본문내용
1. 개론
1.1. 산업공학 기본개념
1.1.1. 3자물류(Third Party Logistics)
3자물류(Third Party Logistics)는 물류 관련 비용의 절감을 위해 제품 생산을 제외한 물류 전반을 특정 물류 전문업체에게 위탁하는 것을 의미한다. 과거에는 단순히 비용 절감을 위해 물류 부문을 아웃소싱하는 것을 뜻했지만, 최근에는 전문 물류회사가 제품의 생산공정부터 고객에게 이르는 전 단계를 효율화하는 것으로 의미가 확대되었다.
3자 물류는 화주업체와 1년 이상 장기간의 계약에 의해 제휴관계를 맺고, 복수의 물류기능을 하나로 묶어 통합 물류서비스를 제공한다는 점이 기존의 일반 물류와 다르다. 따라서 3자 물류는 계약물류라고도 불린다.
3자 물류가 등장하게 된 배경은 IMF 경제위기 이후 기업들이 자사의 핵심역량에 집중하고 비주력 영역을 아웃소싱을 통해 기업구조를 개선하고자 했기 때문이다. 이에 따라 물류 부문을 전문 물류업체에 위탁하는 3자 물류가 대두되었다.
3자 물류의 장점은 다음과 같다. 첫째, 물류 비용을 절감할 수 있다. 전문 물류업체가 규모의 경제와 배송 네트워크 최적화를 통해 비용을 절감할 수 있기 때문이다. 둘째, 기업의 역량 집중이 가능하다. 물류 부문을 아웃소싱함으로써 기업은 핵심역량에 집중할 수 있다. 셋째, 서비스 품질 향상을 기대할 수 있다. 전문 물류업체의 물류 서비스 노하우와 인프라를 활용할 수 있기 때문이다. 넷째, 대응력 향상을 기대할 수 있다. 물류 전문업체가 시장 변화에 신속히 대응할 수 있기 때문이다.
이처럼 3자 물류는 기업의 물류 경쟁력 향상과 비용 절감, 핵심역량 집중 등의 장점을 제공한다. 이에 따라 국내외 기업들은 3자 물류 도입을 확대하고 있으며, 앞으로도 3자 물류 시장은 지속적으로 성장할 것으로 전망된다.
1.1.2. DFSS(Design For Six Sigma)
DFSS(Design For Six Sigma)는 높은 process-sigma를 민간 시장에 대해 설계하거나 재 설계를 통해 신제품과 서비스에 도달하는 것이다. DFSS경영은 4.5 시그마를 처리 실행을 통해 더욱 향상된 신제품들과 서비스를 가져오는 것이다. DFSS방법론에서는 DMAIC 방법론과 DMADV 방법론이 있다. DMAIC 방법론은 정의→측정→분석→ 개선→관리의 과정을 거치는것이고, DMADV 방법론은 정의→측정→분석→설계→실증의 과정을 거치는 것이다. 여러 방법론 가운데서 좋은 방법론을 말하는 것은 고객에 초점을 맞추는 것이고, 전체 business-to-market 처리를 완수하고, 그리고 제품과 서비스 모두를 효과적으로 다루는 것이라 하겠다.
6시그마와 DFSS의 차이점은 6시그마는 형이상학적이고 방법론적인 향상의 과정인 반면에 DFSS는 새로운 제품과 서비스에 집중시킨 과정이라는 점이 차이점이라 하겠다. 그러나 실제적이며 형식적인 DFSS 계획과 단순한 6 시그마 계획사이의 분계는 뚜렷하지 않을 수 있다. DFSS는 제조설계에만 사용되는 것은 아니며 DFSS설계는 전통적으로 서비스보다는 제품에 더욱더 중요성을 부여하였다.
1.1.3. 생산성의 정의
생산성은 생산 과정에서 생산요소를 얼마나 효율적으로 결합하였는가의 정도를 말하며, 투입된 자원에 비해 산출된 생산량이 어느 정도인가를 대변하는 척도이다. 따라서, 생산성이 높을수록 상대적으로 적은 양의 자원을 투입하여 많은 양의 제품이나 서비스를 생산할 수 있게 되므로 제품에 투입된 자원의 원가는 그만큼 낮아진다.
현대사회에서는 한 기업이 어떤 생산물을 생산하기 위해 투입한 생산요소는 직접 고용한 노동력 이외에 외국에서 수입한 원료, 타부문에서 구입한 기계나 연료 등 다양한 것이 보통이다. 따라서 생산성은 이러한 다양한 생산요소들을 얼마나 효율적으로 결합하여 생산하고 있는가를 나타내는 지표라고 할 수 있다. 즉, 생산성은 투입된 자원에 비해 산출된 제품이나 서비스의 양이 어느 정도인지를 나타내는 지표인 것이다.""
1.1.4. 포드이론
포드이론은 경영지도원리로써 미래에 대한 공포와 과거에 대한 존경을 버릴 것, 경쟁을 위주로 일하지 말 것, 봉사가 이윤에 선행할 것, 값싸게 제조하여 값싸게 팔 것 등 4개의 봉사원칙을 내세웠다. 이를 포디즘이라 한다. 포드는 공장의 경영합리화를 위해 제품의 표준화, 부분품의 단순화, 작업의 전문화라는 3S운동을 전개하면서 이 원칙을 달성하기 위하여 누드젠콘이 창안한 컨베이어 시스템을 채용하여 흐름작업조직으로 노동생산성 고무에 이바지하였다. 이것을 '포드 시스템'이라 하는데 특별히 경영을 봉사 기관으로 보는 포드의 사상은 P. H. 드락카의 경영 이론에 계승되고 있다.
1.1.5. 인플레이션, 디플레이션, 스태그플레이션
인플레이션이란 화폐가치가 하락하여 물가가 전반적이고 지속적으로 상승하는 경제현상을 의미한다. 통화량이 공급이 늘어남에 따라 화폐가치가 낮아지게 되어 같은 금액으로 더 적은 재화와 서비스를 구매할 수 있게 되는 것이다. 이로 인해 국민들의 실질구매력이 감소하게 된다.
디플레이션은 통화량의 축소에 의하여 물가가 하락하고 경제활동이 침체되는 현상을 말한다. 물가가 지속적으로 하락함에 따라 소비가 줄어들고 경기침체로 이어지는 악순환이 반복되는 특징이 있다. 기업은 이윤 감소, 생산 축소, 실업 증가 등의 문제에 직면하게 된다.
스태그플레이션은 경기불황 속에서 물가상승이 동시에 발생하는 상태를 의미한다. 경제가 저성장하면서 물가는 오히려 오르는 현상으로, 정상적인 경제이론으로는 설명이 어려운 복합적인 경제현상이다. 수요 부족으로 인한 경기침체와 공급 부족으로 인한 인플레이션이 동시에 나타나는 것이 특징이다. 이로 인해 정부는 경기 부양책과 물가 억제 정책을 동시에 추진해야 하는 어려움에 직면하게 된다.
이처럼 인플레이션, 디플레이션, 스태그플레이션은 각각 화폐가치 하락, 화폐가치 상승, 저성장과 물가상승의 복합적 현상을 나타내는 개념이다. 이러한 거시경제 지표의 변화는 기업의 투자와 소비자의 구매력에 영향을 미치므로 정부와 기업은 이에 대한 대응 전략을 수립해야 한다.
1.1.6. 표준편차와 분산의 차이점
변량들의 흩어진 정도를 나타내는 값을 산포도라고 하며, 그 대표적인 것이 분산과 표준편차이다. 분산은 편차(변량-평균)의 제곱의 평균이고, 표준편차는 분산의 양의 제곱근을 말한다.
편차의 합이 항상 0이 되기 때문에 편차의 평균을 구할 수 없으므로 편차를 제곱해서 구한 값인 분산을 이용한다. 그러나 원래의 변량의 단위와 분산의 단위가 일치하지 않아 비교 분석하기 불편하다. 따라서 양의 제곱근을 취한 표준편차를 더 많이 사용한다.
즉, 분산은 편차의 제곱의 평균이며 표준편차는 분산의 양의 제곱근이다. 표준편차는 원래 변량의 단위와 동일한 단위를 가져 비교 분석이 편리하다는 장점이 있다.""
1.1.7. 차변과 대변의 차이점
차변과 대변의 차이점"이다.
차변(Debit)은 자산의 증가, 비용의 발생, 부채의 감소, 자본의 감소 등 거래 내용을 나타낸다. 반면, 대변(Credit)은 자산의 감소, 수익의 발생, 부채의 증가, 자본의 증가 등 거래 내용을 나타낸다. 즉, 회계 거래가 이루어질 때 어떤 변화가 발생하였는지를 구분하여 기록하는 것이다.
예를 들어, 매출이 발생하면 현금(자산)이 증가하므로 차변에 기록하고, 매출액(수익)이 발생하므로 대변에 기록한다. 또한, 임금을 지급하면 현금(자산)이 감소하므로 차변에, 임금비용(비용)이 발생하므로 대변에 기록한다.
이처럼 차변과 대변은 회계 거래에 따른 자산, 부채, 자본, 수익, 비용 등의 변동을 구분하여 기록하는 역할을 한다. 이를 통해 기업의 재무상태와 경영성과를 종합적으로 파악할 수 있다"이다.
1.1.8. p관리도
p관리도는 제품의 품질을 불량률(不良率)에 따라 관리하는 경우에 이용되는 관리도이다. 제품의 품질 관리에 있어서 불량률은 매우 중요한 척도이므로, 이를 효과적으로 관리하기 위해 개발된 기법이 바로 p관리도이다.
p관리도는 계수치(counts) 관리도의 하나로, 불량률 관리도라고도 한다. 제품 불량 개수가 아닌 불량률(제품 중 불량품의 비율)을 나타내므로 계수치 관리도에 속한다. p관리도는 제품 공정의 품질 수준을 나타내는 대표적인 관리도이다.
p관리도의 특징은 다음과 같다. 첫째, 제품 불량률이 공정 능력을 나타내는 대표적인 지표이기 때문에 제품 공정 관리에 유용하게 활용된다. 둘째, 불량률에 비례하여 관리한계선이 결정되므로 상대적으로 낮은 불량률을 보이는 공정일수록 관리 한계선이 더 좁아지게 된다. 셋째, 샘플링을 통해 불량품 비율을 모니터링할 수 있어 효율적인 공정 관리가 가능하다.
p관리도를 활용하면 제품 공정의 품질 수준을 효과적으로 파악할 수 있다. 관리도에 나타난 제품 불량률이 관리 한계선을 벗어나는 경우, 공정에 문제가 있음을 의미하므로 신속한 대응이 필요하다. 이를 통해 지속적인 품질 개선과 공정 안정화를 달성할 수 있다.
따라서 p관리도는 제품 공정 관리에 있어 필수적인 도구로, 기업의 품질 향상 및 고객 만족도 제고에 크게 기여한다고 볼 수 있다.
1.1.9. 경제성공학
경제성공학이란 공학적 의사결정 문제에 경제적 판단기준을 부여하는 학문이다. 공학 분야에 있어서 엔지니어의 활동에 관한 원가나 기타자료의 연구와 이를 기초로 한 의사결정을 다룬다. 공업경제연구는 가용 가능한 자본을 가장 경제적으로 활용할 수 있도록 기술적 화폐적 비화폐적인 모든 요소를 고려하면서 공학프로젝트를 어떤 방법으로 수행하고 어떻게 수정할 것인가를 결정한다. 제품과 서비스의 가치를 인적요소도 고려하여 원가와 관련시켜 평가하는데 필요한 분석을 하고 종합하는 지식 기법 및 그 실천이 경제성공학의 정의라 할 수 있다.
경제성공학은 투자에 대한 경제성 평가를 하는 기법으로 비용의 개념이 없는 공학적 설계나 시스템 설계는 무의미하다고 볼 수 있다. 경제성 공학은 한정된 자본의 최적 운영 및 계획 배분을 위한 의사 결정 문제를 다룬다. 돈의 시간적인 가치로부터 연유되는 제반 투자 및 공학적 설계의 문제, 경제적 효율, 이자 계산 방법, 유효이율, 경제적 등가의 원리, 자본화, 인플레이션, 사업수지, 회수기간, 최저 수익률, 대체분석, 공공사업의 평가, 분기점 분석, 회계와 감가상각 등이 경제성공학의 주요 내용이다.
즉, 경제성공학은 공학적 의사결정 문제에 경제적 판단기준을 부여하여 한정된 자본을 가장 효율적으로 활용할 수 있는 방안을 모색하는 학문이라 할 수 있다. 공학적 기술과 경제적 측면을 종합적으로 고려하여 최적의 의사결정을 내리는데 그 목적이 있다.
1.1.10. 플립플롭
플립플롭은 트리거 회로라 불리는 회로의 일종이며, 두 개의 안정 상태(stable state) 중 어느 쪽이든지 한쪽을 보존한다. 이것을 논리 회로로 사용할 경우에는 이 두 개의 상태를 0과 1에 대응시킨다. 즉, 최초의 상태가 1이라 하면, 반대 상태의 입력이 없는 한 1의 상태를 계속하고 입력이 있으면 0의 상태가 된다. 이와 같이 두 개의 상태를 갖는 회로를 쌍안정 회로(bistable-circuit)라고 한다. 스위치로 말하면 토글 스위치이다.
가장 간단한 플립플롭은 NAND 게이트(NAND gate)를 사용한 것이다. 영문으로 쓰는 경우에는 flip-flop이 아니고, 바이스터블 트리거 회로(bistable trigger circuit)라든가, 바이스터블 회로라고 하는 쪽이 일반적이다. 또 단안정 회로(monostable circuit)의 의미로 쓰이는 경우도 있으나 용어 사용상 금지하고 있다.
플립플롭의 종류에는 R-S, J-K, D, T 등이 있다. R-S 플립플롭은 Reset과 Set 입력신호에 의해 동작하는 기본적인 형태의 플립플롭이다. J-K 플립플롭은 J와 K 입력에 의해 Toggle 동작을 하는 플립플롭으로 R-S 플립플롭의 단점을 보완한 형태이다. D 플립플롭은 데이터 입력신호에 의해 동작하는 플립플롭으로 레지스터 저장 등에 사용된다. T 플립플롭은 Toggle 입력신호에 의해 상태가 반전되는 플립플롭이다.
이와 같이 플립플롭은 디지털 회로에서 가장 기본적이고 중요한 기억 소자로 사용되며, 순차 논리 회로의 기본 구성 요소로 활용된다. 다양한 종류의 플립플롭이 개발되어 왔으며, 각각의 특성에 따라 적용 분야가 달라진다. 이를 통해 디지털 시스템의 설계와 구현에 중요한 역할을 담당하고 있다.
2. 통계학
2.1. 평균과 분산
변량들의 흩어진 정도를 나타내는 값을 산포도라고 하며, 그 대표적인 것이 분산과 표준편차이다. 분산은 편차(변량-평균)의 제곱의 평균이고, 표준편차는 분산의 양의 제곱근을 말한다.
편차의 합이 항상 0이 되기 때문에 편차의 평균을 구할 수 없으므로 편차의 제곱의 평균인 분산을 이용한다. 분산은 변량의 단위와 다르기 때문에 비교 분석하기 어려워, 원래의 변량 단위와 일치하는 표준편차를 더 많이 사용한다.
이산형 확률변수 X의 경우, 평균 μ는 Σ xᵢ pᵢ로 계산되며, 분산 σ²은 Σ (xᵢ - μ)² pᵢ로 계산된다. 연속형 확률변수 X의 경우, 평균 μ는 ∫ xf(x) dx로, 분산 σ²은 ∫ (x - μ)² f(x) dx로 계산된다.
평균은 확률분포에 있어서 분포의 중심위치를 나타내는 대표적인 척도이다. 분산은 변량들의 흩어진 정도를 나타내는데, 값이 클수록 변량들이 평균에서 많이 떨어져 있다는 것을 의미한다. 표준편차는 분산의 양의 제곱근으로, 원래의 변량 단위와 일치하기 때문에 비교 분석이 용이하다.
이처럼 평균과 분산은 확률분포의 중심과 편차를 나타내는 대표적인 모수로, 통계학에서 중요한 개념이다.
2.2. 확률의 공리
확률의 공리는 확률실험에서 표본공간 Ω를 정의하고, 사건 E가 표본공간 Ω의 부분집합이며, 공집합 ∅가 존재할 때 다음의 세 가지 조건을 만족하는 것을 말한다.
첫째, 모든 사건 E에 대해 0 ≤ P(E) ≤ 1이다. 즉, 확률은 항상 0과 1 사이의 값을 갖는다.
둘째, 확실한 사건 Ω에 대해 P(Ω) = 1이다. 즉, 표본공간 전체에 대한 확률은 1이다.
셋째, 상호배반사건 E1, E2, ..., En에 대해 P(E1 ∪ E2 ∪ ... ∪ En) = P(E1) + P(E2) + ... + P(En)이다. 즉, 사건들의 합집합에 대한 확률은 각 사건들의 확률의 합과 같다.
이러한 확률의 공리는 확률론의 기본적인 체계를 구성하며, 이를 토대로 확률변수, 확률분포, 통계적 추론 등 다양한 확률 및 통계 이론이 발전해왔다.
2.3. 조건부 확률
조건부 확률이란 어떤 사건 A가 발생했을 때의 다른 사건 B의 확률을 말하며, 이는 다음과 같이 정의된다.
조건부 확률 P(B|A)는 "사건 A가 발생했을 때 사건 B가 발생할 확률"을 나타낸다. 조건부 확률 P(B|A)는 P(AB)/P(A)로 계산할 수 있다. 여기서 P(AB)는 사건 A와 B가 동시에 발생할 확률이며, P(A)는 사건 A가 발생할 확률이다.
조건부 확률은 사건들의 인과관계를 이해하는 데 매우 중요하다. 예를 들어, 암 진단 검사 결과 양성이 나왔을 때 실제로 암에 걸렸을 확률, 즉 P(암|양성)을 계산할 수 있다. 이는 의학적 의사결정에 활용될 수 있다.
조건부 확률은 또한 베이즈 정리의 기반이 된다. 베이즈 정리는 사전 확률을 사후 확률로 업데이트하는 방법을 제공한다. 이를 통해 새로운 정보가 주어졌을 때 사건의 발생 가능성을 재평가할 수 있다.
종합하면, 조건부 확률은 다양한 분야에서 사건들의 인과관계를 파악하고 의사결정을 내리는 데 필수적인 개념이다.
2.4. 베이즈 정리
베이즈 정리는 통계학과 확률론에서 매우 중요한 개념으로, 사후(a posteriori) 확률을 계산하는 데 사용된다. 사전(a priori) 확률 정보와 새로운 정보를 결합하여 사후 확률을 구...
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