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컨티스 툴킷

장기 능력계획과 증설 투자 판단

6장 생산능력 · 직무 C1 · 검토 2026-10-24

이 쪽의 핵심 질문은 하나입니다. “모자란 능력을 설비를 사서 메울 것인가, 메운다면 언제·어디에·얼마나 늘릴 것이며, 그 돈은 몇 년 만에 돌아오는가?”

능력계획과 병목 쪽이 이번 달과 다음 달의 시간 계산이라면, 이 쪽은 3~5년을 내다보는 결정입니다. 결정은 경영진과 재무가 하지만, 그 결정에 들어가는 수요·부하·능력 숫자는 생산관리가 냅니다. 숫자가 틀리면 설비가 놀거나, 반대로 2년 내내 잔업과 외주로 버티게 됩니다.

1. 능력 숫자 세 가지와 능력 쿠션

섹션 제목: “1. 능력 숫자 세 가지와 능력 쿠션”

이론능력·가동률·능률·유효능력의 정의와 계산은 6장 능력계획과 병목 1절이 주인이고, 이 쪽도 같은 용어를 씁니다. 한 줄로 요약하면, 주당 이론능력 1,000개인 설비가 가동률 85%, 능률 90%로 돌면 유효능력은 1,000 × 0.85 × 0.90 = 765개입니다.

장기 계획에서 새로 필요한 개념은 능력 쿠션입니다. Krajewski 교재는 능력 쿠션을 “100% − 평균 이용률”로 정의합니다. 이 매뉴얼에서는 이용률 자리에 능력 대비 부하율(부하 ÷ 유효능력)을 넣어 씁니다. 평균 부하율이 85%면 쿠션은 15%입니다. 쿠션은 낭비가 아니라 보험입니다. 수요가 출렁이거나, 주문 구성이 바뀌어 병목이 옮겨 가거나, 설비가 고장 날 때 이 여유가 납기를 지킵니다.

쿠션을 얼마나 둘지는 업종과 전략이 정합니다. 교재에서 흔히 드는 기준을 정리하면 다음과 같습니다.

쿠션을 크게 두는 경우쿠션을 작게 두는 경우
수요 변동이 크고 예측이 어렵다수요가 안정적이고 장기 계약이 있다
주문 구성(제품 믹스)이 자주 바뀐다품목이 적고 공정이 표준화되어 있다
납기·서비스로 경쟁한다원가로 경쟁하고 설비가 매우 비싸다

용어 풀이 능력 쿠션은 평균적으로 쓰지 않고 남겨 두는 능력의 비율로, 100%에서 평균 능력 대비 부하율을 뺀 값입니다. 회수기간은 투자액을 누적 현금흐름으로 되찾는 데 걸리는 기간입니다. 순현재가치(NPV, Net Present Value)는 미래 현금흐름을 할인율로 오늘 가치로 바꾼 합에서 투자액을 뺀 값이고, 내부수익률(IRR, Internal Rate of Return)은 NPV를 0으로 만드는 할인율입니다. 이론능력·유효능력·가동률·능률의 뜻은 능력계획과 병목 쪽을 따릅니다.

2. 언제 늘리나 — 선행·후행·평균 추종

섹션 제목: “2. 언제 늘리나 — 선행·후행·평균 추종”

설비는 반 대씩 살 수 없습니다. 그래서 능력은 계단처럼 늘고, 수요는 비탈처럼 늡니다. 계단을 비탈보다 앞에 두느냐 뒤에 두느냐가 시기 전략입니다. Heizer 교재 보충 7장은 이를 선행(lead)·후행(lag)·평균 추종(straddle) 세 가지로 나눕니다.

선행·후행·평균 추종 세 전략의 능력 계단과 수요선
그림 6-4. 능력 시기 전략 — 선행은 능력이 늘 수요 위에, 후행은 늘 수요 아래에, 평균 추종은 위아래를 오갑니다. 출처: Heizer·Render·Munson 15판 보충 7장의 분류를 바탕으로 이 쪽에서 다시 그림
전략좋은 점대가맞는 상황
선행수요를 놓치지 않는다, 신규 고객 대응이 빠르다증설 직후 부하율이 낮아 고정비 부담성장 시장, 납기 경쟁, 설비 리드타임이 길 때
후행부하율이 높고 투자 위험이 작다그 사이 잔업·외주·납기 지연수요가 불확실하고 외주가 쉬울 때
평균 추종위 둘의 중간남는 기간과 모자란 기간을 번갈아 겪는다대부분의 중소 제조 현장

후행 전략을 고른다면 “모자라는 동안 무엇으로 메우는가”가 함께 정해져야 합니다. 잔업 한도와 외주처 능력을 확인하지 않은 후행 전략은 전략이 아니라 미루기입니다.

얼마나 크게 늘리나. 한 번에 크게 늘리면 대당 투자비와 관리비가 줄어드는 규모의 경제가 생깁니다. 고정비가 더 많은 수량에 나뉘고, 대량 구매로 단가가 내려가기 때문입니다. 그러나 일정 규모를 넘으면 공정이 복잡해지고, 물류 거리가 늘고, 사람 사이 소통이 느려져 단위 원가가 다시 오르는 규모의 비경제가 나타납니다. Jacobs 교재 5장은 단위 원가가 가장 낮은 지점을 ‘최적 운영 수준’이라고 부릅니다. 일정 규모가 넘으면 공장을 더 키우기보다 라인이나 공장을 나누는 편이 낫다는 뜻입니다.

3. 불확실할 때 — 의사결정나무

섹션 제목: “3. 불확실할 때 — 의사결정나무”

수요가 늘지 확실하지 않을 때 쓰는 도구가 의사결정나무입니다. 네모는 우리가 고르는 마디, 동그라미는 운에 달린 마디입니다. 뒤에서부터 기대값을 계산해 앞으로 오면서 가장 좋은 가지를 남깁니다.

예시로, 연 수요가 ‘높음’일 확률을 0.6, ‘낮음’을 0.4로 보고 세 대안의 5년 이익 현재가치(억 원)를 추정했다고 합시다. 소규모 증설을 했는데 수요가 높으면, 2년 뒤에 추가 증설(9억)과 그대로 두기(7억) 중 하나를 다시 고를 수 있습니다.

증설 규모 의사결정나무: 소규모 증설의 기대값 6.6억이 가장 크다
그림 6-5. 증설 규모 의사결정나무 — 2년 뒤 결정 마디에서 9억을 고르고, 확률 마디에서 기대값을 구해 대안을 비교합니다. 출처: 이 쪽 계산 예시

계산 예시(가상의 숫자입니다):

  • 대규모 증설 = 0.6 × 12 + 0.4 × (−2) = 7.2 − 0.8 = 6.4억
  • 소규모 증설 = 0.6 × max(9, 7) + 0.4 × 3 = 5.4 + 1.2 = 6.6억
  • 외주 유지 = 0.6 × 4 + 0.4 × 2 = 2.4 + 0.8 = 3.2억

검산: 소규모 증설이 가장 큽니다. 두 증설안이 같아지는 확률 p를 구하면 12p − 2(1 − p) = 9p + 3(1 − p), 곧 14p − 2 = 6p + 3, p = 0.625입니다. 이때 두 값은 모두 6.75억입니다. 수요가 높을 확률이 62.5%를 넘는다고 믿으면 대규모가 낫습니다. 예를 들어 p = 0.7이면 대규모 7.8억, 소규모 7.2억입니다.

이 계산에서 확률보다 중요한 교훈은 나중에 고를 수 있는 여지의 값입니다. 소규모 증설은 수요를 확인한 뒤 한 번 더 고를 수 있어서, 대규모보다 이익이 작은데도 기대값이 큽니다. 생산관리가 증설 품의에 “1차 설비 1대, 수요 확인 후 2차”처럼 단계안을 넣는 이유입니다.

흔한 실수 확률을 0.6처럼 한 값으로만 넣고 끝내는 것입니다. 확률은 대개 영업의 감입니다. 위처럼 손익이 뒤집히는 확률(0.625)을 같이 적어 두면, 회의는 “확률이 맞느냐”가 아니라 “62.5%보다 높다고 볼 근거가 있느냐”로 좁혀집니다.

4. 어디에 늘리나 — 입지 요인과 무게중심

섹션 제목: “4. 어디에 늘리나 — 입지 요인과 무게중심”

같은 공장 안에 자리가 없으면 입지 문제가 됩니다. 생산관리가 입지를 결정하지는 않지만, 후보지별로 “그곳에서 생산하면 리드타임·물류·인력이 어떻게 되는가”를 묻는 질문에는 답해야 합니다.

요인평가법. 요인마다 가중치를 정하고, 후보지마다 100점 만점으로 점수를 매겨 가중합을 냅니다. 예시(가상)는 다음과 같습니다.

요인가중치후보 A후보 B후보 C
주요 고객까지 거리0.30905070
인력 확보0.25706080
부지·건축 비용0.20509060
물류 접근성0.15807090
지원·인허가0.10409050
가중 합계1.0070.567.571.5

검산: C = 70×0.30 + 80×0.25 + 60×0.20 + 90×0.15 + 50×0.10 = 21 + 20 + 12 + 13.5 + 5 = 71.5. 그런데 거리 가중치를 0.20으로 낮추고 비용을 0.30으로 올리면 A 66.5, B 71.5, C 70.5가 되어 B가 1위로 바뀝니다. 요인평가법의 결과는 가중치에 민감하므로, 가중치를 누가 어떻게 정했는지와 1위가 바뀌는 조건을 함께 보고합니다.

무게중심법. 고객·공급사 위치를 지도 좌표로 놓고, 운송량을 무게로 삼아 가중평균 좌표를 구합니다. 고객1 (10, 60) 40톤, 고객2 (70, 80) 20톤, 고객3 (90, 20) 30톤, 공급사 (30, 10) 10톤이면 다음과 같습니다.

  • x = (10×40 + 70×20 + 90×30 + 30×10) ÷ 100 = 4,800 ÷ 100 = 48
  • y = (60×40 + 80×20 + 20×30 + 10×10) ÷ 100 = 4,700 ÷ 100 = 47

(48, 47)은 ‘운송량 × 거리’를 줄이는 출발점일 뿐입니다. 실제 도로망, 부지 가격, 인허가를 더해 근처 후보지를 다시 요인평가법으로 고릅니다.

역사 운송비를 기준으로 공장 위치를 따지는 이론은 독일 경제학자 알프레트 베버(Alfred Weber)가 1909년 『공업 입지론(Über den Standort der Industrien)』에서 체계화했습니다. 원료지와 시장 사이에서 운송비가 가장 작은 지점을 찾는 그의 틀이 오늘날 무게중심법 같은 계산의 바탕이 됐습니다. 출처: Wikipedia, Alfred Weber

주의 국내에서 공장을 새로 짓거나 늘릴 때는 법령상 확인할 것이 많습니다. 수도권은 수도권정비계획법 제18조의 공장 총량규제 대상이고, 공장 설립·증설 승인은 산업집적활성화 및 공장설립에 관한 법률을 따릅니다. 이 쪽은 법 해석을 하지 않습니다. 후보지가 나오면 총무·법무 담당과 관할 지자체, 공장설립온라인지원시스템(팩토리온)에서 확인합니다.

5. 손익분기와 자작·외주 교차점

섹션 제목: “5. 손익분기와 자작·외주 교차점”

이제부터는 하나의 예시를 끝까지 이어 갑니다(가상의 숫자입니다).

  • 상황: 브래킷 B의 연 수요 가운데 사내 능력으로 못 만드는 부족분이 연 120,000개입니다. 지금은 외주로 메우고 있습니다.
  • 증설안: 프레스 1대 투자 4억 원, 내용연수 5년, 잔존가치 0. 연 고정비 1.2억 원(감가상각 8,000만 원 + 인건비 등 현금 고정비 4,000만 원). 개당 변동비(재료·전력·소모품) 3,000원.
  • 외주안: 개당 4,200원(재료 포함).

손익분기점. 판매가 P, 개당 변동비 V, 고정비 F일 때 BEP = F ÷ (P − V)입니다. 판매가가 5,000원이면 1억 2,000만 ÷ (5,000 − 3,000) = 60,000개입니다. 연 6만 개를 넘게 팔아야 증설한 설비가 제 고정비를 벌어 옵니다.

자작·외주 교차점. 외주에는 고정비가 거의 없고 개당 4,200원, 자작은 고정비 1.2억에 개당 3,000원입니다. 두 비용선이 만나는 수량은 1억 2,000만 ÷ (4,200 − 3,000) = 100,000개입니다. 두 설비 대안(예: 범용기 대 전용기)을 비교할 때도 똑같이 ‘고정비 차이 ÷ 변동비 차이’로 교차점을 구합니다.

자작·외주 연간 총비용선이 10만 개에서 만나는 그래프
그림 6-6. 자작·외주 교차점 — 연 10만 개보다 많으면 자작이 싸고, 적으면 외주가 쌉니다. 연 12만 개에서 차이는 2,400만 원입니다. 출처: 이 쪽 계산 예시

검산: 연 120,000개일 때 외주 120,000 × 4,200 = 5억 400만 원, 자작 1억 2,000만 + 120,000 × 3,000 = 4억 8,000만 원. 자작이 연 2,400만 원 유리합니다. 교차점 10만 개와 수요 12만 개의 차이(20%)가 이 결정의 안전 여유입니다. 수요가 20% 넘게 줄면 결론이 뒤집힙니다.

업종별 차이 금형·지그가 필요한 부품은 외주처도 금형비를 따로 받으므로, 외주 쪽에도 고정비가 생깁니다. 이때는 외주 비용선이 0에서 시작하지 않으니 교차점이 달라집니다. 반대로 범용 가공처럼 외주처가 많은 공정은 외주 단가 협상 여지가 커서, 교차점 계산 전에 구매팀에 단가 하한을 물어 둡니다.

자작·외주를 비용으로만 정하지는 않습니다. 핵심 기술 보호, 품질 관리 가능성, 외주처의 능력과 안정성은 점수로 따로 평가합니다. 툴킷의 자작·외주 다기준 평가가 그 틀입니다. 자작·외주를 공급사슬 쪽에서 보는 요인(공급사 능력, 운송, 일정 위험)은 16장 공급사슬과 소싱에 이어집니다.

6. 돈이 언제 돌아오나 — 회수기간·NPV·IRR

섹션 제목: “6. 돈이 언제 돌아오나 — 회수기간·NPV·IRR”

손익분기는 한 해 단위의 비교입니다. 4억을 먼저 쓰고 5년에 걸쳐 돌려받는 투자는 시간의 값을 넣어야 합니다.

연간 현금 절감. 감가상각 8,000만 원은 장부상 비용일 뿐 현금이 나가지 않습니다. 그래서 현금 기준 절감은 외주비 5억 400만 − (현금 고정비 4,000만 + 변동비 3억 6,000만) = 1억 400만 원/년입니다. 계산을 단순하게 하려고 법인세는 넣지 않았습니다.

회수기간. 4억 ÷ 1억 400만 = 3.85년, 약 3년 10개월입니다. 셈이 쉽고 위험을 직관적으로 보여 주지만, 회수 뒤의 현금과 시간의 값을 무시합니다.

순현재가치(NPV). 앞으로 들어올 현금을 할인율로 오늘 가치로 바꾼 합계에서 투자액을 뺍니다. 할인율 8%, 5년 연금 현가계수는 (1 − 1.08⁻⁵) ÷ 0.08 = 3.99271입니다.

  • 현재가치 = 1억 400만 × 3.99271 = 4억 1,524만 원
  • NPV = 4억 1,524만 − 4억 = +1,524만 원

검산(연도별 할인): 9,630 + 8,916 + 8,256 + 7,644 + 7,078 = 41,524만 원으로 같습니다. 누적하면 4년 차 끝에 3억 4,446만 원이고, 남은 5,554만 원은 5년 차 현재가치 7,078만 원의 0.78이므로 할인 회수기간은 약 4.8년입니다.

할인 전·후 누적 현금흐름 막대: 할인 전 4년 차, 할인 후 5년 차에 0을 넘는다
그림 6-7. 누적 현금흐름 — 할인하지 않으면 3.85년에, 8%로 할인하면 약 4.8년에 투자금을 회수합니다. 출처: 이 쪽 계산 예시

내부수익률(IRR). NPV가 0이 되는 할인율입니다. 연금 현가계수가 4억 ÷ 1억 400만 = 3.84615가 되는 이율을 찾습니다. 9%의 계수는 3.88965, 10%는 3.79079이므로 보간하면 약 **9.4%**입니다. 회사가 정한 최소 요구수익률(대개 재무가 정하는 자본비용)보다 높으면 통과입니다. 여기서는 8%보다 높지만 차이가 1.4%포인트로 얇습니다.

수요가 흔들리면. 연 수요가 100,000개로 줄면 현금 절감은 100,000 × 1,200 − 4,000만 = 8,000만 원이 되고, NPV는 8,000만 × 3.99271 − 4억 = −8,058만 원으로 뒤집힙니다. 수요 2만 개 차이가 NPV 9,582만 원을 움직입니다. 그래서 증설 품의의 핵심은 할인율이 아니라 수요 숫자의 근거이고, 그 숫자를 내는 사람이 생산관리입니다.

할인해서 비교한다는 생각 자체는 경제학자 어빙 피셔(Irving Fisher)가 1907년 『The Rate of Interest』에서 정식화했다고 알려져 있습니다(출처: Wikipedia, Net present value). 감가상각 방식, 세금, 할인율 결정은 재무의 영역이므로, 상세 계산은 ‘재무·원가 매뉴얼’에서 다룹니다.

7. 증설 품의 때 생산관리가 내는 근거

섹션 제목: “7. 증설 품의 때 생산관리가 내는 근거”

증설 결정은 경영기획·재무가 주관하는 경우가 많고, 투자 우선순위와 전사 예산 배분은 ‘경영기획 매뉴얼’에서 다룹니다. 생산관리는 그 회의에 들어갈 능력 근거를 책임집니다. 아래 일곱 가지를 갖추면 품의서가 숫자 싸움에서 밀리지 않습니다.

근거내용어디서 가져오나
① 수요 시나리오3년 수요를 낙관·기준·비관 세 가지로영업 예측, 수요예측
② 부하율 추세해당 작업장 최근 3~6개월 능력 대비 부하율, 3개월 연속 105% 초과 여부주간 부하표, ERP 작업장 실적
③ 병목 확인늘리려는 설비가 진짜 병목인지, 다음 병목은 어디인지능력계획과 병목
④ 짜내기 대안설비종합효율(OEE) 개선·잔업·교대 추가·외주로 메울 수 있는 양과 비용OEE 기록, 잔업 실적, 외주 단가
⑤ 증설 뒤 부하율시나리오별로 증설 후 능력 대비 부하율과 남는 쿠션이 쪽 1절 계산
⑥ 증설 리드타임발주부터 양산까지 기간(설치·시운전·초품 승인 포함)설비 공급사 견적, 품질팀
⑦ 인력운전·보전 인원, 교육 기간인사·현장 반장

특히 ④가 빠지면 품의는 대개 반려됩니다. “잔업과 OEE 개선으로 메울 수 있는 것 아니냐”는 질문에 숫자로 답하지 못하면 투자 필요성이 증명되지 않기 때문입니다. ⑥을 빼먹으면 설비가 수요보다 반년 늦게 들어옵니다. 리드타임이 1년인 설비는 선행 전략밖에 없다는 점을 연간 생산계획 단계에서 짚습니다.

에피소드 가상의 장면입니다. 사출 공장의 생산관리 담당자가 4월 투자 심의에 사출기 1대 증설안을 올렸습니다. 재무팀장이 첫 질문으로 “지난 석 달 부하율이 108%라는데, 그중 금형 교체 시간이 얼마냐”고 물었습니다. 담당자는 교체 시간을 따로 뽑아 두지 않았습니다. 심의는 한 달 미뤄졌고, 다시 뽑아 보니 교체가 부하의 14%였습니다. 교체 시간 단축으로 6%포인트를 줄여도 102%라 증설은 결국 승인됐지만, 품의서에는 ‘교체 시간 단축 병행’이 조건으로 붙었습니다. 그 뒤 이 회사 증설 품의 양식에 ‘짜내기 대안’ 칸이 생겼습니다.

8. 현장에서 쓰는 법

섹션 제목: “8. 현장에서 쓰는 법”

엑셀. 중소 현장의 기본값은 엑셀 한 장입니다. 첫 줄에 연도(05년), 둘째 줄에 현금흐름(0년 −4억, 15년 +1억 400만)을 놓고 다음 함수를 씁니다.

  • NPV: =NPV(8%, C2:G2) + B2 — 엑셀의 NPV 함수는 첫 값을 1년 뒤로 보므로 0년 투자액은 밖에서 더합니다.
  • IRR: =IRR(B2:G2) → 약 9.4%
  • 누적 현금흐름 줄을 하나 더 만들어 처음으로 0을 넘는 해를 찾으면 회수기간이 보입니다.
  • 수요를 별도 칸에 두고 데이터 → 가상 분석 → 데이터 표로 수요 8만~14만 개에 대한 NPV 표를 만들면, NPV가 0이 되는 수요가 한눈에 보입니다.

ERP. 투자 판단 화면은 대개 없습니다. 작업장 능력·가동 실적과 외주 발주 실적을 뽑아 위 엑셀의 입력(②·④ 근거)으로 씁니다.

판단 기준 예시. 아래는 사내 기준을 만들 때 출발점으로 쓸 수 있는 예시이며, 회사마다 숫자를 다시 정해야 합니다.

신호예시 기준생산관리의 행동
능력 대비 부하율3개월 연속 105% 초과(능력계획과 병목 6절 판단 기준과 같음)증설 검토 착수, ④ 짜내기 대안 계산
외주 비중같은 품목 외주가 1년 넘게 계속자작·외주 교차점 재계산
수요 시나리오비관 시나리오에서도 교차점 이상증설 근거 강함
NPV 민감도수요 10% 감소에 NPV가 음수단계 증설이나 임차·중고 설비 검토
설비 리드타임6개월 이상선행 전략 전제, 연간 계획에 반영

흔한 실수 증설 품의에 감가상각을 현금 유출로 넣는 것입니다. 위 예에서 그렇게 하면 연 절감이 2,400만 원으로 줄어 회수기간이 16년이 넘는 것처럼 보입니다. 손익(이익) 비교와 현금흐름 비교를 한 표에 섞지 말고, 손익분기는 이익 기준, 회수기간·NPV는 현금 기준으로 따로 적습니다.

9. 툴킷과 양식

섹션 제목: “9. 툴킷과 양식”
하려는 일쓰는 도구·양식
장기 부하·능력 비교능력 계획
손익분기점손익분기 분석
두 설비·공법 교차점공법 교차점 분석
자작·외주 다기준 평가자작·외주 평가
회수기간·NPV·IRRROI·NPV·IRR 계산
무게중심 입지무게중심법
수요 시나리오시나리오 플래닝
총소유비용·임차 비교TCO 계산, 리스·구매 비교
투자 사후 검토투자 사후 평가
가동 실적 근거OEE 기록 양식, 주간 생산계획 양식

참고 자료

섹션 제목: “참고 자료”

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양식·도구·근거

내려받는 양식
OEE 기록·집계표, 주간 생산계획표
계산 도구
생산능력 계획 (Capacity Planning), 손익분기점 (Break-even), 공법 선정 손익교차 분석, 자체 제작·외주 비교 (Make vs Buy), 투자수익 ROI·NPV·IRR, 물류센터 입지 무게중심법, 시나리오 플래닝 빌더, 총소유비용 (TCO), 리스 vs 구매 의사결정, 투자 사후평가 계산기 (Investment Post-Review)
용어
생산능력, 증설 의사결정, 유휴능력원가, 손익분기점, 고정비·변동비, 공헌이익, 내작·외작 결정, 외주·임가공, 회수기간, NPV / IRR, ROI, CAPEX / OPEX, 감가상각, WACC, TCO, 부하율, 병목공정

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