대량 생산

대량 생산(大量生産, mass production)은 연속 생산(series production), 연속 제조(series manufacture), 또는 연속 생산(continuous production)이라고도 하며, 특히 조립 라인을 포함하여 표준화된 제품을 일정한 흐름으로 상당한 양만큼 생산하는 것을 말한다. 주문 생산(job production), 일괄 생산(batch production)과 함께 대량 생산은 세 가지 주요 생산 방식 중 하나이다.

대량 생산이라는 용어는 포드 모터 컴퍼니(Ford Motor Company)와 주고받은 서신을 바탕으로 작성되어 1926년 《브리태니커 백과사전(Encyclopædia Britannica)》 보충판에 실린 기사를 통해 대중화되었다. 《뉴욕 타임스》는 이 브리태니커 기사가 발표되기 전에 게재된 한 기사의 제목에 이 용어를 사용한 바 있다.

대량 생산이라는 개념은 매우 다양한 종류의 제품에 적용된다. 대량으로 다루어지는 유체나 분립체(식품, 연료, 화학물질, 채굴된 광물)에서부터 의류, 직물, 부품 및 부품의 조립체(가전제품과 자동차)에 이르기까지 폭넓다.

표준화된 규격과 생산 라인 같은 일부 대량 생산 기법은 산업혁명보다 수 세기 앞서 존재했다. 그러나 현대적인 대량 생산이 가능해진 것은 19세기 중반에 공작기계와 호환 가능한 부품을 생산하는 기법이 개발된 이후의 일이다.

개요

대량 생산은 (주로 기계를 통해) 제품의 사본을 매우 빠르게 많이 만드는 것을 포함하며, 한 명의 작업자가 제품을 처음부터 끝까지 만드는 대신 부분적으로 완성된 제품을 각각 개별 공정을 담당하는 작업자들에게 보내는 조립 라인 기법을 사용한다. 대량 생산의 등장으로 많은 시장에서 공급이 수요를 초과할 수 있게 되었고, 이에 따라 기업들은 경쟁력을 높일 새로운 방법을 모색해야 했다. 대량 생산은 과소비라는 개념, 그리고 인간으로서 우리가 너무 많이 소비한다는 생각과도 연결된다.

유체 물질의 대량 생산은 일반적으로 원심 펌프나 스크루 컨베이어(오거)가 달린 배관을 사용하여 원료나 부분적으로 완성된 제품을 용기 사이로 이송하는 방식을 포함한다. 정유와 같은 유체 흐름 공정이나 목재 칩, 펄프 같은 벌크 자재는 온도, 압력, 체적, 수위 같은 변수를 측정하는 다양한 계측기를 사용하여 피드백을 제공하는 공정 제어 시스템으로 자동화된다.

석탄, 광석, 곡물, 목재 칩 같은 벌크 자재는 벨트, 체인, 슬랫, 공압식, 또는 스크루 컨베이어, 버킷 엘리베이터, 그리고 프런트엔드 로더 같은 이동식 장비로 처리된다. 팰릿에 실린 자재는 지게차로 다룬다. 종이 릴, 강철, 기계류 같은 무거운 품목을 다루는 데에는 전동 천장 크레인이 사용되는데, 이는 넓은 공장 베이를 가로지르기 때문에 브리지 크레인이라고도 불린다.

대량 생산은 작업자 대비 기계와 에너지의 비중이 높기 때문에 자본 집약적이고 에너지 집약적이다. 또한 보통 자동화되어 있으며 제품 단위당 총 지출은 감소한다. 그러나 대량 생산 라인을 구축하는 데 필요한 기계(로봇이나 기계식 프레스 등)는 매우 비싸기 때문에, 이익을 내려면 제품이 성공할 것이라는 어느 정도의 확신이 있어야 한다.

대량 생산을 설명하는 표현 중 하나는 "기술이 도구에 내장되어 있다"는 것인데, 이는 도구를 사용하는 작업자가 그 기술을 갖출 필요가 없을 수도 있다는 의미이다. 예를 들어 19세기나 20세기 초에는 이를 "장인 정신이 작업대 자체에 담겨 있다"(작업자의 숙련 교육이 아니라)고 표현할 수 있었다. 숙련된 작업자가 제품의 각 부품이 형성될 때마다 도면이나 다른 부품에 맞춰 모든 치수를 측정하는 대신, 부품이 이 설정에 맞게 만들어지도록 보장하는 지그(jig)가 항상 준비되어 있었다. 완성된 부품이 다른 모든 완성된 부품과 맞도록 규격에 부합한다는 것은 이미 확인되어 있었으며, 따라서 부품을 서로 맞추기 위해 마무리 작업에 시간을 들이지 않고도 더 빠르게 만들 수 있었다. 이후 (예컨대 CNC 같은) 컴퓨터 제어가 등장하면서 지그는 불필요해졌지만, 기술(또는 지식)이 작업자의 머릿속이 아니라 도구(또는 공정, 또는 문서)에 내장되어 있다는 점은 여전히 사실로 남았다. 이것이 대량 생산에 필요한 특화된 자본이다. 각 작업대와 도구 세트(또는 각 CNC 셀, 또는 각 분별 증류탑)는 저마다 다르다(각자의 작업에 맞게 정밀하게 조정되어 있다).

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역사

산업화 이전

표준화된 부품과 규격, 공장 생산 기법은 산업화 이전 시대에 개발되었다. 공작기계가 발명되기 전에는 정밀 부품, 특히 금속 부품의 제조가 매우 노동 집약적이었다.

청동 부품으로 만든 쇠뇌(석궁)는 전국 시대 중국에서 생산되었다. 진(秦)의 황제는 적어도 부분적으로는 대규모 군대에 이러한 무기를 장비함으로써 중국을 통일했는데, 이 쇠뇌에는 호환 가능한 부품으로 만들어진 정교한 발사 장치가 장착되어 있었다. 황제의 무덤을 지키는 병마용 또한 조립 라인에서 표준화된 거푸집을 사용하여 제작된 것으로 여겨진다.

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고대 카르타고에서는 전함이 적당한 비용으로 대규모로 대량 생산되어, 지중해에 대한 지배력을 효율적으로 유지할 수 있었다. 그로부터 여러 세기 후, 베네치아 공화국은 카르타고의 뒤를 이어 조립 라인에서 미리 제작된 부품으로 선박을 생산했다. 베네치아 아르세날레(Venetian Arsenal)는 사실상 세계 최초의 공장에서 거의 하루에 한 척씩 선박을 생산했으며, 전성기에는 1만 6천 명을 고용했다.

활자(가동활자)의 발명으로 책과 같은 문서를 대량 생산할 수 있게 되었다. 최초의 가동활자 체계는 송나라 시대에 중국의 필승(畢昇)이 발명했으며, 무엇보다 지폐를 발행하는 데 사용되었다. 금속활자로 제작된 현존하는 가장 오래된 책은 1377년 한국(고려)에서 인쇄된 《직지(直指)》이다. 요하네스 구텐베르크(Johannes Gutenberg)는 인쇄기를 발명하고 《구텐베르크 성경》을 제작함으로써 가동활자를 유럽에 도입했다. 이 도입을 통해 유럽 출판업계의 대량 생산이 보편화되었고, 이는 지식의 민주화, 문해율과 교육의 향상, 그리고 근대 과학의 시작으로 이어졌다.

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프랑스의 포병 기술자 장바티스트 드 그리보발(Jean-Baptiste de Gribeauval)은 18세기 후반에 대포 설계의 표준화를 도입했다. 그는 대포알과 대포를 단 세 가지 구경으로만 제한함으로써 생산과 관리를 합리화했고, 더 구형(球形)에 가까운 탄약을 요구함으로써 그 효과를 개선했다. 호환 가능한 바퀴, 나사, 차축을 사용하도록 이 무기들을 재설계함으로써 대량 생산과 수리가 단순해졌다.

산업화 시대

산업혁명기에는 영국 포츠머스 블록 밀스(Portsmouth Block Mills)에서 나폴레옹 전쟁 당시 영국 해군용 선박 도르래 블록을 만드는 데 단순한 대량 생산 기법이 사용되었다. 이는 1803년 새뮤얼 벤담(Samuel Bentham) 경의 관리 아래 헨리 모즐리(Henry Maudslay)와 협력한 마크 이점바드 브루넬(Marc Isambard Brunel)에 의해 이루어졌다. 특화된 노동과 기계 사용을 통해 생산비를 줄이도록 세심하게 설계된 제조 작업의 명백한 첫 사례는 18세기 영국에서 나타났다.

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해군은 연간 10만 개의 도르래 블록 제조를 필요로 하는 확장 상태에 있었다. 벤담은 이미 동력 구동 기계를 도입하고 조선소 체계를 재편함으로써 부두에서 놀라운 효율을 달성한 바 있었다. 선구적인 기술자였던 브루넬과, 1800년에 산업적으로 실용적인 최초의 나사 절삭 선반을 개발하여 처음으로 나사산 규격을 표준화하고 이를 통해 호환 가능한 부품의 적용을 가능하게 한 공작기계 기술의 선구자 모즐리는 블록 제작 기계 제조 계획을 위해 협력했다. 1805년까지 조선소는 제품이 여전히 서로 다른 부품으로 개별적으로 만들어지던 시대에 혁신적이고 목적에 맞게 제작된 기계로 완전히 갱신되었다. 블록에 22개의 공정을 수행하는 데 총 45대의 기계가 필요했으며, 블록은 세 가지 가능한 크기 중 하나로 만들 수 있었다. 기계는 거의 전부 금속으로 만들어져 정확성과 내구성이 향상되었다.

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