산업공학

산업공학(産業工學, Industrial Engineering)은 모든 시스템을 조화롭게 관리하는 역할을 담당하는 공학이다. 주로 산업 및 인간과 관련된 모든 시스템과 인터페이스(interface)에 대하여 연구하며, 시스템과 인터페이스의 최적화와 효율성 극대화에 초점을 맞춘다. 관련 분야로는 운용공학, 인간공학, 제조공학, 생산공학, 경제성공학, 금융공학, 최적화 문제 등이 있다. 경영공학 또는 체계공학이라고도 한다.

개요

산업공학은 산업 시스템을 구성하는 모든 분야를 조화롭게 조정하는 방법에 대한 학문이다. 다른 공학 분야가 특정 산업의 전문적 기술이나 원리를 연구 개발하고 제공한다면, 산업공학은 과학적 원리와 경영전략을 접목하여 기업업무 과정을 혁신하고 체계화하며 합리적인 방법을 도출하여 종합적 경영전략을 운영하는 과학적 이론과 실무적 기법을 다룬다. 산업공학 전공자들은 제조 분야와 관련된 전통적인 영역 외에, 교통, 통신, 물류, 병원경영, 서비스업에 이르는 다양한 영역에서 선도적 역할을 수행하고 있으며, 최근에는 금융, 마케팅, 인사 행정(Human Resource Adminstration) 등을 포함한 산업 시스템과 교통, 국방, 공공 행정(Public Administration) 등의 광범위한 사회시스템으로 산업공학 적용 범위를 확장시켜 나가고 있다. 또한, 산업공학은 급변하는 기술 환경하에서 복잡한 시스템의 개별 구성 요소에 대한 지식은 물론 각 구성 요소를 효율적으로 통합하여, 시스템 전체에 대한 각종 의사 결정을 지원하고 필요한 시점에 효과적인 서비스를 제공할 수 있도록 나무와 숲을 모두 볼 수 있는 안목을 갖춘 공학도를 양성하여 시스템의 설계, 설치 및 개선을 다루는 학문이다.

등장배경

산업공학은 인간, 재료, 설비 및 에너지로 구성되는 종합적 시스템을 설계, 개선 및 설치하는 일이다. 산업공학은 이러한 시스템들로 인한 결과를 파악 및 예측하며, 평가하기 위해 공학적인 분석과 설계에 관한 원리 및 방법들과 수학, 자연과학 및 사회과학으로부터 특화되는 전문지식과 기술을 창출한다. 이러한 복잡한 시스템의 운영을 기획, 조직 및 관리할 수 있다. 또한, 기술적으로 잘 훈련된 인력이 필요하게 됨에 따라 산업공학은 현장에서 꼭 필요한 전문적인 학문으로 등장하게 되었으며, 기업에서 작업의 효율성 및 효과성 향상에 대한 요구는 산업공학의 출현에 근본적인 자극이 되었다. 1830년대 초기에 찰스 배비지(Charles Babbage)는 영국 및 미국에 있는 공장들을 방문하여 작업을 관찰한 세부사항에 대하여 체계적인 기록을 시작하였다. 1832년 배비지는 자신의 연구가 포함된 "기계와 제조업의 경제성에 관한 연구(On the Economy of Machinery and Manufactures)"라는 책을 출간했는데 이 책에는 배비지가 가지고 있는 노동의 분업에 대한 개념과 조화로운 노사관계에 관한 새로운 아이디어들과 개념들이 포함되어 있다.

엘리 휘트니(Eli Whitney)는 오늘날 대량생산 시스템을 가능하게 한 교체 가능한 제조라는 방법을 이용하여 정부의 소총 제작 계약을 수주했다. 프레더릭 윈즐로 테일러(Frederick Winslow Taylor)는 작업 방법의 분석과 개선, 소요 시간의 단축, 표준시간 설정과 같은 효율 향상에 대한 방법을 제시했다. 프랭크 벙커 길브래스(Frank Bunker Gilbreth)의 주요 공헌은 작업수행에 포함된 기본 동작을 찾아내어 분석하고 측정하는 것이었다. 이를 통해 처음으로 작업을 설계할 수 있게 되었고, 그 작업을 수행하는데 소요되는 시간을 작업의 실제 수행 이전에 미리 알 수 있게 되었다. 이것은 산업공학이 전문적인 분야로 발전하는 근본적인 계기가 되었다. 헨리 로런스 갠트(Henry Laurence Gantt)는 갠트 도표(Gantt chart)를 고안했는데, 갠드 도표는 작업 활동을 사전에 계획하여 작업 일정 계획을 수립하고, 그 진척도를 검토하여 일정계획을 다시 조정하는 체계적인 절차를 제공했다. 1924년, 월터 앤드루 슈하트(Walter Andrew Shewhart) 통계적 품질관리의 기본원칙을 개발했는데, 이것은 산업공학 실무에 과학적 기반을 제공한 또 다른 중요한 발전이었다. 1920년에서 1930년대에 경영 의사결정의 경제적 측면, 재고 문제, 장려급 제도, 공장배치문제, 자재관리 문제, 조직의 원칙 등에 대한 많은 기초 연구가 행해졌다.

역사

산업공학의 발전은 공장조직의 성립과 그 맥을 같이하고 있는데, 산업혁명의 발상지인 영국에서 공장조직이 이룩될 즈음부터 생겨난 것이다. 당시 분업을 통한 생산성 향상을 주장한 스미스(Smith)를 산업공학 개념의 창시자라고 볼 수 있다. 그 뒤 역사적으로 산업공학의 발전에 가장 공이 컸던 사람은 미국에서 1900년대 초기에 활약했던 테일러(Taylor)이다. 그는 과학적 방법이 모든 경영 문제에 적용될 수 있다고 믿었고, 후일 과학적 경영이라고 알려진 경영철학을 창시했다. 근대 이후의 산업공학은 수학적 기법 및 모의실험 기법, 고속도 전자계산기 및 자동화의 발달에 보조를 맞추어 크게 발전하였으며, 오늘날 경영조직 및 정보체계의 설계 및 운영에 관한 문제의 연구, 자동화와 로봇에 관한 연구, 인간 및 기계체계에 관한 연구 등으로 그 영역이 확산되어 산업공학의 성격도 다변화되었다.

근대 이전의 발전사

대한민국은 고대로부터 조선 시대에 이르기까지 관, 귀족, 사찰에 필요한 용품 및 농민들의 일용품 등 공업적인 수요를 충족시키는 데 있어서 주로 수공업적 생산에 의존해 왔다. 특히, 국가 직영의 수공업장에 예속된 관장을 중심으로 생산활동이 수행되었다. 그러나, 임진왜란 이후에 이르러 관장제가 붕괴되고 그 대신 사기업주인 사장이 나타나게 되었으며, 18세기 후반에 와서는 이들 수공업 분야에 분업적 요소까지 나타나게 되었다. 당시 조선 사회에서 생산경제의 과학화에 대한 관심은 실학 이론의 대두와 함께 시작되었다. 특히, 실학파의 대표적인 인물인 정약용은 저서 '기예론(技藝論)'에서 농사기술과 베 짜는 기술의 향상이 생산성 향상 및 품질 개선에 필요함을 주장하였고, 도량형의 통일을 역설하였으며, 1818년에 발표한 '목민심서'에서는 도르래 및 기중기, 새로운 농기구 등의 사용을 권장했다. 또한, 노동의 전문화와 분업화를 강조했다. 그 뒤 이른바 개항과 더불어 일본과 청나라 상인들과의 통상을 통하여 서구의 근대 문물이 들어오기 시작했으나, 이들을 생산할 만한 근대 공업은 좀처럼 건설되지 못하고 있었다.

근대 이후의 발전사

대한민국 산업공학 초창기의 활동은 1962년에 창립된 한국표준규격 협회를 중심으로 한 공업 표준화 및 품질관리(QC) 보급 활동이 주류를 이루었다. 이 밖에 한국생산성본부가 1959년 이래 강연 및 산업체 자문 활동을 통해, 생산성 향상에 관한 기술을 꾸준히 전파했다. 그 뒤로 일본에서 창안된 큐시서클 활동이 대한민국에 소개되면서 품질관리가 하나의 조직적인 관리 활동으로 표면화되기 시작했다. 1970년 한국 품질관리학회 주최로 제1회 전국 큐시서클 대회가 개최되어 산업계의 많은 호응을 얻기도 했다. 이때부터 1960년 이후 계속되어 온 정부의 수출주도형 경제정책에 자극받아 각 산업체에서는 원가절감, 생산성 향상, 신제품개발 등을 목표로 하는 산업공학(IE) 부서를 설치, 운영하기 시작했다. 체계적인 산업공학의 확산은 전문 학술기관과 연구기관 및 각 대학에서의 학과 개설과 더불어 본격화되었다. 대한민국에서 정식 산업공학교육이 실시된 것은 1958년 한양대학교에 공업경영학과가 신설된 데서부터 비롯되지만, 그것이 본격화된 것은 1970년대를 전후한 일이다. 1967년에는 부산 동아대학교에 공업경영학과가 개설되었고, 1971년 서울대학교에 산업공학과가 설치되어, 초창기 학문적 수요를 충족시킴과 동시에 산업공학을 공학의 확고한 분야로 인식시켰다. 1973년 한국과학원의 개원과 함께 산업공학과가 개설되어 대학원 과정에서도 연구하는 고차원적인 학문적 경지로 승화시킬 수 있었으며, 현재는 산업경영, 운용과학, 인간 및 기계생산체계, 응용통계, 제조시스템의 5개 분야를 설정하여 석사와 박사를 배출하고 있다.

이 밖에도 1970년대를 전후로 많은 대학에 산업공학과 또는 공업경영학과가 신설되어, 경영공학, 공업경제, 생산관리, 시스템공학, 인간공학, 전산기응용 등의 각 분야를 균형 있게 발전 시켜 나가고 있다. 1986년도 모집 현황 자료에 따르면, 국립 6개 대학과 사립 23개 대학에서 총 2,034명의 산업공학과 관련된 신입생을 모집했다. 한편, 전문학회와 학술지는 산업체와 연구단체로부터의 새로운 착상과 응용을 교환하는 장으로서 교육기관과 밀접하게 연관되어 운영되어 왔다. 1965년에 창설된 한국공업경영학회는 산업공학과 관련한 최초의 학회로, 주로 과학적 관리, 인간공학, 가치공학, 안전공학 등의 학문을 국내에 소개하는 데 주력함으로써, 산업공학 초창기에 그 발전 기반을 다져 나갔다. 이후에, 1974년 대한산업공학회가 설립되어 대한민국 산업기술 진흥에 크게 공헌해 왔으며, 1982년 대한인간공학회가 창설되어 인간공학에 관한 학술과 기술 진흥을 도모하고 있다. 이 밖에 산업공학 관련 학회로는 품질관리학회, 경영과학회, 군사 OR 학회 등이 있어, 기존의 학회와 보완관계를 유지하면서 산업공학의 발전 및 실용화를 꾀하고 있다.

1980년대에 들어서면서부터 대한민국에서 산업공학의 연구 분위기와 기반이 확립됨으로써, 국제적인 수준의 산업공학 이론을 개발하여 세계학회에 발표하는 학자들이 점차 늘고 있다. 그뿐만 아니라 국내 학회의 움직임도 활성화되어 한국공업경영학회가 1986년 현재 7개 연구분과에 총 회원 400여 명을 확보하고, 연 2회에 걸쳐 논문집을 발간하고 있으며, 대한산업공학회도 현재 11개 연구분과에 걸쳐 총 회원 800여 명을 확보하여 활발한 연구 활동을 전개하고 있다. 또한, 대한인간공학회도 1986년 현재 8개 학술분과위원회에 속한 총 200여 명의 회원이 인간 및 기계체계의 설계 합리화 및 인간복지 향상을 위한 산학협동을 적극적으로 전개하고 있으며, 연 2회 학회지도 발간하고 있다. 이와 같은 활발한 연구풍토에 힘입어 현재는 소비자 상품의 선전 문구에도 품질이나 인간공학적 설계 등의 어휘가 자연스럽게 구사될 정도로까지 일반의 산업공학에 대한 인식이 높아지게 되었다. 1990년대에 들어서는 컴퓨터와 산업용 로봇의 확산과 함께 유연생산체계(FMS)의 도입과 생산 시스템의 전산 통합화(CIM)가 본격적으로 연구 및 실용되기에 이르렀다. 특히, 소비자 제품개발과 관련하여 신체 역학적 기능이나 인식공학적 사용성에 부가하여 인간이 느끼는 감성을 구체적인 제품설계 요소로 실현하고자 하는 감성공학이 산업설계 분야에서 관심을 모으고 있다.

이름이야 어떻든 간에, 산업공학은 이미 산업공학(IE)에서 경영공학(OR)으로, 또는 체계로 명칭이 바뀐 것과 같이 이제 한 세대만 더 지나면 그때는 어떤 명칭으로 산업공학을 부르게 될지 아무도 모른다. 그때 가서는 산업공학이 주로 경영공학, 전자계산기, 체계조직, 인간공학, 심리학, 생태학, 인문과학 등을 다루게 될 것이며, 지금 알고 있는 경영자 문의 역할을 하게 될 것이다.

특징

산업공학은 기업 경영의 합리화와 효율성을 향상시키기 위해 인간, 물자, 장비, 에너지로 구성된 통합체계의 설계와 개선 및 실시 등을 연구하는 학문이다. 경영공학 또는 체계공학이라고도 한다. 생산, 판매, 재무와 사람의 문제가 극히 복잡하게 관련된 학문으로, 일반적으로 다른 공학 분야와 비교해 볼 때 다음과 같은 특징이 있다. 첫째, 산업공학은 인간을 중심으로 하는 학문이다. 체계 내외에서의 인간과 인간의 관계도 중요하고, 인간의 신체적인 기동능력뿐만 아니라, 인간의 감정 및 창의성까지를 포함한 인간의 모든 면을 중요시한다. 둘째, 통합체계에서 얻어지는 결과를 분석 및 평가하기 위해서, 공학적인 해석과 설계의 원리와 수법 및 수학, 자연과학, 사회과학, 정보과학 등의 기술이나 지식을 활용한다. 셋째, 실용성이 높은 과학적 전문 분야인 동시에 하나의 예술이다. 넷째, 학문의 시초는 개별적인 작업의 개선 등과 같은 작업체계의 연구에서 비롯되었으나, 점차 중간 경영층의 문제, 최고 경영층의 문제로 연구대상이 확대되어 가는 학문이다.

이렇게 볼 때 산업공학의 범주에 속하는 연구대상은, 하나의 체계 안에 있는 각 개인의 소요 능력, 임무와 책임, 위치, 소요 인원, 조직, 직무, 경영 방법, 체계 각 요소에 소요되는 성능, 장소, 시간, 조건, 양, 경영 방법 등을 확립하는 기술이나 기법이다. 그러나, 특정한 산출물을 생산하는 기술과 기계 및 장비 자체의 설계는 산업공학의 범주에 속하지 않는다.

주요용어

• 도장(塗裝) : 부식을 막고 모양을 내기 위하여 도료를 칠하거나 바르는 것을 의미한다.
• 생산성(生産性) : 토지, 자원, 노동력 따위 생산의 여러 요소들이 투입된 양과 그것으로써 이루어진 생산물 산출량의 비율이다.
• 수율(收率) : 이루어지리라고 예상한 양에 대하여 실제로 이루어진 양의 백분율이다.
• 시스템(system) : 어떤 과업의 수행이나 목적 달성을 위해 공동 작업하는 조직화된 구성 요소의 집합이다.
• 폐열(廢熱) : 쓰고 난 열을 의미한다.

관련 직업군

• 경영컨설팅
• IT업계
• 금용업계(은행, 증권사, 보험사 등)
• 제조업(품질관리, 공정관리, 생산관리, 안전관리, 물류유통 등)
• 대기업(전략, 기획, 마케팅 등)
• 학자(대학교수, 연구원 등)
• 정부기관, 정부투자기관, 벤처기업 등

참고자료

• 한국학중앙연구원, 〈산업공학 (Industrial Engineering)〉, 《네이버 지식백과》
• 공학 김대식, 〈산업공학 [産業工學]〉, 《네이버 지식백과》
• 〈산업공학과란?〉, 《서울대학교 산업공학과》
• 〈산업공학〉, 《위키백과》

같이 보기

• 4차 산업혁명

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