[SCM] ⛓️ 제약이론(TOC, Theory of Constraints)

⛓️ 제약이론(TOC, Theory of Constraints)과 SCM

1. 제약이론(TOC)의 기본 개념

TOC(Theory of Constraints)는 Eliyahu M. Goldratt이 제시한 경영 기법으로,
기업의 성과를 제한하는 가장 큰 제약(병목, Constraint)에 집중하여 이를 개선함으로써 전체 공급망 성과를 극대화하는 방법론이다.

👉 핵심은 “사슬은 가장 약한 고리만큼 강하다”는 원리.
즉, 공급망의 전체 효율성은 개별 부서가 아닌 가장 취약한 단계에 의해 결정된다.

 

부분 최적화 Vs. 전체 최적화

 

Eliyahu M. Goldratt은 'The Goal' 이라는 비즈니스 소설을 통해 설명한다.

특정 생산 설비에 로봇이나 최신화를 통해 생산성을 향상하였지만, 회사의 이익은 개선되지 않는다.

이유는 무엇일까?

 

부분 최적화의 관점으로 바라볼 때 위와 같은 문제가 생기게 된다.

부분 최적화는 각각 자신의 입장에서 최고/최선을 다하게 되면 전체 생산성이 향상될거라는 개념이다.

하지만 위와 같이 로봇을 통해 효율성이 올라가게 되더라도 나머지 생산 라인의 효율성이 떨어지게 되면 Bottlneck(병목)이 생기게 되고 생산은 더 많이하게 되면서 라인의 재고가 더 많이 쌓이게 되는 것이다.

 

전체최적화는 무엇일까? 공장 전체 생산의 리듬을 같이 고려하는 것이다.

전체적인 흐름에서 가장 큰 제약, 병목지점을 찾아내고 그 지점을 최우선적으로 해결해나가며 다음으로 큰 제약,병목 지점을 해결해나가면서 전체 생산량의 향상을 이끌 수 있다.

 

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2. 공급망에서 제약이 발생하는 지점

SCM에서 제약은 여러 단계에서 나타날 수 있다:

• 생산 단계: 특정 설비의 생산 능력 부족
• 물류 단계: 운송 수단의 한계, 항만·공항 혼잡
• 재고 관리: 특정 원자재 부족, 긴 리드타임
• 정보 흐름: 수요 예측 부정확, 시스템 통합 부족
• 조직 내 협업: 부서 간 목표 불일치, 사일로 현상

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3. TOC의 5단계 접근법 (The Five Focusing Steps)

TOC는 문제 해결을 위한 체계적인 5단계 접근법을 제시한다.

1. 제약 파악(Identify the Constraint)
   공급망의 성과를 제한하는 가장 큰 병목을 찾는다.
   예: 공장 내 특정 설비, 해상 물류 지연
2. 제약 활용(Exploit the Constraint)
   제약 자원을 최대한 활용해 낭비를 줄인다.
   예: 병목 설비 가동률 100% 보장, 불필요한 다운타임 제거
3. 나머지를 제약에 맞춤(Subordinate Everything Else)
   제약의 속도에 맞춰 다른 프로세스를 조정한다.
   예: 병목 공정을 기준으로 생산계획 수립
4. 제약 확장(Elevate the Constraint)
   설비 투자, 인력 확충, 프로세스 혁신 등을 통해 제약을 해소한다.
5. 반복(Don’t Let Inertia Become the Constraint)
   새로운 제약을 다시 찾아 순환적으로 개선한다.

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4. SCM에서의 TOC 적용 사례

(1) 생산 운영

• Drum-Buffer-Rope(DBR) 기법:
  • Drum: 병목 공정을 기준으로 생산 속도를 조정
  • Buffer: 병목 앞에 완충재고를 둬서 가동 중단 방지
  • Rope: 병목 공정을 초과하지 않도록 원자재 투입 조절

👉 이를 통해 과잉생산, 재고 쌓임, 납기 지연을 방지

(2) 물류·유통

• 컨테이너 항만에서 병목(하역 능력)을 기준으로 전체 물류 스케줄 조정
• Amazon은 물류센터 내 특정 피킹 구역이 병목이 되지 않도록 자동화 로봇 배치

(3) 재고 관리

• 제약 자원 앞에 필요한 만큼만 재고를 쌓아두고, 불필요한 곳에는 쌓지 않음
• 이를 통해 Bullwhip Effect(채찍효과) 완화 가능

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5. TOC(제약이론) 3대 성과 지표

 

Throughput(현금창출률)

• 정의: 시스템이 판매를 통해 창출하는 현금의 속도
• 회계적으로는 공헌이익(Contribution Margin)과 동일
• 즉, 제품이 실제로 고객에게 팔려서 들어오는 돈

👉 핵심 포인트

• 재고가 아니라 판매가 기준이다.
• 생산된 물품이 아무리 많아도 판매되지 않으면 Throughput은 0이다.
• 따라서 SCM에서 중요한 것은 “효율적으로 만드는 것”이 아니라 “시장에 적시에 팔리는 것”

SCM 연결 예시

• Dell은 고객 주문이 들어온 후 PC를 조립해 판매(주문형 Pull 전략) → 불필요한 생산·재고 없이 Throughput 극대화
• Amazon은 예측 알고리즘과 빠른 물류망을 통해 팔릴 가능성이 높은 제품에 집중 → 현금창출률을 높임

Inventory(재고비용)

• 정의: 조직이 판매를 위해 투자해놓은 모든 자금
• 여기에는 단순히 원자재·WIP·완제품뿐 아니라, 설비, 창고, 사용하지 않는 자산(Obsolete Items)까지 포함된다.
• 즉, 팔리지 않은 상태로 묶여 있는 모든 돈이 Inventory이다.

👉 핵심 포인트

• 재고는 돈이 묶여 있는 상태 → 아직 Throughput으로 전환되지 못한 자산
• 재고가 많으면 자금 유동성이 떨어지고, 가치 하락·폐기 위험이 높아진다.

SCM 연결 예시

• 패션기업 Zara는 시즌별 불확실성을 줄이기 위해 **재고를 최소화하고 빠른 공급망(Agile SCM)**을 구축
• 반대로, 반도체 업계처럼 리드타임이 긴 산업은 재고 확보가 필수지만, 과잉 재고는 곧 현금 흐름 악화로 이어짐

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Operating Expense(운영비용)

• 정의: 조직이 Inventory를 Throughput으로 전환시키는 데 드는 모든 비용
• 즉, 돈이 나가는 흐름(Outflow)
• 예: 인건비, 유틸리티 비용, 소모품, 설비 감가상각

👉 핵심 포인트

• 운영비용은 “얼마나 효율적으로 자원을 활용하는가”를 보여줌
• 단순히 절감하는 것이 아니라, Throughput을 높이면서 동시에 최적화하는 것이 중요

SCM 연결 예시

• 물류 자동화 시스템 도입 → 인건비·물류비 절감 + 배송 속도 개선
• 하지만 무조건 비용을 줄이는 것보다, Throughput 증가에 기여하는 투자는 필요 (예: AI 예측 시스템, 물류센터 자동화)

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6. 세 가지 지표의 상관관계

TOC에서는 이 세 가지를 통합적으로 바라봐야 한다.

Profit= Throughput−Operating Expense

• Throughput ↑ : 현금 유입 증가
• Inventory ↓ : 묶인 자본 해소, 현금 흐름 개선
• Operating Expense ↓ : 불필요한 낭비 제거

👉 핵심은 Throughput 극대화, Inventory 최소화, Operating Expense 최적화라는 균형점이다.

 

7. TOC 장점과 한계

장점

• 자원 전체가 아닌 핵심 제약에 집중 → 빠른 효과
• 비용 절감보다는 Throughput(총산출량) 극대화에 초점
• 공급망의 동기화를 유도

한계

• 제약 식별이 항상 쉽지 않음 (외부 요인도 제약이 될 수 있음)
• 지나치게 제약만 강조할 경우, 전체 프로세스 혁신 기회를 놓칠 수 있음
• 공급망이 복잡할수록 제약이 다수 존재 → 관리 난이도 증가

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8. 오늘날 SCM에서 TOC의 의미

• 린(Lean) 생산과 달리, TOC는 "무조건 낭비 제거"가 아니라 핵심 병목 해결에 초점을 둠
• 애자일 SCM과 결합하면, 급격한 수요 변화에도 민첩하게 대응 가능
• 디지털 SCM 환경에서는 AI 분석으로 제약을 실시간 파악하고 최적화하는 방식으로 진화

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9. 결론

TOC는 공급망의 전체 성과를 제약 요인 중심으로 개선하는 강력한 이론이다.
SCM 운영에서 흔히 발생하는 과잉생산, 재고 과잉, 납기 지연 문제를 해결할 수 있으며,
오늘날에는 빅데이터·AI 기반 예측, 자동화 물류 시스템과 결합하여 더욱 강력한 SCM 최적화 도구로 자리 잡고 있다.