KR102190842B1 - 금형 제작 공정에 적용되는 지능형 작업 스케줄링 장치 및 방법 - Google Patents
금형 제작 공정에 적용되는 지능형 작업 스케줄링 장치 및 방법 Download PDFInfo
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Abstract
금형 제작 공정에 적용되는 지능형 작업 스케줄링 장치 및 방법이 개시되며, 본원의 일 실시예에 따른 지능형 작업 스케줄링 장치에 의해 수행되는 금형 제작 공정에 적용되는 지능형 작업 스케줄링 방법은, 제작 대상 금형의 제작 공정이 수행되는 공간에 배치되는 복수의 장비에 대한 장비 정보 및 복수의 작업자 각각의 작업 능력에 대한 정보와 근무 일정에 대한 정보를 포함하는 작업자 정보를 포함하는 공장 여건 데이터를 준비하는 단계, 상기 제작 대상 금형에 대한 목표 납기일에 대한 정보 및 상기 제작 대상 금형의 설계 도면을 수신하는 단계, 상기 수신된 설계 도면을 기초로 상기 제작 대상 금형을 제작하기 위한 복수의 하위 공정을 포함하는 프로세스 목록을 생성하는 단계, 상기 하위 공정 각각의 난이도 정보, 상기 하위 공정 간의 작업 순서 및 상기 작업자 정보에 기초하여 상기 복수의 하위 공정을 상기 복수의 작업자 각각에 대하여 할당하는 스케줄링 정책을 생성하는 단계, 상기 생성된 스케줄링 정책에 따른 상기 제작 대상 금형에 대한 완성 시점을 예측하는 단계, 상기 예측된 완성 시점이 상기 목표 납기일 이전이면, 상기 스케줄링 정책에 따른 할당 작업 정보를 복수의 작업자 단말 및 모니터링 단말 중 적어도 하나에 시각화하여 표시하는 단계 및 상기 예측된 완성 시점이 상기 목표 납기일을 초과하면, 상기 완성 시점이 목표 납기일 이전으로 앞당겨지기 위하여 요구되는 상기 공장 여건 데이터의 개선 사항 정보를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
Description
본원은 금형 제작 공정에 적용되는 지능형 작업 스케줄링 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 단조용 강제의 형틀대를 조각한 성품의 암형틀을 만들어 두 형틀 사이에 피성형물을 넣고 형단조 또는 프레스하기 위해 제작되는 틀인 금형은 같은 제품이 반복적으로 양산되는 것이 아니라, 하나의 제품에 대응되는 금형을 하나씩 생산하는 특징을 가지고 있다. 이러한 특징으로 인하여 금형은 공정 표준화가 어렵고, 생산에 있어서 금형 도면에 대한 세심한 이해 및 금형 공정 전체에 대한 유기적인 관리가 요구된다.
이러한 금형의 제작 공정에 있어서의 공정계획은 설계와 생산을 잇는 연결고리로 제품 설계로부터 가공 공정 및 가공기, 가공 공정들간의 순서, 공작물 셋업 방법, 공구, 가공 조건 등을 결정하는 것을 의미한다.
금형 산업에서 진행되는 복수의 공정은 각 공정별로 유기적으로 맞물려 계획되어야 하며, 계획이 수립된 이후에도 계획된 대로 공정일정이 수월하게 진행되는지를 파악하거나 예상하지 못한 문제점을 미리 예측할 수 있는 기능을 수행하는 공정관리 시스템은 필수 불가결한 것이라고 할 수 있다.
그럼에도 불구하고, 종래의 상용 소프트웨어는 프로젝트에 수반된 단계별 공정계획 수립과 공정일정 변경 작업을 실시간으로 수작업에 의존하고 있는 실정이며, 종래의 전사적 자원관리 시스템(ERP)은 제조공정 일정에 대한 데이터를 자동으로 입력받을 수 있는 수단이 없으므로 하루에 한 번씩 모든 제조공정 일정에 대한 데이터를 수작업으로 입력하여 관리해 왔다. 즉, 종래의 제조공정 관리 시스템은 복수의 제조공정의 유기적 관계를 한눈에 확인할 수 있는 공정일정 정보를 생성하기 위해서는 작업자의 수작업에 의존해야 하는 번거로움이 있다.
또한, 컴퓨터를 이용한 공정계획 시스템(Computer Aided Process Planning)은, 공정계획을 생성하는 방법에 따라, 가공 형상별로 가공방법을 논리적으로 추론하는 방법과 가공품을 GT(Group Technology)코드 등으로 먼저 표현한 후 유사한 코드를 갖는 부품군에 대하여 미리 확보된 표준 공정계획을 추출하여 적용하는 방법으로 분류될 수 있다.
이와 관련하여, 전자는 완전히 새로운 부품에 대해서도 공정계획을 창조할 수 있는 장점이 있어 형상인식 기능과 연계하여 설계에서 생산에 이르는 무인화의 핵심 기술로서 많이 연구되고 있다. 그러나 추론에 필요한 지식의 상당 부분은 현장 작업자들의 지식에 의존하여야 하나 작업자들의 지식은 주관적이고 통일되지 못한 측면이 많아 이를 일반화하는데 어려운 단점이 있다.
반대로, 후자는 가공 형상에 따른 가공방법 지정이 명시적으로 표현되기 어렵다는 한계가 있으나 과거의 공정계획들을 참조함으로써 현장지식들을 데이터베이스화하여 활용함으로써 현장에서의 활용가능성이 높은 장점이 있다.
본원의 배경이 되는 기술은 한국등록특허공보 제10-1503756호에 개시되어 있다.
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 금형을 제작하기 위한 전체 공정을 하위 공정으로 목록화하고, 공장에 배치되는 장비에 대한 물적 제원 및 작업자에 대한 인적 제원을 고려하여 하위 공정 각각을 할당하는 맞춤형의 스케줄링 정책을 제공하는 금형 제작 공정에 적용되는 지능형 작업 스케줄링 장치 및 방법을 제공하려는 것을 목적으로 한다.
다만, 본원의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 일 실시예에 따른 지능형 작업 스케줄링 장치에 의해 수행되는 금형 제작 공정에 적용되는 지능형 작업 스케줄링 방법은, 제작 대상 금형의 제작 공정이 수행되는 공간에 배치되는 복수의 장비에 대한 장비 정보 및 복수의 작업자 각각의 작업 능력에 대한 정보와 근무 일정에 대한 정보를 포함하는 작업자 정보를 포함하는 공장 여건 데이터를 준비하는 단계, 상기 제작 대상 금형에 대한 목표 납기일에 대한 정보 및 상기 제작 대상 금형의 설계 도면을 수신하는 단계, 상기 수신된 설계 도면을 기초로 상기 제작 대상 금형을 제작하기 위한 복수의 하위 공정을 포함하는 프로세스 목록을 생성하는 단계, 상기 하위 공정 각각의 난이도 정보, 상기 하위 공정 간의 작업 순서 및 상기 작업자 정보에 기초하여 상기 복수의 하위 공정을 상기 복수의 작업자 각각에 대하여 할당하는 스케줄링 정책을 생성하는 단계, 상기 생성된 스케줄링 정책에 따른 상기 제작 대상 금형에 대한 완성 시점을 예측하는 단계, 상기 예측된 완성 시점이 상기 목표 납기일 이전이면, 상기 스케줄링 정책에 따른 할당 작업 정보를 복수의 작업자 단말 및 모니터링 단말 중 적어도 하나에 시각화하여 표시하는 단계 및 상기 예측된 완성 시점이 상기 목표 납기일을 초과하면, 상기 완성 시점이 목표 납기일 이전으로 앞당겨지기 위하여 요구되는 상기 공장 여건 데이터의 개선 사항 정보를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 스케줄링 정책을 생성하는 단계는, 상기 작업자 간의 작업 부하 편차가 최소가 되도록 하는 제1조건 및 상기 생성된 스케줄링 정책에 의할 때 상기 하위 공정 각각이 수행되는 장비의 예상 고장 수명이 기존 대비 감소되지 않도록 하는 제2조건을 만족하도록 상기 스케줄링 정책을 생성할 수 있다.
또한, 본원의 일 실시예에 따른 지능형 작업 스케줄링 장치에 의해 수행되는 금형 제작 공정에 적용되는 지능형 작업 스케줄링 방법은, 상기 개선 사항 정보를 상기 모니터링 단말에 시각화하여 표시하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 프로세스 목록을 생성하는 단계는, 상기 수신된 설계 도면을 기초로 상기 제작 대상 금형을 이루는 복수의 부품을 결정하는 단계, 상기 결정된 복수의 부품 각각을 기 구축된 표준 제조 공정 데이터베이스에 저장된 부품과 매칭하는 단계 및 상기 매칭된 부품에 대하여 상기 표준 제조 공정 데이터베이스에 저장된 소정의 공정을 포함하도록 상기 복수의 하위 공정을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 부품과 매칭하는 단계는, 상기 결정된 복수의 부품 각각의 규격 정보, 소재 정보 및 패턴 정보에 기초하여 상기 표준 제조 공정 데이터베이스에 저장된 부품 중 유사도가 소정 수준 이상인 부품을 매칭할 수 있다.
또한, 상기 스케줄링 정책을 생성하는 단계는, 상기 작업 순서에 기초하여 상기 복수의 하위 공정을 소정의 하위 공정을 포함하는 복수의 공정 그룹으로 그룹화하여 시계열적으로 분할하는 단계 및 상기 공정 그룹 각각에 대한 세부 스케줄링 정책을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 세부 스케줄링 정책을 생성하는 단계는, 상기 난이도 정보에 기초하여 상기 분할된 공정 그룹에 포함된 상기 하위 공정을 난이도가 높은 순으로 정렬하고, 상기 작업자 정보에 기초하여 상기 복수의 작업자 각각을 상기 근무 일정을 고려하여 상기 작업 능력이 높은 순으로 정렬하는 단계, 상기 정렬된 하위 공정 및 상기 정렬된 작업자에 기초하여 서로 대응되는 순위의 하위 공정과 작업자가 매칭되도록 하는 제1스케줄링을 수행하는 단계, 상기 제1스케줄링에 의할 때의 작업자 간의 작업 부하 편차 및 하위 공정 각각이 수행되는 장비의 예상 고장 수명의 변화를 예측하는 단계, 하위 공정과 작업자의 매칭 순서가 상기 제1스케줄링에 비하여 적어도 일부의 순서가 변동되도록 하는 제2스케줄링을 수행하는 단계, 상기 제2스케줄링에 의할 때의 작업자 간의 작업 부하 편차 및 하위 공정 각각이 수행되는 장비의 예상 고장 수명을 예측하는 단계 및 상기 제2스케줄링에 의할 때의 작업 부하 편차가 상기 제1스케줄링에 의할 때보다 감소되면 상기 제1스케줄링은 폐기하되, 상기 제2스케줄링에 의할 때의 상기 예상 고장 수명이 상기 제1스케줄링에 의할 때의 상기 예상 고장 수명보다 감소되면 상기 제1스케줄링을 유지하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 하위 공정은, 소재 가공 공정, 분할면 가공 공정, 밀링(milling) 공정, 드릴링(drilling) 공정, 리밍(reaming) 공정, 선반(lathing) 공정, 절삭 공정, 세이퍼(shaping) 공정, 연삭 공정, 금긋기(marking) 공정, 조립 공정, 래핑(lapping) 공정 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
한편, 본원의 일 실시예에 따른 금형 제작 공정에 적용되는 지능형 작업 스케줄링 장치는, 제작 대상 금형의 제작 공정이 수행되는 공간에 배치되는 복수의 장비에 대한 장비 정보 및 복수의 작업자 각각의 작업 능력에 대한 정보와 근무 일정에 대한 정보를 포함하는 작업자 정보를 포함하는 공장 여건 데이터를 준비하는 수집부, 상기 제작 대상 금형에 대한 목표 납기일에 대한 정보 및 상기 제작 대상 금형의 설계 도면을 수신하고, 상기 수신된 설계 도면을 기초로 상기 제작 대상 금형을 제작하기 위한 복수의 하위 공정을 포함하는 프로세스 목록을 생성하는 공정 수립부, 상기 하위 공정 각각의 난이도 정보, 상기 하위 공정 간의 작업 순서 및 상기 작업자 정보에 기초하여 상기 복수의 하위 공정을 상기 복수의 작업자 각각에 대하여 할당하는 스케줄링 정책을 생성하는 스케줄링부, 상기 스케줄링 정책에 따른 상기 제작 대상 금형에 대한 완성 시점을 예측하는 예측부, 상기 예측된 완성 시점이 상기 목표 납기일 이전이면, 상기 스케줄링 정책에 따른 할당 작업 정보를 복수의 작업자 단말 및 모니터링 단말 중 적어도 하나에 시각화하여 표시하는 시각화부 및 상기 예측된 완성 시점이 상기 목표 납기일을 초과하면, 상기 완성 시점이 목표 납기일 이전으로 앞당겨지기 위하여 요구되는 상기 공장 여건 데이터의 개선 사항 정보를 생성하는 개선부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 스케줄링부는, 상기 작업자 간의 작업 부하 편차가 최소가 되도록 하는 제1조건 및 상기 생성된 스케줄링 정책에 의할 때 상기 하위 공정 각각이 수행되는 장비의 예상 고장 수명이 기존 대비 감소되지 않도록 하는 제2조건을 만족하도록 상기 스케줄링 정책을 생성할 수 있다.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 금형을 제작하기 위한 전체 공정을 하위 공정으로 목록화하고, 공장에 배치되는 장비에 대한 물적 제원 및 작업자에 대한 인적 제원을 고려하여 하위 공정 각각을 할당하는 맞춤형의 스케줄링 정책을 제공하는 금형 제작 공정에 적용되는 지능형 작업 스케줄링 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
다만, 본원에서 얻을 수 있는 효과는 상기된 바와 같은 효과들로 한정되지 않으며, 또 다른 효과들이 존재할 수 있다.
도 1은 본원의 일 실시예에 따른 금형 제작 공정에 적용되는 지능형 작업 스케줄링 장치를 포함하는 금형 제작 공정 관리 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 생성된 스케줄링 정책에 따른 할당 작업 정보가 시각화되어 표시되는 인터페이스를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 금형 제작 공정에 적용되는 지능형 작업 스케줄링 장치의 개략적인 구성도이다.
도 4는 본원의 일 실시예에 따른 금형 제작 공정에 적용되는 지능형 작업 스케줄링 방법에 대한 동작 흐름도이다.
도 5는 복수의 하위 공정을 작업자 각각에 대하여 할당하는 스케줄링 정책을 생성하는 방법에 대한 세부 동작 흐름도이다.
도 2는 생성된 스케줄링 정책에 따른 할당 작업 정보가 시각화되어 표시되는 인터페이스를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 금형 제작 공정에 적용되는 지능형 작업 스케줄링 장치의 개략적인 구성도이다.
도 4는 본원의 일 실시예에 따른 금형 제작 공정에 적용되는 지능형 작업 스케줄링 방법에 대한 동작 흐름도이다.
도 5는 복수의 하위 공정을 작업자 각각에 대하여 할당하는 스케줄링 정책을 생성하는 방법에 대한 세부 동작 흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결" 또는 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본원은 금형 제작 공정에 적용되는 지능형 작업 스케줄링 장치 및 방법에 관한 것이다.
도 1은 본원의 일 실시예에 따른 금형 제작 공정에 적용되는 지능형 작업 스케줄링 장치를 포함하는 금형 제작 공정 관리 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본원의 일 실시예에 따른 금형 제작 공정 관리 시스템(10)은 본원의 일 실시예에 따른 금형 제작 공정에 적용되는 지능형 작업 스케줄링 장치(100)(이하, '스케줄링 장치(100)'라 한다.), 모니터링 단말(200) 및 적어도 하나 이상의 작업자 단말(300)을 포함할 수 있다. 또한, 도면에는 도시되지 않았으나, 금형 제작 공정 관리 시스템(10)은 제작 대상 금형에 대한 제작을 의뢰하며, 목표 납기일에 대한 정보 및 제작 대상 금형의 설계 도면을 제공하는 주체가 보유한 제작 의뢰 단말(미도시)을 포함할 수 있다.
스케줄링 장치(100), 모니터링 단말(200), 작업자 단말(300) 및 제작 의뢰 단말(미도시) 상호간은 네트워크(20)를 통해 통신할 수 있다. 네트워크(20)는 단말들 및 서버들과 같은 각각의 노드 상호간에 정보 교환이 가능한 연결 구조를 의미하는 것으로, 이러한 네트워크(20)의 일 예에는, 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 네트워크, LTE(Long Term Evolution) 네트워크, 5G 네트워크, WIMAX(World Interoperability for Microwave Access) 네트워크, 인터넷(Internet), LAN(Local Area Network), Wireless LAN(Wireless Local Area Network), WAN(Wide Area Network), PAN(Personal Area Network), wifi 네트워크, 블루투스(Bluetooth) 네트워크, 위성 방송 네트워크, 아날로그 방송 네트워크, DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 네트워크 등이 포함되나 이에 한정되지는 않는다.
모니터링 단말(200), 작업자 단말(300) 및 제작 의뢰 단말(미도시) 각각은 예를 들면, 스마트폰(Smartphone), 스마트패드(SmartPad), 태블릿 PC등과 PCS(Personal Communication System), GSM(Global System for Mobile communication), PDC(Personal Digital Cellular), PHS(Personal Handyphone System), PDA(Personal Digital Assistant), IMT(International Mobile Telecommunication)-2000, CDMA(Code Division Multiple Access)-2000, W-CDMA(W-Code Division Multiple Access), Wibro(Wireless Broadband Internet) 단말기 같은 모든 종류의 무선 통신 장치일 수 있다.
스케줄링 장치(100)는 제작 대상 금형의 제작 공정이 수행되는 공간에 배치되는 복수의 장비에 대한 장비 정보(F1)를 포함하는 공장 여건 데이터를 획득(준비)할 수 있다. 예를 들어, 스케줄링 장치(100)는 제작 대상 금형의 제작 공정이 수행되는 공간인 소정의 공장(예를 들면, 금형 제작 공장 등)에 배치된 모니터링 단말(200)로부터 해당 공장에 구비(설치)된 복수의 공정 장비에 대한 장비 정보를 획득하는 것일 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 본원에서 고려되는 공정 장비는 소재 가공 장비, 분할면 가공 장비, 밀링(milling) 장비, 드릴링(drilling) 장비, 리밍(reaming) 장비, 선반(lathing) 장비, 절삭 장비, 세이퍼(shaping) 장비, 연삭 장비, 금긋기(marking) 장비, 조립 장비, 래핑(lapping) 장비 등을 포함할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 또한, 복수의 장비 각각에 대한 장비 정보는 금형의 제작을 위하여 각각의 장비에 의해 수행되는 공정의 유형 정보, 장비의 설치일, 구입 연한 등의 장비의 사용 시간 정보, 장비에 대한 관리 이력(예를 들면, 고장 및 수리 내역, 작동 검사 결과 등) 정보, 해당 공장에서의 장비 각각의 상대적 위치 정보 등을 포함할 수 있다.
특히, 본원에서의 장비 정보(F1)는 복수의 장비가 배치되는 금형 제작 공장에 대하여 미리 확보된 공장 레이아웃(layout) 데이터를 포함할 수 있다.
또한, 스케줄링 장치(100)는 복수의 작업자 각각의 작업 능력에 대한 정보와 근무 일정에 대한 정보를 포함하는 작업자 정보(F2)를 포함하는 공장 여건 데이터를 획득(준비)할 수 있다. 예시적으로, 작업자 정보(F2)에 포함된 복수의 작업자 각각의 작업 능력에 대한 정보는 작업자 각각의 직급 정보, 전체 경력 정보, 해당 금형 제작 공장에서의 근무 이력 정보, 자격증 보유 정보 등 작업자 각각의 공정 수행 능력을 평가할 수 있는 각종 정보를 의미하는 것일 수 있다. 또한, 스케줄링 장치(100)는 획득(준비)된 복수의 작업자 각각의 작업 능력에 대한 정보를 상술한 항목 각각에 대하여 지표화(수치화)할 수 있다. 또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 스케줄링 장치(100)는 작업 능력에 대한 정보를 기 구축된 표준 제조 공정 데이터베이스에 포함된 하위 공정의 유형별로 수집 및 지표화하는 것일 수 있다. 달리 말해, 스케줄링 장치(100)는 복수의 작업자 각각의 하위 공정 유형에 따른 공정별 작업 능력에 대한 정보를 보유할 수 있다.
또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 스케줄링 장치(100)는 작업자 각각이 보유한 작업자 단말(300)로부터 작업자 정보에 포함된 복수의 작업자 각각의 근무 일정에 대한 정보를 획득하는 것일 수 있다. 다른 예로, 스케줄링 장치(100)는 해당 금형 제작 공장에 구비된 모니터링 단말(200)로부터 전체 작업자의 근무 일정에 대한 정보를 일괄적으로 획득하는 것일 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 작업자 각각의 근무 일정에 대한 정보는 작업자 각각의 근무일, 휴무(비번)일, 휴가일, 근무시간 등을 포함하는 것일 수 있다. 또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 해당 금형 제작 공장에서 지정한 표준 근무 시간외의 초과 근무가 가능한 경우, 작업자 각각의 근무 일정에 대한 정보는 작업자 각각의 초과 근무 이력 정보를 포함할 수 있다.
또한, 스케줄링 장치(100)는 제작 대상 금형에 대한 목표 납기일에 대한 정보(R2) 및 제작 대상 금형의 설계 도면(R1)을 수신할 수 있다. 또한, 스케줄링 장치(100)는 제작 대상 금형에 대한 의뢰 수량에 대한 정보를 수신할 수 있다. 본원의 일 실시예에 따르면, 스케줄링 장치(100)는 제작 의뢰 단말(미도시)로부터 상기의 목표 납기일에 대한 정보(R2), 제작 대상 금형의 설계 도면(R1) 및 제작 대상 금형에 대한 의뢰 수량에 대한 정보를 수신하는 것일 수 있다.
또한, 스케줄링 장치(100)는 수신된 제작 대상 금형에 대한 설계 도면(R1)을 기초로 제작 대상 금형을 제작하기 위한 복수의 하위 공정을 포함하는 프로세스 목록을 생성할 수 있다.
특히, 본원에서의 하위 공정은 제작 대상 금형을 생산하기 위한 소재 가공 공정, 분할면 가공 공정, 밀링(milling) 공정, 드릴링(drilling) 공정, 리밍(reaming) 공정, 선반(lathing) 공정, 절삭 공정, 세이퍼(shaping) 공정, 연삭 공정, 금긋기(marking) 공정, 조립 공정, 래핑(lapping) 공정 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
구체적으로, 스케줄링 장치(100)는 수신된 제작 대상 금형에 대한 설계 도면(R1)을 기초로 제작 대상 금형을 이루는 복수의 부품을 결정할 수 있다. 본원의 일 실시예에 따르면, 제작 대상 금형에 대한 설계 도면(R1)은 설계 단계에서부터 복수의 부품으로 분할된 형태로 제공되는 것일 수 있으나, 실시예에 따라 제작 대상 금형에 대한 설계 도면(R1)은 제작 대상 금형 전체 형상에 대한 설계 도면만을 의미하는 것일 수 있다. 여기서, 설계 도면(R1)이 복수의 부품으로 분할되지 않은 전체 형상에 대한 설계 도면인 경우, 스케줄링 장치(100)는 전체 형상에 대한 설계 도면을 기초로 하여 제작 대상 금형의 전체 형상을 적절히 분할하고, 분할 결과를 고려하여 제작 대상 금형의 완성을 위하여 요구되는 복수의 하위 부품을 결정하도록 동작할 수 있다.
또한, 스케줄링 장치(100)는 설계 도면(R1)에 기초하여 제작 대상 금형에 대하여 결정된 복수의 부품 각각을 기 구축된 표준 제조 공정 데이터베이스에 미리 저장된 부품과 매칭할 수 있다. 본원의 일 실시예에 따르면, 스케줄링 장치(100)는 설계 도면(R1)에 기초하여 결정된 복수의 부품 각각의 규격 정보, 소재 정보 및 패턴 정보에 기초하여 표준 제조 공정 데이터베이스에 저장된 부품 중 유사도가 소정 수준 이상인 부품을 매칭할 수 있다.
또한, 스케줄링 장치(100)는 매칭된 부품에 대하여 기 구축된 표준 제조 공정 데이터베이스에 저장된 소정의 공정을 포함하도록 프로세스 목록 내의 복수의 하위 공정을 결정할 수 있다. 달리 말해, 표준 제조 공정 데이터베이스는 부품과 해당 부품과 연계된 소정의 공정(달리 말해, 해당 부품의 생산을 위하여 요구되는 공정)에 대한 정보를 보유하고, 이와 관련하여 스케줄링 장치(100)는 설계 도면(R1)을 통해 결정된 부품과 표준 제조 공정 데이터베이스 내에 기 저장된 부품을 매칭하고 매칭된 부품에 대하여 연계되어 저장된 소정의 공정에 대한 정보를 포함하도록 프로세스 목록을 생성할 수 있다.
복수의 하위 공정을 포함하는 프로세스 목록이 생성되고 나면, 스케줄링 장치(100)는 프로세스 목록에 포함된 하위 공정 각각의 난이도 정보, 프로세스 목록에 포함된 하위 공정 간의 작업 순서, 장비 정보(F1) 및 작업자 정보(F2)에 기초하여 복수의 하위 공정을 복수의 작업자 각각에 대하여 할당하는 스케줄링 정책(Scheduling Policy)을 생성할 수 있다.
여기서, 하위 공정 각각의 난이도 정보 및 하위 공정 간의 작업 순서 정보는 상술한 표준 제조 공정 데이터베이스에 저장된 것일 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 스케줄링 장치(100)는 작업자 정보(F2)에 기초하여 복수의 작업자 간의 작업 부하 편차가 최소가 되도록 하는 제1조건을 만족하도록 스케줄링 정책을 생성할 수 있다. 또한, 스케줄링 장치(100)는 장비 정보(F1)에 기초하여 생성된 스케줄링 정책에 의할 때 하위 공정 각각이 수행되는 장비의 예상 고장 수명이 기존 대비 감소되지 않도록 하는 제2조건을 만족하도록 상기 스케줄링 정책을 생성할 수 있다. 달리 말해, 스케줄링 장치(100)는 작업자 각각에 대한 작업 부하 편차와 연계된 제1조건 및 금형 제작 공장에 구비된 장치 각각에 대한 예상 고장 수명과 연계된 제2조건을 고려하여 스케줄링 정책을 생성할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 스케줄링 장치(100)는 프로세스 목록에 포함된 복수의 하위 공정들에 대하여 미리 결정된 작업 순서 정보에 기초하여 복수의 하위 공정을 소정의 하위 공정을 포함하는 복수의 공정 그룹으로 그룹화하여 시계열적으로 분할할 수 있다. 예를 들어, 스케줄링 장치(100)는 프로세스 목록에 포함된 전체 하위 공정을 시계열적으로 전반부 공정 그룹 및 후반부 공정 그룹으로 이분할 할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니며, 3분할, 4분할 등 다양한 수의 공정 그룹으로 그룹화되도록 스케줄링 장치(100)가 복수의 하위 공정을 분할할 수 있음은 물론이다.
또한, 스케줄링 장치(100)는 분할된 공정 그룹 각각에 대한 세부 스케줄링 정책을 생성할 수 있다. 달리 말해, 스케줄링 장치(100)가 생성하는 전체 하위 공정에 대한 스케줄링 정책은 분할된 공정 그룹 각각에 대하여 세분화되어 생성된 세부 스케줄링 정책을 종합한 것으로 이해될 수 있다.
이하에서는, 본원의 일 실시예에 따른 스케줄링 장치(100)가 각각의 공정 그룹에 대한 세부 스케줄링 정책을 생성하는 과정을 상세히 서술하도록 한다. 또한, 이하에서 상세히 서술하는 세부 스케줄링 정책 생성 과정(프로세스)은 각각의 공정 그룹에 대하여 개별적으로 반복 수행되는 것일 수 있으며, 본원의 구현예에 따라 하위 공정이 별도로 그룹화되지 않는 실시예에서는 전체 하위 공정에 대하여 하기의 세부 스케줄링 정책 생성 과정(프로세스)에 의해 전체 공정에 대한 스케줄링 정책이 생성되는 것으로 이해될 수 있다.
먼저, 스케줄링 장치(100)는 공정 그룹 또는 프로세스 목록에 포함된 하위 공정 각각에 대하여 미리 확보된 난이도 정보에 기초하여 분할된 공정 그룹 또는 프로세스 목록에 포함된 하위 공정을 난이도가 높은 순으로 정렬할 수 있다.
또한, 스케줄링 장치(100)는 작업자 정보(F2)에 기초하여 복수의 작업자 각각을 근무 일정을 고려하여 작업 능력이 높은 순으로 정렬할 수 있다. 여기서, 근무 일정을 고려하여 작업 능력이 높은 순으로 정렬한다는 것은, 예시적으로 작업 능력이 높은 순으로 복수의 작업자를 정렬하되, 세부 스케줄링 정책(또는 전체 스케줄링 정책)을 생성하려는 대상 기간에서의 작업자 각각의 업무 이탈 시간에 기초하여 작업 능력에 대한 가중치를 적용하는 것으로 이해될 수 있다. 예를 들어, 설정된 대상 기간에서 휴무 배정, 연차 사용 등으로 일부의 업무 이탈 시간이 존재하는 작업자에 대하여는 업무 이탈 시간이 상대적으로 적은 다른 작업자에 대하여 낮은 가중치가 할당되어, 할당된 가중치에 수치화(지표화)된 작업자 각각의 작업 능력을 곱한 값을 기준으로 전술한 작업자의 정렬이 수행되는 것일 수 있다. 또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 전술한 작업자 정렬은 목표 납기일 정보(R2)에 기초하여 분할된 공정 그룹 각각이 대략적으로 수행될 것으로 예측되는 목표 시간(일)에 대한 근무 일정을 고려하여 수행되는 것일 수 있다.
또한, 스케줄링 장치(100)는 정렬된 하위 공정 및 정렬된 작업자에 기초하여(달리 말해, 하위 공정에 대한 정렬 결과 및 작업자에 대한 정렬 결과에 기초하여) 서로 대응되는 순위의 하위 공정과 작업자가 매칭되도록 하는 제1스케줄링을 수행할 수 있다. 즉, 제1스케줄링은 난이도가 가장 높은 하위 공정에 대하여 작업 능력이 가장 높은 작업자가 할당되도록 하는 작업(공정) 할당 방식을 의미할 수 있다.
또한, 스케줄링 장치(100)는 제1스케줄링에 의할 때의 작업자 간의 작업 부하 편차를 예측할 수 있다. 본원의 일 실시예에 따르면, 작업자 간의 작업 부하 편차는 제1스케줄링에 의하여 작업자에 할당된 하위 공정에 대한 난이도 정보 및 작업자의 작업 능력에 대한 정보에 기초하여 결정된 작업자 각각의 작업 부하가 전체 작업자에게 적절히 분배되었는지를 평가하기 위한 척도로 기능할 수 있다. 예를 들어, 스케줄링 장치(100)는 이러한 작업자 간의 작업 부하 편차를 고려하여 소정의 작업자에게 해당 작업자의 작업 능력에 비추어 과도한 공정이 할당되는 것을 방지할 수 있다.
예시적으로, 작업자 간의 작업 부하 편차는 작업 부하에 대한 표준 편차를 의미하는 것일 수 있다. 여기서 표준 편차는 통계학에서 흔히 사용되는 표본 간의 산포도를 나타내는 수치로써, 통상의 기술자에게 자명한 사항이므로 자세한 설명은 생략하도록 한다.
또한, 스케줄링 장치(100)는 제1스케줄링에 의할 때의 하위 공정 각각이 수행되는 장비의 예상 고장 수명의 변화를 예측할 수 있다. 본원의 일 실시예에 따르면, 하위 공정 각각이 수행되는 장비의 예상 고장 수명의 변화는 장비 정보(F1)에 포함된 장비의 설치일, 구입 연한 등의 장비의 사용 시간 정보, 장비에 대한 관리 이력(예를 들면, 고장 및 수리 내역, 작동 검사 결과 등) 정보, 해당 공장에서의 장비 각각의 상대적 위치 정보 등을 고려하여 각각의 장비가 제1스케줄링에 의하여 가동될 경우, 무리한 운용 등의 원인으로 고장 수명의 변화가 야기될 수 있는지를 판단하기 위한 척도로 기능할 수 있다. 예를 들어, 스케줄링 장치(100)는 이러한 장비의 예상 고장 수명의 변화를 고려하여 소정의 장비가 해당 장비의 상태에 비추어 과도하게 가동되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 스케줄링 장치(100)는 Monte Carlo 시뮬레이터에 기초하여 장비 각각의 평균 고장 수명을 계산하며, 전술한 Monte Carlo 시뮬레이터에 기초하여 제1스케줄링에 의할 때의 평균 고장 수명의 변화를 예측할 수 있다. 여기서, Monte Carlo 시뮬레이터는 장비의 각각의 장비의 Stress migration(SM)을 고려한 평균 고장 수명, 각각의 장비의 열주기(Thermal cycling, TC)를 고려한 평균 고장 수명 등을 각각 계산하고, 확률 계산을 통해 이를 종합하여 장비 각각의 평균 고장 수명 예측값을 계산하는 시뮬레이터일 수 있다.
또한, 스케줄링 장치(100)는 하위 공정과 작업자의 매칭 순서가 선행된 제1스케줄링에 비하여 적어도 일부의 순서가 변동되도록 하는 제2스케줄링을 수행할 수 있다. 달리 말해, 스케줄링 장치(100)는 제1스케줄링에 대한 매칭 순서를 적어도 일부 변경한 제2스케줄링을 수행할 수 있다.
또한, 스케줄링 장치(100)는 제2스케줄링에 의할 때의 작업자 간의 작업 부하 편차 및 하위 공정 각각이 수행되는 장비의 예상 고장 수명을 예측할 수 있다. 여기서, 작업 부하 편차에 대한 계산 및 장비 각각의 예상 고장 수명에 대한 예측은 상술한 제1스케줄링에서와 동일한 방식을 사용할 수 있다.
또한, 스케줄링 장치(100)는 제2스케줄링에 의할 때의 계산된 작업 부하 편차가 제1스케줄링에 의할 때보다 감소되면 제1스케줄링은 폐기하되, 제2스케줄링에 의할 때의 예상 고장 수명이 제1스케줄링에 의할 때의 예상 고장 수명보다 감소되면 제1스케줄링을 유지할 수 있다.
달리 말해, 스케줄링 장치(100)는 선행하여 수립된 제1스케줄링에 의할 때와 새로이 수립된 제2스케줄링에 의할 때의 작업자 간 작업 부하 편차 및 장비 각각의 예상 고장 수명에 기초하여 제1스케줄링과 제2스케줄링 중 어느 하나를 세부 스케줄링 정책으로 결정할 수 있다. 또한, 이러한 선 수립된 세부 스케줄링 정책과 후 수립된 세부 스케줄링 정책에 대한 선택(택일) 프로세스는 하위 공정과 작업자의 매칭 순서를 정렬된 하위 공정 및 정렬된 작업자에 대한 모든 경우의 수(달리 말해, 매칭 순서가 가능한 모든 경우의 수)를 고려하여 반복 수행되어 최종적으로 세부 스케줄링 정책이 결정되는 것일 수 있다. 또한, 스케줄링 장치(100)는 모든 공정 그룹에 대하여 상술한 세부 스케줄링 정책 결정 프로세스를 진행하고, 모든 공정 그룹에 대하여 상술한 세부 스케줄링 정책이 결정되면 이를 종합하여 전체 하위 공정(달리 말해, 프로세스 목록 내의 모든 하위 공정)에 대한 스케줄링 정책을 생성할 수 있다.
또한, 스케줄링 장치(100)는 전체 하위 공정에 대한 스케줄링 정책이 생성되고 나면, 생성된 스케줄링 정책에 따른 제작 대상 금형에 대한 완성 시점을 예측할 수 있다. 본원의 일 실시예에 따르면, 스케줄링 장치(100)는 생성된 스케줄링 정책, 미리 확보된 장비 정보(F1) 및 작업자 정보(F2)를 입력으로 하여 제작 대상 금형에 대하여 예상되는 완성 시점을 출력으로 제공하는 인공지능 알고리즘을 보유할 수 있다. 또한, 이러한 인공지능 알고리즘은 완성 시점 예측 결과 및 추후에 확보되는 제작 대상 금형의 실제 완성 시점에 대한 오차를 줄이는 방향으로 반복적인 학습을 수행하는 지도 학습 기반의 인공지능 알고리즘일 수 있다. 예를 들어, 스케줄링 장치(100)가 보유한 지도 학습 기반의 인공지능 알고리즘은 지도 학습(Supervised Learning)은 데이터에 대한 명시적인 정답 정보인 라벨(Label)이 주어진 상태에서 학습시키는 방법을 의미할 수 있다. 본원에서는 종래에 이미 공지되었거나 향후 개발되는 다양한 지도 학습 알고리즘 모델이 적용될 수 있다.
또한, 스케줄링 장치(100)는 예측된 완성 시점이 목표 납기일 이전이면, 스케줄링 정책에 따른 할당 작업 정보를 복수의 작업자 단말(300) 및 모니터링 단말(200) 중 적어도 하나에 시각화하여 표시할 수 있다.
도 2는 생성된 스케줄링 정책에 따른 할당 작업 정보가 시각화되어 표시되는 인터페이스를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 복수의 작업자 각각이 보유한 작업자 단말(300)에서 표시되며 생성된 스케줄링 정책에 따른 할당 작업 정보가 시각화되어 표시되는 인터페이스는 해당 작업자에 대하여 할당된 하위 공정에 대한 할당 작업 정보가 일별(또는 시간별)로 구분되어 표시되도록 하는 일정표(다이어리, 캘린더 등) 형상일 수 있다. 또한, 도 2를 참조하면, 동일한 근무일에 대하여 복수의 하위 공정이 할당될 수 있으며(예시적으로, 도 2를 참조하면, 3월 4일의 경우, A1 공정 및 A2 공정을 포함하며, 3월 13일의 경우 B1 공정 및 B2 공정을 포함함.), 본원의 구현예에 따라 작업자 단말(300)에 복수의 하위 공정이 할당된 근무일을 선택하는 사용자 입력(예시적으로, 근무일 표시에 해당하는 "4" 또는 "13" 버튼을 터치하는 입력 등)이 인가되면, 해당 근무일에 할당된 복수의 하위 공정 간에 대한 시간 배분 정보 및 동선 정보 등이 형상화된 상세 인터페이스가 표시되도록 구현될 수 있다.
또한, 스케줄링 장치(100)는 전술한 인공지능 알고리즘에 기초하여 예측된 완성 시점이 목표 납기일을 초과하면, 완성 시점이 목표 납기일 이전으로 앞당겨지기 위하여 요구되는 공장 여건 데이터의 개선 사항 정보를 생성할 수 있다. 예를 들어, 개선 사항 정보는 소정의 장비의 수리 또는 추가 배치가 요구된다는 정보, 작업자의 추가 투입이 요구된다는 정보 등을 포함할 수 있다. 특히, 본원의 일 실시예에 따르면, 작업자의 추가 투입이 요구된다는 정보가 개선 사항 정보로 생성되는 경우, 미리 확보된 작업자 각각의 초과 근무 이력 정보에 기초하여 목표 납기일 이전의 시점에 초과 근무가 가능한 작업자에 대한 목록을 개선 사항 정보로 제공할 수 있다.
또한, 스케줄링 장치(100)는 생성된 개선 사항 정보를 모니터링 단말(200)에 시각화하여 표시할 수 있다. 이를 통해, 금형 제작 공장의 운영 주체에 해당하는 모니터링 단말(200)의 사용자는 의뢰된 제작 대상 금형을 목표 납기일 이내에 완성하기 위하여 추가 투입되어야 하는 물적 제원 또는 인적 제원에 관한 개선 사항 정보를 합리적으로 제공받을 수 있으며, 제공된 개선 사항 정보를 통해 소정의 의사 결정을 내릴 수 있다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 금형 제작 공정에 적용되는 지능형 작업 스케줄링 장치의 개략적인 구성도이다.
도 3을 참조하면, 스케줄링 장치(100)는 수집부(110), 공정 수립부(120), 스케줄링부(130), 예측부(140), 시각화부(150) 및 개선부(160)를 포함할 수 있다.
수집부(110)는, 제작 대상 금형의 제작 공정이 수행되는 공간에 배치되는 복수의 장비에 대한 장비 정보(F1) 및 복수의 작업자 각각의 작업 능력에 대한 정보와 근무 일정에 대한 정보를 포함하는 작업자 정보(F2)를 포함하는 공장 여건 데이터를 준비할 수 있다.
공정 수립부(120)는, 제작 대상 금형에 대한 목표 납기일에 대한 정보(R2) 및 제작 대상 금형의 설계 도면(R1)을 수신하고, 수신된 설계 도면(R1)을 기초로 제작 대상 금형을 제작하기 위한 복수의 하위 공정을 포함하는 프로세스 목록을 생성할 수 있다.
스케줄링부(130)는, 프로세스 목록에 포함된 하위 공정 각각의 난이도 정보, 프로세스 목록에 포함된 하위 공정 간의 작업 순서 및 작업자 정보(F2)에 기초하여 프로세스 목록에 포함된 복수의 하위 공정을 복수의 작업자 각각에 대하여 할당하는 스케줄링 정책을 생성할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 스케줄링부(130)는 작업자 간의 작업 부하 편차가 최소가 되도록 하는 제1조건 및 생성된 스케줄링 정책에 의할 때 하위 공정 각각이 수행되는 장비의 예상 고장 수명이 기존 대비 감소되지 않도록 하는 제2조건을 만족하도록 스케줄링 정책을 생성할 수 있다.
예측부(140)는, 생성된 스케줄링 정책에 따른 제작 대상 금형에 대한 완성 시점을 예측할 수 있다.
시각화부(150)는, 예측부(140)에 의해 예측된 완성 시점이 목표 납기일 이전이면, 생성된 스케줄링 정책에 따른 할당 작업 정보를 복수의 작업자 단말(300) 및 모니터링 단말(200) 중 적어도 하나에 시각화하여 표시할 수 있다.
개선부(160)는, 예측부(140)에 의해 예측된 완성 시점이 목표 납기일을 초과하면, 제작 대상 금형의 완성 시점이 목표 납기일 이전으로 앞당겨지기 위하여 요구되는 공장 여건 데이터의 개선 사항 정보를 생성할 수 있다.
이하에서는 상기에 자세히 설명된 내용을 기반으로, 본원의 동작 흐름을 간단히 살펴보기로 한다.
도 4는 본원의 일 실시예에 따른 금형 제작 공정에 적용되는 지능형 작업 스케줄링 방법에 대한 동작 흐름도이다.
도 4에 도시된 금형 제작 공정에 적용되는 지능형 작업 스케줄링 방법은 앞서 설명된 스케줄링 장치(100)에 의하여 수행될 수 있다. 따라서, 이하 생략된 내용이라고 하더라도 스케줄링 장치(100)에 대하여 설명된 내용은 금형 제작 공정에 적용되는 지능형 작업 스케줄링 방법에 대한 설명에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 4를 참조하면, 단계 S11에서 수집부(110)는, 제작 대상 금형의 제작 공정이 수행되는 공간에 배치되는 복수의 장비에 대한 장비 정보(F1) 및 복수의 작업자 각각의 작업 능력에 대한 정보와 근무 일정에 대한 정보를 포함하는 작업자 정보(F2)를 포함하는 공장 여건 데이터를 준비할 수 있다
다음으로, 단계 S12에서 공정 수립부(120)는, 제작 대상 금형에 대한 목표 납기일에 대한 정보(R2) 및 제작 대상 금형의 설계 도면(R1)을 수신할 수 있다.
다음으로, 단계 S13에서 공정 수립부(120)는, 수신된 설계 도면(R1)을 기초로 제작 대상 금형을 제작하기 위한 복수의 하위 공정을 포함하는 프로세스 목록을 생성할 수 있다
다음으로, 단계 S14에서 스케줄링부(130)는, 프로세스 목록에 포함된 하위 공정 각각의 난이도 정보, 프로세스 목록에 포함된 하위 공정 간의 작업 순서 및 작업자 정보(F2)에 기초하여 프로세스 목록에 포함된 복수의 하위 공정을 복수의 작업자 각각에 대하여 할당하는 스케줄링 정책을 생성할 수 있다.
다음으로, 단계 S15에서 예측부(140)는, 생성된 스케줄링 정책에 따른 제작 대상 금형에 대한 완성 시점을 예측할 수 있다.
다음으로, 단계 S16에서 스케줄링 장치(100)는 단계 S15에서 예측된 완성 시점이 단계 S12에서 수신된 목표 납기일에 대한 정보(R2)에 포함된 목표 납기일 이전인지 여부를 판단할 수 있다.
만일 단계 S16의 판단 결과 예측된 완성 시점이 목표 납기일 이전이면, 단계 S17에서 시각화부(150)는, 생성된 스케줄링 정책에 따른 할당 작업 정보를 복수의 작업자 단말(300) 및 모니터링 단말(200) 중 적어도 하나에 시각화하여 표시할 수 있다.
반대로 단계 S16의 판단 결과 예측된 완성 시점이 목표 납기일을 초과하면, 단계 S18에서 개선부(160)는, 제작 대상 금형의 완성 시점이 목표 납기일 이전으로 앞당겨지기 위하여 요구되는 공장 여건 데이터의 개선 사항 정보를 생성할 수 있다.
다음으로, 단계 S19에서 시각화부(150)는 단계 S18에서 생성된 개선 사항 정보를 모니터링 단말(200)에 시각화하여 표시할 수 있다.
상술한 설명에서, 단계 S11 내지 S19는 본원의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다.
도 5는 복수의 하위 공정을 작업자 각각에 대하여 할당하는 스케줄링 정책을 생성하는 방법에 대한 세부 동작 흐름도이다.
도 5에 도시된 복수의 하위 공정을 작업자 각각에 대하여 할당하는 스케줄링 정책을 생성하는 방법은 앞서 설명된 스케줄링 장치(100)에 의하여 수행될 수 있다. 따라서, 이하 생략된 내용이라고 하더라도 스케줄링 장치(100)에 대하여 설명된 내용은 도 5에 대한 설명에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 5를 참조하면, 단계 S141에서 스케줄링부(130)는 공정별 난이도 정보에 기초하여 분할된 공정 그룹 또는 프로세스 목록에 포함된 하위 공정을 난이도가 높은 순으로 정렬할 수 있다.
다음으로, 단계 S142에서 스케줄링부(130)는 작업자 정보(F2)에 기초하여 복수의 작업자 각각을 근무 일정을 고려하여 작업 능력이 높은 순으로 정렬할 수 있다.
다음으로, 단계 S143에서 스케줄링부(130)는 단계 S141에서 정렬된 하위 공정 및 단계 S142에서 정렬된 작업자에 기초하여 서로 대응되는 순위의 하위 공정과 작업자가 매칭되도록 하는 제1스케줄링을 수행할 수 있다.
다음으로, 단계 S144에서 스케줄링부(130)는 제1스케줄링에 의할 때의 작업자 간의 작업 부하 편차 및 하위 공정 각각이 수행되는 장비의 예상 고장 수명의 변화를 예측할 수 있다.
다음으로, 단계 S145에서 스케줄링부(130)는 하위 공정과 작업자의 매칭 순서가 제1스케줄링에 비하여 적어도 일부의 순서가 변동되도록 하는 제2스케줄링을 수행할 수 있다.
다음으로, 단계 S146에서 스케줄링부(130)는 제2스케줄링에 의할 때의 작업자 간의 작업 부하 편차 및 하위 공정 각각이 수행되는 장비의 예상 고장 수명을 재차 예측할 수 있다.
다음으로, 단계 S147에서 스케줄링부(130)는 제2스케줄링에 의할 때의 작업 부하 편차가 선 수립된 제1스케줄링에 의할 때보다 감소되었는지 여부를 판단할 수 있다.
만일 단계 S147의 판단 결과 제2스케줄링에 의할 때의 작업 부하 편차가 선 수립된 제1스케줄링에 의할 때보다 감소된 것으로 판단되면(단계 S147의 YES), 단계 S148에서 스케줄링부(130)는 제2스케줄링에 의할 때의 예상 고장 수명이 선 수립된 제1스케줄링에 의할 때의 예상 고장 수명보다 감소되었는지 여부를 판단할 수 있다.
반대로 단계 S147의 판단 결과 제2스케줄링에 의할 때의 작업 부하 편차가 선 수립된 제1스케줄링에 의할 때보다 감소되지 않은 것으로 판단되면(단계 S147의 NO), 단계 S1492에서 스케줄링부(130)는 제1스케줄링을 유지할 수 있다. 달리 말해, 단계 S1492에서 스케줄링부(130)는 제2스케줄링을 폐지하고 제1스케줄링에 대응되는 세부 스케줄링 정책을 생성할 수 있다.
만일, 단계 S148의 판단 결과 제2스케줄링에 의할 때의 예상 고장 수명이 제1스케줄링에 의할 때의 예상 고장 수명보다 감소되지 않을 것으로 판단되면(단계 S148의 NO), 단계 S1491에서 스케줄링부(130)는 제1스케줄링을 폐기할 수 있다. 달리 말해, 단계 S1491에서 스케줄링부(130)는 제1스케줄링을 폐지하고 제2스케줄링에 대응되는 세부 스케줄링 정책을 생성할 수 있다.
반대로, 단계 S148의 판단 결과 제2스케줄링에 의할 때의 예상 고장 수명이 제1스케줄링에 의할 때의 예상 고장 수명보다 감소될 것으로 판단되면(단계 S148의 YES), 스케줄링부(130)는 단계 S1492에서 스케줄링부(130)는 제1스케줄링을 유지할 수 있다. 달리 말해, 단계 S1492에서 스케줄링부(130)는 제2스케줄링을 폐지하고 제1스케줄링에 대응되는 세부 스케줄링 정책을 생성할 수 있다.
상술한 설명에서, 단계 S141 내지 S1492는 본원의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다.
본원의 일 실시 예에 따른 금형 제작 공정에 적용되는 지능형 작업 스케줄링 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
또한, 전술한 금형 제작 공정에 적용되는 지능형 작업 스케줄링 방법은 기록 매체에 저장되는 컴퓨터에 의해 실행되는 컴퓨터 프로그램 또는 애플리케이션의 형태로도 구현될 수 있다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 금형 제작 공정 관리 시스템
100: 금형 제작 공정에 적용되는 지능형 작업 스케줄링 장치
110: 수집부
120: 공정 수립부
130: 스케줄링부
140: 예측부
150: 시각화부
160: 개선부
20: 네트워크
200: 모니터링 단말
300: 작업자 단말
100: 금형 제작 공정에 적용되는 지능형 작업 스케줄링 장치
110: 수집부
120: 공정 수립부
130: 스케줄링부
140: 예측부
150: 시각화부
160: 개선부
20: 네트워크
200: 모니터링 단말
300: 작업자 단말
Claims (8)
- 지능형 작업 스케줄링 장치에 의해 수행되는 금형 제작 공정에 적용되는 지능형 작업 스케줄링 방법으로서,
제작 대상 금형의 제작 공정이 수행되는 공간에 배치되는 복수의 장비에 대한 장비 정보 및 복수의 작업자 각각의 작업 능력에 대한 정보와 근무 일정에 대한 정보를 포함하는 작업자 정보를 포함하는 공장 여건 데이터를 준비하는 단계;
상기 제작 대상 금형에 대한 목표 납기일에 대한 정보 및 상기 제작 대상 금형의 설계 도면을 수신하는 단계;
상기 수신된 설계 도면을 기초로 상기 제작 대상 금형을 제작하기 위한 복수의 하위 공정을 포함하는 프로세스 목록을 생성하는 단계;
상기 하위 공정 각각의 난이도 정보, 상기 하위 공정 간의 작업 순서 및 상기 작업자 정보에 기초하여 상기 복수의 하위 공정을 상기 복수의 작업자 각각에 대하여 할당하는 스케줄링 정책을 생성하는 단계;
상기 생성된 스케줄링 정책에 따른 상기 제작 대상 금형에 대한 완성 시점을 예측하는 단계;
상기 예측된 완성 시점이 상기 목표 납기일 이전이면, 상기 스케줄링 정책에 따른 할당 작업 정보를 복수의 작업자 단말 및 모니터링 단말 중 적어도 하나에 시각화하여 표시하는 단계; 및
상기 예측된 완성 시점이 상기 목표 납기일을 초과하면, 상기 완성 시점이 목표 납기일 이전으로 앞당겨지기 위하여 요구되는 상기 공장 여건 데이터의 개선 사항 정보를 생성하는 단계,
를 포함하고,
상기 스케줄링 정책을 생성하는 단계는,
상기 작업자 간의 작업 부하 편차가 최소가 되도록 하는 제1조건 및 상기 생성된 스케줄링 정책에 의할 때 상기 하위 공정 각각이 수행되는 장비의 예상 고장 수명이 기존 대비 감소되지 않도록 하는 제2조건을 만족하도록 상기 스케줄링 정책을 생성하되,
상기 스케줄링 정책을 생성하는 단계는,
상기 난이도 정보에 기초하여 상기 하위 공정을 난이도가 높은 순으로 정렬하고, 상기 작업자 정보에 기초하여 상기 복수의 작업자 각각을 상기 근무 일정을 고려하여 상기 작업 능력이 높은 순으로 정렬하는 단계;
상기 정렬된 하위 공정 및 상기 정렬된 작업자에 기초하여 서로 대응되는 순위의 하위 공정과 작업자가 매칭되도록 하는 제1스케줄링을 수행하는 단계;
상기 제1스케줄링에 의할 때의 하위 공정 각각이 수행되는 장비의 열주기(Thermal cycling, TC)를 고려한 예상 고장 수명을 Monte Carlo 시뮬레이터에 기초하여 예측하는 단계;
하위 공정과 작업자의 매칭 순서가 상기 제1스케줄링에 비하여 적어도 일부의 순서가 변동되도록 하는 제2스케줄링을 수행하는 단계;
상기 제2스케줄링에 의할 때의 하위 공정 각각이 수행되는 장비의 열주기(Thermal cycling, TC)를 고려한 예상 고장 수명을 상기 Monte Carlo 시뮬레이터에 기초하여 예측하는 단계; 및
상기 제1스케줄링에 대하여 예측된 예상 고장 수명 및 상기 제2스케줄링에 대하여 예측된 예상 고장 수명에 기초하여 상기 제1스케줄링 및 상기 제2스케줄링 중 어느 하나를 스케줄링 정책으로 결정하는 단계,
를 포함하고,
상기 스케줄링 정책을 생성하는 단계는,
상기 결정된 스케줄링 정책을 새로운 상기 제1스케줄링으로 재설정한 후 반복 수행됨으로써, 상기 하위 공정과 상기 작업자의 매칭의 순서 정렬에 따른 모든 경우의 수를 고려하여 최종적인 상기 스케줄링 정책이 결정되는 것을 특징으로 하는, 지능형 작업 스케줄링 방법. - 제1항에 있어서,
상기 개선 사항 정보를 상기 모니터링 단말에 시각화하여 표시하는 단계,
를 더 포함하는 것인, 지능형 작업 스케줄링 방법. - 제1항에 있어서,
상기 프로세스 목록을 생성하는 단계는,
상기 수신된 설계 도면을 기초로 상기 제작 대상 금형을 이루는 복수의 부품을 결정하는 단계;
상기 결정된 복수의 부품 각각을 기 구축된 표준 제조 공정 데이터베이스에 저장된 부품과 매칭하는 단계; 및
상기 매칭된 부품에 대하여 상기 표준 제조 공정 데이터베이스에 저장된 소정의 공정을 포함하도록 상기 복수의 하위 공정을 결정하는 단계,
를 포함하는 것인, 지능형 작업 스케줄링 방법. - 제3항에 있어서,
상기 부품과 매칭하는 단계는,
상기 결정된 복수의 부품 각각의 규격 정보, 소재 정보 및 패턴 정보에 기초하여 상기 표준 제조 공정 데이터베이스에 저장된 부품 중 유사도가 소정 수준 이상인 부품을 매칭하는 것인, 지능형 작업 스케줄링 방법. - 제3항에 있어서,
상기 스케줄링 정책을 생성하는 단계는,
상기 작업 순서에 기초하여 상기 복수의 하위 공정을 소정의 하위 공정을 포함하는 복수의 공정 그룹으로 그룹화하여 시계열적으로 분할하는 단계; 및
상기 공정 그룹 각각에 대한 세부 스케줄링 정책을 생성하는 단계,
를 포함하는 것인, 지능형 작업 스케줄링 방법. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 하위 공정은,
소재 가공 공정, 분할면 가공 공정, 밀링(milling) 공정, 드릴링(drilling) 공정, 리밍(reaming) 공정, 선반(lathing) 공정, 절삭 공정, 세이퍼(shaping) 공정, 연삭 공정, 금긋기(marking) 공정, 조립 공정, 래핑(lapping) 공정 중 적어도 하나를 포함하는 것인, 지능형 작업 스케줄링 방법. - 금형 제작 공정에 적용되는 지능형 작업 스케줄링 장치로서,
제작 대상 금형의 제작 공정이 수행되는 공간에 배치되는 복수의 장비에 대한 장비 정보 및 복수의 작업자 각각의 작업 능력에 대한 정보와 근무 일정에 대한 정보를 포함하는 작업자 정보를 포함하는 공장 여건 데이터를 준비하는 수집부;
상기 제작 대상 금형에 대한 목표 납기일에 대한 정보 및 상기 제작 대상 금형의 설계 도면을 수신하고, 상기 수신된 설계 도면을 기초로 상기 제작 대상 금형을 제작하기 위한 복수의 하위 공정을 포함하는 프로세스 목록을 생성하는 공정 수립부;
상기 하위 공정 각각의 난이도 정보, 상기 하위 공정 간의 작업 순서 및 상기 작업자 정보에 기초하여 상기 복수의 하위 공정을 상기 복수의 작업자 각각에 대하여 할당하는 스케줄링 정책을 생성하는 스케줄링부;
상기 스케줄링 정책에 따른 상기 제작 대상 금형에 대한 완성 시점을 예측하는 예측부;
상기 예측된 완성 시점이 상기 목표 납기일 이전이면, 상기 스케줄링 정책에 따른 할당 작업 정보를 복수의 작업자 단말 및 모니터링 단말 중 적어도 하나에 시각화하여 표시하는 시각화부; 및
상기 예측된 완성 시점이 상기 목표 납기일을 초과하면, 상기 완성 시점이 목표 납기일 이전으로 앞당겨지기 위하여 요구되는 상기 공장 여건 데이터의 개선 사항 정보를 생성하는 개선부,
를 포함하고,
상기 스케줄링부는,
상기 작업자 간의 작업 부하 편차가 최소가 되도록 하는 제1조건 및 상기 생성된 스케줄링 정책에 의할 때 상기 하위 공정 각각이 수행되는 장비의 예상 고장 수명이 기존 대비 감소되지 않도록 하는 제2조건을 만족하도록 상기 스케줄링 정책을 생성하되,
상기 스케줄링부는,
상기 난이도 정보에 기초하여 상기 하위 공정을 난이도가 높은 순으로 정렬하고, 상기 작업자 정보에 기초하여 상기 복수의 작업자 각각을 상기 근무 일정을 고려하여 상기 작업 능력이 높은 순으로 정렬하고, 상기 정렬된 하위 공정 및 상기 정렬된 작업자에 기초하여 서로 대응되는 순위의 하위 공정과 작업자가 매칭되도록 하는 제1스케줄링을 수행하여 상기 제1스케줄링에 의할 때의 하위 공정 각각이 수행되는 장비의 열주기(Thermal cycling, TC)를 고려한 예상 고장 수명을 Monte Carlo 시뮬레이터에 기초하여 예측하고, 하위 공정과 작업자의 매칭 순서가 상기 제1스케줄링에 비하여 적어도 일부의 순서가 변동되도록 하는 제2스케줄링을 수행하여 상기 제2스케줄링에 의할 때의 하위 공정 각각이 수행되는 장비의 열주기(Thermal cycling, TC)를 고려한 예상 고장 수명을 상기 Monte Carlo 시뮬레이터에 기초하여 예측하고,
상기 스케줄링부는,
상기 제1스케줄링에 대하여 예측된 예상 고장 수명 및 상기 제2스케줄링에 대하여 예측된 예상 고장 수명에 기초하여 상기 제1스케줄링 및 상기 제2스케줄링 중 어느 하나를 상기 스케줄링 정책으로 결정하는 프로세스를 상기 결정된 스케줄링 정책을 새로운 상기 제1스케줄링으로 재설정한 후 반복 수행함으로써, 상기 하위 공정과 상기 작업자의 매칭의 순서 정렬에 따른 모든 경우의 수를 고려하여 최종적인 상기 스케줄링 정책이 결정되도록 하는 것을 특징으로 하는, 지능형 작업 스케줄링 장치.
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|---|---|---|---|
| KR1020200030134A KR102190842B1 (ko) | 2020-03-11 | 2020-03-11 | 금형 제작 공정에 적용되는 지능형 작업 스케줄링 장치 및 방법 |
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