KR102342028B1 - 다품종 소량 생산을 위한 클라우드 기반 자동 스케줄링 시스템 운영 방법 - Google Patents

다품종 소량 생산을 위한 클라우드 기반 자동 스케줄링 시스템 운영 방법 Download PDF

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Abstract

본 실시예에 주문 수주를 관리하는 주문 관리부와, 외부 정보와 기준 정보부 및 주문 관리부의 정보를 이용하여 생산 계획을 산정하는 생산 관리부 및 전체 시스템의 동작을 관리하는 시스템 관리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다품종 소량 생산을 위한 클라우드 기반 자동 스케줄링 시스템의 운영 방법에 있어서,
주문이 접수되면 주문관리부에 의해 수주처리하는 단계;
주문 관리부는 생산 관리부에 이를 전달하여 자동 생산 스케줄링을 생성하되, 표준 공정 모듈을 통해 수주처리 받은 제품의 표준 공정을 로딩하고, 이 로딩된 표준 공정 정보(표준 공정도)를 생산 계획 모듈에 전달하는 단계;
상기 생산계획 모듈은 워크 캘린더 모듈을 통해 해당 수주 제품을 생산하기 위한 자원과 설비를 확인하고, 확인된 설비와 자원의 계획된 생산 계획 정보를 추가 로딩하는 단계;
표준 공정 정보와 계획된 생산 계획 정보를 통해 후보군을 선출하는 단계;
선출된 후보군을 기준으로 표준 함수를 적용하여 최적의 최종 신규 생산 계획 정보를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다품종 소량 생산을 위한 클라우드 기반 자동 스케줄링 시스템의 운영 방법을 제공한다.

Description

다품종 소량 생산을 위한 클라우드 기반 자동 스케줄링 시스템 운영 방법{THE OPERATING METHOD OF CLOUD BASED AUTOMATIC SCHEDULE SYSTEM TO PRODUCE A VARIETY OF VARIETIES IN SMALL QUANTITIES}
본 발명은 다품종 소량 생산을 위한 클라우드 기반 자동 스케줄링 시스템 운영 방법에 관한 것으로, ERP와 MES 시스템과의 연동이 가능한 클라우드 기반의 APS 시스템의 운영 방법을 제공한다.
많은 영세 제조업체들은 그 영세성으로 인하여 효율적인 제조 공정의 개선을 이루지 못하고, 인력에 의존하여 제품을 생산함에 따라 원가 절감의 어려움과 생산성의 하락으로 어려움을 겪고 있다.
특히 다품종 소량생산 사업체, 즉 정밀가공업체의 경우 자동차부품 등 일부 분야를 제외하면 주문가공 혹은 주문설계 가공형의 특징을 지니고 있는데, 이런 사업의 특성상 공정을 표준화하기 힘듦은 물론 기존의 BOM을 BASE로 기준정보를 관리하여 ERP를 통해 생산계획을 작성하여 운영하는 방식은 ERP가 이미 표준화된 대량생산 제조업에 맞추어진 시스템이라는 점에서부터 그 활용성이 낮다는 것을 반증하고 있으며, 또한 잦은 생산계획 변동으로 기존의 제조 및 생산 정보를 활용하지 못하고 폐기 후 매번 새로 생성함에 따라 제조 공정의 개선을 통한 도약 기회조차 얻지 못하는 문제가 발생하고 있다.
(특허 문헌 1) 한국등록특허 제10-2009253호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 외산 및 국산의 솔루션이 존재하지만, 사용의 불편함은 물론, 실시간 대응이 어려운 기술이고, 단일 품종의 대량 생산 및 장납기 등의 기준에서 적용이 가능한 시스템이기 때문에 다품종 소량 생산을 수행하는 중소 기업에서는 사용하기 어려운 실정이다. 본 시스템은 다품종 소량 생산에 중점을 두고, MES와 ERP 시스템과의 연동을 통해, 영업, 생산 및 구매로 이어지는 핵심 업무의 전체 밸런스를 확보할 수 있게 한다. 또한, 기업내 분산된 복잡한 업무 영역을 연계하여 생산 현장의 업무 처리 판단에 관하여 정확하게 처리할 수 있고, 생산 스케줄링의 용이성과 현장 대응성을 강화힐 수 있는 다품종 소량 생산을 위한 클라우드 기반 자동 스케줄링 시스템 운영 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 주문 수주를 관리하는 주문 관리부와, 외부 정보와 기준 정보부 및 주문 관리부의 정보를 이용하여 생산 계획을 산정하는 생산 관리부 및 전체 시스템의 동작을 관리하는 시스템 관리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다품종 소량 생산을 위한 클라우드 기반 자동 스케줄링 시스템의 운영 방법에 있어서, 주문이 접수되면 주문관리부에 의해 수주처리하는 단계와, 주문 관리부는 생산 관리부에 이를 전달하여 자동 생산 스케줄링을 생성하되, 표준 공정 모듈을 통해 수주처리 받은 제품의 표준 공정을 로딩하고, 이 로딩된 표준 공정 정보(표준 공정도)를 생산 계획 모듈에 전달하는 단계와, 상기 생산계획 모듈은 워크 캘린더 모듈을 통해 해당 수주 제품을 생산하기 위한 자원과 설비를 확인하고, 확인된 설비와 자원의 계획된 생산 계획 정보를 추가 로딩하는 단계와, 표준 공정 정보와 계획된 생산 계획 정보를 통해 후보군을 선출하는 단계와, 선출된 후보군을 기준으로 표준 함수를 적용하여 최적의 최종 신규 생산 계획 정보를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다품종 소량 생산을 위한 클라우드 기반 자동 스케줄링 시스템의 운영 방법을 제공한다.
상기 후보군을 선출하는 단계와 최적의 최종 신규 생산 계획 정보를 산출하는 단계는, 상기 표준 공정도 및 자원 데이터(즉, 자원과 설비 정보)를 로드하는 단계와, 상기 표준 공정도에 따른 마지막 공정인지 판단하는 단계와, 판단결과 마지막 공정인 경우에는 모든 프로세스를 종료하지만, 마지막 공정이 아닌 경우에는 작업 표준 시간을 다시 세팅하는 단계와, 상기 표준 시간이 모두 소진되었는지 확인하여 모두 소진된 경우에는 후보를 등록하는 단계와, 다음번 자원 항목이 있는지를 판단하되, 공정에 지정된 다음 자원 항목이 있는지 여부를 판단하여, 다음 자원 항목이 없는 경우에는 다음 공정을 진행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 다음 공정을 진행하는 단계 전에, 표준함수를 통해 최종 신규 생산 계획 정보를 선정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 생산 계획 후보에서 결정을 하되, 소요 시간이 적을 수록, 시작 시간이 빠를 수록, 종료까지 충돌하는 다른 생산 계획 수가 적을 수로 선정되도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 다음 자원 판단에서, 다음 자원이 있는 것으로 판단하는 경우와, 표준 시간 소진 단계에서 모두 소진되지 않는 것으로 판단한 경우에는 공정에 지정된 설비가 있는지를 판단하는 단계와, 상기 지정 설비가 있는 것으로 판단한 경우 설비 정보를 확인하는 단계와, 상기 공정에 지정된 작업자가 있는 것으로 판단하는 경우에는 작업자 정보를 확인하고 표준 시간에서 이를 차감하는 단계 및 상기 표준 시간을 차감한 이후에는 표준시간을 모두 소진하였는지를 다시 판단하고, 지정 작업자가 없는 경우로 판단한 경우, 작업 표준 시간에서 이를 차감하는 것을 특징으로 한다.
상기 설비 정보의 확인은 설비 가동 시간을 확인하고, 설비 비가동시간을 필터링하고, 설비 생산계획을 필터링하고, 상기 작업자 정보 확인은 작업자 근부 시간을 확인하고, 작업자 비근무 시간을 확인 후 필터링하고, 해당 작업자에 걸려있는 생산 계획을 필터링하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 본 발명은 ERP와 MES 중간에 위치해 높은 수준의 생산 계획과 실행이 가능하도록 할 수 있다. 또한, 회사 규모가 변동하고, 생산설비, 품목, 고객이 바뀌어도 고정된 관리 인원으로 생산 환경 변화에 대해 유지와 대응이 가능할 수 있다. 또한, 필요시점보다 지연되는 계획 결정에 의존하는 기존의 생산 운영 방식을 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다품종 소량 생산을 위한 클라우드 기반 자동 스케줄링 시스템을 갖는 개념도.
도 2는 일 실시예에 따른 다품종 소량 생산을 위한 클라우드 기반 자동 스케줄링 시스템의 블록도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 평가 방식을 설명하기 위한 개념도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다품종 소량 생산을 위한 클라우드 기반 자동 스케줄링 시스템 운영 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 5는 일 실시예에 따른 설비정보 확인의 흐름도.
도 6은 일 실시예에 따른 작업자 정보 확인의 흐름도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다. 따라서, 본 명세서를 통해 설명되는 각 구성부들의 존재 여부는 기능적으로 해석 되어야 할 것이다. 이러한 이유로 본 발명의 다품종 소량 생산을 위한 클라우드 기반 자동 스케줄링 시스템 운영 방법의 구성부들의 구성은 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 한도 내에서 상이해질 수 있음을 명확히 밝혀둔다.
본 명세서에서, 제1 및 제2, 상부 및 하부 등의 관계적인 용어는, 그러한 엔티티 또는 액션 간의 실제 관계 또는 순서를 반드시 요구하거나 암시하지 않고 다른 엔티티나 액션과 하나의 엔티티 또는 액션을 구별하는 데에만 사용될 수 있다. 용어 "포함하다(comprises)", "포함하는(comprising)" 또는 그 다른 변형은, 구성요소의 리스트를 포함하는 프로세스, 방법, 제품, 또는 장치가 구성요소만을 포함하지 않지만 그러한 프로세스, 방법, 제품, 또는 장치에 명시적으로 열거되거나 내재되지 않은 다른 구성요소를 포함할 수 있도록, 비배타적인 포함물을 커버하도록 의도된다. "하나의 ~를 포함하다"로 진행되는 하나의 구성요소는, 더 이상의 제한없이, 구성요소를 포함하는 프로세스, 방법, 제품, 또는 장치 내에 부가적인 동일한 구성요소의 존재를 배제한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다품종 소량 생산을 위한 클라우드 기반 자동 스케줄링 시스템을 갖는 개념도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 다품종 소량 생산을 위한 클라우드 기반 자동 스케줄링 시스템의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 평가 방식을 설명하기 위한 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다품종 소량 생산을 위한 클라우드 기반 자동 스케줄링 시스템 운영 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 설비정보 확인의 흐름도이고, 도 6은 일 실시예에 따른 작업자 정보 확인의 흐름도이다.
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 다품종 소량 생산을 위한 클라우드 기반 자동 스케줄링 시스템의 운영 방법을 위해 먼저 시스템을 설명하면 ERP(10)와 MES(20)와 연동을 통해 생산 현장과 자원을 이용한 다품종 제품의 소량 생산 스케줄을 자동으로 설정하고 운영할 수 있도록 한다.
본 실시예의 자동 스케줄일 시스템(100)은 외부 장치 및 시스템과의 연동을 위한 인터페이스부(110)와, 생산을 위한 기본 정보를 관리하는 기준 정보부(120)와, 주문 수주를 관리하는 주문 관리부(130)와, 외부 정보와, 기준 정보부(120) 및 주문 관리부(130)의 정보를 이용하여 생산 계획을 산정하는 생산 관리부(140)와, 생산 계획 결과를 관리하는 계획 관리부(150)와, 전체 시스템의 동작을 관리하는 시스템 관리부(160)를 포함한다.
인터페이스부(110)는 외부 장치 및 시스템과의 테이터 통신을 수행한다. 본 실시예에서는 ERP(10) 및 MES(20)의 데이터베이스와 통신을 수행하여 이들로 부터 기준 정보를 동기화 한다. 또한, 이들로 부터 총괄 계획 사항을 공유 받아 이를 시스템에 반영하는 것도 가능하다. 인터페이스부(110)는 데이터를 수신 또는 발신할 수 있는 다양한 구조와 방식을 사용하는 것이 가능하다.
기준 정보부(120)는 업체 정보를 관리하는 업체 관리 모듈과, 품목 정보를 관리하는 품목 관리 모듈과, 설비 정보를 관리하는 설비 관리 모듈과, 공정 코드 및 시스템 코드를 관리하는 공통 코드 정보 모듈을 포함한다.
물론, 기준 정보부(120)는 설비 및 자원에 관한 정보를 관리할 뿐만 아니라 작업자에 관한 정보도 관리하는 것이 가능하다.
주문 관리부(130)는 고객사의 요청에 따른 주문 정보를 관리하고, 이를 바탕으로 수주 처리 정보를 생성한다. 이때, 수주 처리 정보에는 생산할 제품 즉, 품목 관련 정보가 포함되는 것이 바람직하다.
생산 관리부(140)는 품목별 표준 공정 정보를 등록 관리하는 표준 공정 모듈과, 설비의 가동 계획 및 작업자의 근무 계획을 관리하는 워크 캘린더 모듈과, 휴리스틱 기법과 표준 평가 함수를 통해 생산 계획을 생성하는 생산 계획 모듈과, 생산 계획 시뮬레이션 웹 API의 연산 로그 조회를 하는 시뮬레이션 로그를 포함한다.
표준 공정 모듈은 품목별 표준 공정 정보를 관리하되, 표준 공정 정보는 공정과 관련된 설비, 작업자, 작업시간 정보를 포함하는 것이 효과적이다. 이때, 표준 공정 정보는 공정의 시작 시간과 종료 시간 정보를 구비하는 것도 가능하다. 또한, 공정에 소요되는 자원 정보도 포함하는 것이 효과적이다. 이때, 표준 공정 정보를 공정 코드 형태로 저장되어 있는 것이 가능하다. 그리고, 이 정보는 공통 코드 정보 모듈에 저장되어 있는 것도 가능하다. 표준 공정 모듈은 인터페이스부(110)를 통해 새로운 표준 공정 정보를 제공 받고 이를 등록 저장하는 것도 가능하다.
워크 캘린더 모듈은 사전에 생산 계획 모듈에 의해 계획된 생산 정보를 관리하는 것이 효과적이다. 워크 캘린더 모듈은 계획된 작업 시간 정보, 작업의 시작 시간 정보, 종료 시간 정보 및 작업 가용 시간 정보를 포함할 수도 있다. 이때, 이 정보는 설비와 작업자를 기준으로 설정되는 것이 바람직하다. 워크 캘린더 모듈은 모든 설비와 작업자에 관한 시간별 작업 정보와 작업 가용 시간 정보를 구비한다.
본 실시예의 워크 캘린더 모듈은 각 장비의 가동에 따른 유지보수 기간 정보를 추가로 포함한다. 유지보수 기간 정보는 일단위의 숫자 형태로 저장되는 것이 바람직하다. 이를 통해 워크 캘린더의 계획된 생산 정보에는 장비의 1일 가동의 횟수를 카운팅하는 유지 보수 정보를 더 포함하는 것이 가능하다. 이때, 유지 보수 정보와 유지보수 기간 정보가 일치하는 경우에는 해당 장비의 가동을 비 가동으로 설정하고, 유지보수 시간 만큼 장비를 사용할 수 없음을 생산 계획 모듈에 전달하는 것이 가능하다.
생산 계획 모듈은 주문 관리부에 의한 수주 정보에 따라 표준 공정 모듈로 부터 해당 수주 정보에 대응하는 품목의 표준 공정 정보를 활용하여 생산 기본 정보를 생성한다. 생산 기본 정보는 품목의 생산을 위한 자원과 설비 정보와 이들의 가동 정보 즉, 작업 시간 정보를 포함한다.
생산 계획 모듈은 생산 기본 정보와, 워크 캘린더 모듈의 계획된 생산 정보를 바탕으로 계획 후보군 정보를 생성하고, 생성된 계획 후보군 정보를 평가 함수를 통해 최종 신규 생산 계획 정보를 설정한다. 설정된 신규 생산 계획 정보는 워크 캘린더 모듈에 새로이 등록된다.
계획 후보군 정보는 생산 기본 정보의 설비, 자원 및 작업자 정보를 바탕으로, 신규 품목의 표준 공정 작업을 진행할 수 있는 설비 중에서 새로이 생산이 진행될 품목의 표준 작업 시간과 일치하거나 큰 작업 가용 시간 정보를 갖는 장비를 후보군으로 선정하는 정보를 구비한다. 예를 들어, 신규 품목의 표준 공정 작업 시간이 3시간일 경우, 10개의 장비 중에서 신규 품목의 표준 공정 작업을 진행할 수 있는 장비가 5개 일때, 이 5개의 장비 중에서 워크 캘린더 모듈을 통해 설정된 5개 장비의 작업 시간 중에서 작업 가용 시간 정보가 3시간보다 큰 장비를 후보군 장비로 설정하는 것이 효과적이다.
공정별 지정된 자원(설비, 작업자)이 없을 경우 탐색 절차를 거치지 않고 표준공정도의 작업 표준시간을 기준으로 시작, 종료시간 계산하여 계획 후보로 등록하는 것이 효과적이다. 그리고, 자원(설비, 작업자)에 대한 워크 캘린더 모듈(142)로부터 가용시간을 확인하여 작업 가능 시간 정보를 확인한다. 이때 등록된 가용 시간 정보가 없을 경우 하루 종일을 가용 시간으로 판단하는 것이 가능하다.
확인된 작업 가능 시간대에 이미 할당된 생산 계획이 존재하는 경우, 그 시간만큼을 제외하고 작업 가능한 시간을 다시 계산하여 시작, 종료시간 산출 후 계획 후보군으로 등록한다.
이후, 이 후보군을 기준으로 평가 함수를 통해 후보군에서 최종 신규 생산 계획 정보를 생성한다.
이때, 평가함수에 의한 수식을 아래 식과 같다.
Figure 112021049376400-pat00001
Figure 112021049376400-pat00002
Figure 112021049376400-pat00003
Figure 112021049376400-pat00004
여기서, K1, K2, K3는 가중치를 나타낸다. 본 실시예에서는 K1으로 0.3, K2로 0.3, K3로 0.4를 사용한다. 그리고, 평가 함수에 의해 가장 낮은 값인 후보군을 선정하고, 그 후보군에 부여된 작업 스케쥴을 최종 신규 생산 계획 정보로 선정한다.
평가 함수는 시작, 종료 일시 간의 기간이 적을 수록, 작업의 시작일시가 빠를 수록, 종료일시까지의 충돌하는 다른 생산계획이 적을 수록 비용이 낮게 산출된다.
이를 위해, 신규 품목의 작업 시간이 8시간이고, 도 7과 같이 3개의 설비(1호기, 2호기, 3호기)의 작업 가용 시간 정보가 8시간 보다 많은 경우에, 신규 작업 시간을 3개의 설비에 분산 배치하여 후보군과 이에 따른 생산 계획을 설정한다.
후보군 시작시간 종료시간 신규1 신규2 신규3
1호기 1일14시 1일22시 1일14시~1일22시
(8시간)		 - -
2호기 1일12시 2일1시 1일12시~1일17시
(5시간)		 1일22시~2일1시
(3시간)		 -
3호기 1일7시 2일4시 1일7시~1일12시
(5시간)		 1일17시~1일18시
(1시간)		 2일0시~2일2시
(2시간)
도 7과 표 1과 같이 1호기는 1일 14시부터 작업이 가능하고, 연속해서 1일22시까지 8시간 작업이 가능하기 때문에 이 시작시간과 종료시간을 전체 하나의 생산 계획으로 추가 후보군으로 설정한다. 2호기는 1일 12시부터 작업이 가능하지만, 중간에 다른 생산 작업 일정이 있기 때문에 1차로 1일 17시까지 5시간 작업을 진행하고, 중간의 다른 생산 작업 일정이 끝난 1일22시 부터 2일 1시까지 3시간 작업을 진행하요 총 8시간의 작업이 가능한 생산 계획을 추가 후보군으로 설정한다. 3호기는 1일 7시부터 1일 12시까지 5시간 작업을 진행하고, 중간의 다른 생산 작업 일정을 진행하고, 다시 1일 17시부터 1일18시까지 1시간 작업을 진행한 다음 또 다른 작업 일정을 진행한 다음 2일 0시부터 1일2시까지 2시간 작업을 진행하도 총 8시간의 작업이 가능한 생산 계획을 추가 후보군으로 설정한다.
이와 같이 가장 빠르게 생산 공정을 사용할 수 있는 것은 3호기 이지만, 가장 늦게 작업이 완료될 수 있기 때문에 본 발명에서는 평가 함수를 통해 후보군 중에서 최적의 최종 신규 생산 계획 정보를 산출한다.
지정된 모든 자원에 대한 계획 후보가 등록되면 각 후보들에 평가 함수를 통한 비용이 가장 낮은 후보가 그 공정에 최종 생산 계획으로 결정될 수 있다.
이를 위해, 생산 계획 모듈은 후보군에서 전체 소요 시간 정보와, 계획 충돌 정보, 시작 시간 순위 정보를 추출하고, 이를 바탕으로 평가 함수 값을 산출한 다음 산출된 평가 함수 값 중에서 가장 작은 값은 최종 신규 생산 계획 정보로 산출한다.
후보 전체소요시간 계획 충돌 시작시간순위 순위비용 소요시간비요 충돌비용 최종 값
1호기 8시간 0 3 0.3 2.4 0.4 0.288
2호기 13시간 1 2 0.2 3.9 0.8 0.624
3호기 21시간 2 1 0.1 6.3 1.2 0.756
표 2에서와 같이 1호기는 전체 소요시간이 8시간이고, 다른 선행 계획과의 충돌이 없고, 시작시간 순위를 3이이지만, 최종 값은 가장 낮은 0.288이 나왔다. 반면, 2호기는 전체 소요시간이 13시간이고, 다른 선행 계획과 1회 충돌하고, 시작시간 순위가 2로 최종 값은 0.624가 나왔고, 3호기는 전체 소요시간이 21시간이고, 다른 선행 계획과 2회 충돌하고, 시작시간 순위가 1로 최종 값은 0.756이 나왔다.
따라서, 본 실시예에서는 1호기와 이에 계획된 스케줄을 최종 신규 생산 계획 정보로 설정하고, 이를 워크 캘린더 모듈에 등록한다.
본 실시예의 계획 운영부(150)는 프로젝트별 생산계획 마지막 종료일과 납기일을 비교하여 업체로 그룹한 납기준수율을 관리하는 납기 준수율 모듈과, 일자별 설비의 가용시간과 가동시간을 비교하여 설비가동율을 관리하는 설비 가동율 모듈과, 특정 기간내 설비의 평균가동시간과 최대가동시간을 비교하여 작업부하율을 관리하는 작업 부하율 모듈을 포함한다.
본 실시예의 시스템 관리부(160)는 사용자(작업자) 정보를 관리하는 사용자 정보 모듈과, 사용자의 모듈에 대한 접근 권한을 관리하는 사용자 권한 모듈, 데이터의 고유값 생성 정보를 관리하는 관리 번호 모듈과, 사용자별 모듈의 이용 현황을 관리하는 이용현황 모듈을 포함한다.
본 실시예의 다품종 소량 생산을 위한 클라우드 기반 자동 스케줄링 시스템 운영 방법은 고객으로 부터 주문이 접수되면 주문관리부(130)에 의해 수주처리가 된다. 이후, 주문 관리부(130)는 생산 관리부(140)에 이를 전달하여 자동 생산 스케줄링을 생성하도록 한다.
생산 관리부(140)는 표준 공정 모듈을 통해 수주처리 받은 제품의 표준 공정을 로딩하고, 이 로딩된 표준 공정 정보(표준 공정도)를 생산 계획 모듈에 전달한다. 생산계획 모듈은 워크 캘린더 모듈을 통해 해당 수주 제품을 생산하기 위한 자원과 설비를 확인하고, 확인된 설비와 자원의 계획된 생산 계획 정보를 추가 로딩한다. 이후, 표준 공정 정보와 계획된 생산 계획 정보를 통해 후보군을 선출한다. 선출된 후보군을 기준으로 표준 함수를 적용하여 최적의 최종 신규 생산 계획 정보를 산출한다.
도 5에 도시된 바와 같이 표준 공정도 및 자원 데이터(즉, 자원과 설비 정보)를 로드한다(S110). 이후, 표준 공정도에 따른 마지막 공정인지 판단한다(S120). 판단결과 마지막 공정인 경우에는 모든 프로세스를 종료한다. 하지만, 마지막 공정이 아닌 경우에는 작업 표준 시간을 세팅한다(S130).
표준 시간이 모두 소진되었는지 확인한다(S140). 즉, 작업 표준 시간이 모두 소진 되었는지를 확인하여, 모두 소진된 경우에는 후보를 등록한다(S150). 즉 생산 계획 후보를 등록하게된다. 그리고, 다음번 자원 항목이 있는지를 판단한다(S160). 이때, 공정에 지정된 다음 자원 항목이 있는지 여부를 판단한다. 판단 결과 다음 자원 항목이 없는 경우에는 다음 공정을 진행한다(S170). 이에 앞서, 표준함수를 통해 최종 신규 생산 계획 정보를 선정한다. 즉, 생산 계획 후보에서 결정을 하되, 소요 시간이 적을 수록, 시작 시간이 빠를 수록, 종료까지 충돌하는 다른 생산 계획 수가 적을 수로 선정되도록 한다. 그리고, 다시 표준 공정 마지막 공정인지 판단한다.
만일 다음 자원이 있는 것으로 판단하는 경우(S160), 공정에 지정된 설비가 있는지를 판단한다(S180). 또한, 앞서의 작업 표준시간의 소진 여부의 판단시 모두 소진되지 않는 경우(S140)에도 공정에 지정된 설비가 있는지를 판단하는 것도 가능하다(S180).
지정 설비가 있는 것으로 판단한 경우 설비 정보를 확인한다(S190). 여기서 설비 정보의 확인은 설비 가동 시간을 확인하고(S191), 설비 비가동시간을 필터링하고(S192), 설비 생산계획을 필터링한다(S193). 해당 설비에 걸려 있는 생산 계획 필터를 한다. 이후, 필터가 완료된 경우에는 공정에 지정된 작업자가 있는지를 판단한다(S200). 그리고, 공정에 지정된 설비가 없는 것으로 판단한 경우 공정에 지정된 작업자가 있는지를 판단한다(S200).
공정에 지정된 작업자가 있는 것으로 판단하는 경우에는 작업자 정보를 확인하고(S210), 표준 시간에서 이를 차감한다(S220). 표준 시간을 차감한 이후에는 표준시간을 모두 소진하였는지를 다시 판단한다(S140). 지정 작업자가 없는 경우로 판단한 경우, 작업 표준 시간에서 이를 차감한다(S220).
작업자 정보 확인은 작업자 근부 시간을 확인하고(S211), 작업자 비근무 시간을 확인 후 필터링하고(S212), 해당 작업자에 걸려있는 생산 계획을 필터링한다(S213).
상기에서 설명한 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명은 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
10: ERP 20: MES
30: 현장/자원 100: 스케줄링 시스템
110: 인터페이스부 120: 기준 정보부
130: 주문관리부 140: 생산 관리부
150: 계획 운영부 160: 시스템 관리부

Claims (6)

  1. 주문 수주를 관리하는 주문 관리부와, 외부 정보와 기준 정보부 및 주문 관리부의 정보를 이용하여 생산 계획을 산정하는 생산 관리부 및 전체 시스템의 동작을 관리하는 시스템 관리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다품종 소량 생산을 위한 클라우드 기반 자동 스케줄링 시스템의 운영 방법에 있어서,
    주문이 접수되면 주문관리부에 의해 수주처리하는 단계;
    주문 관리부는 생산 관리부에 이를 전달하여 자동 생산 스케줄링을 생성하되, 표준 공정 모듈을 통해 수주처리 받은 제품의 표준 공정을 로딩하고, 이 로딩된 표준 공정 정보(표준 공정도)를 생산 계획 모듈에 전달하는 단계;
    상기 생산계획 모듈은 워크 캘린더 모듈을 통해 해당 수주 제품을 생산하기 위한 자원과 설비를 확인하고, 확인된 설비와 자원의 계획된 생산 계획 정보를 추가 로딩하는 단계;
    표준 공정 정보와 계획된 생산 계획 정보를 통해 후보군을 선출하는 단계;
    선출된 후보군을 기준으로 평가 함수를 적용하여 최적의 최종 신규 생산 계획 정보를 산출하는 단계를 포함하고, 상기 평가 함수는 하기 수학식에 따라 후보군에서 최종 신규 생산 계획 정보를 생성하되,
    (수학식)
    Figure 112021104358952-pat00011

    Figure 112021104358952-pat00012

    Figure 112021104358952-pat00013

    Figure 112021104358952-pat00014

    여기서, K1, K2, K3는 가중치로 K1으로 0.3, K2로 0.3, K3로 0.4를 사용하고,
    산출된 평가 함수 값 중에서 가장 작은 값은 최종 신규 생산 계획 정보로 산출하는 것을 특징으로 하는 다품종 소량 생산을 위한 클라우드 기반 자동 스케줄링 시스템의 운영 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 후보군을 선출하는 단계와 최적의 최종 신규 생산 계획 정보를 산출하는 단계는,
    상기 표준 공정도 및 자원 데이터(즉, 자원과 설비 정보)를 로드하는 단계;
    상기 표준 공정도에 따른 마지막 공정인지 판단하는 단계;
    판단결과 마지막 공정인 경우에는 모든 프로세스를 종료하지만, 마지막 공정이 아닌 경우에는 작업 표준 시간을 다시 세팅하는 단계;
    상기 표준 시간이 모두 소진되었는지 확인하여 모두 소진된 경우에는 후보를 등록하는 단계;
    다음번 자원 항목이 있는지를 판단하되, 공정에 지정된 다음 자원 항목이 있는지 여부를 판단하여, 다음 자원 항목이 없는 경우에는 다음 공정을 진행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다품종 소량 생산을 위한 클라우드 기반 자동 스케줄링 시스템의 운영 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 다음 공정을 진행하는 단계 전에, 평가 함수를 통해 최종 신규 생산 계획 정보를 선정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다품종 소량 생산을 위한 클라우드 기반 자동 스케줄링 시스템의 운영 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 생산 계획 후보에서 결정을 하되, 소요 시간이 적을 수록, 시작 시간이 빠를 수록, 종료까지 충돌하는 다른 생산 계획 수가 적을 수로 선정되도록 하는 것을 특징으로 하는 다품종 소량 생산을 위한 클라우드 기반 자동 스케줄링 시스템의 운영 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 다음 자원 판단에서, 다음 자원이 있는 것으로 판단하는 경우와, 표준 시간 소진 단계에서 모두 소진되지 않는 것으로 판단한 경우에는 공정에 지정된 설비가 있는지를 판단하는 단계;
    상기 지정 설비가 있는 것으로 판단한 경우 설비 정보를 확인하는 단계;
    상기 공정에 지정된 작업자가 있는 것으로 판단하는 경우에는 작업자 정보를 확인하고 표준 시간에서 이를 차감하는 단계; 및
    상기 표준 시간을 차감한 이후에는 표준시간을 모두 소진하였는지를 다시 판단하고, 지정 작업자가 없는 경우로 판단한 경우, 작업 표준 시간에서 이를 차감하는 것을 특징으로 하는 다품종 소량 생산을 위한 클라우드 기반 자동 스케줄링 시스템의 운영 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 설비 정보의 확인은 설비 가동 시간을 확인하고, 설비 비가동시간을 필터링하고, 설비 생산계획을 필터링하고,
    상기 작업자 정보 확인은 작업자 근부 시간을 확인하고, 작업자 비근무 시간을 확인 후 필터링하고, 해당 작업자에 걸려있는 생산 계획을 필터링하는 것을 특징으로 하는 다품종 소량 생산을 위한 클라우드 기반 자동 스케줄링 시스템의 운영 방법.
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