생산능력 계획 (Capacity Planning) Part II

생산능력 계획의 의사결정 전략

• 운영 수준(operating level)에 의한 최적 생산능력 결정
• 생산능력의 확장 전략 수립
• 생산능력 요구(capacity requirements)의 변동성 감소 전략
• 프로세스 분석(Process Analysis)을 통한 병목(Bottleneck) 개선

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생산능력의 확장 전략

• 확장 규모에 따른 분류
  1. 소규모 capacity 확장 전략: capacity 운용 측면에서 위험 부담이 적음.
  2. 대규모 capacity 확장 전략: 전체 시스템을 한번에 업그레이드할 수 있는 기회가 생김.

• 확장 시점에 따른 분류
  • AFTER Demand capacity 확장 전략
    • output에 대한 수요가 형성된 이후 capacity를 확장하는 전략
    • Reactive Strategy 또는 Wait-and-see Strategy 라고 불림.
  • BEFORE Demand capacity 확장 전략
    • output에 대한 수요가 형성되기 전에 미리 capacity를 확장하는 전략
    • Procedure Strategy 라고 불림.

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생산능력의 확장 전략 유형

	보수적	적극적
유형	IV	I
capacity	Undercapacity (능력 부족) - 수요보다 생산능력이 적음.	Overcapacity (능력 과잉) - 수요보다 생산능력이 많음.
시장점유율	하락 (기회 놓침)	확대 (수요 대응 가능)
생명주기 (언제 쓰냐)	성숙기 / 쇠퇴기 시장 - 수요가 불확실하거나 감소할 때	도입기 / 성장기 시장 - 시장 선점이 요할 때
Capacity Utilization	높음. - 설비가 부족하니까 항상 풀가동 상태 - 쉬는 시간 없이 계속 작동	낮음. - 설비는 많은데 수요가 아직 부족 - 일부 설비는 놀고 있음.

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구분	I (대규모, Before)	II (대규모, After)	III (소규모, Before)	IV (소규모, After)
개념	미래 수요 증가를 예측하여, 수요 발생 이전에 대규모 설비를 한 번에 확장	수요가 확실히 발생한 이후, 한 번에 대규모 확장	수요 증가를 예상하되, 단계적으로 소규모 확장	수요 발생 후, 필요 최소 수준만 소규모로 증설 운영 효율화 및 리스크 최소화 중시
조건	시장 진입 장벽을 높여 경쟁자를 배제해야 할 때, 규모의 경제 효과가 매우 클 때, 자금력이 풍부하고 성장에 확신이 있는 산업	자본 조달 비용이 매우 높거나 재무 상태가 불안정할 때, 수요가 매우 불규칙하여 예측이 불가능할 때, 제품의 생명주기(Life Cycle)가 짧을 때	수요 예측 불확실성이 높을 때, 대규모 투자에 따른 리스크를 회피하고 싶을 때, 기술 변화 속도가 빨라 대규모 설비가 금방 노후화될 우려가 있을 때	초기 시장의 불확실성이 너무 커서 관망할 때, 표준화된 공정 기술이 확립된 후 대량 생산으로 전환하려 할 때
장점	규모의 경제 확보, 단위 생산비용 절감, 수요 급증 시 즉각 대응 가능(시장 점유율 선점), 생산 병목 최소화	수요 불확실성 최소화, 과잉설비 리스크 낮음, 투자 회수가 가능성 높음	수요 예측 불확실성 완화, 자본 부담 분산, 전략적 유연성 확보, 기술 변화 대응 용이	투자 위험 최소화, 현금 흐름 안정성 우수, 고정비 부담 낮음
단점	수요 예측 오류 시 과잉설비 위험, 초기 투자비(CAPEX) 매우 큼, 고정비 증가로 경기 하강기에 손익 악화	초기 수요 초과 시 기회손실 발생, 대기시간(Lead Time) 동안 고객 이탈, 시장 선점 실패 가능성	규모의 경제 제한, 작은 증설로 단위 비용 증가 가능, 수요 급증 시 대응 속도 한계	반복적 증설로 장기 비용 증가, 지속적 수요 초과 시 서비스 수준 저하, 성장 속도 제한
사례	반도체: 삼성전자 파운드리 첨단 공장 Fab 선제 투자, 정유·석유화학: 대형 정유공장 증설 프로젝트	항공기 제조: 항공사 확정 발주 후 생산라인 증설, B2B 설비 산업: 장기 계약 기반 설비 증설	IT 서비스/SaaS: 서버·스토리지 단계적 증설, 프랜차이즈 제조: 소규모 생산라인 반복 확장	서비스 산업: 병원 병상, 콜센터 인력 확충 점진적 증설, 주문형 생산(MTO) 기업

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생산능력 요구의 변동성 감소

보유하고 있는 capacity가 유휴 상태에 놓이게 될 것을 예상한다면,
기업은 어떤 전략적 조치를 취할 수 있을까?

• 기업은 capacity를 축소시키는 대신에 새로운 output을 생산하는 경향이 있음.

capacity의 효율성이 떨어질 경우,
기업들은 어떤 type의 output을 기존 output list에 추가하여 capacity의 효율적 운영을 도모할 것인가?

• 기업들은 capacity의 효율적 운영을 위해,
  • 기존 output의 life cycle과 반대의 cycle을 갖는 output을 추가하게 됨.
  • 이때, 요구되는 output이 신규라면 대규모 capacity 확장이 요구되고
  • 기존 output을 활용하는 경우라면 소규모 capacity 확장이 요구됨.

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생산능력 요구의 변동성 감소 (예)

• 소방서는 화재 발생 빈도가 낮은 여름철에 화재 예방 활동에 Focus함으로써 조직의 resource 활용도 제고시킴.
• 에어컨 제조업체는 겨울철 비수기동안 예상되는 capacity의 유휴 상태를 개선하기 위하여 온풍기를 신규 제품으로 생산함.

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• Jet ski → 겨울철 판매량 낮고, 여름철 판매량 높음.
• Snowmobile motor → 겨울철 판매량 높고, 여름철 판매량 낮음.
• 두 제품을 함께 고려하면 계절적 수요 변동이 상쇄되어 전체 수요는 비교적 일정하게 유지됨.

1. 수요의 변동성이 증가할수록 자원 및 설비 이용률(Capacity Utilization)은 감소한다.
2. 수요의 변동성이 증가할수록 필요한 생산능력(Capacity) 수준은 증가한다.
3. 서로 다른 제품 간 요구 생산능력 패턴이 유사하면, 설비를 공유하기 용이하다.

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생산능력 계획의 대안 평가 방안

• 경제적 접근법
  • Cost-volume analysis
  • Financial analysis
    • NPV(Net Present Value), IRR(내부수익률), ...
  • Decision theory
    
    • 다기준의사결정(Multi-criterion Decision theory) → AHP
  • Simulation
  • Waiting-line analysis
    • 서비스 시스템의 Capacity 대안 평가
    • Queueing Analysis 라고도 불림. → 고객대기시간, 자원의 이용률 분석
• 비경제적 접근법
  • 전문가 의견 (Delphi Survey)

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Cost-Volume Analysis

• 비용(Cost), 매출(Revenue), 산출규모(Volume of Output)의 관계를 이용한 평가 방법
• 고정비용(Fixed Cost; FC)
  • 산출규모에 관계없이 일정 수준 유지
• 가변비용(Variable Cost; VC)
  • 산출규모에 따라 변동하는 비용
  • VC = 산출량 (Q) x 단위 가변비용 (V)
• 총비용(Total Cost; TC)
  • TC = FC + QV
• 총매출 (Total Revenue; TR)
  • TR = Q x 단위 매출 (R)

• Break-Even Point (BEP) Analysis; 손익분기점 분석
• 손익분기점
  • 이득과 손실이 동일한 지점
  • 총매출(TR)과 총비용(TC)이 동일한 산출량

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BEP Analysis 예제

Old-Fashion Berry Pie의 소유자는 새로운 제품 라인을 추가하는 것을 고려하고 있다. 이를 위해서는 새로운 장비를 임대해야 하며, 장비 임대료는 월 6,000달러이다. 파이 한 개를 생산하는 변동비는 2달러이며, 파이의 소매 판매가격은 개당 7달러로 책정될 예정이다.

1. 손익분기점에 도달하려면 파이를 몇 개 판매해야 하는가?
   • Q = FC / (R - v) = 6000 / (7-2) = 1200개
2. 한 달동안 1,000개의 파이를 생산하여 판매한다면 이익(또는 손실)은 얼마인가?
   • Q(R - v) - FC = 1000 x (7 - 2) - 6000 = -1000
   • 손실 1000달러
3. 4,000달러의 이익을 실현하려면 파이를 몇 개 판매해야 하는가?
   • 4000 = Q x (7 - 2) - 6000 → Q = 2000개 
4. 2,000개의 파이를 판매할 수 있다고 가정하고, 목표 이익이 5,000달러라면 파이 한 개당 얼마의 가격을 책정해야 하는가
   • 5000 = 2000 x (? - 2) - 6000 → ? = 7.5