산업공학
1. 개요
產業工學 / Industrial Engineering
산업공학이 대체 뭘까?
명칭으로는 가장 널리 쓰이는 '''Industrial Engineering''' 외에도 많은 바리에이션들이 존재한다. 미국에서는 Industrial System Engineering을 비롯해 여러 명칭으로 불린다. 한국에선 산업공학과로 부르나, 최근 산업'경영'학과라는 명칭이 유행하고 있는 편이다. '시스템경영공학과', '산업경영공학과', '경영공학과' 등 다양한 학과명이 있다. '산업', '경영', '시스템' 같은 키워드가 주로 쓰이는 듯하며, 일부 대학/전문대학에서는 '공학과'가 붙지 않는 경우도 있는 듯하다.
군사학적 유통에 해당하는 병참에서 시작된 체계공학, 계량경영학을 중심으로 조직체계를 환경에 맞게 최적화시키는 분야이다.
설비관리를 배우기는 하지만 설비의 설계와 조립, 작동원리보다는 설비의 배치와 공정절차 관리를 중점적으로 배우며, 대부분 기업의 부가가치 창출에 초점을 맞추기 때문에 공대 내부의 경영학으로 보는 것이 더 적절할 것이다.
경영과학, 생산(운영)관리, 경영정보시스템 같은 과목이 경영학과와 겹친다. 초점이 다르다고는 하지만 어차피 배우는 과목은 두 학과가 같기 때문에 내용도 거의 비슷하다. 다만 경영과학은 경영학과에서 다루지 않는 대학도 있고 산업공학과에서는 경영과학1, 경영과학2로 2학기에 걸쳐서 주로 배우기 때문에 산업공학과 교과목에 더 가깝다고 봐야겠다.
산업공학과 학부 출신이 경영대학 교수로 재직하는 경우도 꽤 된다. 다만 그 역(경영학과 출신 산업공학과 교수)은 거의 없는 것 같다.
2. 다른 학문과의 관계
2.1. 경영학
산업공학의 연구 분야는 경영학의 연구분야와 유사한 것이 있다. 경영학과에서 세부 전공으로 생산관리 분야를 공부하게 된다면 산업공학과와 많이 겹치게 된다.[1] 게다가 경영학과 교수들 중에는 산업공학과 출신들이 있을 정도.[2] 때문에 상호 인정되는 과목들도 제법 있어서 산업공학과 학생은 경영학과 복수전공시 타 공대 학과에 비해서 학업의 친숙도가 높은 편. 반대도 마찬가지. 특히 경영정보학과와는 그냥 수정자본주의와 수정사회주의 정도의 차이이다. 경영학 과목이 산업공학 과목으로 인정되는 경우보다 그 반대의 경우가 더 많으므로 유불리를 따지자면 산공과 학생이 경영학과 복수전공을 하는 게 더 유리하기는 하다.
아무튼 이러한 특징 때문에 교차지원을 부분적으로 허용하는 학교의 경우 산업공학과는 교차지원을 허용하는 경우도 꽤 된다. 확실히 기계공학이나 화학공학, 전기전자공학 등에 비해서는 문과 출신들도 적응하기 쉬운 편이기는 하나 어디까지나 '''비해서'''다. 엄연한 공대기에 미적분학, 공업수학 같은 건 모두 배우며 경영학과에 비해 생산관리 파트에서 훨씬 세부적으로 파고 들어가는데 이 과정을 깊게 파고 들어갈 경우엔 수학 활용도가 장난이 아니므로(...) 우습게 보면 다치기 십상이다. 또한 확률이나 통계관련 과목의 뒤쪽 부분으로 가면 갈수록 탄탄한 수학 베이스가 없으면 안드로메다로 갈 수가 있다.[3] 또한 생산관리 쪽도 제대로 파기 시작하면 생산에 물류가 따라붙기 시작하며, Process Management 분야에서 다루는 MRP나 ERP와 같은 이론의 경우 프로그래밍 구조나 수학적인 이론까지 배우는 경우도 있다.(대부분 학부 수준에서는, 기초적인 부분만 배우기 때문에 프로그래밍이라기 보다는 코딩, 수학이라기보다는 산수에 가깝긴 하다.)
경제성공학, 금융공학의 경우 학부 수준에서는 상경계가 이점을 가진다. 금융공학이 가면 갈수록 고급 계량경제학, 확률미분방정식, 편미분방정식 등 고차원적인 수학을 요구해서 문과 출신들이 나가떨어지는 것 뿐이다.
모든 부분이 다 연관되는 것은 아니다. 최적화 (경영과학), 정보시스템의 경우 방향성 자체는 동일할 수 있으나 수학, 통계학, 프로그래밍 지식 차이로 인해 개론을 넘어선 심화과목에서는 문과생이 산업공학과 수업을 따라가기 힘든 부분이 존재한다.
2.2. 다른 공학
비교적 전공분야가 이름에서 직관적으로 드러나는 기계공학이나 화학공학 등 여타 공학들과는 다르게 이름만 들어서는 무슨 학문인지 알기 어려운 학문 분야이다. 하지만 한국의 나름대로 이름있는 종합대학이라면 공과대학 내부에 어지간해서는 학과가 존재하는 편이며 외국에서도 흔히 볼 수 있는 학문 분야이다. 자연계열 수험생이라면 산업공학 자체가 뭔지는 몰라도 산업공학과는 한 번쯤 들어보거나 각 대학 홈페이지에서 어렵지 않게 찾아볼 수 있는 전공. 메이저한 공학들에 비해 다소 이름이 덜 알려져 있긴 하지만 보통 공대를 가진 수준있는 학교[4]는 거진 가지고 있다. 이는 시대적 흐름으로 인해 대규모의 복합적인 생산체계 또는 서비스체계를 통해 수익을 뽑아내는 산업[5]이 계속해서 늘어나고 있고, 체계 자체를 연구하는 학문의 중요성이 낮아질 수 없기 때문이다.
3. 산업공학의 하위 분야
산업공학의 메인 영역은 SE이고, 나머지 인간공학이나 금융공학 같은 것들은 다른 학제에서도 다루는 것들이다.
테크트리 그림
3.1. 체계공학(System Engineering)
3.2. 프로젝트 관리(Project Management)
3.3. 계량경영학 (Operations Research)
3.4. 다른 학제와 융합된 분야들
3.4.1. 상경계열
가치, 경제성, 투자, 비용, 재정, 재무, 금융 등의 용어가 들어갈 경우 돈에 대한 전반을 다룬다는 의미다.
- 원가회계
- 산업과 경제시스탬: 미시경제학의 산업공학버전.
- 재무제표
- 재무모델
- 민감도분석
- 리스크 관리
- 경제적 등가: 현가/연가/미래등가를 계산한다.
- 투자와 수익률 분석
- 현가분석과 연가분석
- 비김분석
- 비율혜택 분석
- 세후 경제성 분석
- 금융공학
3.4.2. 생산관리, 서비스운영관리 계열
- (협의의) 생산관리: 구분을 위해서 생산전략, 생산기획, 생산계획 등으로 부르기도 한다. 생산공정의 절차, 시간, 인력배치 등을 고려해 생산활동을 기획하고 총감독하는 분야다. 최대한 많은 변수와 제한조건을 고려하기 위해 OR을 응용한다.
- 물류, 유통, 보급, 공급, 운송, 운수, SCM 등: 이런 단어가 들어가면 다 운송에 대한 것이다. 상품은 시간적 가치(트렌드가 끝나면 쓸모없어짐)와 공간적 가치(어떤 트렌드는 한국에서만 발생하였음)를 지니고 있다. 이를 극대화시키려면 적절한 시기에 적절한 공간에 적절한 물품이 있어야 한다. 이것을 위해 물적유통 시스템을 관리하는 것이 물류관리다. 자세히 들어가면 개론과 달리 엄청나게 복잡해지는 분야다. 적절한 물품 배치를 위해 마케팅-소비자행동론과 연계되고, 선박으로 운송하는 물건이면 자연재해리스크를 계산하기 위해 기상학과 연계되며, 분쟁 지역을 지나치는 경우 전쟁 리스크/외교 리스크를 계산해야 하는 경우도 있다. 이 모든 변수를 OR적으로 관리하는 방법을 연구해야 한다.
- 구매, 획득 등: 생산에 필요한 자재를 낮은 가격으로, (쉽게 부패하는 재료라면)필요한 시기에 구매하기 위해, 자재의 적절한 가격과 납기시일을 분석하는 공학분야다. 원론 수준에선 간단해 보이지만 상당히 복잡한 분야다. 희소한 물건일수록 정보가 제한되어 있기 때문에 협상 당사자는 제한된 정보를 가지고 가격을 계산해 협상에 임해야 한다. 이때 가격을 잘못 계산하면 엄청난 손해를 볼 수 있기 때문에, 전쟁리스크[10], 자연재해 리스크[11], 외교리스크[12], 자원의 채굴에 들어가는 예측비용[13] 등 구할 수 있는 변수를 모두 계산해 합리적인 협상안을 도출해야 한다.
- 자재관리: 자재를 관리하는 업무
- 제조공학/공정관리/진척관리/진도관리: 용어가 상당히 통일되어 있지 않다. 돈이 적게 들어가는 제조 시스템을 설계하는 분야다. 제조 설비 자체의 설계와, 만들어진 제조설비&인력의 배치 두가지로 거칠게 나눌 수 있다. 제조설비 자체를 설계하는 것은 기계공학이나 전자공학에서 더 자세히 다루는 분야이고, 산업공학과에서 배우는 내용은 제조설비와 인력의 배치, 유지보수 쪽이다. 입문난이도가 비교적 높으나 실전에 들어가면 상당히 정직한 분야다. 다른 분야는 계산해야 하는 정보가 제한적이라 예측값만으로 계산을 진행하거나, 예상치 못한 돌발상황이 발생해 계획이 박살나는 경우가 있는 등 난이도가 널뛰기를 하는 반면에 이쪽은 그럴 위험이 적다. 애초에 공장은 안전한 지역에만 세우니까.
- 서비스 전달 시스템 설계/서비스 프로세스: SCM이다.
- 서비스 수요 예측: 재고관리에 대응되는 분야다.
- 서비스 품질: 품질관리에 대응되는 분야다.
3.4.3. 인간공학
인간이 기계와 쉽게 상호작용할 수 있도록 설계하는 것이다.
- 인체공학: 인간 행동, 생리학, 해부학, 인체측정학 등 인체의 관점에서 인간이 시스템을 쉽게 다룰 수 있도록 한다.
- 인지공학: 신경과학, 심리학, 인지과학 등 인간의 정신적 측면에서 인간이 시스템을 쉽게 다룰 수 있도록 한다.
- 감성공학: 인간이 시스템에서 불쾌감을 느끼지 않도록 한다.
- 사용자 경험: 이상의 것을 총체적으로 다룬다.
3.4.4. 품질관리 및 신뢰성공학
품질관리는 생산된 시점, 혹은 생산 중간의 정태적인 분야다. 신뢰성공학은 생산되어 고객에게 전달된 이후에도 품질이 유지되도록 하는 동태적인 분야이다.
- 품질관리: 통계기법으로 불량률을 관리하는 분야다. 생산관리와 제조관리와 영역이 겹치는데, 생산을 계획하는 것이 (협의의) 생산관리이고, 계획된 것을 생산하는 것이 공정관리, 물품이 생산된 다음 점검하는 과정이 품질관리에 해당되며, 여기서 품질이 지나치게 떨어질 경우 제조관리와 생산관리 과정으로 피드백이 들어간다고 보면 된다. 물론 복잡한 물건일수록 중간 품질점검 과정이 여러차례 있으나, 여기까지 들어가면글로 설명이 안되니 생략한다. 품질경영 같은 기본적인 내용을 생산관리 과목에서 배우게 되고, 실험계획법이나 7도구를 다루는 기법, 품질비용 계산 기법 등은 별도의 통계과목으로 개강하는 경우가 흔하다.
- 신뢰성공학: 참조
3.4.5. 정보시스템 공학
경영정보학과에서 별도로 다루는 경우도 있다. 네트워크처럼 기업 전체에 산발적으로 뿌려진 데이터들을 체계적으로 연구개발설계 - 관리 - 분석하는 분야이다.
- DBMS (DataBase Management System)
- 데이터 마이닝
- 빅 데이터 프로세싱: 요즘 뜨고 있는 분야, 모든분야 응용이 가능함. 인간의 힘으로 분석할 수 없을 정도로 거대한 자료를 컴퓨터를 이용해 분석함으로써 현실 문제를 해결하는 학문이다.
- 기계학습
- 데이터 마이닝
4. 산업공학과
[1] 미국 경영학의 태조처럼 여겨지는 프레더릭 테일러의 이론들은 산업공학과 수업에서도 많이 다루어진다.[2] 오히려 요즘에는 생산관리, 경영정보론 같은 분야의 신규 임용 교수님들은 공대출신인 경우가 더 많다. 공대출신들이 대학원을 경영학 쪽으로 진학하는 경우들 또한 많이 있다.[3] 사실 마음만 먹으면 수학을 거의 쓰지 않고, IT나 경영학 과목 위주로 수강하여 산업공학 학부를 졸업하는 것도 가능하긴 하다.[4] 초미니멈 공대를 보유한 모 학교 제외[5] 자동차 생산공정이 대표적으로, 사람이 직접 제작한 것과 자동화된 공정에서 제작한 것의 품질 차이가 거의 없는 제조 분야라면 당연히 자동화된 공정 체계를 도입하여 고품질의 제품을 대량으로 생산하는 것이 수익 면에서 비교가 되지 않는다.[6] S. Herzel., "Arbitrage opportunities on derivatives: A linear programming approach," Technocal report, Department of Economics, University of Perugia, 2000.[7] D. Bertsimas and I. Popescu. "On the relation between option and stock prices: A convex programming approach," Mathematical programming A, Vol. 74 (1996) 121-140[8] T. Pennanen, "Convex duality in stochastic optimization and mathematical finance," Mathematics of Operations Research Vol. 36, No. 2 (2011) 340-362[9] J. Gotoh and H. Konno "Bounding option prices by SDP: A cutting plane algorithm" Management Science, Vol. 48, No. 5 (2002) 665-678[10] 석유를 수입하는데 전쟁이 발생한다면?[11] 폭풍으로 운송이 장기지연된다면?[12] 중국과의 관계가 악화되어 희토류 수입을 제한당한다면?[13] 가격을 최대한 올려야 하는 석유 판매자가 석유 채굴 비용을 뻥튀기하지 않겠는가?[14] 가능한 적은 시간과 낮은 비용으로 신뢰성 높은 실험 결과를 얻어내기 위한 방법