생산수율 계산법과 원가 영향 — 수율 1%가 원가를 바꾸는 구조

식품공장에서 원재료 100kg을 생산에 투입했다고 하자. 생산이 끝난 뒤 계량해보니 다음 공정으로 넘어간 반제품은 94kg이었다. 이후 성형·포장을 거쳐 정상 완제품으로 확인된 양은 91kg이다. 그럼 이 제품의 수율은 91%일까? 그렇게 계산할 수도 있지만, 그것만으로는 생산과정에서 무슨 일이 있었는지 충분히 설명하기 어렵다. 100kg에서 94kg으로 준 이유와 94kg에서 다시 91kg으로 준 이유가 서로 다를 수 있기 때문이다. 가열하며 수분이 증발했을 수도, 설비 내부에 일부가 남았을 수도, 성형에서 규격미달이 나왔거나 품질검사에 쓴 양이 있을 수도 있다.

그래서 식품제조에서 수율은 최종 숫자 하나보다 어느 기준과 어느 공정구간의 수율을 계산하고 있는지가 더 중요하다.

먼저 ’무엇을 분모로 할 것인가’를 정한다

수율을 이야기할 때 서로 다른 계산방식이 섞이는 경우가 있다. 실제 투입량과 실제 산출량을 비교하는 공정수율은 이렇게 계산한다.

공정수율(%) = 실제 산출량 ÷ 실제 투입량 × 100

100kg을 투입해 94kg이 다음 공정으로 넘어갔다면 그 구간의 중량수율은 94%다. 반면 표준적으로 95kg이 나와야 하는 공정에서 실제로 94kg이 나왔다면 이건 다른 질문 — 실제 결과가 표준·목표 산출량에 얼마나 도달했는지를 비교하는 것이다.

목표대비 달성률(%) = 실제 산출량 ÷ 표준·목표 산출량 × 100

두 계산 모두 유용하지만 의미가 다르다. 첫 번째는 실제 투입물 중 얼마가 산출물로 이어졌는지, 두 번째는 회사가 설정한 표준과 실제 결과의 차이를 보여준다. ERP·MES에서 Yield 필드 하나만 만들어 이 두 값을 혼용하면 나중에 원가분석에서도 혼란이 생긴다.

100kg이 어디에서 91kg이 됐는지 따라가 본다

한 식품 Batch의 실제 기록이 이렇다고 하자.

원재료 실제 투입   100kg
배합 후            99kg   (배합 −1kg)
가열 후            94kg   (가열 −5kg)
성형 통과 정상 반제품 92kg (성형 −2kg)
포장 가능 정상제품   91kg  (포장 전후 −1kg)

최종 중량만 보면 100kg → 91kg이니 전체 중량수율은 91%다. 하지만 생산관리자가 알아야 할 건 여기서부터다. 배합 1kg, 가열 5kg, 성형 2kg, 포장 전후 1kg — 전체 수율 91%라는 숫자 하나에서는 안 보이던 정보가 공정을 나누는 순간 드러난다. 그리고 이 차이를 모두 같은 종류의 ’손실’이라고 부르면 안 된다.

가열해서 물이 빠진 것과 제품을 버린 것은 같은 kg이 아니다

가열식품에서는 수분이 증발하며 중량이 주는 것이 제품 제조 자체의 일부일 수 있다. 100kg을 넣어 95kg 제품을 만드는 게 정상이라면 5kg 중량감소 자체가 비정상은 아니다. 반대로 설비조작 오류로 필요 이상 가열해 평소보다 많은 수분이 빠졌다면 같은 중량감소라도 의미가 다르다. 성형에서 규격불량으로 2kg을 폐기했다면 이건 수분증발과 성격이 다르고, 설비 내부에 제품이 과도하게 남아 회수 못 했다면 또 다른 원인이다.

그래서 생산실적에는 단순한 Loss 9kg보다 손실의 성격을 구분할 수 있어야 한다. 정상 공정 중량변화인지, 제품으로 전환되지 못한 손실인지, 불량·폐기인지가 구분돼야 개선 대상도 찾을 수 있다.

목표수율을 100%로 잡으면 오히려 생산을 잘못 평가한다

원재료 100kg을 넣었으니 완제품도 100kg 나와야 한다고 생각하기 쉽다. 하지만 제품 특성상 가열·건조·숙성·절단에서 정상적인 변화가 있다면 100%는 애초에 현실적인 기준이 아니다. 정상 조건에서 최종 94~96kg이 안정적으로 나온다면 회사가 관리할 것은 100kg을 만드는 게 아니라 정상범위에서 벗어난 생산을 찾는 것이다. 반대로 수분을 흡수하는 공정에서는 산출중량이 투입중량보다 늘 수도 있으니, 중량수율이 100%를 넘었다는 사실만으로 잘못된 생산이라고 판단할 수도 없다. 중요한 건 제품·공정 특성에 맞는 기준이다.

수율 1%의 경제적 의미는 제품마다 다르다

제목처럼 수율 1%가 원가를 바꾸는 건 맞다. 다만 수율이 1% 떨어지면 원가가 항상 특정 비율만큼 오른다고 일반화할 수는 없다. 숫자로 보자. 한 Batch에 실제로 들어간 제조원가가 3,000,000원이고 정상 완제품이 나온 수에 따라 —

1,000개 → 개당 3,000원
  990개 → 개당 약 3,030원
  980개 → 개당 약 3,061원

같은 비용을 넣었는데 수율 저하로 판매 가능한 제품수가 줄면서 같은 Batch 비용을 더 적은 제품이 부담한 것이다. 하지만 실제 공장에서는 총 Batch 원가 자체도 완전히 고정돼 있지 않다. 재작업이 생기면 추가 노무비가, 설비를 더 돌리면 에너지 비용이, 부족분을 채우려 추가 Batch를 만들면 새 비용이 발생한다. 그래서 수율 저하의 실제 경제적 영향은 단순한 나눗셈보다 커질 수도, 생산구조에 따라 다르게 나타날 수도 있다.

중량수율과 판매가능수율을 구분한다

100kg을 투입해 최종 제품 95kg을 얻었다고 하자. 중량만 보면 수율 95%다. 그런데 검사 결과 일부가 규격을 벗어나 실제 판매 가능한 정상제품이 92kg뿐이라면 경영자가 보는 결과는 달라진다. 생산은 95kg을 만들었지만 실제 판매가능 산출은 92kg이다. 그래서 회사에 따라 공정 중량수율·정상제품 수율·포장완료 수율·판매가능 수율을 구분해 볼 수 있다. 모든 공장이 이 지표를 다 만들어야 한다는 게 아니라, 어느 단계에서 손실이 나는지가 중요한 공장이라면 그 단계까지 나누는 게 의미가 있다는 뜻이다.

kg와 EA를 섞으면 수율이 이상해진다

식품제조에서 흔한 또 하나의 문제가 단위다. 배합공정에서는 kg으로 관리하지만 성형 이후에는 EA로 관리한다. 반제품 100kg으로 60g 제품을 만든다면 이론적으로 몇 개가 나와야 하는지 계산할 수 있지만, 실제 제품중량엔 허용편차가 있고 공정잔량도 발생한다. 그래서 원재료 kg → 반제품 kg → 성형 EA → 포장 EA로 단위가 바뀌는 지점을 시스템에서 명확히 정의해야 한다. 안 그러면 중량수율과 개수수율을 하나의 숫자로 비교하는 문제가 생긴다.

배합비가 맞아도 수율은 달라진다

BOM/Recipe가 정확하면 수율도 일정할 거라 생각하기 쉽지만 현장은 그렇게 단순하지 않다. 같은 배합으로 생산해도 원재료의 수분함량·상태가 다를 수 있고, 가열온도·시간·냉각조건·작업자 취급·설비 내부 잔량이 결과에 영향을 준다. 그래서 Recipe Version과 실제투입량만 저장하는 것으로 수율분석이 끝나지 않는다. 수율 이상이 난 Batch를 찾은 뒤 당시의 원재료 LOT·공정조건·설비·작업시간을 같이 볼 수 있어야 원인에 가까이 간다. 이 지점에서 생산 데이터가 품질 데이터와 만난다.

평균수율 하나만 보면 변화가 늦게 보인다

월 평균 수율이 95%라고 모든 생산이 안정적이었다고 볼 수 없다. Batch가 94.8/95.0/95.2%로 움직였다면 안정적이지만, 99/91/98/92%가 반복돼 평균이 95%라면 이야기가 다르다 — 평균은 같지만 변동성이 매우 크다. 그래서 수율은 평균뿐 아니라 Batch별 추세와 변동폭도 함께 본다. 갑자기 한 Batch가 평소 범위를 벗어나면 그 시점의 원재료·설비·작업조건을 확인한다. 데이터가 충분히 쌓이면 통계적 이상탐지나 AI로 평소 패턴과 다른 생산을 자동으로 찾을 수도 있다. AI가 수율을 만들어주는 게 아니라 이미 축적된 생산데이터에서 사람이 놓칠 수 있는 이상 패턴을 찾는 역할에 가깝다.

좋은 수율이 반드시 가장 높은 수율은 아니다

식품제조에서 이 부분도 중요하다. 수율을 높이는 게 목표가 되면 현장은 무조건 산출량을 늘리는 방향으로 움직일 수 있다. 하지만 제품규격과 품질을 희생하며 얻은 높은 수율은 좋은 결과가 아니다. 목표중량보다 제품을 가볍게 만들어 더 많은 개수를 생산하면 개수 기준 수율은 좋아 보이고, 필요한 가열을 줄여 중량감소를 막으면 중량수율은 오르지만 품질·안전기준을 못 맞출 수 있다. 그래서 수율은 반드시 제품규격과 품질조건을 충족한 산출물을 기준으로 평가해야 한다. 원가 때문에 품질기준을 움직이면 수율지표 자체가 의미를 잃는다.

수율 개선은 가장 큰 손실부터 찾는 작업이다

처음 예로 돌아가자. 100kg을 투입해 최종 91kg이 나왔다. 전체 수율 91%만 보면 어디부터 손대야 할지 모른다. 그런데 공정별로 보니 배합 1kg, 가열 5kg, 성형 2kg, 이후 1kg의 변화가 있었다. 이제 가열의 5kg부터 본다. 그중 4kg이 제품 특성상 정상 수분증발이고 평소에도 비슷하다면 당장 개선대상이 아니다. 나머지 1kg이 최근 늘었다면 가열시간·온도·설비조건을 확인한다. 성형의 2kg 중 규격불량이 최근 증가했다면 그쪽이 더 큰 개선기회일 수도 있다.

이렇게 보면 수율관리는 “91%를 95%로 만들자”라는 목표보다 9kg의 차이가 무엇으로 구성되어 있는지를 설명하는 작업에 가깝다.

수율이 원가로 연결되는 순간

수율을 기록하는 이유는 생산팀 KPI를 하나 더 만들기 위해서가 아니다. 수율이 달라지면 같은 원재료·생산자원으로 확보하는 정상제품의 양이 달라지고, 그러면 단위원가도 달라진다. 실제 투입원재료가 Production Batch에 연결되고 생산완료 시 정상 산출량과 손실수량이 기록돼 있다면 별도의 원가용 수율을 다시 입력할 필요가 없다 — 생산에서 이미 발생한 데이터를 원가계산에서 그대로 쓴다.

수율을 별도의 독립된 숫자로 입력하기보다 실제투입과 생산실적 사이에서 계산할 수 있게 본 이유가 여기 있다. 수율이 떨어진 Batch의 원가가 상승했다면 다시 그 Batch의 실제투입량과 공정손실을 열어볼 수 있어야 한다. 그래야 원가 상승이 구매단가 때문인지, 원재료를 더 썼기 때문인지, 정상제품 생산량이 줄었기 때문인지 구분할 수 있다.

1%보다 중요한 건 그 1%가 어디에서 사라졌는가다

수율 1%는 생산량이 큰 공장에서는 상당한 금액이 된다. 하지만 모든 1%를 줄여야 할 손실로 생각하면 잘못된 개선활동이 시작된다. 정상 수분증발일 수도, 제품규격을 맞추려 제거해야 하는 부분일 수도 있다. 반대로 장부에서는 작은 1%처럼 보여도 특정 설비의 이상이나 반복 불량의 시작일 수 있다. 그래서 수율을 관리할 때는 최종 퍼센트보다 먼저 세 가지를 확인하는 편이 낫다.

• 어느 공정에서 발생했는가.
• 정상적인 변화인가, 개선 가능한 손실인가.
• 그 결과 정상제품의 단위원가가 얼마나 변했는가.

이 세 가지가 연결되면 수율은 단순한 생산실적 비율에서 제조원가를 설명하는 데이터로 바뀐다.

참고 — 정상 공정손실·품질기준의 판단은 제품·공정 특성에 따라 다르다. 자가품질검사·품질기준 관련은 식품안전나라와 관할 기준으로 확인한다.