6. 8시간 · 6시간 · 2시간을 토막내 본다 · 유박사의 mRNA 즉석 합성기 첫걸음 III

세 공정의 시간 예산을 나란히 놓습니다.

걸음	[A] 2023 상자	[B] 배치 벤치마크	[B] 통합
주형 준비 (PCR)	약 1.4 h	—(미리)	—(미리)
비드 포획	0.75 h	—	—
전사	2.0 h	4.0 h	1.0 h
DNA 소화	0.25 h	0.5 h	<0.1 h
꼬리	1.0 h	—(주형에 새김)	—
정제	0.17 h	≥1.0 h	<0.5 h
농축·완충액 교환	—	0.5 h	<0.1 h
모듈 사이 손질	(포함)	+0.5 h	0
합계	약 8 h (세척·자가시험 포함)	약 6.5 h	약 2 h

세 공정의 시간 예산을 막대로 봅니다. 가장 큰 토막이 저마다 다릅니다.

Python 브라우저에서 실행

# 시간 예산을 쌓고, '무엇을 없애면 얼마가 주는지' 를 본다
import pandas as pd

A = {"PCR": 1.4, "비드 포획": 0.75, "전사": 2.0, "소화": 0.25,
     "꼬리": 1.0, "정제": 0.17, "세척·자가시험·손질": 2.43}
B = {"전사": 4.0, "소화": 0.5, "정제": 1.0, "농축": 0.5, "모듈 사이": 0.5}
C = {"전사": 1.0, "소화": 0.08, "정제": 0.45, "농축": 0.08, "모듈 사이": 0.0}

for name, d in (("[A] 상자", A), ("[B] 배치", B), ("[B] 통합", C)):
    tot = sum(d.values())
    print("%s — 합계 %.2f h" % (name, tot))
    for k, v in sorted(d.items(), key=lambda kv: -kv[1]):
        bar = "#" * int(v / tot * 40)
        print("   %-20s %5.2f h  %-40s %4.0f%%" % (k, v, bar, v / tot * 100))
    print()

print("[A] 에서 가장 큰 토막은 '세척·자가시험·손질' 이다 — 화학이 아니라 운영이다.")
print("[B] 배치에서 가장 큰 토막은 '전사' 다 — 그래서 흐름 IVT 로 갔다.")

각 걸음의 시간을 밀어 보세요. 전체가 얼마나 주는지, 그리고 어느 걸음을 줄여야 효과가 큰지 보입니다.

불러오는 중…

암달의 법칙이 공정에도 적용된다

컴퓨터 성능에서 쓰는 법칙이 여기도 그대로 옵니다.

전체 개선 = 1 / ( (1−p) + p/s )

p 는 개선하는 부분이 차지하는 비율, s 는 그 부분의 개선 배수입니다. 차지하는 비율이 작으면 아무리 빠르게 해도 전체는 거의 안 줍니다.

어느 걸음을 개선해야 전체가 줄어드는지, 암달의 법칙으로 순서를 정합니다.

Python 브라우저에서 실행

# 암달의 법칙 — 어느 걸음을 개선해야 전체가 주나
def amdahl(p, s):
    return 1.0 / ((1 - p) + p / s)

total_A = 8.0
steps_A = {"PCR": 1.4, "비드 포획": 0.75, "전사": 2.0, "소화": 0.25,
           "꼬리": 1.0, "정제": 0.17, "세척·손질": 2.43}

print("[A] 상자에서 한 걸음만 무한히 빠르게 만들면 전체가 얼마나 주나")
print("%-14s %8s %14s %14s" % ("걸음", "비율", "10배 빠르게", "무한히 빠르게"))
for k, v in sorted(steps_A.items(), key=lambda kv: -kv[1]):
    p = v / total_A
    print("%-14s %7.1f%% %11.2f 배 %11.2f 배" % (k, p * 100, amdahl(p, 10), amdahl(p, 1e9)))
print()
print("→ '세척·손질' 을 없애면 전체가 1.44배 빨라진다. '정제' 를 없애도 1.02배뿐이다.")
print("   [B] 가 IVT(가장 큰 토막)부터 손댄 것이 옳은 순서였다.")

🤔 확인 문제

[A] 상자에서 시간을 줄이려면 가장 먼저 손대야 할 곳은?

🤔 확인 문제

암달의 법칙이 공정 개선에 주는 교훈은?