현장 운영 관리 기술
식물공장의 재배 계획이 어긋나는 건 정밀도 문제가 아니다
“생산 능력을 최대로 채워 짜고, 출하와 인원은 거기에 맞추면 된다”——재배 계획을 그렇게 생각하고 있지는 않습니까? 그렇게 짜면 매주 어딘가에서 앞뒤가 맞지 않게 됩니다. 출하 쪽은 남아돌고, 인원 쪽에서 불만이 나오고, 그 뒤처리에 쫓기게 됩니다. 공정표의 정밀도가 부족해서라고 생각해 더 세밀하게 다시 짭니다. 하지만 아무리 세분화해도 어긋남은 사라지지 않습니다. 그렇다면 의심하는 곳 자체가 애초에 잘못된 것일지도 모릅니다.
저는 인공광형 식물공장에서 잎상추 등 잎채소의 생산에 오랫동안 관여해 왔습니다만, 계획이 돌아가지 않게 되는 장면의 상당수는 공정표의 세밀함이 아니라, 각기 다른 속도로 움직이는 것들을 하나로 묶어 버린 데서 비롯되고 있었습니다.
계획의 어긋남은 정밀도가 아니라 세 개의 시계 문제
공정표대로 돌아가지 않는 장면은 여러 가지가 있습니다. 주의해서 들여다보면 그 어긋남의 양상이 한 가지가 아님을 알게 됩니다. 출하에서 남거나 모자라는 파동은 주 단위로 세밀하게 움직이는데, 재배 자체는 훨씬 느려서 정식 리듬을 바꾸어도 결과가 나오는 것은 몇 주 뒤입니다. 게다가 인력의 성수기·비수기는 또 다른 타이밍에 피크가 옵니다. 같은 “계획” 안에 속도가 다른 것들이 뒤섞여 있다——그렇게 느낀 적이 없습니까?
이건 특정 누군가만의 감각이 아닙니다. 제가 보기에, 계획이 돌아가지 않게 되는 경우의 많은 부분은 여기서 시작됩니다. “재배 계획”이라고 한 단어로 부르지만, 그 안에는 적어도 세 개의 서로 다른 시계가 들어 있습니다. 출하는 수요에 이끌려 주 단위로 세밀하게 흔들립니다. 재배는 생물의 주기이기 때문에 손을 써도 답이 돌아오는 것은 몇 주 뒤입니다. 잎채소인 잎상추라면 한 포기가 파종부터 수확까지 35일 전후. 손을 써도 그 효과가 선반에 나타나는 것은 한 사이클 뒤입니다. 인력의 성수기·비수기는 그 어느 쪽과도 다른 피크로 움직입니다.
문제는 이 속도가 다른 것들을 하나의 공정표라는 같은 눈금에 올려놓는다는 점입니다. 빠른 파동에 맞추면 재배 쪽이 휘둘리고, 느린 주기에 맞추면 출하가 놓치게 됩니다. 따라서 어긋남은 공정표의 정밀도 문제가 아닙니다. 본래 따로따로 돌아가야 할 셋을 억지로 동기화하려는 구조의 문제입니다.
“하나의 선으로 파악하려 하면 어긋난다”는 것은 연구 쪽에서도 같은 형태로 나타납니다. 식물공장의 잎상추에서 수확 시 무게를 예측할 때, 어느 한 시점의 외형 크기만으로 읽으려 하면 상관관계는 0.45에 머무릅니다. 그런데 잎의 움직임 같은 시간을 걸쳐 있는 변화를 특징으로 추가하면 0.74까지 오릅니다（참고: 1）. 그 잎의 움직임 자체도 명암 사이클에 연동한 주기성을 갖습니다（참고: 1）. 어느 한 시점의 정지 화면이 아니라 시간의 흐름, 즉 주기로 보면 현실이 잘 읽힙니다. 계획도 마찬가지로, 어느 한 주의 출하 수만 보고 손을 쓰면 빗나갑니다. 파동으로서, 주기로서 바라볼 때 비로소 현실이 읽히기 시작합니다.
세 축을 따로따로 돌리는 완충의 배치
세 개의 시계가 있다고 하면 납득이 가지 않습니까? 다만 여기서 하나 걸리는 점이 남습니다. 따로 돌려야 한다고 해도 실제로는 셋이 서로 당기고 있습니다. 출하의 파동에 대응하려 하면 정식 리듬을 건드리고 싶어지고, 수확 피크가 오면 인력도 그쪽으로 끌려갑니다. 따로 돌린다는 것은 구체적으로 어떻게 거리를 두는 것인지. 하나로 묶지 않는다면 무엇을 보고 셋을 맞물리게 해야 하는지.
출하·재배·인력을 따로따로 돌린다는 것은 셋 사이에 “완충”을 의도적으로 두는 것입니다. 직접 연결하면 빠른 파동이 그대로 느린 주기를 흔들어 버립니다. 바로 그렇기 때문에 사이에 완충을 끼워, 한쪽의 흔들림이 다른 쪽에 그대로 전달되지 않도록 합니다. 구체적으로는 출하 쪽에 둘 수 있는 것은 선반 위에서 수확을 기다릴 수 있는 적기의 폭, 출하할 수 있는 규격의 상하 유연성, 그리고 계약 수량의 조정 여지입니다. 재배 쪽에 둘 수 있는 것은 정식 간격의 폭이고, 인력 쪽에 둘 수 있는 것은 여유 인력입니다. 여기서 현장의 단서를 하나 달아두자면, 신선 잎채소는 유통기한이 짧아 재고로 며칠씩 쌓아둘 수 있는 폭이 한정됩니다. 그래서 출하 쪽의 완충은 “재고를 두텁게 쌓는다”보다는 선반 위의 수확 적기를 앞뒤로 얼마나 조정할 수 있는지, 어느 규격까지 출하에 돌릴 수 있는지로 가지게 됩니다. 또한 완충을 두는 방법은 이것만이 아닙니다. 정확히 말하면 축마다 더 세밀한 방식이 있지만, 논의를 파악하기 쉽게 하기 위해 여기서는 각 축의 대표적인 것에 한정해서 들고 있습니다.
맞물리게 하는 실마리는 공정표 자체가 아닙니다. 그 완충이 지금 얼마나 남아 있는지, 혹은 얼마나 줄어들고 있는지에 있습니다. 출하의 파동은 수확 적기의 폭과 규격의 유연성으로 받고, 그 여지가 바닥나려 할 때 재배 쪽의 정식 리듬에 손을 댑니다. 수확 피크는 인력의 여유로 받습니다. 셋을 같은 눈금으로 동기화하는 게 아니라, 각각 사이에 있는 완충의 여유량을 보고 한계에 가까워진 것만을 조정합니다.
여기서 주의해야 할 것은 재배 쪽의 대처는 “완충이 바닥났을 때”로는 이미 늦는다는 점입니다. 출하를 받는 완충이 고갈된 뒤에 정식을 늘려도, 그 포기가 선반에 오르는 것은 35일 전후 뒤입니다. 완전히 뒤늦은 대처입니다. 그래서 재배 축만은 완충이 바닥나길 기다리지 않고, 수확까지의 리드타임만큼 앞당겨 설정을 움직입니다. 완충의 감소 기울기를 보고 바닥나기 전에 손을 씁니다. 출하 쪽의 점검이 “지금 몇 개인가”를 보는 것에 대해, 재배 쪽은 “이대로 가면 리드타임 끝에서 충분히 나오는가”를 보는 것, 그것이 차이입니다.
하나의 선으로 끝까지 확정해 두는 게 아니라, 세 개의 시계는 각각의 속도로 돌아가게 두면서 경계의 완충만을 감시합니다. 그런 거리 두기입니다.
인력이 생산과는 별도의 축이라는 것은 경영 데이터 쪽에서도 뒷받침됩니다. 시설원예（토마토）의 태양광형을 대상으로 한 업계 조사에서는 6,000〜8,000㎡ 부근에서 수익성의 피크가 관측되어 있으며, 지속적으로 운영하는 데 있어서의 주요 과제는 “안정 생산과 노동력의 조달·배분”이라고 보고되어 있습니다（2017년·참고: 2）. 이것은 과채류·태양광형의 조사로, 제가 현장에서 봐온 인공광형·잎채소와는 형식이 다르지만, 인력이 생산 공정에 그저 종속되는 변수가 아니라는 논점은 형식을 넘어 유효합니다. 수익성은 생산 능력을 최대한 활용하는 것이 아니라 생산과 노동력을 어떻게 양립시키는지에 크게 좌우됩니다. 인력은 별도로 두고 맞춰가야 할 하나의 축이라고 생각합니다.
기준으로 삼는 축을 고른다
출하 예정이나 인원 사정에 맞추어 재배 쪽을 조정하려 해도, 생육 리듬은 그리 쉽게 바뀌어 주지 않습니다. 이런 경험은 없습니까? 세 개의 시계 중, 재배의 주기만은 빛과 온도로 대략 정해져 있어 출하나 인력만큼 자유롭게 움직일 수 없습니다. 그러면 현실에서는 자연스럽게 “움직이기 어려운 축을 기준에 두고, 움직일 수 있는 축을 거기에 맞춰가는” 순서가 나옵니다. 반대로, 수주를 최우선하고 싶은 시설이라면 출하를 기준에 두는 경우도 있습니다. 무엇을 기준 주기에 두느냐에 따라 계획의 조립 방식 자체가 달라집니다.
셋 중에서 재배의 주기가 가장 움직이기 어려운 축입니다. 빛도 온도도, 수확까지의 리듬도 사람이나 수주의 사정으로는 바꿀 수 없습니다. 그래서 재배를 “기준 시계”에 두고 출하와 인력을 그 위에 맞춰갑니다. 이것이 가장 무리 없는 방식입니다.
여기서 중요한 것은 무엇을 기준에 두어도, 기준이 직접 나머지를 움직이는 것은 아니라는 점입니다. 재배를 토대로 해도 출하의 파동은 수확 적기의 폭으로 받고, 인력은 여유로 받습니다. 이전 장에서 살펴본 완충의 배치 방식은 여기서도 변하지 않습니다.
수주 최우선의 시설이 출하를 기준으로 하는 경우도 마찬가지입니다. 이번에는 재배 쪽에 정식 간격의 폭이라는 완충을 두텁게 가져가 파동을 흡수시킵니다. 고용을 평준화하고 싶은 시설이라면 사람이 움직일 수 있는 양을 기준에 두고, 출하와 재배를 거기에 맞춥니다. 수주 주도·생산 주도·인원 주도, 어느 쪽을 기준으로 선택해도 논리는 변하지 않습니다. 기준을 바꾼다는 것은 어느 시계를 고정하고, 어느 완충을 두텁게 할지를 새로 고르는 것입니다. 가장 움직이기 어려운 축을 기준으로, 움직일 수 있는 축 쪽에 완충을 배치합니다. 순서는 항상 이렇게 됩니다.
단, 계약 판매 비중이 높은 시설에서는 이 비대칭이 역전되는 경우가 있습니다. 출하 수량이 계약으로 거의 고정되어 있으면, 출하가 오히려 가장 안정된 축이 되고, 흔들리는 것은 생산 쪽——수율이나 생육의 편차——이 됩니다. 그 경우에는 생산 쪽에 완충을 두텁게 가져가고, 계약이라는 안정 축에 재배를 맞춰갑니다. 자신의 시설에서 무엇이 가장 안정되어 있고, 무엇이 가장 흔들리는지는 계약 구성에 따라 달라집니다.
그리고 재배의 주기를 기준 시계에 둔다고 해도, 그 기준도 완전히 고정된 것은 아닙니다. 잎상추의 생육은 빛의 세기로 오르내리지만, 광주기나 양액 농도와의 조합으로 최적점이 달라지며, “이것이 유일한 최적”이라는 단일한 값은 존재하지 않습니다（참고: 3, 4）. 기준으로 삼은 축 안에도 선택할 수 있는 폭은 남아 있습니다. 움직이기 어렵다는 것은 전혀 움직일 수 없다는 것과는 다릅니다.
움직이기 어려운 재배 축에 여유를 만든다
출하를 기준으로 하는 시설에서는 재배 쪽의 완충을 두텁게 한다고 하면, 조금 걸리지 않습니까? 재배의 주기는 빛과 온도로 정해져 있어 세 축 중에서 가장 움직이기 어려울 터입니다. 그 움직이기 어려운 축에 정식 간격의 폭이라는 완충을 가질 수 있다고 합니다. 조금 이상한 이야기입니다. 움직이기 어려운 것에 완충을 만든다는 것은 구체적으로 어떤 것인지. 가장 딱딱해야 할 축이 실은 가장 완충을 더할 수 있는 곳인 걸까요?
결론부터 말하면, 맞습니다. 움직이기 어려운 축일수록 완충을 더할 수 있습니다. 재배의 주기 자체, 즉 한 포기가 파종부터 수확까지 몇 주 걸리는지는 확실히 바꿀 수 없습니다. 하지만 “언제 파종하는지” “몇 번으로 나눠 파종하는지”는 바꿀 수 있습니다. 이것을 분산시키는 것이 정식 간격의 폭입니다.
한 번에 대량으로 파종하면 수확도 한 시점에 집중되어, 출하의 파동에 맞출 방법이 없습니다. 하지만 시기를 어긋나게 하여 조금씩 파종하면, 선반 위에 “곧 수확기에 들어갈 포기” “조금 있으면 올라올 포기”가 계단식으로 늘어섭니다. 출하가 늘어난 주에는 일찍 수확하고, 남을 것 같은 주에는 조금 늦춥니다. 그런 폭이 생깁니다. 이것은 현장의 파종 설계에 그대로 반영됩니다. 예를 들어 계약이 일산 5,000포기라면, 그것을 하루에 한꺼번에 파종하는 것이 아니라 수확이 매일 거의 같은 양으로 올라오도록 며칠로 나눠 파종합니다. 다단계로 키우는 공장이라면 육묘·초기·중기·후기로 선반을 나누고, 각 단계에 며칠분의 포기를 항상 재고로 가져둡니다. 이렇게 해두면 출하가 늘어난 주에는 후기 선반에서 앞당겨, 줄이고 싶은 주에는 조금 늦추는 조정이 됩니다. 하루 분량 일괄 파종으로는 이 폭이 애초에 존재하지 않습니다.
딱딱한 것은 개별 포기의 주기이고, 유연한 것은 그 포기를 시간 축 위에 어떻게 분산시키는지입니다. 움직일 수 없는 단위를, 어긋나게 겹침으로써 전체로서는 완충이 됩니다. 가장 딱딱한 축이 가장 완충을 더할 수 있는 곳이 되는 것은 딱딱함과 배치가 별개의 문제이기 때문입니다.
이 생각——딱딱한 것은 개별 포기의 주기이고, 유연한 것은 시간 축 위의 배치——과 비슷한 것이 빛의 배분 방식 연구에서도 보입니다. 여기서는 파종의 배분 자체 이야기가 아니라 다른 영역의 예이지만, “총량을 바꾸지 않고 배분 방식을 바꾸면 결과가 달라진다”는 구도는 공통됩니다. 예를 들어 온실에서 보광하며 키우는 ‘Little Gem’ 잎상추에서는 같은 총량의 빛을 짧은 시간에 강하게 쪼이는 것보다 시간을 길게 늘려 약하게 배분하는 쪽이 바이오매스가 늘고 빛 이용 효율도 올라갑니다（참고: 5）. 다만 이것은 태양광형 온실＋보광의 조건이며, 게다가 광주기를 너무 늘리면 팁번(잎끝 마름)이 증가한다는 품질 트레이드오프도 같은 연구에서 보고하고 있습니다. 늘릴수록 이득이라는 단순한 이야기가 아닙니다. 인공광형 폐쇄 환경에서도 전력 가격 변동에 맞춰 하루 동안의 빛 세기를 조정해도 총량을 유지하면 수량을 떨어뜨리지 않고 조명 비용을 약 12% 줄인 결과가 있으며（참고: 6）, 같은 연구에서 빛을 일정하게 쪼이는 것보다 단계적으로 높여가는 배분 방식이 같은 총량에서도 건물중이 약 12% 늘었습니다（참고: 6）. 수요나 가격에 맞춰 전력 사용 방식을 어긋나게 하는 방법 자체를 검토한 연구도 있습니다（참고: 7）. 형식이나 대상은 다르지만, 총량보다 배분 쪽이 효과가 있는 장면이 있다는 뒷받침이 됩니다.
완충을 재검토하는 리듬은 파동의 속도에 맞춰 바꾼다
완충의 여유량을 보고 조정한다는 이야기는 납득이 갈 것이라고 생각합니다. 다만 여기서 하나 의문이 떠오릅니다. 그 여유량은 언제, 어느 정도의 주기로 확인하면 되는지. 출하는 주 단위로 세밀하게 움직입니다. 재배의 반응은 몇 주 뒤입니다. 인력은 또 별도의 피크를 가지고 있습니다. 셋 모두 같은 간격으로 들여다보는 것은 맞지 않을 것 같지만, 그렇다고 주기를 달리하면 이번엔 빠뜨릴 것 같기도 합니다. 완충마다 확인하는 리듬이 달라지는 걸까요?
확인하는 주기는 그 완충이 받고 있는 파동의 속도로 정해집니다. 빠른 파동을 받는 완충일수록 짧은 간격으로, 그것도 확인하는 것은 여유량뿐입니다. 출하를 받는 수확 적기의 폭이라면 매일 혹은 며칠 간격으로 “지금 앞뒤로 조정 가능한 포기가 선반에 얼마나 있는지, 줄어들고 있지 않은지”를 들여다봅니다. 이때 기준을 움직이는 판단은 하지 않습니다. 그저 여유량이 지금 어디에 있는지를 확인할 뿐입니다.
느린 주기를 받는 완충은 긴 간격이어도 괜찮습니다. 다만, 보는 것이 달라집니다. 정식 간격의 폭을 받는 재배 쪽은 매주 측정해도 반응이 돌아오지 않으므로 몇 주에 한 번 “그 자체로 지금의 정식 간격이 맞는지”라는 기준 자체를 재검토합니다. 여유량의 확인이 아니라 설정의 점검입니다. 그리고 이 점검은 완충이 바닥나기 전에——리드타임만큼 일찍——돌려둡니다. 재배 쪽만은 뒤쫓는 것이 불가능하기 때문입니다.
즉, 같은 “확인”에도 두 층이 있습니다. 빠른 완충은 짧고 자주 여유량을, 느린 완충은 긴 간격으로 설정을. 간격을 맞춰버리면 빠른 쪽은 빠뜨리고, 느린 쪽은 쓸데없이 흔들게 됩니다. 완충마다 확인하는 리듬은, 받고 있는 파동에 맞춰 바꿔도 됩니다.
완충의 감소 방식은 그대로 “어느 축의 설정이 느슨했는지”를 가리켜 줍니다. 수확 적기의 폭이 항상 바닥이 나면 재배 쪽의 정식 간격이 출하의 파동을 따라잡지 못하고 있는 것입니다. 인력의 여유가 항상 빡빡하다면 인원 쪽의 견적이 수확 피크를 흡수하지 못하고 있는 것입니다. 출하 미달이 계속된다면 출하 쪽에 배치한 완충 자체가 얇은 것입니다. 어긋남을 싸잡아 “계획의 허술함”으로 치부하지 않고, 어느 완충부터 무너지고 있는지로 원인의 축을 가려낼 수 있습니다. 이것이 세 축으로 보는 것의 가장 큰 실질적 이점이라고 느끼고 있습니다.
물론 이렇게 완충의 여유량을 추적하거나, 납품일에서 역산해 파종을 간격 두어 배치하거나, 단계별로 재식 주수를 할당하거나 하는 것을 매번 처음부터 조립하는 것은 상당히 손이 많이 갑니다. 제가 현장에서 사용해 온 재배 계획 템플릿을 이 사이트에서 공개하고 있으므로, 계산식의 조립 방식을 파악하는 계기가 될 것입니다. 단, 그대로 사용할 수 있는 것은 아닙니다. 재식 주수도 회전도 수율도 공장마다 다르기 때문에 실제로 운용하려면 자신의 환경에 맞게 고쳐 만드는 것이 전제입니다. 우선 공부 삼아 여기에서 다운로드하여 내용을 살펴보십시오.
세 축으로도 감당할 수 없는 어긋남과 처음부터 갖는 자세
지금까지 세 개의 시계와 그 사이 완충의 보는 방식이 정리되었습니다. 마지막으로 하나, 선을 그어둡니다. 여기까지의 이야기는 “세 축이 돌아가는 범위의 어긋남을, 완충의 배치 방식과 재검토 리듬으로 흡수한다”는 틀이었습니다. 하지만 완충을 아무리 두텁게 해도 감당할 수 없는 종류의 어긋남도 있습니다. 예를 들어 수요 자체가 구조적으로 계속 줄어드는 경우, 혹은 고정비 수준이 주기 조정으로는 닿지 않는 곳에 있는 경우입니다. 이런 어긋남은 계획의 조립 방식이 아니라 판로나 계약 조건, 설비 규모 자체를 다시 묻는 이야기로, 별도의 영역이 됩니다. “세 축을 맞물린다”는 틀 밖에 있는 문제입니다.
이 경계선——완충으로는 감당할 수 없는 종류의 어긋남——은 수익성의 감응도를 보면 명확해집니다. 잎상추 식물공장의 수익성은 판매 가격에 대단히 민감합니다. 어느 시산에서는 판매 가격이 현재 수준에서 일정 비율 내려가는 것만으로 손익분기에 필요한 규모가 단번에 치솟고, 하락폭이 커지면 현실적이지 않은 규모까지 부풀어오른다고 합니다（선진 재배 기술과 현행 비용 구조를 전제·참고: 8）. 가격이 조금 아래로 움직이는 것만으로 필요 규모가 크게 달라진다는 감응도 자체가 계획을 짜는 쪽에 영향을 미칩니다. 이것은 이미 정식 간격이나 선반 위의 수확 적기로 흡수할 수 있는 폭이 아닙니다. 가격·수요라는 별도의 주기가 구조적으로 어긋났을 때의 이야기입니다.
비용 쪽에도 완충 밖에 있는 외부 주기가 있습니다. 인공광형 식물공장에서 주로 효과를 발휘하는 것은 전력입니다. 업계 조사에서는 인공광형의 비용에서 전기 비율이 2021년도의 19%에서 24%로 올라가 있으며, 그 전기 비용의 내역은 조명 58%·공조 31%입니다. 전기 비용 구조의 전년비는 2022년도에 131%까지 치솟은 해도 있었습니다（令和7년도 조사·참고: 9）. 전력 단가가 외부에서 크게 움직이면 정식 간격으로는 흡수할 수 없습니다. 같은 “외부 가격 충격”이라는 주기는 태양광형 온실에서는 전력이 아닌 연료유 쪽에서 일어납니다. 원유 고가와 엔화 약세로 시설원예의 연료비가 기록적인 수준까지 오를 수 있다는 지적도 있어（참고: 10）, 출처는 달라도 외부에서 가격이 밀어올리는 주기는 형식을 넘어 공통됩니다. 인공광형 독자들은 우선 자신의 주요 비용——전력——의 외부 변동을, 이 완충 밖의 이야기로서 파악해두는 것이 좋다고 생각합니다. 이렇게 되면 계획의 조립 방식이 아니라 판로나 규모, 조달 자체를 다시 묻는 영역에 들어섭니다.
새롭게 시작하는 사람이 처음부터 이 세 축의 발상을 가지고 있으면 무엇이 달라질까요? 가장 달라지는 것은 “어긋났을 때 무엇을 의심하는가”입니다. 세 축을 모르면 어긋날 때마다 공정표의 정밀도를 높이려 해서, 하나의 선을 점점 세밀하게 만들어 갑니다. 하지만 그것은 속도가 다른 것들을 억지로 하나로 묶는 방향이어서 대부분 막힙니다. 처음부터 세 개의 시계가 있다는 것을 알고 있으면, 도입 단계에서 “어디에 완충을 두는가”를 설계에 짜 넣을 수 있습니다. 선반 위의 수확 적기의 폭, 정식 간격, 인력의 여유——이것들을 나중에 추가하기는 어렵지만, 처음이라면 무리 없이 심어둘 수 있습니다. 계획이라는 것을 “끝까지 확정해 두는 선”이 아니라 “흔들림을 받아내면서 계속 돌아가는 구조”로 볼 수 있는지, 그 출발점이 달라집니다. 그렇게 마음의 준비를 해두면, 처음의 어긋남도 실패가 아니라 세 축이 움직이기 시작한 신호로 차분하게 볼 수 있을 것입니다.