전기 제품 제조에서 알루미늄 중력 주조에 대한 물질흐름원가회계

본 소개 자료는 "Journal of Business and Industrial Marketing"에서 발행한 논문 "Material flow cost accounting for aluminum gravity die casting in electrical products manufacturing"을 기반으로 합니다.

1. 개요:

• 논문명: Material flow cost accounting for aluminum gravity die casting in electrical products manufacturing
• 저자: Chetanraj D.B. and Senthil Kumar J.P.
• 발행 연도: 2024년 (8월)
• 발행 학술지/학회: Journal of Business and Industrial Marketing
• 키워드: MFCA, Negative product cost, SMEs, India

2. 초록:

목적 - 본 연구는 중소기업(SME) 환경에서 물질흐름원가회계(MFCA)를 적용하는 최적의 방법을 결정하고, 제조 과정에서 발생하는 부정적 제품 원가를 시각화하며 개선이 필요한 부분을 정확히 찾아내는 것을 목표로 합니다.
설계/방법론/접근법 – 본 연구는 인도에서 중력 주조를 통해 전력 부문에 사용되는 알루미늄 에너지 제품을 생산하는 한 중소기업(SME)에서 MFCA 도구의 유용성을 입증하기 위해 사례 연구 접근법을 사용합니다.
결과 - MFCA 분석 결과, 해당 기업의 중력 주조 공정은 27.38%의 부정적 제품 원가 마진을 갖는 것으로 나타났습니다. 또한 300kg의 원자재를 처리하는 데 있어 부정적 자재 원가는 22,919루피, 부정적 시스템 원가는 462루피, 부정적 에너지 원가는 1,069루피로 결정되었습니다. 이 회사의 일반적인 월간 원자재 처리량은 45,000kg입니다.
독창성/가치 – 본 연구는 MFCA 도입이 기업의 환경 의식과 수익성을 개선할 것임을 보여줍니다. 저자들의 지식에 따르면, 본 연구는 전기 부품의 알루미늄 중력 주조 제조에 MFCA를 최초로 적용한 사례입니다.

3. 서론:

2060년까지 전 세계 원자재 수요는 두 배로 증가할 것으로 예상되며, 이는 생산 폐기물의 불가피한 증가로 이어질 것입니다. 인도의 제조업은 특히 "Make in India" 이니셔티브와 함께 크게 확장되었습니다. 마이크로, 중소기업(MSME)은 인도 GDP의 약 30%와 총수출의 약 절반을 차지하며 중요한 역할을 합니다. 이러한 급속한 경제 및 기술 발전은 원자재 수요를 증가시켜 자원을 압박하고 더 많은 폐기물을 발생시키며, 이는 오염과 기후 변화의 원인이 됩니다. 폐기물 회수는 환경 및 경제 성과를 개선하기 위한 핵심 전략입니다.

중소기업(SME)은 폐기물 관리 측면에서 대기업에 뒤처지는 경우가 많습니다. 다양한 환경 관리 기법이 존재하지만, 환경 및 재무 성과를 전체적으로 고려하는 경우는 드물며 대부분 대기업을 위해 설계되었습니다. 물질흐름원가회계(MFCA)에 의해 촉진되는 물질 흐름 사고는 기술적, 재정적, 생태학적 관점을 통합하는 데 도움이 될 수 있습니다. MFCA는 환경경영회계(EMA) 내의 도구로서 폐기물에 대한 재정적 책임을 부여하여 부정적인 환경 영향을 줄이면서 경제적 성과를 개선하는 것을 목표로 합니다.

인도 국가생산성위원회(NPC)는 MFCA 도입을 지지합니다. 그러나 급속한 산업화로 인해 환경적으로 책임 있는 생산의 필요성이 절실함에도 불구하고, 인도에서 MFCA 적용은 특히 중소기업에서 아직 초기 단계에 머물러 있습니다. 본 연구는 인도 제조 중소기업의 MFCA 도입에 초점을 맞춤으로써 이러한 격차를 해소하고자 합니다.

4. 연구 요약:

연구 주제의 배경:

본 연구는 전 세계적인 원자재 소비 증가, 관련 폐기물 발생, 산업 활동의 환경적 영향이라는 배경 하에 진행되었습니다. 인도에서는 "Make in India" 캠페인이 제조업 성장을 촉진했으며, 중소기업(SME)은 경제와 수출에 크게 기여하고 있습니다. 그러나 중소기업은 자금, 인력, 지식의 한계로 인해 폐기물 및 환경 관리에서 종종 어려움에 직면합니다. 중소기업이 환경적으로 책임 있는 관행을 채택해야 할 시급한 필요성이 있습니다.

선행 연구 현황:

물질흐름원가회계(MFCA)는 1980년대 후반과 1990년대 초반 독일의 환경 관리 프로그램에서 시작되어 결국 ISO 14051 표준으로 제정되었습니다. MFCA는 물질 흐름을 물리적, 금전적 측면에서 정량화하여 경제적 성과를 개선하고 환경 영향을 줄이는 것을 목표로 합니다. 이는 전 세계적으로 석탄 채굴, 의자 생산, 양조, 전자제품 제조, 농업 폐기물 재활용 등 다양한 산업에서 성공적으로 구현되었습니다.
문헌 검토에 따르면 인도 및 기타 개발도상국에서의 MFCA 연구는 선진국에 비해 덜 활발합니다 (Figure 1 참조). MFCA는 공급망 전체에서 비용과 환경 영향을 줄일 수 있지만, 그 도입은 일반적으로 기업 수준에서 시작됩니다. 일부 연구에서는 ERP, 수명 주기 평가, 수명 주기 원가 계산과 같은 다른 도구와의 MFCA 통합을 탐구합니다. 대부분의 MFCA 연구는 사례 연구 기반이며, 체계적인 문헌 검토, 모델 개발 연구 또는 설문지 기반 연구는 상대적으로 적습니다.

연구 목적:

본 연구는 알루미늄 잉곳 또는 합금으로 에너지 제품을 제조하는 인도의 한 중소기업(SME) 내에 MFCA 도구를 적용하는 것을 목표로 합니다. 연구의 목적은 생산 절차의 금전적 및 물질적 비용을 시각화하고 계산하며, 절감 가능 영역을 결정하는 것입니다. 본 연구는 MFCA 도입이 기업의 환경 의식과 수익성을 어떻게 개선할 수 있는지 보여주고, 개발도상국의 다른 중소기업들이 지속 가능성을 위해 MFCA를 채택하도록 장려하고자 합니다.

핵심 연구:

본 연구의 핵심은 중력 주조를 사용하여 알루미늄 전기 제품을 제조하는 인도 중소기업("A" 회사)에 MFCA를 도입하는 것입니다. 본 연구는 MFCA가 회사의 경제와 환경에 미치는 영향을 조사하기 위해 9개월 동안 회사의 운영 성과를 추적했습니다. 연구에는 다음이 포함되었습니다:

• 특정 제품("twin pad with 250 spacing")에 MFCA 적용.
• 제조 공정을 수량 센터(QC)로 구분.
• 각 QC에 대한 자재, 에너지, 시스템 비용 데이터 수집 및 분석.
• 긍정적 및 부정적 제품 원가 계산.
• 폐기물 감소 및 효율성 향상을 위한 개선 영역 식별.
• 동일 부품에 대한 압력 주조 후속 연구를 통해 자재 효율성 비교.

5. 연구 방법론

연구 설계:

본 연구는 사례 연구 설계를 활용했습니다. 이 접근법은 "무엇을" 그리고 "어떻게"라는 질문에 답하고, 인과 관계를 설정하며, 학술 연구와 실제 적용 간의 격차를 좁히는 데 적합하기 때문에 선택되었습니다. 사례 연구는 특히 탐색적 연구와 MFCA 도입 과정 및 경제적, 생태학적 효율성에 미치는 영향을 이해하는 데 적합합니다.

데이터 수집 및 분석 방법:

데이터는 다음을 통해 수집되었습니다:

• 제조 공정의 직접 관찰.
• 생산 관리자 보조 및 품질 검사 관리자와의 심층, 반구조화된 인터뷰.
• 프레젠테이션 슬라이드, 시각화 자료, 보고서와 같은 MFCA 관련 자원.
  MFCA 분석을 위해 25일의 데이터 수집 기간이 결정되었습니다.
  ISO 14051 기준은 제품을 긍정적 그룹과 부정적 그룹으로 분류하는 데 사용되었습니다. ISO 14051:2011에서 영감을 받은 계획-실행-점검-조치(PDCA) 지속적 개선 주기 원칙은 MFCA 도입 단계를 안내했습니다 (Figure 2에 시각화됨). 제조 공정은 ISO 14001의 물질 균형 원칙에 따라 5개의 수량 센터(QC)로 구분되었습니다. 각 QC의 투입 비용과 폐기물 처리 비용이 계산되었고, 물질 균형 아이디어를 사용하여 긍정적 및 부정적 제품 원가가 결정되었습니다.

연구 주제 및 범위:

본 연구는 인도 방갈로르에 위치한 "A" 회사에서 수행되었으며, 이 회사는 "Gravity Die Casting"를 통해 전력 부문용 고품질 장비를 제조하는 중소기업입니다.

• 특정 공정: 알루미늄 중력 주조.
• 특정 제품: MFCA 도입 대상으로 다이 번호 404를 사용하여 제조된 "twin pad with 250 spacing"이 선택되었습니다.
• MFCA 분석 범위: 전기 용광로 용량에 해당하는 원자재(Aluminum alloys LM6) 300kg 처리.
• 수량 센터(QC): 공정은 QC1 Melting and degassing, QC2 Selection of die, QC3 Fettling, QC4 Deburring, QC5 Assembly의 5개 QC로 나뉘었습니다.

6. 주요 결과:

주요 결과:

• 원자재(LM6 aluminum alloy) 300kg 처리에 대한 MFCA 분석 결과, 총 부정적 제품 원가는 Rs. 24,450로, 이는 총비용(Rs. 88,774)의 27.54%에 해당합니다.
• 부정적 제품 원가 구성 요소는 다음과 같습니다:
  • 부정적 자재 원가: Rs. 22,919 (총 자재 원가의 30.14%가 부정적 산출물).
  • 부정적 에너지 원가: Rs. 1,069 (총 에너지 원가의 13.17%가 부정적 산출물).
  • 부정적 시스템 원가: Rs. 462 (총 시스템 원가의 10.02%가 부정적 산출물).
• QC별 자재 손실:
  • QC1 (Melting and degassing): 10% 자재 손실 (30kg), Rs. 7,050에 해당. 여기에는 4%의 연소 손실(불가피)과 6%의 드로스 및 노동 비효율(유출)로 인한 손실이 포함됩니다.
  • QC3 (Fettling): 약 25%로 가장 높은 자재 손실. 270kg 투입량에 대해 67.5kg이 부정적 산출물(runner, raiser, chips, shavings)이었으며, 비용은 Rs. 15,868.58였습니다.
• 회사는 매월 약 45,000kg의 알루미늄을 처리합니다. 300kg 분석을 외삽하면, QC1에서의 월간 자재 손실(10%)은 4,500kg (Rs. 10,57,500)이고, QC3에서의 손실(나머지 40,500kg의 25%)은 10,125kg (Rs. 23,80,286.25)이 될 것입니다.
• 개선 영역 식별:
  • 교육 및 인식을 통해 QC1의 노동 비효율 감소.
  • QC1에서 유출된 금속에 대한 재활용 루프 폐쇄 채택.
  • QC3에서 자재 손실(runner, raiser)을 크게 줄이기 위해 중력 주조 대신 압력 주조 사용 (후속 연구에서 25%에서 6.2%로 감소).
• 후속 연구 (Pressure Die Casting):
  • QC3의 자재 손실이 25%에서 6.2%로 감소.
  • 노동 효율성으로 인해 QC1/QC2의 자재 손실이 1.5% 감소.
  • 전체 부정적 산출물 비용이 총비용의 11.89%로 감소 (Rs. 90,430 중 Rs. 10,752).
• 본 연구는 제조 기업의 MFCA 도입을 위한 실질적인 지침을 제공합니다 (Figure 7).

그림 목록:

• Figure 1 Number of MFCA research among different countries
• Figure 2 MFCA implementation steps adopted from Sahu et al. (2021)
• Figure 3 Manufacturing process of gravity die casting
• Figure 4 Labour inefficiency in handling raw material in QC1 and QC2
• Figure 5 MFCA implementation
• Figure 6 Positive and negative cost allocation based on MFCA analysis
• Figure 7 MFCA practical guidance and instructions

7. 결론:

인도 중소기업(SME)의 성공은 포용적 경제 성장에 필수적입니다. 중소기업 사이에서 환경 의식이 높아지면서 지속 가능한 관행을 채택하는 추세입니다. MFCA는 자재 효율성을 달성하고, 폐기물을 줄이며, 지속 가능성 목표에 기여하는 효과적인 환경경영회계(EMA) 도구입니다.

본 연구는 인도 중소기업의 알루미늄 중력 주조 작업에 MFCA를 적용한 사례를 보여주었습니다. 이 도입을 통해 물질 흐름 생산성에 대한 통찰력을 얻었고, 상당한 부정적 제품 원가(주로 QC1 및 QC3에서의 자재 손실)를 식별했으며, 개선 영역을 강조했습니다. MFCA 도입의 "무엇을"(변경 영역)과 "어떻게"(향상 솔루션)이 다루어졌으며, MFCA가 더 나은 물질 흐름 관리를 통해 기업의 경쟁력을 높이는 데 도움이 될 수 있음을 보여주었습니다.

인도 중소기업(MSME)에게 지속 가능한 생산은 단순한 도덕적 의무가 아닙니다. 이들 기업이 지속 가능성 관행을 채택하면 경쟁력을 향상시키고, 이해관계자와의 관계를 강화하며, 인도에서 더 친환경적이고 지속 가능한 경제 발전에 기여할 수 있습니다. 오늘날 친환경 생산 환경에서 공정 개선, 자재 및 에너지 절약 도구를 통해 생산성을 높이는 아이디어는 그 어느 때보다 중요합니다. 중소기업이 MFCA 도구 사용을 주저하는 상황을 고려할 때, 인도 중소기업에서 이 도구가 널리 사용될 수 있도록 지원 환경을 조성하는 것이 중요합니다. 본 연구의 결과, 단계별 도입 과정 및 실제 지침은 중소기업 경영진이 MFCA를 적용하여 경제적 및 환경적 성과를 높이고 지속 가능한 제조 관행을 더 광범위하게 채택하는 데 도움이 될 수 있습니다. 단일 부품 중심 및 평균화된 원가 정량화와 같은 한계에도 불구하고, 본 연구는 개발도상국 경제의 중소기업에서 실행 기반 연구를 제공함으로써 MFCA 문헌에 기여합니다.

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9. 저작권:

• 본 자료는 "Chetanraj D.B. and Senthil Kumar J.P."의 논문입니다. "Material flow cost accounting for aluminum gravity die casting in electrical products manufacturing"을 기반으로 합니다.
• 논문 출처: https://doi.org/10.1108/JBIM-12-2023-0762

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