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작업설계와 표준시간 — 방법연구·시간연구·워크샘플링·PTS

5장 작업설계와 표준시간 · 직무 C1 · 검토 2026-10-24

이 쪽의 핵심 질문은 하나입니다. “이 작업 한 개에 몇 분이 걸려야 정상인가, 그 숫자를 믿고 계획을 짜도 되는가?”

생산관리 담당자가 직접 스톱워치를 드는 일은 많지 않습니다. 그래도 표준시간은 담당자가 매일 쓰는 숫자입니다. 능력 계산의 부하, 인원 산정, 견적 원가, 라인 편성, 월말 능률 보고가 모두 ERP(전사적 자원관리 시스템) 라우팅에 들어 있는 “개당 몇 분”에서 출발합니다. 그 숫자가 어디서 왔고 얼마나 믿을 만한지 모르면, 계획이 틀렸을 때 원인을 찾지 못합니다. 이 쪽은 대학 교재의 ‘작업설계와 작업측정’ 장이 가르치는 순서(일을 나눈다 → 방법을 고친다 → 시간을 잰다 → 표준으로 쓴다)를 따라가며, 생산관리가 알아야 할 깊이까지 정리합니다.

1. 작업설계 — 일을 어떻게 나눌 것인가

섹션 제목: “1. 작업설계 — 일을 어떻게 나눌 것인가”

작업설계는 한 사람(또는 한 조)이 무엇을, 어떤 순서로, 얼마만큼 맡을지를 정하는 일입니다. 교재는 이것을 전문화와 그 반대 방향의 직무 확대·충실화 사이의 선택으로 설명합니다.

구분내용얻는 것잃는 것
전문화한 사람이 짧은 작업 하나를 반복빠른 숙련, 낮은 교육비, 표준시간 설정이 쉬움단조로움, 결근 한 명에 라인이 멈춤, 품질 의식 저하
직무 확대(수평)같은 수준의 작업을 여러 개 묶어 맡김다능공, 결근 대응력사이클이 길어져 표준 설정이 어려움
직무 충실화(수직)계획·점검·개선 같은 관리 일을 함께 맡김책임감, 자주검사숙련 기간과 교육비 증가
직무 순환일정 주기로 작업을 바꿔 맡김피로·부담 분산, 다능공 육성바꿀 때마다 학습 손실

해크먼과 올덤(Hackman & Oldham)은 1976년 논문에서 일이 사람을 움직이게 하는 다섯 가지 특성(기술 다양성, 과업 정체성, 과업 중요성, 자율성, 피드백)을 정리했습니다. 생산관리에서 이 이론이 쓰이는 곳은 다능공 계획입니다. 한 공정을 한 사람만 할 줄 알면 그 사람의 휴가 주가 곧 능력 부족 주입니다. 공정별 “할 줄 아는 사람 수”를 표로 관리하면 주간 계획의 인원 배치가 막히지 않습니다.

인간공학은 작업을 사람의 몸에 맞추는 일입니다. 자세가 나쁘거나 무거운 것을 자주 드는 작업은 피로가 쌓여 오후 산출이 떨어지고, 그만큼 표준시간의 여유율을 크게 잡아야 합니다. 평가는 작업 자세 평가(REBA·RULA)와 들기 작업 평가(NIOSH)로 할 수 있습니다. 근골격계 부담작업의 법정 조사와 개선은 안전보건 담당의 일이므로 이 매뉴얼에서는 다루지 않습니다.

2. 방법연구 — 먼저 고치고, 그다음에 잰다

섹션 제목: “2. 방법연구 — 먼저 고치고, 그다음에 잰다”

작업측정보다 방법연구가 먼저입니다. 나쁜 방법을 정확히 재면 “나쁜 방법의 정확한 표준시간”이 생길 뿐입니다. 방법연구는 큰 흐름에서 작은 동작으로 내려갑니다.

공정분석 제품이나 작업자가 거치는 모든 단계를 다섯 가지 기호로 적습니다. 이 기호 체계는 길브레스 부부가 만든 공정도에서 시작해 미국기계학회(ASME)가 표준으로 정리했습니다.

공정분석 기호 다섯 가지: 가공·운반·검사·정체·저장
그림 5-1. 공정분석 기호 — 가공만 제품에 가치를 더하고, 나머지 넷은 줄이거나 없앨 대상입니다. 출처: ILO, Introduction to Work Study 4판(1992) 공정도 기호를 바탕으로 다시 그림

기호를 단계마다 적고 시간과 이동 거리를 붙인 표가 흐름공정도, 이것을 배치도 위에 선으로 옮긴 것이 유선도(스파게티 차트)입니다. 스파게티 차트 도구는 운반 거리를 바로 합산하고, 공정 순서는 공정도 양식에 정리합니다. 사람과 기계의 작업을 같은 시간축에 나란히 적는 사람-기계 차트로는 한 사람이 설비 몇 대를 맡을 수 있는지가 나옵니다.

동작분석 한 작업자의 손과 눈의 움직임을 더 잘게 봅니다. 길브레스가 정리한 기본 동작 요소(서블릭)로 “찾기·고르기·잡기·옮기기·놓기”처럼 나눠 쓰고, 양손이 동시에 일하는지, 한 손이 물건만 쥐고 기다리는지를 봅니다.

동작경제의 원칙 반스(Ralph M. Barnes)가 1937년 『Motion and Time Study』에서 정리한 원칙들로, 교재는 보통 세 묶음으로 가르칩니다.

묶음대표 원칙현장 예
신체 사용양손을 동시에, 반대 방향·대칭으로 움직인다. 필요한 최소 신체 부위만 쓴다양손으로 부품 두 개를 동시에 집어 지그 두 개에 끼움
작업장 배치공구·부품은 정해진 자리에, 손이 닿는 정상 작업역 안에 둔다. 중력으로 부품이 내려오게 한다경사 부품 상자, 작업대 높이를 팔꿈치 높이에 맞춤
공구·설비 설계손으로 쥐고 있는 일은 지그·고정구에 맡긴다. 공구는 미리 놓아 둔다발 스위치, 공구 걸이(밸런서)

개선 아이디어는 제거 → 결합 → 재배열 → 단순화 순서로 묻습니다. 이 단계를 할 필요가 있는가, 다른 단계와 합칠 수 있는가, 순서를 바꾸면 이동이 줄어드는가, 더 쉽게 할 수 없는가. 방법이 정해지면 작업표준서에 순서·요점·품질 확인 포인트를 적어 고정합니다. 측정은 그다음입니다.

역사 프랭크 길브레스(Frank B. Gilbreth)는 벽돌공의 동작을 분석해 한 장의 벽돌을 쌓는 동작 수를 크게 줄였고, 1911년 『Motion Study』를 펴냈습니다. 부인 릴리언과 함께 만든 동작 요소 체계 ‘서블릭(therblig)‘은 성 Gilbreth 의 철자를 거꾸로 한 이름입니다. 테일러가 “얼마나 걸리는가”를 쟀다면, 길브레스는 “어떻게 움직이는가”를 고쳤습니다. 출처: Gilbreth, Motion Study(1911); ILO, Introduction to Work Study 4판(1992)

3. 시간연구 — 관측시간에서 표준시간까지

섹션 제목: “3. 시간연구 — 관측시간에서 표준시간까지”

시간연구는 숙련된 작업자가 정해진 방법으로 일하는 모습을 여러 번 재서 표준시간을 만드는 방법입니다. 순서는 다음과 같습니다.

  1. 작업을 요소작업으로 나눕니다(예: 부품 집기 / 지그에 끼우기 / 프레스 작동 / 꺼내 놓기). 끝점은 소리나 동작처럼 분명히 알 수 있는 순간으로 정합니다.
  2. 요소마다 여러 번 재서 관측시간 평균을 냅니다. 공구 낙하처럼 예외인 회차는 이유를 적고 뺍니다.
  3. 작업자의 속도를 표준 속도(100%)와 비교해 평정계수(레이팅)를 매깁니다.
  4. 정상시간 = 관측시간 평균 × 평정계수
  5. 사람에게 필요한 생리 시간, 피로 회복, 피할 수 없는 작은 지연을 여유로 더합니다. 표준시간 = 정상시간 × (1 + 여유율)

용어 풀이 평정(레이팅)은 측정자의 판단이 들어가는 단계라 시간연구에서 가장 다툼이 많은 부분입니다. 숙련도·노력·작업 조건·일관성 네 가지로 나눠 점수를 더하는 웨스팅하우스 평정법처럼 판단 근거를 나눠 적는 방법이 쓰입니다. 여유율은 개인 생리 여유, 피로 여유, 작업 중 생기는 작은 지연 여유를 합한 값입니다. 정상시간은 국내 수험서에서 ‘정미시간’이라고도 부릅니다.

계산 예시 프레스 조립 작업을 10번 쟀습니다(가상의 예시 값, 단위: 분).

회차12345678910
관측시간1.101.351.181.261.021.421.211.121.301.04
단계계산결과
관측시간 평균합계 12.00 ÷ 101.20분
정상시간1.20 × 1.10(평정 110%)1.32분
표준시간1.32 × (1 + 0.15)1.518분
하루 표준 산출480분 ÷ 1.518분약 316개
관측 평균 1.20분에서 정상시간 1.32분, 표준시간 1.518분으로
그림 5-2. 표준시간 계단 — 평정으로 한 번, 여유로 한 번 곱합니다. 출처: 이 쪽 계산 예시

여유율을 붙이는 방식은 두 가지가 있어 국내 시험과 회사마다 다릅니다. 위처럼 정상시간에 여유율을 곱해 더하는 외경법(1.32 × 1.15 = 1.518분)과, 여유율을 근무시간에 대한 비율로 보고 나누는 내경법(1.32 ÷ (1 − 0.15) ≈ 1.553분)입니다. 같은 15%라도 내경법 쪽이 길게 나옵니다. 사내 기준서에 어느 방식인지 적어 두지 않으면 공장마다 표준시간이 달라집니다.

몇 번 재야 하나 10번 잰 값의 표준편차가 0.133분이라면, 신뢰도 95%(z = 1.96)에서 평균의 ±5% 안에 들도록 필요한 관측 횟수는 다음과 같습니다.

n = (z × s ÷ (a × x̄))² = (1.96 × 0.133 ÷ (0.05 × 1.20))² = (0.2607 ÷ 0.06)² ≈ 18.9 → 19회

이미 10번 쟀으므로 9번을 더 잽니다. 오차 한계를 ±2%로 좁히면 횟수는 (5 ÷ 2)² = 6.25배가 됩니다. 시간연구 도구에 관측값을 붙여 넣으면 바로 계산됩니다.

4. 워크샘플링 — 순간을 여러 번 본다

섹션 제목: “4. 워크샘플링 — 순간을 여러 번 본다”

워크샘플링은 무작위로 정한 순간에 작업자나 설비가 “무엇을 하고 있는가”만 기록하는 방법입니다. 관측 중 ‘작업 중’이 85%였다면 작업 시간 비율도 85%로 추정합니다. 사이클이 길거나 불규칙한 일(보전, 물류, 간접 작업), 여러 사람을 한꺼번에 볼 때, 여유율을 정하려고 지연 비율을 알아낼 때 씁니다.

필요한 관측 수는 비율 추정의 표본 수 공식으로 구합니다.

n = z² × p × (1 − p) ÷ e²

계산 예시 사출 작업장 작업자 5명의 비가동 비율을 알고 싶습니다. 예비 관측 100회에서 비가동이 20회(p = 0.20)였습니다. 신뢰도 95%에서 오차를 ±3%포인트(e = 0.03) 안에 두려면,

n = 1.96² × 0.20 × 0.80 ÷ 0.03² = 3.8416 × 0.16 ÷ 0.0009 ≈ 682.95 → 683회

한 번 순회에 5명을 보니 순회 137회, 10일이면 하루 14번 정도입니다. 오차를 ±2%포인트로 좁히면 1,537회가 됩니다. 순회 시각은 난수로 정합니다. 매시 정각처럼 규칙적이면 작업자가 시각을 알아 결과가 틀어집니다. 워크샘플링 도구가 집계와 필요 관측 수를 계산합니다.

워크샘플링으로 표준시간도 만들 수 있습니다. 한 작업자를 5일(2,400분) 관측했더니 작업 비율이 85%, 평정 105%, 그 기간 생산량 1,000개, 여유율 10%라면 정상시간은 2,400 × 0.85 × 1.05 ÷ 1,000 = 2.142분, 표준시간은 2.142 × 1.10 ≈ 2.356분입니다(가상의 예시 값).

역사 워크샘플링은 영국 면직 연구소(Shirley Institute)의 통계학자 티펫(L. H. C. Tippett)이 방직기와 작업자의 상태를 순간 관측하는 ‘스냅 리딩’ 방법으로 1935년에 발표한 것이 시작입니다. 연속 측정 없이 확률로 비율을 추정한다는 생각이 핵심이었습니다. 출처: Tippett, Journal of the Textile Institute(1935); Wikipedia, L. H. C. Tippett

5. 기정시간표준법(PTS) — 재지 않고 합성한다

섹션 제목: “5. 기정시간표준법(PTS) — 재지 않고 합성한다”

기정시간표준법은 사람의 기본 동작(손 뻗기, 잡기, 옮기기, 놓기 등)마다 미리 정해 둔 시간 값을 더해 정상시간을 만드는 방법입니다. 스톱워치가 필요 없고 평정도 들어가지 않으므로, 아직 라인이 없는 신제품의 표준시간을 설계 단계에서 미리 낼 수 있다는 것이 가장 큰 장점입니다.

방법만든 때·곳시간 단위특징
MTM(방법-시간 측정)1948년, 메이너드·스테게머튼·슈왑1 TMU = 0.00001시간 = 0.036초정밀, 짧은 반복 작업 분석 기준. 분석 시간이 오래 걸림
MOST(메이너드 동작 순서 기법)1970년대, 메이너드사 잔딘TMU(지수 합 × 10)동작 순서 모형으로 빠르게 분석
MODAPTS1966년, 호주 헤이드(G. C. Heyde)1 MOD = 0.129초부호가 적어 현장 보급형으로 많이 씀
표준자료법회사 자체분·초과거 측정값을 요소별 표·식으로 정리해 합성

MODAPTS 예시 부품을 집어 지그에 놓는 작업을 “팔 뻗기(M4) → 잡기(G1) → 옮기기(M4) → 놓기(P2)“로 적으면 4 + 1 + 4 + 2 = 11 MOD이고, 11 × 0.129 = 약 1.42초입니다(가상의 예시 작업). 여기에 여유를 더하면 표준시간이 됩니다.

PTS는 체계마다 교육·인증 제도가 따로 있습니다. 생산관리 담당자는 표준시간이 PTS 합성값인지 실측값인지 구분할 수 있으면 충분합니다. PTS 값은 숙련된 안정 상태를 전제로 하므로 양산 초기에는 실제 시간이 더 걸립니다. 이 차이는 학습곡선 쪽에서 다룹니다.

6. 표준시간은 어디에 쓰이나 — 생산관리가 만나는 곳

섹션 제목: “6. 표준시간은 어디에 쓰이나 — 생산관리가 만나는 곳”
쓰는 곳계산표준시간이 틀리면
능력 계산(6장)부하 = 계획수량 × 표준시간넘치는 주를 못 찾거나, 여유가 있는데 잔업을 잡음
인원 산정필요 인원 = 표준 공수 합 ÷ (1인 근무시간 × 가동률)사람이 남거나 모자람
원가·견적가공비 = 표준시간 × 시간당 임률·설비비수주 손실 또는 가격 경쟁력 상실
라인밸런싱(15장)공정별 표준시간을 택트타임 안에 배분병목이 계획과 다른 곳에 생김
능률 관리능률 = 표준시간 합 ÷ 실제 투입시간성과 평가가 왜곡됨
납기 약속리드타임 = 대기 + 준비 + 수량 × 표준시간약속한 날을 지키지 못함

능력 계산은 능력계획과 병목, 라인 편성은 흐름 생산 쪽이 같은 표준시간을 씁니다. 도구는 10절 표에 모았습니다.

7. ERP 라우팅의 표준시간 — 누가 관리하고 실적과 어떻게 비교하나

섹션 제목: “7. ERP 라우팅의 표준시간 — 누가 관리하고 실적과 어떻게 비교하나”

ERP에서 표준시간은 품목별 라우팅(공정 순서표)의 공정마다 “준비시간”과 “개당 작업시간”으로 들어갑니다. 역할은 보통 이렇게 나눕니다.

일맡는 곳
표준시간 측정·설정, 근거 자료 보관생산기술(없으면 생산관리)
라우팅 등록·개정생산기술이 요청, 기준정보 담당이 등록
실적과 비교, 차이 보고생산관리
개정 승인공장장 또는 생산 책임자
라우팅 표준시간에서 계획, 실적, 능률 비교, 차이 검토로 이어지는 순환
그림 5-3. 표준시간 관리 순환 — 생산관리는 실적과의 차이를 매달 보고 개정을 요청하는 자리에 있습니다. 출처: CONTIS 정리

능률 계산 예시 한 조 4명이 8시간(1,920분) 일하며 세 품목을 만들었습니다(가상의 예시 값).

품목표준시간(분/개)양품 수량표준시간 합(분)
A1.80400720
B2.40250600
C0.90600540
합계1,860
  • 종합 능률 = 1,860 ÷ 1,920 = 96.9%
  • 그중 자재 대기로 90분을 놀았다면 실제 작업시간은 1,830분입니다. 가동률 = 1,830 ÷ 1,920 = 95.3%, 작업 능률 = 1,860 ÷ 1,830 = 101.6%
  • 검산: 0.953 × 1.016 ≈ 0.969

종합 96.9%만 보면 “작업자가 느리다”로 읽히지만, 실제로 작업자는 표준보다 빨랐고 손실은 자재 대기에서 났습니다. 그래서 생산일보 양식과 작업일보 양식에는 비가동 시간과 사유를 따로 적고, 인당 산출 추이는 노동생산성 도구로 봅니다. 수량은 양품만 셉니다. 불량까지 세면 불량이 많을수록 능률이 오릅니다.

흔한 실수 첫째, 능률이 몇 달째 120~130%인데 “현장이 잘한다”고만 보고하는 것입니다. 대개 표준시간이 낡아 느슨하다는 신호입니다. 둘째, 늘 80% 아래인 공정을 작업자 탓으로 돌리는 것입니다. 설계변경으로 작업이 늘었는데 라우팅을 고치지 않은 경우가 많습니다. 셋째, 준비시간을 개당 작업시간에 섞어 넣는 것입니다. 로트가 작아지면 개당 시간이 틀어집니다. 넷째, 측정 근거(관측 기록·PTS 분석표) 없이 “예전부터 그 값”을 쓰는 것입니다.

8. 표준시간이 낡으면 계획이 틀린다

섹션 제목: “8. 표준시간이 낡으면 계획이 틀린다”

표준시간은 한 번 넣으면 아무도 다시 보지 않기 쉽습니다. 그 사이 설비·지그·제품 사양이 바뀝니다. 표준이 실제보다 길면 잔업과 외주를 불필요하게 잡고, 짧으면 받을 수 없는 주문을 받습니다.

에피소드 가상의 장면입니다. 4월 첫 주, 영업이 6,000개 주문을 받아 왔습니다. 라우팅의 표준시간은 개당 1.8분이라 부하는 10,800분, 곧 180시간이었습니다. 라인 유효능력이 주 100시간이므로 담당자는 1.8주면 된다고 보고 2주 뒤 납기를 약속했습니다. 그런데 이 품목은 작년 가을 고객 요구로 검사 항목이 둘 늘어 실제로는 개당 2.3분이 걸리고 있었습니다. 실제 부하는 13,800분, 230시간이었고 2.3주가 필요했습니다. 50시간이 모자라 마지막 주에 토요 특근 두 번을 넣었습니다. 사후 점검에서 같은 설계변경을 거친 품목 일곱 개의 라우팅도 그대로였습니다. 그 뒤로 이 회사의 설계변경 통지 양식에는 “라우팅 표준시간 영향 있음·없음” 칸이 생겼습니다.

점검 신호는 세 가지입니다. 능률이 석 달 넘게 기준 밖에 머무를 때(9절 판단 기준), 설계변경·설비 교체·지그 개선이 있었을 때, 견적 원가와 실제 원가가 크게 벌어질 때입니다. 생산관리는 직접 다시 재기보다 생산기술에 재측정을 요청하고, 그동안 계획에는 최근 3개월 실적 평균을 씁니다.

엑셀로 할 때 품목·공정을 행으로, 표준시간·근거(실측·PTS·추정)·측정일·최근 3개월 실적 평균·능률을 열로 둡니다. 측정일이 2년을 넘었거나 근거가 ‘추정’인 행은 색을 칠해 재측정 대상으로 관리합니다. 실측값이 없는 신제품은 비슷한 품목의 표준자료에서 합성하고 근거 칸에 그렇게 적습니다.

ERP·생산실행시스템(MES)으로 할 때 표준시간과 작업 실적(시작·종료 시각, 양품 수량)이 시스템에 있으면 공정별 능률이 자동으로 나옵니다. 실적을 하루 끝에 몰아 입력하면 시각이 부정확하므로 능률은 주·월 단위로 봅니다.

종이로 할 때 작업일보에 품목·수량·시작·종료·비가동 사유만 정확히 남아도 월 1회 엑셀로 옮겨 능률을 낼 수 있습니다.

판단 기준(예시 — 회사 기준으로 바꿔 씁니다)

공정 능률(3개월 평균)판단
95~105%표준이 현실과 맞음
8595%, 105115%원인 확인. 일시적 사유(신입·자재 문제)인지 본다
85% 미만 또는 115% 초과표준 재측정 요청. 그동안 계획에는 실적 평균을 씀

국내 기준과의 연결 국가직무능력표준(NCS)의 생산관리 직무 ‘공정관리(02040103)‘에는 능력단위 ‘표준작업관리(0204010305_23v3, 수준 4)‘가 있고, 품질경영기사 필기의 ‘생산시스템’ 과목에도 공정분석·동작분석·표준시간과 작업측정이 들어 있습니다. 대학 공개 강의에서도 한국외대 「운영계획 및 통제」(2010, KOCW)가 직무설계·작업측정을, 숙명여대 「생산 및 운영관리」(2010, KOCW)가 직무설계와 시간연구를 따로 다루고, 방송대 교재(문상원·박지영 『생산관리』)도 11장 ‘작업인력의 관리’에서 다룹니다. 생산관리 담당자에게 이 주제가 시험과 직무 기준 양쪽에서 요구된다는 뜻입니다.

주의 여기까지가 생산관리가 알아야 할 깊이입니다. 실제 시간연구 수행, 평정 훈련, PTS 분석, 여유율 표 작성, 표준작업 조합표 작성은 ‘생산기술 매뉴얼’에서 더 깊이 다룹니다. 생산관리는 그 결과를 계획에 쓰고, 실적과 맞지 않을 때 개정을 요청하는 쪽입니다.

하려는 일쓰는 도구·양식
관측값으로 표준시간·필요 관측 횟수 계산시간연구
가동·비가동 비율과 필요 관측 수워크샘플링
이동 경로와 운반 거리스파게티 차트, 공정도 양식
작업 순서·요점 고정작업표준서 양식
공정 배분·택트 대비 부하라인밸런싱, 표준작업 조합표, 표준작업 조합표 양식
공수·인원 계산공수 계산, 필요 인원(FTE)
실적·능률 집계생산일보 양식, 작업일보 양식, 노동생산성
작업 부담 평가작업 자세 평가, 들기 작업 평가

교재

원 문헌과 국내 기준

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