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경제성 공학

경제성 공학

經濟性工學

공학적인 문제에서 주로 취급하는 문제는 기계의 성능, 자재의 질 등 주로 기술적인 측면이라고 생각되어 왔다.

그러나 이와 같은 공학적인 문제에서 경제적인 측면을 완전히 무시한다면 이것은 공학이라기보다는 순수과학에 더 가깝다고 할 수 있다.

따라서 공학이라는 의미는 기술적 및 경제적인 면을 동시에 고려하여 경제의 원칙을 수행하는 것이라 할 수 있다. 경제성 공학은 이와 같은 공학적 의사결정 문제에 경제적 판단기준을 부여하는 것이라 할 수 있으며, 이것의 구체적인 예는 다음과 같다.

① 신규 설비투자에 대한 대안의 선택, ② 기존설비의 교체 여부, ③ 제조방법 및 또는 설비의 개선, ④ 생산여부의 선택, ⑤ 신제품 개발의 경제적 타당성, ⑥ 제조방법의 대안 선택.

이 외에도 경제성을 무시하지 못할 공학적 및 기술적 의사결정에서 이 경제성 공학은 중요한 개념이 되고 있다.

이와 같은 공학적 제반문제에서 경제적 판단기준을 부여한다는 것은 자금의 유입 또는 유출의 손익에 대한 판단이며 이와 같은 자금의 시간성도 고려하지 않을 수 없다는 사실이다.

자금의 시간적 가치

資金－時間的價値 경제성 공학에서 제일 중요한 개념은 자금의 시간적 가치이며, 현금의 유입과 유출이 동일시점에서 생긴다면 손익계산은 그 차에서 간단히 표시할 수 있으나 그 시점이 동일하지 않은 경우에는 그대로 비교가 될 수 없는 것이다. 예를 들면 A라는 기계에 현재 100만원을 투자하였을 경우 5년 후에 120만원 수입이 있다고 판단될 때 이때의 순이익은 현재의 가치로 볼 때 20만원은 아니다. 여기에 다음 3가지의 자금의 유출·유입에 대한 유형이 생긴다. (1) 현시점에서의 1회만의 유입(출) ― 현가(現價：) (2) 어떤 연수(年數：)를 거친 후의 1회만의 유입(출) ― 종가(終價：) (3) 1년 후부터 년 후까지 매년 일정액 씩의 유입(출) ― 연가(年價：) 다음에 모든 자금이 일정한 연이율(年利率) 로 운영된다고 가정하고 이를 3자의 상호관계식을 구한다. ① 1회 지급 미래 가치계수 ② 1회 지급 현재가치계수 ③ 연근 미래가치 계수 ④ 감채기금계수(減債基金係數) ⑤ 자본회수계수 ⑥ 연금현재가치계수 이상과 같은 자금 유출입에 관한 계산 이외에도 어떠한 경제적 평가를 위해서는 자금의 흐름(cash flow)을 연속적인 면으로 생각하여 이자도 연속복리이자로 가산하는 것이 더 편할 때가 있다. 이와 같은 경우 (ψ： 年利率) 여기서 를 연속복리이자를 위한 단일회 지급 미래가치 계수라 한다.

독립적 투자안에 대한 의사결정

獨立的投資安－意思決定 독립성 투자라는 것은 자금의 제약을 생각하지 않고 제시된 모든 투자안(投資安)을 개별로 평가하는 것이다. 즉 현재 투자된 자금에 미래의 이익을 현재가치로 평가하여 채택여부를 결정하는 것이다. 현재 투자할 금액을 (이것을 -부호로 표시), 년 후(=0, 1,2,………,) 발생되는 이익을 각각 ,,…라 하면 총이익의 현재가치, 즉 인 경우 이 투자안은 이익이 발생하므로 채택한다. 예를 들면 현재 100만원을 투자하여 1년 후에 20만원을, 2년후에 40만원, 3년후 60만원의 이익을 낼 수 있는 어떤 투자안이 있다고 하면, 연이율을 10%로 하고 이 투자에 대한 미래의 이익의 총화에 대한 현재가치는 현재의 가치가 마이너스가 나온다는 뜻은 앞으로 3년 동안의 이익, 즉 20만원, 40만원, 3년 후 60만원의 총 이익의 합계의 현재 가치는 현재 투자되는 100만원보다 적다는 의미를 나타내며 따라서 이 경우에는 투자할 가치가 없다.

대안투자에 대한 의사결정

代案投資－意思決定 이것은 여러 가지 투자안 가운데 한 가지만 선택하지 않으면 안 될 경우이다. 이것은 여러 대안 가운데 이익이 가장 많이 나오는 쪽을 선택하는 방법이다.

투    자    안		A	B	C
투    자    액		100만원	150만원	200만원
이   익	1년 후	20만원	40만원	50만원
	2년 후	50만원	60만원	90만원
	3년 후	70만원	90만원	110만원

예를 들어 A, B, C라는 3가지 투자안이 다음과 같은 이익을 발생한다고 가정하자(연이율 10%).

이와 같은 3가지 투자안 중에서 A안의 이익이 최대이므로 이것을 선택한다.

자본예산의 문제

資本豫算－問題 각 기업은 자본이 허용되는 한계내에서 몇 개의 투자안이 항상 있게 된다. 그리고 이와 같은 투자액은 기업에 따라서 제한되거나 또는 증분원가(incremental)를 증가시킴으로써 이의 증가를 꾀할 수 있다. 따라서 여러 가지 가능성 있는 투자안에 대하여 이용할 수 있는 자본의 예산 또는 할당하는 문제가 발생하는 것이다. 예를 들면 어떤 회사에 5가지의 투자안이 있으며 필요한 자본 및 경제적 활동수명은 다음과 같다고 가정하자. 그리고 5가지의 투자안은 각각 상호독립성, 즉 한 투자안에 대한 투자는 다른 안에 대한 투자에 영향을 미치지 않는다고 가정한다.

투자안	필요한 자본	경제적 활동 수 명	자본회수율(%)
A B C D E	4,000,000 1,500,000 2,000,000 2,500,000 1,000,000	5 5 10 15 4	7 10 8 6 5

위의 각 투자안에 대하여 투자액과 이익의 현재가치와 동등한 매년 일정액 이익률이 결정된다. 만일 이 회사가 무제한의 자본을 이용할 수 있거나, 또는 적어도 이와 같은 투자안에 어떠한 재정적 지원을 할 수 있다고 가정하고 그 이자를 6% 이상인 투자안에 대하여 투자하게 되며 그 투자안은 A,B,C 및 D 이다. 그러나 이와 같은 결론은 각 투자안에 대한 위험률이 미래의 이익률 이라는 관점에서 볼 때 어느 정도 타당성이 있다고 보기 때문이다. 그러나 불행하게도 대부분의 경우 이용할 수 있는 자본 또는 증분원가의 증가에도 한계가 있는 것이며 만일 이용할 수 있는 총 자금이 600만원이라고 하면 서택 결정은 더 힘들게 된다. 우선 이익률이 많은 것 순으로 각 투자안을 적어보면 다음과 같다.

투자안	필요한 자본	경제적 활동 수 명	이 익 률
B C A D	1,500,000 2,000,000 4,000,000 2,500,000	5 10 5 15	10 8 7 6
(투자안 E는 제거)

여기에서 투자안에 대한 선택결정은 더 복잡성을 나타낸다. 만일 최대의 이익률을 나타내는 B안과 C안을 선택한다면 이익률이 세번째인 A안에 대한 투자는 불가능하게 되어 B,C 및 D를 선택하면 연수입은 46만원이 되나 A를 B 또는 C와 함께 선택하면 연수입은 이보다 적게 된다. 그러나 만일 추자안 D가 최장의 경제적 활동수명을 가지고 있다는 것을 감안한다면 이 문제는 더 복잡하게 된다. 특히 각 투자안에 대한 위험이 항상 동일하지 않은 경우에는 이의 계산은 보다 많은 노력을 요하게 된다. 이와 같은 자본예산 또는 자본할당 문제에서 제일 중요하게 생각되는 것은 장기 또는 자본할당 문제에서 제일 중요하게 생각되는 것은 장기 또는 단기투자에 대한 문제라 할 수 있다. 만일 이용할 수 있는 자금을 장기투자, 즉 경제적 활동수명이 긴 투자안에 투자할 경우 이익은 오래 계속될 수 있으나 가까운 장래에 이보다 더 좋은 투자안이 나올 수도 있으며 단기투자일 경우에 보다 더 좋은 투자가 생겨나지 않을 경우도 있게 된다. 따라서 자본할당 문제를 다루는 데 있어서는 기계적인 방법으로는 해결할 수 없으며 회사의 목표와 경쟁에 대한 판단 및 적절한 고려가 항상 수행되어야 한다.

교체시기의 결정

交替時期－決定 동일한 설비 또는 기계를 적당한 시간에 교체하여 생산을 계속 유지할 뿐만 아니라 교체할 설비가 최대의 이익을 내고 교체시킬 방법을 알아 보자. 설비의 효율은 시간에 따라 감소되며 교체기간을 길게 하면 그만큼 투자부담이 경감되나 위에서 말한 효율의 저하로 인한 운전비 및 보수비의 증가, 그리고 불량률의 증가가 수반된다. 이와 같은 양자의 비용을 생각하여 최적의 교체기간을 두어야 한다. 지금 신설비에 대한 투자액을 ,년 후의 설비의 처분가격을 , 연(年)이율을 라 하고 이 설비를 년간 사용 후 교체한다면 연평균비용은 다음과 같다. 여기에서 을 으로 미분하여 이 최소가 될 때의 을 구하면 된다.

MAPI법

－法

미국 공업협회(Machinery and Allied Products Institute)에서 만든 설비 교체방법으로서, 널리 각 기업에 쓰이고 있다. 원래 이 MAPI이론은 대단히 복잡한 것이었으나 그 기술이 개발되어 비전문가도 이 방법을 이용할 수 있다.

이 기법은 다음과 같은 내용이 필요하다. ① 총투자액, ② 내년도의 운영상의 이점, ③ 내년도에 피할 수 있는 자본소모, ④ 내년도에 초래되는 자본소모.

구설비를 내년도에 교체하는 대신에 현재 교체함으로써 자본소모를 피하게 된다. 초래된 자본소모라 함은 제안된 안이 내년도에 상실됨으로써 생기는 가치를 말하며 이것은 정확히 계산하기 힘드나 이 MAPI법에서는 대단히 중요하다. 만일 신설비에 대한 투자가 세금에 영향을 미친다면 이것도 고려해야 된다.

산업공학

산업공학

産業工學

산업공학이라 함은 기업경영상 발생되는 제반문제 특히 공장에서 야기되는 문제를 해결하기 위하여 조직적 및 공학적인 방법을 응용하는 공학이라고 할 수 있다. 미국산업공학회는 다음과 같이 정의하고 있다.

산업공학(IE)이라 함은 '인간·자재 및 설비를 통합한 시스템의 설계·개선 및 실시하는 것을 대상으로 하며 이와 같은 통합시스템으로부터 얻게 되는 결과를 명시하고 예측하며 평가하기 위하여 공학상의 분석과 설계의 원칙 및 방법과 함께 수학·자연과학 및 사회과학 등에 대한 전문지식과 기술 등을 사용한다'고 미국 산업공학회는 설명하고 있다.

이러한 산업공학은 20세기초에 이미 미국에서 학계·산업계에 정착시켜 왔으며 반세기 이상의 전통을 가지고 있다.

당시 기업경영에 대한 과학적 연구의 움직임, 이를 테면 어떤 조직적인 지식의 본체로부터 일반원리를 유도시키는 연구는 미국의 유명한 공학자그룹, 그것은 프레데릭 테일러(Frederick W. Taylor), 갠트(H. Gantt), 번커(F. Bunker), 릴리언 길브레스(Lil-lian Gilbreth), 에머슨(H. Emerson) 등에 의해서 그 형체가 이루어졌다.

이들은 미국 기계공학회로부터 지지를 받고 학회는 기업계 지도자들의 참여를 또한 환영하였다. 이로부터 소위 과학적 경영방법의 화려한 막이 올라간 것이다. 초기의 과학적 경영방법은 경영자측과 노동자측 양쪽으로부터 환영을 받지 못하다가 테일러가 죽은 뒤부터 이의 인식이 급속히 전파되었다.

산업공학 기법의 범위

産業工學技法－範圍

초기의 산업공학은 시간연구가 주임무였다. 즉, 작업측정과 통제가 산업공학의 주요 분야였다. 그러나 현재는 위에서 산업공학의 정의를 내린 바와 같이 기업활동에서 이익을 적정화시키고 위험을 최소하시키기 위하여 경영을 보조하고 또한 경영 자체에 참여하는 데까지 이르고 있다.

정통적 산업공학

正統的産業工學

정통적 산업공학은 주로 제조업체에 주임무를 두고 있었다. 이와 같은 고전적 의미로 볼 때 산업공학 전문가(IE 스태프 또는 산업공학자)에 의하여 수행되었던 기능은 다음과 같은 것이다.

(1) 작업측정 ― 시간연구

(2) 방법공학(方法工學) ― 운영연구·동작연구·자재관리·생산계획·안전관리·표준관리

(3) 관리결정 ― 생산관리·재고관리·품질관리·예산관리

(4) 직무평가와 임금결정 ― 상여금 결정·직무평가·인사고과·임금관리

(5) 공장관리 ― 공장부지 선정·설비구입 및 교체·제품설계·공구 및 치구설계

이와 같은 기능은 지금도 산업공학의 주요 기능이다. 그러나 이와 병행하여 산업공학의 기능 및 임무는 확대되어 가고 있으며, 경영상의 의사결정은 보조한다든가 '시스템' 개념적인 일의 처리 등의 경영에 직접 간접으로 참여하고 있다.

산업공학의 기법

産業工學－技法

산업공학은 타 공학, 즉 기계공학과 전기공학 또는 화학공학 등의 다른 공학분야와는 특히 다른 응용을 필요로 한다.

예를 들면 기계공학은 가계 시스템을 지배하는 과학적 법칙을 파악하고 이것을 답사한 다음에 특정한 목적을 위한 최적 설계(最適設計)를 추구하는 것이다. 이와 같이 산업공학 이외의 공학에서 제일 중요하게 대두되는 문제는 기계적 성질과 전기적 성질 또는 화학적 성질 등을 탐색하는 것이라 할 수 있다. 그러나 산업공학에서는 사람과 사람이 개재되고 관계되는 시스템의 설계 및 여기에 관여되고 있는 사람의 태도에 대한 고려가 기본적으로 선행되어야 한다는 사실이다. 산업공학이 다른 공학과 다른 특징을 찾아 본다면 다음과 같다.

(1) 인간과 조직의 통합문제를 강조한다.

(2) 전체적인 문제에 관여한다.

(3) 결과의 경제적인 측면을 예측한다.

(4) 다른 공학분야보다 사회공학의 업적을 더 크게 이용한다. 이와 같이 산업공학은 여러 가지 과학지식 및 응용방법을 동원하여 경영상의 의사결정을 보조하기 위한 통합적인 방법을 개발하는 것이라 할 수 있다.

최근에 동태는 산업공학이 계량적인 측면을 보다 강조하고 있으며, 과학적 방법은 산업공학에 관련된 모든 문제해결에 기본이 된다. 이와 같이 과학적 방법을 통한 경영상의 의사결정에 대한 공헌은 산업공학의 중요 기능(機能)이 되었다.

예컨대, 어떤 조직체(이익을 추구하는 기업체만을 의미하는 것은 아니다)의 목적을 달성하기 위하여 사람·자재·설비 및 에너지의 적정 이용방법을 개발하는 것이다. 여기에서 말하는 조직체는 어떤 회사의 과(課)일 수도 있으며, 또는 병원·비영리단체·관공서 또는 제품을 생산하여 이익을 추구하는 기업일 수도 있다.

산업공학은 이와같은 조직체의 경영상의 필요를 수행할 수 있고, 또한 보다 나은 수행방법을 개발할 수 있도록 제반 정보를 수집·분석배열시킨다. 산업공학은 새로운 시스템의 설계와 기존 시스템의 유지와 개선이란 2가지 주요한 분야를 관리한다.

의사결정을 위한 서비스로서의 산업공학

意思決定－serivice－産業工學

경영문제는 급속한 기술 발전, 치열한 경쟁 등으로 점차 복잡해지며 의사결정은 더욱 힘들게 되고 있다. 특히 의사결정에 필요한 정확한 정보 및 사실들을 획득하는 데 극히 어려운 경우가 많다. 이와 같은 난점을 극복하기 위하여 경영층은 산업공학 멤버들을 정보의 수집, 데이터의 분석 및 복잡한 문제 등의 연구를 위해 유용하게 이용하는 경우가 점차 증대하고 있다.

산업공학은 경영의 목적, 즉 위에서 말한 이익의 적정화 및 손해의 극소화를 위하여 공학적인 측면에서의 공헌을 하고 있는 것이다. 산업공학은 운영계획 또는 프로그램의 창안 및 개발에 따라 어떠한 경영층에도 공헌할 수 있으며, 인적 및 경제적 자원의 효율적인 이용을 최대한으로 관리할 수 있다.

산업공학 멤버가 경영층에 직접 참여하여 공헌할 수 있는 분야는 다음과 같다. ① 회사 또는 조직체의 목적을 확립하고 정화시키며 수정한다. ② 이와 같은 목적을 수행하기 위하여 제일 필요로 하는 인적 자원의 조직과 시스템을 설계한다. ③ 이미 조직된 시스템에 대한 자원의 효율적인 할당에 대한 충언을 가한다. 즉, 인적자원과 물적자원 또는 자금 등의 할당문제에서 최대의 자본회수를 위한 선택문제에 있어서의 공학적인 접근방법을 이용할 수 있다. ④ 이와 같은 여러 자원이 이용될 수 있는 기본조직의 설계(이것은 제품, 또는 서비스를 분배하는 시스템을 조직하는 의미뿐 아니라 이것들을 직접 이용하며 관리하는 스태프시스템의 조직도 의미한다). ⑤ 관리조직의 설계, ⑥ 조직의 목 달성을 수행하는 과정에서의 결과에 대한 평가(이것은 인적·물적 또는 자금의 투자가 경영층이 애초에 원했던 바와 어느 정도 차이가 나는가를 평가하는 것이다.

만일 이와 같은 투자 결과가 만족스럽게 나타나지 않았다면 산업공학은 조직의 구성·목적, 자원의 할당문제, 자원의 이용, 관리의 기능 등의 문제를 다시 조사할 수 있다. 이와 같은 결과에 대한 평가를 위해 산업공학을 최대로 이용할 수 있다는 사실은 그 조직체가 어떠한 조직체, 즉 이윤을 추구하는 기업이라든가 정부부처, 제품 생산업체 또는 서비스업체 등을 막론하고는 일반적(一般的)으로 적용된다.

시스템 개념으로서의 산업공학

system 槪念－産業工學산업공학의 최근의 경향은 조직공학적인 측면에다 많은 비중을 두고 있다. 이와 같은 경향은 산업공학이 기능적인 성질로 보아 주위환경과 완전히 고립되거나 유리될 수 없다는 사실에 기인되는 것이다.

그리고 사람 대 사람, 사람 대 기계, 기계 대 기계간의 통신조직이라는 관점에서 볼 때 적절한 상호교통을 위한 정보의 전수가 적절하지 못하다는 데에도 기인한다. 다시 말하면 정통적인 산업공학의 기능인 개개의 작업활동을 설계한다든가 또는 측정하는 것만 가지고는 전체 시스템의 운영에 대한 문제해결에 효과적인 방법을 제공할 수 없다는 사실이다. 최근의 경영조직은 다이나믹하며 복잡하고 항상 유동적인 측면을 가지고 있는 것이 특징이다.

따라서 이와 같은 경영조직(經營組織)의 설계 또는 측정을 위해서는 조직 자체를 전체적이고 통합적인 측면으로 분석하고 평가하는 것이 중요하게 되었다. 조직을 전체적인 시스템으로 분석한다는 것은 그 조직이 제조업체, 비영리단체, 정부기관, 군대 또는 서비스업체 등의 어떠한 조직체이든간에 다 적용된다.

산업공학이 조직분석에서 필히 수행하여야 될 임무는 다음과 같다.

(1) 전체 시스템을 분석한다.

(2) 기본문제를 유리시킨다.

(3) 가장 중요한 변수인자를 측정하고 장래의 필요여부를 결정하여 시스템을 체계화시킨다.

한국의 산업공학

韓國－産業工學

역사적으로 살펴볼 때, 산업공학은 과거 반세기 이상 비약적인 발전을 하여 왔고, 또한 변하여 왔다. 미국에서의 경우는 물론 다르지만 일본에서만 해도 산업공학의 도입이 겨우 약 30년을 경과하였다고 보나 그 발전과 실제 응용은 괄목할 만하다고 말할 수 있다. 그러나 한국의 산업공학은 현재 겨우 그 시초를 이루고 있다고 보아야 될 것이다.

각 기업(企業) 또는 조직체에서의 산업공학에 대한 인식은 거의 무지에 가깝다고 할 수 있으며 최근 몇몇 기업에서 이것에 대한 안목을 넓혀 가는 중이다. 생산성의 향상 또는 어떤 한 분야에서만 한국기업이 당면한 가장 중요한 문제는 어떤 한 분야에서만 이루어질 수 있는 것이 아니고 기업 자체를 전체적인 시스템으로 보고 여기에 접근해야 된다. 다시 말하면 인사관리상의 문제에서, 생산계획과 관리문제에서, 자재관리 및 구입이라는 문제에서, 회사 자체의 조직 및 자원의 할당문제 등 모든 측면에서 이와 같은 생산성 향상 및 원가절감의 문제가 이루어질 수 있다는 것이다. 이와 같은 관점에서 볼 때 산업공학은 이들을 위해 더 없이 좋은 기능을 가지고 있다고 할 수 있다. 한국의 최고 경영층은 기업의 문제, 즉 경영상 의사결정 문제에서 이와 같은 산업공학의 이용성을 주의깊게 관찰할 필요가 있다.