.

제약이론의 실행 절차는 집중의 5단계로 정리된다. 제약조건을 식별하고, 제약을 최대한 활용하며, 나머지 공정을 제약에 종속시키고, 제약의 능력을 높인 뒤, 이 과정을 반복하는 순서이다.

3. 등장 배경과 필요성

제약이론은 Eliyahu Goldratt가 1984년 소설 『The Goal』로 널리 알린 관리 기법이다. 이 기법이 나온 배경에는 기존 원가관리가 생산량을 기준으로 실적을 보던 방식의 한계가 있다. 생산량(output)을 기준으로 삼으면 판매되지 않은 생산물이 재고로 쌓여도 생산 실적으로 잡힐 수 있다.

Goldratt는 이 문제를 해결하기 위해 생산량 대신 처리량을 쓰는 처리량회계를 대안으로 제시했다. 처리량회계는 노동비를 변동비가 아닌 고정비로 보고, 변동비는 재료나 부품처럼 생산량에 따라 직접 변하는 비용으로만 한정한다.

생산 공정은 설비마다 능력이 달라 병목이 생기기 쉽다. 특정 공정이 느리면 앞 공정은 재고를 쌓고 뒤 공정은 작업을 기다리게 된다. 이처럼 개별 공정만 최적화하면 전체 성과가 나빠지는 부분 최적화 문제가 제약이론의 출발점이다.