KR102582939B1 - 수작업 공정의 모니터링을 이용한 지속적인 리밸런싱 방법 - Google Patents

수작업 공정의 모니터링을 이용한 지속적인 리밸런싱 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수작업 공정의 모니터링을 이용한 지속적인 리밸런싱 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 의류 제조분야 등과 같이 수작업 위주로 제품을 생산하는 제조분야에서, 작업자에 의한 각 공정별 작업을 표준화하고, 작업자별 숙련도의 지속적 향상에 따라 지속적인 리밸런싱을 거쳐 전공정의 생산성을 대폭 향상시키며, 관련 업체들을 하나의 네트워크로 관리함으로써, 업무 효율 및 생산성을 크게 향상시킬 수 있도록 한 것이다.
특히, 본 발명은 공정별 소요시간, 평균시간, 시간편차, 단위시간당 생산성 및 작업자별 숙련도 등을 분석하여, 장비자원 및 인적자원의 효율적인 배치를 통해 공정별 시간편차가 0에 수렴하도록 하도록 하거나(밸런싱1), 소요시간이 평균시간 이하로 유지하도록 함(밸런싱2)으로써, 공정별 시간손실을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명은 관련 업체(발주처 및 수주처)들을 하나의 네트워크로 그룹핑하고, 수주처의 작업표준에 기초하여 특정 제품의 제조 공정을 다수의 수주처들에게 분배하도록 함으로써, 특정 업체뿐만 아니라 해당 산업분야 전체의 생산성을 크게 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
따라서, 수작업 중심의 제조 분야, 특히 의류 제조분야는 물론, 이와 유사 내지 연관된 분야에서 신뢰성 및 경쟁력을 향상시킬 수 있다.

Description

수작업 공정의 모니터링을 이용한 지속적인 리밸런싱 방법{Continuous rebalancing Method using handwork process monitoring}
본 발명은 수작업 공정의 모니터링을 이용한 지속적인 리밸런싱 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 의류 제조분야 등과 같이 수작업 위주로 제품을 생산하는 제조분야에서, 작업자에 의한 각 공정별 작업을 표준화하고, 작업자별 숙련도의 지속적 향상에 따라 지속적인 리밸런싱을 거쳐 전공정의 생산성을 대폭 향상시키며, 관련 업체들을 하나의 네트워크로 관리함으로써, 업무 효율 및 생산성을 크게 향상시킬 수 있도록 한 것이다.
특히, 본 발명은 공정별 소요시간, 평균시간, 시간편차, 단위시간당 생산성 및 작업자별 숙련도 등을 분석하여, 장비자원 및 인적자원의 효율적인 배치를 통해 공정별 시간편차가 0에 수렴하도록 하도록 하거나(밸런싱1), 소요시간이 평균시간 이하로 유지하도록 함(밸런싱2)으로써, 공정별 시간손실을 최소화할 수 있도록 한 수작업 공정의 모니터링을 이용한 지속적인 리밸런싱 방법에 관한 것이다.
일반적으로 공정관리나 생산관리는 생산공장에서 일정한 품질, 수량, 가격의 제품을 일정한 시간 안에 가장 효율적으로 생산하기 위하여, 공장의 모든 활동을 총괄적으로 관리하는 것을 말하는 것으로, 기업에서 생산 활동을 능률화하고 생산력을 최고로 발휘하기 위하여 생산에 관하여 예측, 계획, 통제 따위를 하는 일을 말한다.
원자재가 제품이 되기까지에는 여러 가지 작업을 필요로 하게 되는데, 이러한 작업은 일정한 순서와 계열에 따라 이루어지며, 이러한 것을 생산공정이라고 한다.
근대적 개념의 제조는 이러한 생산공정이 매우 복잡한 연계를 통해 이루어지기 때문에, 공정의 일부에 잘못이 생기거나 시간의 손실이 발생하면, 생산공정 전체가 영향을 받게 되어, 제품의 생산성이 저하되거나 설비의 가동이 중단되는 경우가 발생할 수 있다.
따라서, 각 부분공정과 해당 공정의 생산물(중간제조물)을 일정한 시간계획하에 관리함으로써, 전체 생산공정의 흐름을 원활하게 하고자 하는 것이 공정관리나 생산관리의 목적이라고 할 수 있다.
최근에는, 공장자동화와 더불어 이러한 공정관리나 생산관리를 자동화함으로써, 보다 효율적인 운용 및 작업이 가능하도록 하기 위한 기술들이 개발되고 있다.
다만, 지금까지 알려진 기술들은 주로 공장자동화 설비가 구축된 제조분야의 경우에 한정되는 것으로, 각 설비들을 다양한 센서들로 모니터링하고 이를 분석하여 서버 또는 관리시스템에서 각 공정을 관리하는 것이 비교적 용이하기 때문이다.
이에 반해, 의류분야와 같이 수작업 위주로 제품을 제조하는 분야에서는, 이러한 기술을 적용하는 것이 매우 어렵다는 문제점이 있다.
물론, 의류분야에서도 공정관리나 생산관리를 하고는 있으나, 이는 주로 숙련자들의 경험에 의한 임기응변식 관리가 대부분이므로, 정확한 통계나 정보를 기반으로 체계적인 관리를 한다고 하기에는 부족함이 많았다.
특히, 최근의 제조분야는 소비자들의 다양한 요구를 충족하기 위하여, 소품종 대량생산 체계에서 다품종 소량생산 체계로 전환됨에 따라 제품별로 공정관리나 생산관리를 최적화할 필요가 높아지고 있으며, 이는 의류분야에서도 동일하게 요구되고 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1419708호 '업무표준화 작업 방법 및 시스템'
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은 의류 제조분야 등과 같이 수작업 위주로 제품을 생산하는 제조분야에서, 작업자에 의한 각 공정별 작업을 표준화하고, 작업자별 숙련도의 지속적 향상에 따라 지속적인 리밸런싱을 거쳐 전공정의 생산성을 대폭 향상시키며, 관련 업체들을 하나의 네트워크로 관리함으로써, 업무 효율 및 생산성을 크게 향상시킬 수 있도록 할 수 있는 수작업 공정의 모니터링을 이용한 지속적인 리밸런싱 방법을 제공하는데 목적이 있다.
특히, 본 발명은 공정별 소요시간, 평균시간, 시간편차, 단위시간당 생산성 및 작업자별 숙련도 등을 분석하여, 장비자원 및 인적자원의 효율적인 배치를 통해 공정별 시간편차가 0에 수렴하도록 하도록 하거나(밸런싱1), 소요시간이 평균시간 이하로 유지하도록 함(밸런싱2)으로써, 공정별 시간손실을 최소화할 수 있는 수작업 공정의 모니터링을 이용한 지속적인 리밸런싱 방법을 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 관련 업체(발주처 및 수주처)들을 하나의 네트워크로 그룹핑하고, 수주처의 작업표준에 기초하여 특정 제품의 제조 공정을 다수의 수주처들에게 분배하도록 함으로써, 특정 업체뿐만 아니라 해당 산업분야 전체의 생산성을 크게 향상시킬 수 있는 수작업 공정의 모니터링을 이용한 지속적인 리밸런싱 방법을 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 수작업 공정의 모니터링을 이용한 지속적인 리밸런싱 방법은, 요청제품의 제조 공정별 작업자들의 작업량을 확인하는 수작업 모니터링단계; 및 해당 요청제품을 제조하는데 소요되는 공정별 소요시간 및 작업자별 소요시간 중 적어도 하나를 확인하고, 공정별 작업의 시간편차인 공정시간편차 및 작업자별 작업의 시간편차인 작업자시간편차 중 적어도 하나에 기초하여, 공정별 작업자들의 배치를 조정하여 재분배하는 공정별 밸런싱단계;를 포함한다.
또한, 상기 수작업 모니터링단계는, 상기 작업자를 포함하는 인력자원에 대하여, 해당 공정만을 담당하는 고정자원; 해당 공정 수행 후 여유시간이 발생하여 다른 공정에 활용이 가능한 유동자원; 및 특정 공정으로 투입되지 않은 예비자원으로 구분하여 모니터링 하며, 상기 공정별 밸런싱단계는, 상기 유동자원 및 예비자원 중 적어도 하나의 배치를 조정하여 재분배할 수 있다.
또한, 상기 공정별 밸런싱단계는, 상기 유동자원 및 예비자원 중 적어도 하나의 공정별 단위시간당 생산량을 확인하고, 전체 공정의 평균소요시간보다 큰 시간편차가 발생한 공정의 단위시간당 초과생산량과 비교하여, 해당 상기 유동자원 및 예비자원 중 적어도 하나를 재분배할 수 있다.
또한, 상기 공정별 밸런싱단계는, 상기 유동자원의 경우, 해당 작업자가 운용하는 장비를 확인하고, 해당 장비가 운용되는 공정 중 전체 공정의 평균소요시간보다 큰 시간편차가 발생한 공정으로, 해당 유동자원의 여유시간을 재분배할 수 있다.
또한, 상기 공정별 밸런싱단계는, 상기 유동자원의 공정별 숙련도를 확인하고, 상기 여유시간에 유동자원의 숙련도에 따른 가중치를 부여하여 분배할 수 있다.
또한, 상기 공정별 밸런싱단계는, 상기 예비자원의 경우, 해당 작업자가 투입가능한 공정을 확인하고, 투입가능한 공정 중 전체 공정의 평균소요시간보다 큰 시간편차가 발생한 공정에 해당 예비자원을 분배할 수 있다.
또한, 상기 공정별 밸런싱단계는, 상기 예비자원의 공정별 숙련도를 확인하고, 상기 여유시간에 유동자원의 숙련도에 따른 가중치를 부여하여 분배할 수 있다.
또한, 상기 공정별 밴런싱단계는, 해당 요청제품을 제조하는 순서에 따라 해당 공정의 배치가 연속적인지를 확인하고, 해당 공정의 배치가 제조순서에 대응하여 연속적으로 배치되지 않은 경우, 상기 유동자원 및 예비자원 중 적어도 하나를 평균소요시간을 초과한 공정으로 재배치할 수 있다.
또한, 상기 수작업 모니터링단계 이전에, 요청제품을 제조하기 위한 작업정보를 분석하고 표준화하고, 작업자별로 해당 요청제품을 제조하기 위한 작업을 분배하는 작업표준화 및 작업분배단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 요청제품을 제조하는 다수의 수주처와 매칭된 요청제품별 작업표준을 확인한 후, 해당 요청제품과 매칭된 작업표준을 확인하고 적어도 두 개의 수주처를 연계하여, 해당 요청제품의 제조공정을 수행하는 공정연계단계;를 더 포함할 수 있다.
상기와 같은 해결수단에 의해, 본 발명은 의류 제조분야 등과 같이 수작업 위주로 제품을 생산하는 제조분야에서, 작업자에 의한 각 공정별 작업을 표준화하고, 작업자별 숙련도의 지속적 향상에 따라 지속적인 리밸런싱을 거쳐 전공정의 생산성을 대폭 향상시키며, 관련 업체들을 하나의 네트워크로 관리함으로써, 업무 효율 및 생산성을 크게 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 수작업 위주로 제품을 생산하는 의류분야는 물론, 공장 자동화 비율이 낮은 다른 산업분야에서도 적용하여 활용이 가능하므로, 다양한 산업분야 및 산업 전반에서 적용하여 활용할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 공정별 소요시간, 평균시간, 시간편차, 단위시간당 생산성 및 작업자별 숙련도 등을 분석하여, 장비자원 및 인적자원의 효율적인 배치를 통해 공정별 시간편차가 0에 수렴하도록 하도록 하거나(밸런싱1), 소요시간이 평균시간 이하로 유지하도록 함(밸런싱2)으로써, 공정별 시간손실을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 관련 업체(발주처 및 수주처)들을 하나의 네트워크로 그룹핑하고, 수주처의 작업표준에 기초하여 특정 제품의 제조 공정을 다수의 수주처들에게 분배하도록 함으로써, 특정 업체뿐만 아니라 해당 산업분야 전체의 생산성을 크게 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
특히, 본 발명은 장비자원 및 인적자원의 효율적인 배치를 함에 있어, 단일 수주처 내에서의 배치는 물론, 공정별로 수주처들 간의 이동에 따른 소요시간 등을 고려하여 가장 효과적인 밸런싱 방법을 적용함으로써, 해당 분야의 특성을 충분히 반영한 작업표준화 및 네트워킹이 가능하도록 할 수 있는 장점이 있다.
이를 통해, 본 발명은 특정 수주처에 업무량이 집중되면서 제품의 생산성이 저하되는 것을 방지하면서, 동시에 제품의 품질 또한 일정수준 이상으로 항상 유지할 수 있는 장점이 있다.
더불어, 본 발명은 해당 분야에 대한 소비자들의 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있으며, 이는 해당 분야에서의 국가경쟁력을 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
따라서, 수작업 중심의 제조 분야, 특히 의류 제조분야는 물론, 이와 유사 내지 연관된 분야에서 신뢰성 및 경쟁력을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명을 이용하여 제품을 제조하기 위한 작업표준화, 분배, 밸런싱 및 작업 네트워크에 대한 일 실시예를 설명하는 흐름도이다.
도 2는 도 1에 나타난 단계 'S100'의 구체적인 일 실시예를 나타내는 흐름도이다.
도 3은 도 1에 나타난 단계 'S600'의 구체적인 일 실시예를 나타내는 흐름도이다.
도 4는 도 1에 나타난 단계 'S600'의 구체적인 다른 일 실시예를 나타내는 흐름도이다.
도 5는 도 1에 나타난 단계 'S600'의 구체적인 또 다른 일 실시예를 나타내는 흐름도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명을 설명하기 위한 실시예들을 나타내는 도면이다.
본 발명에 따른 수작업 공정의 모니터링을 이용한 지속적인 리밸런싱 방법에 대한 예는 다양하게 적용할 수 있으며, 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 가장 바람직한 실시 예에 대해 설명하기로 한다.
본 발명은 센서 등을 이용하여 공정을 모니터링하고 서버 또는 관리시스템이 이를 분석하여 각 공정을 관리하는 것을 기반으로 한다.
도 1은 본 발명을 이용하여 제품을 제조하기 위한 작업표준화, 분배, 밸런싱 및 작업 네트워크에 대한 일 실시예를 설명하는 흐름도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명을 이용한 생산관리 방법 및 업체간 네트워킹 관리 방법은 작업표준화단계(S100), 작업분배단계(S200), 수작업 모니터링단계(S300), 공정별 밸런싱단계(S400), 작업표준화 네트워킹단계(S500) 및 공정연계단계(S600)를 포함한다. 작업표준화단계(S100), 작업분배단계(S200), 수작업 모니터링단계(S300), 공정별 밸런싱단계(S400), 작업표준화 네트워킹단계(S500) 및 공정연계단계(S600)는 서버 또는 관리시스템에서 수행된다.
작업표준화단계(S100)는 발주처별 수주정보에 기초하여, 요청제품을 제조하기 위한 작업정보를 분석하고 표준화하는 것으로, 제조할 제품(의복)에 대한 디자인코드, 사이즈, 색상, 개수 등을 제품정보와, 제조시 요구사항 등을 포함하는 작업지시서 등의 수주정보를 분석하고, 제품을 제조하기 위한 공정(원단공급, 재단, 봉제 등; 봉제의 경우에는 부위별로 공정을 구분함.)과, 공정별 작업자의 배치 및 작업자별 업무량 할당 등의 작업정보를 표준화한다.
이러한 작업표준화단계(S100)는 실제 작업자들에게 업무를 알려주기 이전에 이루어지는 과정으로, 각 정보들은 DB로 저장되어 관리할 수 있으며, 이를 빅데이터를 활용한 딥러닝 기반의 AI로도 활용 및 운용이 가능할 수 있다.
작업분배단계(S200)는 요청제품의 작업표준과 해당 요청제품을 생산하는 작업자정보에 기초하여, 작업자별로 해당 요청제품을 제조하기 위한 작업(일일 업무량 등)을 분배하는 것으로, 작업표준에 기초하여 각 작업자들에게 각자의 작업을 알려주는 과정이다.
수작업 모니터링단계(S300)는 앞서 분배된 작업을 각 작업자들이 실제로 작업하는 과정을 모니터링하는 것으로, 요청제품의 제조 공정별 작업자들의 작업량을 확인한다.
공정별 밸런싱단계(S400)는 작업자별 모니터링 결과에 따라, 해당 요청제품을 제조하는데 소요되는 공정별 소요시간 및 작업자별 소요시간 중 적어도 하나를 확인하고, 공정별 작업의 시간편차인 공정시간편차 및 작업자별 작업의 시간편차인 작업자시간편차 중 적어도 하나에 기초하여, 공정별 작업자들의 배치를 조정한다.
이러한 공정별 밸런싱단계(S400)의 밸런싱 방법은 앞서 설명한 작업표준화단계(S100)의 표준화 방법과 동일 내지 유사하게 이루어 질 수 있나, 작업표준화단계(S100)는 요청된 수주정보에 기초하여 장비나 인력과 같은 자원을 최초로 배치하는 것이고, 공정별 밸런싱단계(S400)는 각 작업자의 모니터링 결과에 기초하여 인력자원을 일정시간마다 재배치한다는 점에서 차이가 있다고 할 수 있다.
작업표준화 네트워킹단계(S500)는 요청제품에 대한 요청제품정보와 다수의 수주처에 대한 요청제품별 작업표준을 확인하고, 상기 요청제품별로 다수의 수주처에 대한 작업표준을 매칭하는 것으로, 해당 분야(의류 제조분야)의 업체들을 하나의 네트워크로 관리하면서, 특정 제품의 제조시 어느 하나의 수주처가 아닌 다수의 수주처를 활용하여 해당 제품을 제조하게 된다.
이에, 공정연계단계(S600)에서는 특정 발주처로부터 요청제품의 제조가 요청되면, 해당 요청제품과 매칭된 작업표준을 확인하고 적어도 두 개의 수주처를 연계하여, 해당 요청제품의 제조공정을 최적화한다.
이하에서, 도 1에 나타난 각 단계들에 대하여 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.
도 2는 도 1에 나타난 단계 'S100'의 구체적인 일 실시예를 나타내는 흐름도이다.
*도 2를 참조하면, 작업표준화단계(S100)는 작업공정 확인과정(S110), 공정별 자원 확인과정(S120), 소요시간 확인과정(S130) 및 공정 조정과정(S140)을 포함한다.
작업공정 확인과정(S110)는 작업정보에 포함된 작업공정을 확인하는 것으로, 작업공정은 원단공급공정, 재단공정, 봉제공정 등을 포함하며, 특히 봉제공정은 의복의 부위별 특성에 따라 보다 세분화된 공정들을 포함할 수 있다.
공정별 자원 확인과정(S120)은 앞서 확인된 각 작업공정에 투입되는 장비자원과, 작업자를 포함하는 인력자원 중 적어도 하나의 자원을 확인하는 것으로, 각 공정별로 해당 공정을 진행하기 위한 장비는 어떤 종류이고 각각 몇 대가 있는지, 또한 각 장비를 사용하는 작업자는 누구이며 해당 공정에는 몇 명의 작업자가 배치되는지 등의 정보를 확인할 수 있다.
소요시간 확인과정(S130)은 공정별 소요시간 및 작업자별 소요시간 중 적어도 하나를 확인한다.
이후, 공정 조정과정(S140)에서 확인된 소요시간을 전체 공정의 평균소요시간으로 수렴시킬 수 있다.
예를 들어, 소요시간 확인과정(S130)에서 공정별 소요시간 및 해당 공정에서 운용하는 장비자원을 확인을 확인한 경우, 공정 조정과정(S140)은 평균소요시간 이하의 공정에서 운용중인 장비자원을 평균소요시간을 초과한 공정에 할당할 수 있다.
다른 예로, 소요시간 확인과정(S130)에서 공정별 소요시간 및 해당 공정에서 운용하는 인력자원을 확인을 확인한 경우, 공정 조정과정(S140)은 평균소요시간 이하의 공정에서 작업중인 인력자원에게, 평균소요시간을 초과한 공정의 작업을 더 할당할 수 있다.
보다 구체적으로 살펴보면, 도 6에 나타난 바와 같이 특정 공정에 배치된 작업자 중 4명에 대하여 최적화를 진행할 경우, 해당 공정의 평균 소요시간이 1t이고, 각 작업자들은 해당 공정에서 하나의 작업을 완료하는데 그림과 같은 시간이 소요된다고 하면, 가장 많은 시간이 소요되는 작업자3의 작업량을 작업자1 및 작업자2에게 나누어서 추가로 분배함으로써, 해당 공정의 총 소요시간을 2.0t에서 1.3t로 줄일 수 있다.
이때, 작업자4의 추가시간인 0.3t에 대해서도 다른 작업자들에게 나누어 할당할 수는 있으나, 작업자간 업무분배의 효율을 고려하여 많은 작업자가 상호간에 작업량을 분배하는 것은 바람직하지 않을 수 있으므로, 최소한의 분배를 통해 전체 공정의 평균소요시간으로 수렴시키는 것이 바람직하다.
다른 예로, 도 7에 나타난 바와 같이 전체 생산공정 중 일부 생산공정(공정3, 공정4)이 전체의 평균소요시간을 초과한 경우, 해당 공정의 초과분을 다른 공정으로 분배시킬 수 있다.
이때, 각 공정에서 사용하는 장비가 동일한 장비라는 조건하에서, 각 공정의 연속성 및 중간제조물의 이동시간을 고려하여 인접한 공정으로 분배(도 7에서 화살표)시킬 수 있다.
만약, 인접(공간적 또는 시간적 인접을 모두 고려) 공정에서 사용하는 장비가 다른 경우, 동일 장비를 사용하는 공정 중에서 가장 가까운 공정으로 분배하거나, 도 6과 유사한 방법으로 평균소요시간(Tave)에 수렴하도록 분배할 수 있다.
한편, 작업자들은 각자의 숙련도에 따라 소요시간이 유동적으로 변화될 수 있다.
따라서, 도 7에 나타난 바와 같이 공정별로 작업량을 분배함에 있어, 소요시간 확인과정(S130)에서 여유시간이 확보된 인력자원에 대해, 투입가능한 공정별 숙련도를 확인하여 해당 공정에 대한 가중치를 부여할 수 있다.
그리고, 공정 조정과정(S140)에서는, 앞서 부여된 가중치를 고려하여 해당 인력자원에 대한 작업을 할당함으로써, 보다 실질적으로 효율적인 작업의 분배가 가능하도록 할 수 있다.
한편, 앞서 도 7의 설명에서 살펴본 바와 같이, 특정 제품을 제조하는 업무의 순서와 실제 작업자가 배치된 순서가 매칭될 수도 있고, 일부 공정이 매칭되지 않을 수도 있다.
이에, 본 발명의 작업공정 확인과정(S110)에서는, 해당 요청제품을 제조하는 순서에 따라 해당 공정의 배치가 연속적인지를 확인할 수 있으며, 이후 공정 조정과정(S140)에서, 해당 공정의 배치가 제조순서에 대응하여 연속적으로 배치된 경우, 도 7에 나타난 바와 같이 평균소요시간 이하의 공정의 장비자원 및 인력자원 중 적어도 하나를, 평균소요시간을 초과한 공정으로 할당할 수 있다.
한편, 각 수주처에는 가용장비와 더불어 가용장비의 고장 등을 대비하여, 일정 수량의 예비 장비들을 확보하고 있다.
이에, 해당 공정의 배치가 제조순서에 대응하여 연속적으로 배치되지 않은 경우, 공정별 자원 확인과정(S120)에서 각 공정으로 투입되지 않은 여유 장비자원 및 인력자원 중 적어도 하나를 확인할 수 있으며, 이후 공정 조정과정(S140)에서, 여유 장비자원 및 인력자원 중 적어도 하나를 평균소요시간을 초과한 공정으로 할당할 수 있다.
이와 같은 과정을 통해, 발주처의 수주정보에 따라 일일 작업량을 작업표준으로 설정하여(S100) 각 작업자들에게 알려줄 수 있으며(S200), 이후 작업자들은 자신에게 분배된 작업을 확인하고 해당 작업을 수행할 수 있다.
한편, 본 발명의 목적은 앞서 살펴본 바와 같이 수작업을 중심으로 하는 제조공정에 활용되는 것을 목적으로 하는 바, 수작업으로 공정을 수행하다 보면 각 작업자의 컨디션에 따라 작업량에 변동이 발생할 수 있다.
따라서, 작업분배(S200)에 따라 실제로 해당 요청제품을 제작하는 과정에서, 각 작업자들에 대한 생산성을 모니터링하고 최적화하는 과정을 수행하는 것이 바람직하다.
또한, 앞서 설명한 이유와 다른 이유나 당업자의 요구에 따라서도, 해당 요청제품을 제작하는 과정에서의 조정과정(작업 밸런싱)은 필요할 수 있다.
이하에서, 앞서 설명한 수작업 모니터링단계(S300) 및 공정별 밸런싱단계(S400)에 대해 살펴보기로 한다.
수작업 모니터링단계(S300)는 각 공정에 배치된 작업자를 포함하는 인력자원에 대하여, 해당 공정만을 담당하는 고정자원(공정3 및 공정4에 배치된 작업자), 해당 공정 수행 후 여유시간이 발생하여 다른 공정에 활용이 가능한 유동자원(공정1, 공정2, 공정5, 공정6에 배치된 작업자), 특정 공정으로 투입되지 않은 예비자원으로 구분하여 모니터링 할 수 있다.
이에, 공정별 밸런싱단계(S400)에서는 유동자원 및 예비자원 중 적어도 하나의 배치를 조정하여 재분배할 수 있다.
이때, 각 자원의 재배치는 앞서 설명한 바와 같이 각 공정의 연속성을 고려하여 배치될 수 있다. 공정별 밸런싱단계(S400)에서도 앞서 설명한 바와 같이 해당 요청제품을 제조하는 순서에 따라 해당 공정의 배치가 연속적인지를 확인할 수 있으며, 해당 공정의 배치가 제조순서에 대응하여 연속적으로 배치된 경우, 도 7에 나타난 바와 같이 평균소요시간 이하의 공정의 장비자원 및 인력자원 중 적어도 하나를, 평균소요시간을 초과한 공정으로 할당할 수 있다. 해당 공정의 배치가 제조순서에 대응하여 연속적으로 배치되지 않은 경우, 각 공정으로 투입되지 않은 여유 장비자원 및 인력자원 중 적어도 하나를 확인할 수 있으며, 여유 장비자원 및 인력자원 중 적어도 하나를 평균소요시간을 초과한 공정으로 할당할 수 있다.
또한, 필요시 전체 평균시간(Tave)에 대한 시간편차를 비교하여 배치될 수 있다. 예를 들어, 전체 평균시간(Tave)에 대하여 초과 시간편차가 큰 작업량은 여유시간편차가 큰 작업량으로, 초과 시간편차가 작은 작업량은 여유시간편차가 작은 작업량으로, 각각 배치될 수 있다.
또한, 각 자원의 재배치는 공정별 단위시간당 생산량으로 결정될 수 있다.
다시 말해, 각 자원의 재배치는 앞서 설명한 바와 같이 시간을 기준으로 배치되거나, 생산량을 기준으로 배치될 수 있다.
구체적으로 살펴보면, 공정별 밸런싱단계(S400)는 앞서 확인된 유동자원 및 예비자원 중 적어도 하나의 공정별 단위시간당 생산량을 확인하고, 전체 공정의 평균소요시간보다 큰 시간편차가 발생한 공정의 단위시간당 초과생산량과 비교하여, 해당 상기 유동자원 및 예비자원 중 적어도 하나를 재분배할 수 있다.
이와 같은 차이는, 일일 생산량이 정해진 경우(소요시간으로 분배)와 일일 업무시간이 정해진 경우(단위시간당 생산량으로 분배)로 구분될 수 있으며, 발주처 및 당업자의 요구에 따라서도 달라질 수 있다.
예를 들어, 공정별 밸런싱단계(S400)에서 전체 공정의 소요시간을 평균소요시간(Tave)으로 수렴시키기 위하여 유동자원이 투입되는 경우, 현재 해당 작업자가 운용하는 장비를 확인하고, 해당 장비가 운용되는 공정 중 전체 공정의 평균소요시간보다 큰 시간편차가 발생한 공정으로, 해당 유동자원의 여유시간을 재분배할 수 있다. 이러한 방법을 밸런싱1이라고 하며, 주로 작업환경이 동일한 장비를 중심으로 구분되어 있고 인접한 공정의 장비를 활용할 수 있는 경우에 적용할 수 있다.
다시 말해, 밸런싱1은 각 공정별 소요시간이 평균소요시간(Tave)보다 초과하였는지 아니면 여유가 있는지를 확인하고, 여유가 있는 공정의 유동자원을 초과한 공정으로 재분배할 수 있다.
이때, 공정별 밸런싱단계(S400)에서 유동자원의 공정별 숙련도를 확인하고, 여유시간에 유동자원의 숙련도에 따른 가중치를 부여하여 분배할 수 있음은 물론이다.
다른 예로, 공정별 밸런싱단계(S400)에서 전체 공정의 소요시간을 평균소요시간(Tave)으로 수렴시키기 위하여 예비자원이 투입되는 경우, 해당 작업자가 투입가능한 공정을 확인하고, 투입가능한 공정 중 전체 공정의 평균소요시간보다 큰 시간편차가 발생한 공정에 해당 예비자원을 분배할 수 있다. 이러한 방법을 밸런싱2라고 하며, 주로 작업환경이 공정의 순서에 따라 라인이 시계열적으로 배치되어 있어 인접한 공정의 장비를 활용하는데 제약이 있는 경우에 적용할 수 있다.
다시 말해, 밸런싱2는 각 공정별 소요시간이 평균소요시간(Tave)보다 초과하였는지를 확인하고, 예비자원을 초과한 공정으로 공급하여 해당 공정의 소요시간을 평균소요시간(Tave) 이하로 낮출 수 있다.
이때도, 앞서와 마찬가지로 예비자원의 공정별 숙련도를 확인하고, 여유시간에 유동자원의 숙련도에 따른 가중치를 부여하여 분배할 수 있음은 물론이다.
또한, 공정별 밴런싱단계(S400)에서, 해당 요청제품을 제조하는 순서에 따라 해당 공정의 배치가 연속적인지를 확인하고, 해당 공정의 배치가 제조순서에 대응하여 연속적으로 배치되지 않은 경우, 유동자원 및 예비자원 중 적어도 하나를 평균소요시간을 초과한 공정으로 재배치할 수 있다.
한편, 해당 분야에서는 많은 수의 발주처와 수주처가 존재할 수 있으며, 특히 유사업종에 종사하는 업체들은 일정한 단지 등에 모여있는 경우가 있다.
또한, 특정 업체의 특정 공정이 다른 업체에 비해 상대적으로 생산성, 효율성 및 신뢰성이 높은 경우가 있다.
이에, 해당 지역에 존재하는 관련업체들을 하나의 네트워크로 구성하고, 특정 제품의 제조시 네트워크에 존재하는 업체들을 연계할 경우, 해당 분야의 전반적인 생산성을 향상시킬 수 있다.
이하에서, 도 3 내지 도 5는 발주처와 수주처를 연계하여 관리하는 별도의 서버에서 수행될 수 있으며, 각 과정을 설명함에 있어 별도의 언급이 없더라도 해당 과정이 이 서버에서 수행됨은 당연하다.
도 3은 도 1에 나타난 단계 'S600'의 구체적인 일 실시예를 나타내는 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 공정연계단계(S600)는 수주처선택과정(S610), 가용자원확인과정(S621), 밸런싱예측과정(S631) 및 수주처결정과정(S640)을 포함할 수 있다.
이를 구체적으로 살펴보면, 특정 발주처에서 특정 제품의 제조를 의뢰하면, 해당 요청제품의 제조가 가능한 수주처를 선택한 후(S610), 해당 요청제품을 수주했을 경우에 대하여, 각 수주처별로 예측된 평균소요시간과 시간편차에 기초하여, 적어도 하나의 수주처를 선택하여 발주할 수 있다(S640).
이때, 수주처선택과정(S610) 이후에, 해당 수주처의 작업표준을 확인하여 현재 허용되는 공정별 여유시간, 여유 장비장원 및 여유 인력자원을 확인하고(S621), 해당 요청제품을 수주했을 경우에 대하여 각 수주처별로 가상밸런싱을 진행함으로써(S631), 해당 요청제품의 제조시 각 수주처의 업무부하를 최소화할 수 있다.
또한, 도 3에 나타난 수주처선택과정(S610) 내지 밸런싱예측과정(S640)은, 해당 수주처가 현재 특정 요청제품을 제조하고 있는 상태에서, 추가의 요청제품을 수주하는 경우에 수행함으로써, 해당 분야의 업체들의 가용자원을 효율적으로 활용할 수 있다.
따라서, 특정 수주처에 업무량이 집중되면서 제품의 생산성이 저하되는 것을 방지하면서, 동시에 제품의 품질 또한 일정수준 이상으로 항상 유지할 수 있다.
이를 통해, 해당 분야에 대한 소비자들의 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있으며, 이는 해당 분야에서의 국가경쟁력을 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
도 4는 도 1에 나타난 단계 'S600'의 구체적인 다른 일 실시예를 나타내는 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 공정연계단계(S600)는 수주처선택과정(S610), 작업표준확인과정(S622), 공정별생산성확인과정(S632) 및 수주처결정과정(S640)을 포함할 수 있다.
먼저, 해당 요청제품의 제조가 가능한 수주처를 선택하면(S610), 해당 수주처의 작업표준을 확인하여 해당 요청제품에 대한 작업표준을 확인한 후(S622), 해당 요청제품을 제조하는 공정별로 생산성을 확인하고(S632), 각 공정별로 생산성이 높은 수주처를 선택하여, 각 수주처에 해당 요청제품의 제작을 공정별로 발주하는 할 수 있다.
예를 들어, 해당 요청제품을 제조하는 공정이 제1 공정 내지 제6 공정을 포함하는 경우, 각 공정별 중간제조물의 생산성을 확인한 결과, A업체는 제1 공정 내지 제4 공정의 생산성이 높고, B업체는 제5 공정 및 제6 공정의 생상성이 높은 경우, 해당 요청제품에 대하여 제1 공정 내지 제4 공정을 A업체에 수주하고 제5 공정 및 제6 공정을 B업체에 수주할 수 있다.
이에, A업체는 제1 공정 내지 제4 공정을 수행하고, 해당 공정에 의해 제조된 중간제조물을 B업체로 이송시킬 수 있으며, B업체는 A업체로부터 이송된 중간제조물을 받아서 제5 공정 및 제6 공정을 진행할 수 있다.
이때, 해당 요청제품의 제조 시간에는, 중간제조물이 선택된 업체들을 이동하는데 소요되는 시간을 포함할 수 있다
이에, 본 발명은 수주처결정과정(S640)에서 선택된 수주처들에 대하여, 각 수주처간 이동거리에 대한 시간손실을 추가하여, 전체 소요시간이 최소화되는 수주처를 선택할 수 있다.
도 5는 도 1에 나타난 단계 'S600'의 구체적인 또 다른 일 실시예를 나타내는 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 공정연계단계(S600)는 수주처선택과정(S610), 작업표준확인과정(S622), 수주처별생산성확인과정(S633) 및 수주처결정과정(S640)을 포함할 수 있다.
먼저, 해당 요청제품의 제조가 가능한 수주처를 선택하면(S610), 해당 수주처의 작업표준을 확인하여 해당 요청제품에 대한 작업표준을 확인한 후(S622), 해당 요청제품을 제조하는 각 공정별로 수주처별 단위시간당 생산성을 확인하고(S633), 적어도 두 개의 수주처에 해당 요청제품의 제작을 발주한 경우, 적어도 두 개의 수주처의 전체 공정의 평균소요시간이 최소화되는 수주처를 선택하여 발주할 수 있다(S640).
이때, 수주처결정과정(S640)은 선택된 수주처들에 대하여, 각 수주처간 이동거리에 대한 시간손실을 추가하여, 전체 평균소요시간이 최소화되는 수주처를 선택할 수 있다.
도 4와 도 5를 비교하여 살펴보면, 도 4는 각 공정별로 수주처를 결정하는 것이고, 도 5는 특정 공정을 수행하는 수주처를 결정하는 것이다.
이와 같이 특정 공정에 대하여 수주처를 선택할 경우에는, 해당 수주처들이 매우 근거리에 위치하는 경우에 가능하다. 예를 들어, 해당 분야의 업체들이 모여있는 공장형 아파트의 경우, 각 업체들이 동일 층 또는 인접 층에 위치하므로, 각 공정을 둘 이상의 수주처에게 발주할 수 있다.
이와 같이, 각 공정을 둘 이상의 수주처에게 발주하게 되면, 공정별로 수주처를 발주하는 것이 비해, 생산성을 향상시킬 수 있다.
따라서, 도 4의 과정 및 도 5의 과정 중 어느 하나를 선택하는 것은, 해당 업체들이 어떠한 형태의 단지 내에 조성되어 있느냐에 따라 달라질 수 있으며, 이외에도 다양한 이유나 당업자의 요구에 따라 선택적으로 적용될 수 있음은 물론이다.
이상에서 본 발명에 의한 수작업 공정의 모니터링을 이용한 지속적인 리밸런싱 방법에 대하여 설명하였다. 이러한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다.

Claims (3)

  1. 센서를 이용하여 공정을 모니터링하고 서버에서 이를 분석하고 각 공정을 관리하는 수작업 공정의 모니터링을 이용한 지속적인 리밸런싱 방법에 있어서,
    상기 서버가, 발주처별 수주정보에 기초하여, 요청제품을 제조하기 위한 작업정보를 분석하고 표준화하는 작업표준화단계;
    상기 서버가, 상기 요청제품의 작업표준과 해당 요청제품을 생산하는 작업자정보에 기초하여, 작업자별로 해당 요청제품을 제조하기 위한 작업을 분배하는 작업분배단계;
    상기 서버가, 요청제품의 제조 공정별 작업자들의 작업량을 확인하는 수작업 모니터링단계; 및
    상기 서버가, 해당 요청제품을 제조하는데 소요되는 공정별 소요시간 및 작업자별 소요시간을 확인하고, 공정별 작업의 시간편차인 공정시간편차 및 작업자별 작업의 시간편차인 작업자시간편차에 기초하여, 공정별 작업자들의 배치를 조정하여 재분배하는 공정별 밸런싱단계;를 포함하고,
    상기 작업표준화단계는,
    공정별 소요시간 및 작업자별 소요시간을확인하는 소요시간 확인과정; 및
    상기 소요시간을 전체 공정의 평균소요시간으로 수렴시키는 공정 조정과정;을 포함하고,
    상기 작업표준화단계는,
    상기 소요시간 확인과정 이전에,
    상기 작업정보에 포함된 작업공정을 확인하는 작업공정 확인과정; 및
    상기 작업공정에 투입되는 장비자원과, 작업자를 포함하는 인력자원 중 적어도 하나의 자원을 확인하는 공정별 자원 확인과정;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수작업 공정의 작업 표준화를 이용하며,
    상기 소요시간 확인과정은,
    상기 공정별 소요시간 및 해당 공정에서 운용하는 장비자원을 확인을 확인하고,
    상기 공정 조정과정은,
    평균소요시간 이하의 공정에서 운용중인 장비자원을 평균소요시간을 초과한 공정에 할당하며,
    상기 소요시간 확인과정은,
    상기 공정별 소요시간 및 해당 공정에서 운용하는 인력자원을 확인을 확인하고,
    상기 공정 조정과정은,
    평균소요시간 이하의 공정에서 작업중인 인력자원에게, 평균소요시간을 초과한 공정의 작업을 더 할당하며,
    상기 수작업 모니터링단계는,
    상기 작업자를 포함하는 인력자원에 대하여,
    해당 공정만을 담당하는 고정자원;
    해당 공정 수행 후 여유시간이 발생하여 다른 공정에 활용이 가능한 유동자원; 및
    특정 공정으로 투입되지 않은 예비자원으로 구분하여 모니터링 하며,
    상기 공정별 밸런싱단계는,
    상기 유동자원 및 예비자원의 배치를 조정하여 재분배하며,
    상기 유동자원 및 예비자원의 공정별 단위시간당 생산량을 확인하고, 전체 공정의 평균소요시간보다 큰 시간편차가 발생한 공정의 단위시간당 초과생산량과 비교하여, 해당 상기 유동자원 및 예비자원을 재분배하고,
    상기 유동자원의 경우, 해당 작업자가 운용하는 장비를 확인하고, 해당 장비가 운용되는 공정 중 전체 공정의 평균소요시간보다 큰 시간편차가 발생한 공정으로, 해당 유동자원의 여유시간을 재분배하며,
    상기 유동자원의 공정별 숙련도를 확인하고, 상기 여유시간에 유동자원의 숙련도에 따른 가중치를 부여하여 분배하며,
    상기 예비자원의 경우, 해당 작업자가 투입가능한 공정을 확인하고, 투입가능한 공정 중 전체 공정의 평균소요시간보다 큰 시간편차가 발생한 공정에 해당 예비자원을 분배하며,
    상기 공정별 밸런싱단계는,
    해당 공정의 배치가 제조순서에 대응하여 연속적으로 배치된 경우,
    평균소요시간 이하의 공정의 장비자원 및 인력자원을 평균소요시간을 초과한 공정으로 할당하며,
    해당 공정의 배치가 제조순서에 대응하여 연속적으로 배치되지 않은 경우,
    여유 장비자원 및 인력자원을 평균소요시간을 초과한 공정으로 할당하며,
    상기 공정별 밸런싱단계는,
    상기 예비자원의 공정별 숙련도를 확인하고, 상기 여유시간에 유동자원의 숙련도에 따른 가중치를 부여하여 분배하는 것을 특징으로 하고,
    상기 서버가, 요청제품에 대한 요청제품정보와 다수의 수주처에 대한 요청제품별 작업표준을 확인하고, 상기 요청제품별로 다수의 수주처에 대한 작업표준을 매칭하는 작업표준화 네트워킹단계; 및
    상기 서버가, 상기 요청제품의 제조가 요청되면, 해당 요청제품과 매칭된 작업표준을 확인하고 적어도 두 개의 수주처를 연계하여, 해당 요청제품의 제조공정을 연계하는 공정연계단계;를 더 포함하고,
    상기 공정연계단계는,
    해당 요청제품의 제조가 가능한 수주처를 선택하는 수주처선택과정;
    선택된 수주처의 작업표준을 확인하여 해당 요청제품에 대한 작업표준을 확인하는 작업표준확인과정;
    해당 요청제품을 제조하는 각 공정별로 수주처별 단위시간당 생산성을 확인하는 공정별생산선확인과정; 및
    각 공정별로 생산성이 높은 수주처를 선택하여, 각 수주처에 해당 요청제품의 제작을 공정별로 발주하는 수주처결정과정;을 포함하며,
    상기 수주처결정과정은,
    선택된 수주처들에 대하여, 각 수주처간 이동거리에 대한 시간손실을 추가하여, 전체 소요시간이 최소화되는 수주처를 선택하는 것을 특징으로 하는 수작업 공정의 모니터링을 이용한 지속적인 리밸런싱 방법.
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