KR20090123050A - Method for consulting of manufacturing execution system based simulation and apparatus thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 시뮬레이션 기반 생산 실행 시스템 구축 방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 사용자에 의해 입력된 요구 사항 정보 및 기업 기간 시스템 정보를 이용하여 시뮬레이션 기반 실행 시스템 구조를 설계함과 동시에 가상 공장 모델을 구축하고, 상기 구축된 시뮬레이션 기반 실행 시스템 구조에 상기 가상 공장 모델을 적용하여 시뮬레이션하는 시뮬레이션 기반 생산 실행 시스템 구축 방법 및 그 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a method and apparatus for constructing a simulation-based production execution system, and more particularly, to a virtual factory model while designing a simulation-based execution system structure using requirements information and enterprise-based system information input by a user. The present invention relates to a method and apparatus for constructing a simulation based production execution system for constructing and simulating by applying the virtual factory model to the constructed simulation based execution system structure.
생산 계획은 자재의 구매부터 제품의 납기까지의 일련의 정보흐름을 총괄하며, 실행 계획은 생산 계획에서 정해진 기간 내에 제조 라인을 운영하기 위한 계획을 말한다.A production plan oversees a series of information flows from the purchase of a material to the delivery of a product. An action plan is a plan for operating a manufacturing line within a set period of time in a production plan.
공장 등에서의 생산 계획의 작성을 지원 또는 자동화하는 생산 계획 시스템 은 과거에 다수의 제안이 이루어져 이미 국내외에서 많은 제품이 상용화되어 있으며, 또한 많은 제조회사가 독자적인 시스템을 개발하여 자사에서 사용하고 있다.Production planning systems that support or automate the production of production plans in factories, etc. have been made in the past, and many products have already been commercialized at home and abroad, and many manufacturers have developed and used their own systems.
종래의 이러한 다수의 생산 계획 시스템은 설비 능력을 무한대로 가정하는 등 생산 공정에 있어서의 제약을 단순화하여 모델을 작성하고, 단순화된 모델에 대하여 선형 계획법 등의 수리적 최적화 수법을 적용하여 개략적인 해를 구하는 방법을 채택하고 있다. Many of these conventional production planning systems generate models by simplifying the constraints in the production process, such as assuming infinite capacity, and apply a mathematical optimization method such as linear programming to a simplified solution. We are adopting the way to obtain.
따라서, 기존의 방식으로는 생산계획과 실행계획과의 괴리를 피할 수 없으며, 특히 작업자 배원 /(직접 작업자, 물류 작업자 등) 제조 라인 내의 물류 투입 방식 / 제조 라인 내 자재 투입 물량 등에 대한 계획을 수립하기가 불가하여, 많은 비용과 시간이 낭비되었다.Therefore, the existing method cannot avoid the difference between the production plan and the execution plan, and in particular, establish a plan for the distribution of workers / logistics input method in the manufacturing line (direct worker, logistics worker, etc.) / material input quantity in the manufacturing line, etc. Impossible to do so, wasted a lot of money and time.
또한, 제품 경쟁력을 높이기 위해 새로운 제조 프로세스 기술이 차례차례 개발되고, 이들 최신 제조 프로세스가 곧바로 실제의 제품 생산에 적용되기 때문에 제조 현장에서 제조 프로세스가 안정적으로 가동되는 일이 드물어, 하이테크놀로지 부품의 생산 계획 입안시에는 제조 기계의 고장이나 제품의 품질 불량 등 제조에 있어서의 변동 요인을 항상 고려해야 하는 불편함이 있었다. In addition, new manufacturing process technologies are developed in order to enhance product competitiveness, and since these latest manufacturing processes are immediately applied to actual product production, it is rare for the manufacturing process to be stably operated at the manufacturing site, thus producing high technology parts. In planning, there were inconveniences of always considering the factors of variation in manufacturing, such as failure of manufacturing machinery or poor quality of products.
이에, 변화에 적응하는 생산 라인의 유연성을 확보함이 요구되며, 그 과정에서 실행을 보조할 제조 마스터 데이터의 확보를 포함한 신속한 실행 전략 확보 및 검증이 주요 요구사항으로 대두된다.Therefore, it is required to secure the flexibility of the production line to adapt to changes, and in the process, securing and verifying a fast execution strategy including the acquisition of manufacturing master data to assist the execution is a key requirement.
또한, 최근 대다수의 기업들이 ERP(Enterprise Resource Planning), SCM(Supply Chain Management)시스템 등을 도입하여 기업 정보를 현실화/구체화 하 고 있으며, 기업 활동 내 모든 프로세스의 통합 및 사전 검증을 통한 정보의 일관성, 적합성 향상 등이 전사적인 요구사항으로 중요하다.In addition, most companies have recently introduced enterprise resource planning (ERP) and supply chain management (SCM) systems to realize / concrete corporate information.The consistency of information through integration and pre-validation of all processes within the company's activities. Increasing compliance and compliance is important as a company-wide requirement.
따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 공장 모델 내 기본 정보들의 사전 테스트/검증 과정을 수행하여 해당 일정 내에 불필요한 자재소요를 줄이고, 물류 흐름의 유연성을 확보하여 제조비의 직/간접비를 절감할 수 있는 시뮬레이션 기반 생산 실행 시스템 구축 방법 및 그 장치를 제공하는데 있다. Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, the object of the present invention is to perform the pre-test / verification process of the basic information in the factory model to reduce unnecessary material requirements within the schedule, to ensure the flexibility of the logistics flow The present invention provides a method and apparatus for constructing a simulation-based production execution system that can reduce direct / indirect costs of manufacturing cost.
본 발명의 다른 목적은 기업의 기반 시스템 자체 및 기업 전략의 이해를 기반으로 공장 모델 정보와 기업 정보간의 연동이 가능한 공장 모델을 가상으로 구축하는 시뮬레이션 기반 생산 실행 시스템 구축 방법 및 그 장치를 제공하는데 있다. Another object of the present invention is to provide a method and apparatus for constructing a simulation-based production execution system that virtually constructs a factory model capable of interworking factory model information and corporate information based on an understanding of a company's base system itself and a company strategy. .
본 발명의 또 다른 목적은 체계적이고 구체적인 모델링 프레임워크에 따라 개별 기업의 상황에 적합하게 공장 모델 및 모델 실행 환경을 구축하여 기업의 요구사항을 만족시킬 수 있는 시뮬레이션 기반 생산 실행 시스템 구축 방법 및 그 장치를 제공하는데 있다. It is still another object of the present invention to construct a factory model and model execution environment according to the situation of an individual company according to a systematic and specific modeling framework, and a method and apparatus for constructing a simulation-based production execution system that can satisfy the requirements of an enterprise. To provide.
본 발명의 또 다른 목적은 가상 공장 모델의 시뮬레이션을 통해 기초적인 설비 개선의 문제, 병목 공정 개선, 작업자 할당 구간 변경 등 최적의 작업을 수행할 수 있는 공장 모델을 계획할 수 있는 시뮬레이션 기반 생산 실행 시스템 구축 방법 및 그 장치를 제공하는데 있다. Another object of the present invention is a simulation-based production execution system that can plan a factory model that can perform the optimal work, such as the basic equipment improvement problem, bottleneck process improvement, worker assignment interval change through the simulation of the virtual factory model To provide a construction method and apparatus therefor.
본 발명의 또 다른 목적은 가상 공장 모델의 시뮬레이션을 통해 설비 투자 비용 최소화, 라인 밸런싱 및 생산성 향상, 제조 리드 타임 감소, 공간 활용률 극대화, 물류 처리 비용 최소화, 작업자 편이성 및 안정성을 제공할 수 있는 시뮬레이션 기반 생산 실행 시스템 구축 방법 및 그 장치를 제공하는데 있다. It is another object of the present invention to simulate a virtual plant model to minimize equipment investment costs, improve line balancing and productivity, reduce manufacturing lead times, maximize space utilization, minimize logistics costs, and provide operator convenience and reliability. To provide a production execution system construction method and apparatus therefor.
본 발명의 또 다른 목적은 3D를 통해 공장 내부에서의 복잡한 상황을 용이하게 이해할 수 있고, 발생 가능한 문제점을 사전 예측 및 해결책 제시가 가능한 시뮬레이션 기반 생산 실행 시스템 구축 방법 및 그 장치를 제공하는데 있다. It is still another object of the present invention to provide a method and apparatus for constructing a simulation-based production execution system that can easily understand a complex situation in a factory through 3D and can predict a problem that can occur and suggest a solution.
본 발명의 또 다른 목적은 다양한 What-If 분석으로 공정 전체에 대한 통찰력과 관리포인트 제공할 수 있는 시뮬레이션 기반 생산 실행 시스템 구축 방법 및 그 장치를 제공하는데 있다. It is still another object of the present invention to provide a method and apparatus for constructing a simulation based production execution system that can provide insight and control points for the entire process through various what-if analysis.
본 발명의 또 다른 목적은 생산 라인의 개선 혹은 기업 전략 변경 사항을 검증하며, 공장 운영을 위한 마스터 데이터를 출력하는 등의 운영 정보를 도출할 수 있는 시뮬레이션 기반 생산 실행 시스템 구축 방법 및 그 장치를 제공하는데 있다. It is still another object of the present invention to provide a method and apparatus for constructing a simulation-based production execution system that can verify the improvement of production lines or changes in corporate strategy, and derive operational information such as outputting master data for plant operation. It is.
상기 목적들을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따르면, (a)요구 사항 정보 및 기업 기간 시스템 정보가 입력되면, 시뮬레이션 기반 실행 시스템 구조를 설계함과 동시에 가상 공장 모델을 구축하는 단계, (b)상기 구축된 시뮬레이션 기반 실행 시스템 구조에 상기 가상 공장 모델을 적용하여 시뮬레이션하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 시뮬레이션 기반 생산 실행 시스템 구축 방법이 제공 된다.According to an aspect of the present invention to achieve the above objects, (a) if the requirements information and enterprise period system information is input, designing a simulation-based execution system structure and at the same time to build a virtual factory model, (b) A simulation based production execution system building method is provided, comprising the step of applying the virtual factory model to the constructed simulation based execution system structure.
상기 요구 사항은 환경, 목표, 프로젝트 범위 중 적어도 하나를 포함한다. The requirements include at least one of environment, goals, and project scope.
상기 (a)단계에서 시뮬레이션 기반 실행 시스템 구조를 설계하는 단계는, 상기 시스템의 구성 요소 정보, 사용자 시나리오 정보 및 연동 시나리오 정보 중 적어도 하나를 포함하는 시스템 구조 설계 기본 정보를 입력받는 단계, 상기 사용자 시나리오 정보를 근거로 상기 구성 요소 정보에 대한 시스템 구조를 설계하는 단계, 상기 연동 시나리오를 이용하여 상기 설계된 시스템 구조내 구성 요소간의 연동 관계 및 기업 기간 시스템과의 연동 관계를 설정하는 단계, 상기 설계된 시스템 구조에서 상기 설정된 연동 관계가 수행되도록 코드를 구현하는 단계 및 상기 구현된 코드를 컴파일하여 상기 설계된 시스템 구조가 정상 동작 가능한지의 여부를 테스트하는 단계를 포함한다. The designing of the simulation-based execution system structure in the step (a) may include receiving system structure design basic information including at least one of component information of the system, user scenario information, and interworking scenario information. Designing a system structure for the component information based on the information, establishing an interworking relationship between components in the designed system structure and an interworking relationship with an enterprise-based system using the interworking scenario, and the designed system structure Implementing the code such that the set interlocking relationship is performed; and testing whether the designed system structure is normally operable by compiling the implemented code.
상기 사용자 시나리오는 상호 연동되도록 종속적인 관계를 갖는 관련 구성 요소, 구조 개념 상하위에 포함되는 구성 요소, 관련 구성 요소와 데이터 및 제어 정보를 주고 받기 위한 인터페이스 중 적어도 하나를 포함한다. The user scenario includes at least one of a related component having a dependent relationship to interwork with each other, a component included in structure concepts above and below, and an interface for exchanging data and control information with the related component.
상기 연동 시나리오는 구성 요소간의 연동 관계 및 기업 기간 시스템과의 연동 관계를 포함한다. The linkage scenario includes a linkage relationship between components and a linkage relationship with an enterprise backbone system.
상기 (a)단계에서 가상 공장 모델을 구축하는 단계는 사용자에 의해 PPRS 정보가 입력되면, 제품별 프로세스를 구조화하는 단계, 상기 구조화된 제품별 프로세스를 공장의 레이아웃과 매칭시켜 공장 프로세스 모델을 생성하는 단계, 상기 생성된 공장 프로세스 모델에서 특정 변수의 값을 다르게 한 what-if 시나리오를 설계 하는 단계, 시뮬레이션 명령이 입력되면, 상기 공장 프로세스 모델을 시뮬레이션하여 현재 공장 모델의 결과 정보를 출력하는 단계, 상기 공장 프로세스 모델에 상기 what-if 시나리오가 적용된 시뮬레이션을 수행하여 현재 공장 모델의 결과 정보와 비교하는 단계 및 상기 결과 정보의 비교에 의해 상기 요구사항에 상응하는 가상 공장 모델을 확정하는 단계를 포함한다. In the step (a) of building a virtual factory model, when PPRS information is input by a user, structuring a product-specific process, and matching the structured product-specific process with a layout of a factory to generate a factory process model In the step, designing what-if scenarios with different values of specific variables in the generated factory process model; If a simulation command is input, simulating the factory process model and outputting result information of the current factory model; Performing a simulation to which the what-if scenario is applied to a factory process model and comparing the result information of the current factory model, and determining a virtual factory model corresponding to the requirement by comparing the result information.
상기 사용자에 의해 PPRS 정보가 입력되면, 제품별 프로세스를 구조화하는 단계는, 제품, 프로세스, 리소스 및 스케줄을 포함하는 PPRS 정보를 입력받는 단계, IDEFO를 이용하여 상기 PPRS 정보에서 제품별 프로세서를 구조화하는 단계를 포함한다. When the PPRS information is input by the user, structuring a product-specific process includes receiving PPRS information including a product, a process, a resource, and a schedule, and structuring a product-specific processor in the PPRS information using an IDEFO. Steps.
상기 구조화된 제품별 프로세스를 공장의 레이아웃과 매칭시켜 공장 프로세스 모델을 생성하는 단계는 상기 구조화된 제품별 프로세스를 공장의 레이아웃에 표시된 라우팅 경로를 중심으로 표시하는 단계 및 상기 레이아웃 기반 프로세스에 리소스 및 스케줄이 표시된 테이블이 추가된 공장 프로세스 모델을 생성하는 단계를 포함한다.Generating a factory process model by matching the structured product-specific process with the layout of a factory comprises: displaying the structured product-specific process centered on a routing path indicated in the factory layout and resources and schedules in the layout-based process. This displayed table includes the step of creating a factory process model added.
상기 시뮬레이션 명령이 입력되면, 상기 공장 프로세스 모델을 시뮬레이션하여 현재 공장 모델의 결과 정보를 출력하는 단계는, 상기 시뮬레이션 명령이 입력되면, 상기 공장 프로세스 모델에 PPRS, 입력 변수, 공정 데이터를 맵핑시켜 가상 공장 모델로 시뮬레이션하는 단계, 상기 시뮬레이션 가상 공장 모델에 설비 및 작업자의 키네메틱스를 적용시켜 작업 처리량을 산출하는 단계 및 상기 산출된 작업 처리량을 분석하여 현재 공장 모델의 결과 정보를 출력하는 단계를 포함한다. When the simulation command is input, the step of simulating the factory process model and outputting the result information of the current factory model, when the simulation command is input, by mapping PPRS, input variables, process data to the factory process model virtual factory Simulating with a model, calculating a work throughput by applying kinematics of a facility and an operator to the simulation virtual factory model, and analyzing the calculated work throughput and outputting result information of a current factory model. .
상기 (b)단계는 상기 구축된 시뮬레이션 기반 실행 시스템 구조와 상기 가상 공장 모델을 통합시켜 시뮬레이션 기반 실행 시스템을 구축하는 단계, 상기 구축된 시뮬레이션 기반 실행 시스템이 정상 동작하는지를 테스트하는 단계를 포함한다. The step (b) includes the step of integrating the constructed simulation based execution system structure and the virtual factory model to build a simulation based execution system, and testing whether the constructed simulation based execution system operates normally.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 시뮬레이션 기반 실행 시스템 구축을 위한 장치에 있어서, 요구 사항 및 기업 기간 시스템 정보를 수집하는 요구사항 및 기업 기간 시스템 정보 수집 모듈, 사용자로부터 실행 시스템의 구성 요소 정보, 사용자 시나리오 정보 및 연동 시나리오 정보 중 적어도 하나를 입력받아 시스템 구조를 설계하고, 상기 설계된 시스템 구조가 연동 시나리오 정보에 따라 연동되도록 연동 관계를 설정하는 시스템 구조 설계 모듈, 상기 요구 사항 및 기업 기간 시스템 정보 수집 모듈을 통해 수집된 정보 및 사용자에 의해 입력된 PPRS 정보를 이용하여 가상의 공장 모델을 구축하는 공장 모델 구축 모듈, 상기 시스템 구조 설계 모듈에서 구축된 시스템에 상기 공장 모델 구축 모듈에서 구축된 가상 공장 모델을 적용하여 테스트를 수행하는 통합 테스트 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 시뮬레이션 기반 생산 실행 시스템 구축 장치가 제공된다. According to another aspect of the present invention, in the apparatus for building a simulation-based execution system, a requirements and enterprise period system information collection module for collecting requirements and enterprise period system information, component information of the execution system from the user, user scenario A system structure design module configured to designate a system structure by receiving at least one of information and interworking scenario information, and set an interworking relationship such that the designed system structure is interlocked according to the interlocking scenario information; Factory model building module for building a virtual factory model by using the information collected through the user and PPRS information input by the user, apply the virtual factory model built in the factory model building module to the system built in the system structure design module To perform the test The simulation-based manufacturing execution system implementation apparatus which is characterized in that it comprises an integrated testing module is provided.
상기 시스템 구조 설계 모듈은 상기 실행 시스템의 구성 요소 정보, 사용자 시나리오 정보 및 연동 시나리오 정보 중 적어도 하나를 포함하는 시스템 설계 기본 정보를 입력받는 기본 정보 수집부, 상기 기본 정보 수집부에서 수집된 사용자 시나리오 정보를 근거로 상기 구성 요소 정보에 대한 시스템 구조를 설계하는 시스템 구조 설계부, 상기 기본 정보 수집부에서 수집된 연동 시나리오를 이용하여 상기 시스템 구조 설계부에서 설계된 시스템 구조내 구성 요소간의 연동 관계 및 기 업 기간 시스템과의 연동 관계를 설정하는 연동 관계 설정부, 상기 시스템 구조 설계부에서 설계된 시스템 구조와 연동 관계 설정부에서 설정된 연동 관계가 설계된 대로 시스템에서 수행될 수 있도록 코드를 구현하는 코딩부, 상기 코딩부에서 구현된 코드를 컴파일하여 설계된 대로 기능이 수행되는지를 판단하는 테스트부를 포함한다. The system structure design module includes a basic information collecting unit for receiving system design basic information including at least one of component information, user scenario information, and interlocking scenario information of the execution system, and user scenario information collected by the basic information collecting unit. A system structure design unit for designing a system structure for the component information based on the interworking relationship between the components of the system structure designed by the system structure design unit using an interworking scenario collected by the basic information collecting unit, and a corporate period system An interworking relationship setting unit for setting an interworking relationship with the coding unit, a coding unit for implementing a code so that the interworking relationship set in the system structure designed by the system structure design unit and the interworking relationship setting unit can be performed in the system as designed, and implemented in the coding unit Compiled code A feature that is designed to perform as part of the test involves judgment.
상기 공장 모델 구축 모듈은 요구사항, 공정 데이터 및 PPRS 정보를 입력받아 저장하는 조건 설정부, 상기 조건 설정부를 통해 입력된 요구사항, 공정 데이터 및 PPRS 정보를 이용하여 제품별 프로세스를 구조화하는 프로세스 구조화부, 상기 프로세스 구조화부에서 생성된 제품별 프로세스를 공장의 레이아웃 도면과 매칭시켜 공장 프로세스 모델을 생성하는 프로세스 모델링부, 상기 프로세스 모델링부에서 생성된 공장 프로세스 모델에 대해 특정 변수의 값을 달리한 what-if 시나리오를 설계하는 what-if 시나리오 설계부, 시뮬레이션 명령이 입력되면, 상기 프로세서 모델링부에서 생성된 공장 프로세스 모델을 시뮬레이션하여 현재 공장 모델의 결과 정보를 출력하고, 상기 공장 프로세스 모델에 what-if 시나리오 설계부에서 설계된 시나리오를 적용하여 시뮬레이션하는 시뮬레이션부, 상기 시뮬레이션부에 의해 출력되는 현재 공장 모델의 결과 정보와 what-it 시나리오에 대한 결과 정보를 비교하여 출력하는 결과 분석부를 포함한다. The factory model building module includes a condition setting unit for receiving and storing requirements, process data, and PPRS information, and a process structuring unit for structuring a process for each product using requirements, process data, and PPRS information inputted through the condition setting unit. A process modeling unit generating a factory process model by matching the process for each product generated by the process structuring unit with a layout drawing of the factory, and what- different values of specific variables with respect to the factory process model generated by the process modeling unit; If a what-if scenario design unit for designing a scenario and a simulation command are input, the factory process model generated by the processor modeling unit is simulated to output the result information of the current factory model, and the what-if scenario design unit to the factory process model. By applying a scenario designed by Simulation unit for simulation, comparison result information about the result information and what-it scenario current plant model output by the simulation unit comprises a result will be analyzed to output.
상기 시뮬레이션부는 상기 공장 프로세스 모델에 PPRS, 입력 변수, 공정 데이터를 맵핑시켜 가상 공장 모델로 시뮬레이션하고, 상기 시뮬레이션된 가상 공장 모델에 설비 및 작업자의 키네메틱스를 적용시켜 작업 처리량을 산출한다. The simulation unit simulates a virtual factory model by mapping PPRS, input variables, and process data to the factory process model, and calculates throughput by applying facility and worker kinematics to the simulated virtual factory model.
따라서, 본 발명은 공장 모델 내 기본 정보들의 사전 테스트/검증 과정을 수행하여 해당 일정 내에 불필요한 자재소요를 줄이고, 물류 흐름의 유연성을 확보하여 제조비의 직/간접비를 절감할 수 있는 시뮬레이션 기반 생산 실행 시스템 구축 방법 및 그 장치를 제공할 수 있다. Accordingly, the present invention performs a pre-test / verification process of the basic information in the factory model to reduce unnecessary material requirements within the schedule, and secure the flexibility of the logistics flow simulation-based production execution system that can reduce the direct / indirect costs of manufacturing costs It is possible to provide a construction method and an apparatus thereof.
또한, 체계적이고 구체적인 모델링 프레임워크에 따라 개별 기업의 상황에 적합하게 공장 모델 및 모델 실행 환경을 구축하므로 기업의 요구사항을 만족시킬 수 있는 시뮬레이션 기반 생산 실행 시스템 구축 방법 및 그 장치를 제공할 수 있다. In addition, according to the systematic and specific modeling framework, the factory model and model execution environment are built according to the individual company's situation, thus providing a method and apparatus for constructing a simulation-based production execution system that can satisfy the company's requirements. .
또한, 가상 공장 모델의 시뮬레이션을 통해 기초적인 설비 개선의 문제, 병목 공정 개선, 작업자 할당 구간 변경 등 최적의 작업을 수행할 수 있는 공장 모델을 계획할 수 있는 시뮬레이션 기반 생산 실행 시스템 구축 방법 및 그 장치를 제공할 수 있다. In addition, a method and apparatus for constructing a simulation-based production execution system for planning a factory model that can perform optimal tasks such as basic facility improvement problem, bottleneck process improvement, and worker assignment interval change through simulation of a virtual factory model Can be provided.
또한, 가상 공장 모델의 시뮬레이션을 통해 설비 투자 비용 최소화, 라인 밸런싱 및 생산성 향상, 제조 리드 타임 감소, 공간 활용률 극대화, 물류 처리 비용 최소화, 작업자 편이성 및 안정성을 제공할 수 있는 시뮬레이션 기반 생산 실행 시스템 구축 방법 및 그 장치를 제공할 수 있다. In addition, how to build a simulation-based production execution system that can help you minimize equipment investment costs, improve line balancing and productivity, reduce manufacturing lead times, maximize space utilization, minimize logistics costs, and ease operator convenience and reliability through simulation of virtual plant models And the apparatus.
또한, 3D를 통해 공장 내부에서의 복잡한 상황을 용이하게 이해할 수 있고, 발생 가능한 문제점의 사전 예측 및 해결책 제시가 가능한 시뮬레이션 기반 생산 실행 시스템 구축 방법 및 그 장치를 제공할 수 있다. In addition, it is possible to provide a method and apparatus for constructing a simulation-based production execution system that can easily understand the complex situation in the factory through the 3D, and can predict the possible problems and suggest solutions.
또한, 생산 라인의 개선 혹은 기업 전략 변경 사항을 검증하며, 공장 운영을 위한 마스터 데이터를 출력하는 등의 운영 정보를 도출할 수 있는 시뮬레이션 기반 생산 실행 시스템 구축 방법 및 그 장치를 제공할 수 있다. In addition, it is possible to provide a method and apparatus for constructing a simulation-based production execution system that can derive operational information such as verifying improvement of a production line or changes in corporate strategy and outputting master data for plant operation.
또한, 기업 생산 부서의 일정 계획/수요 계획 데이터를 입력 데이티로 하여 일정 기간내의 생산 계획 결과의 실현 가능성을 검증하여 원가 절감의 효과를 주는 시뮬레이션 기반 생산 실행 시스템 구축 방법 및 그 장치를 제공할 수 있다. In addition, it is possible to provide a method and apparatus for constructing a simulation-based production execution system that can reduce costs by verifying the feasibility of the production plan results within a certain period using the schedule data / demand plan data of the enterprise production department as input data. have.
본 발명의 전술한 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 명세서에 첨부된 도면에 의거한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.Details of the above-described objects and technical configurations of the present invention and the effects thereof according to the present invention will be more clearly understood by the following detailed description based on the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 통합 환경을 고려한 시뮬레이션 기반 생산 실행 시스템 구축 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도, 도 2는 도 1에 도시된 요구 사항 및 기업 기간 시스템 정보 수집 모듈을 상세히 나타낸 블럭도이다.1 is a block diagram schematically showing the configuration of a simulation-based production execution system construction apparatus in consideration of the integrated environment according to the present invention, Figure 2 is a block diagram showing in detail the requirements and enterprise period system information collection module shown in FIG. .
도 1을 참조하면, 통합 환경을 고려한 시뮬레이션 기반 생산 실행 시스템 구축 장치(100)는 요구 사항 및 기업 기간 시스템 정보 수집 모듈(110), 시스템 구조 설계 모듈(130), 공장 모델 구축 모듈(150), 통합 테스트 모듈(170)을 포함한다. Referring to FIG. 1, the simulation-based production execution
상기 요구 사항 및 기업 기간 시스템 정보 수집 모듈(110)은 환경 및 목표, 프로젝트 범위 등을 포함하는 요구 사항 및 ERP 등의 기업 기간 시스템 정보를 입력받아 저장한다. 여기서, 상기 요구 사항은 환경 및 목표, 프로젝트 범위 등의 정보를 포함하는 것으로서, 환경은 구축하고자 하는 대상을 포함한 주위의 관계된 모든 것을 말하고, 관계된 요소들의 정의 기준은 공장 모델의 구축에 있어서 시뮬레이션 결과에 영향을 끼칠 수 있는 가능성을 내재한 것이다. The requirements and the corporate period system
클라이언트는 공장 분석 요청 시점, 신규 공장 건설 시, 제품 설계/공정 설계 변경, 시장에서의 제품 수요 변화, 다수 설비의 교체/변경, 규정 및 조직 변화 등과 같은 공장 혹은 기업의 향후 일정에 영향을 줄 수 있는 요소들에 대한 영향을 알고 싶어하기 때문에 공장 모델은 이러한 클라이언트의 다양한 요구사항을 유연하게 받아들일 수 있어야 한다. Clients can influence the future schedule of a plant or company, such as when to request factory analysis, new plant construction, product design / process design changes, changes in product demand in the market, replacement / change of multiple facilities, changes in regulations and organization, etc. Because they want to know the impact on the factors that exist, the factory model must be able to flexibly accommodate the various requirements of these clients.
상기 기업 기간 시스템 정보는 해당 기업의 ERP 등을 말한다.The company term system information refers to the ERP of the company.
상기 요구 사항 및 기업 기간 시스템 정보 수집 모듈(110)은 기업 기간 시스템 정보 분석부(112), 요구 사항 수집부(114)를 포함한다. The requirement and enterprise period system
상기 기업 기간 시스템 정보 분석부(112)는 기업의 자재 관리, 생산계획, 관리 회계, 공장관리, 인사관리 정보 등을 수집하여 분석한다. The corporate period system
상기 자재 관리 정보는 가용자원, 재고량, 재고 평가 정보, 자재 소요량 계획 정보, 구매 계획 정보 등을 포함한다.The material management information includes available resources, inventory amount, inventory evaluation information, material requirement planning information, purchasing plan information, and the like.
상기 생산 계획 정보는 Manufacturing-BOM, 공정 Capacity, 제품 목표 생산량, MPS 정보(기준 생산계획, Master Production Scheule), MRP 정보 (자재 소요 량 계획, Material Requirement Planning), 분기 생산 원가, 제조 시수 등을 포함한다. The production plan information includes Manufacturing-BOM, process capacity, product target production volume, MPS information (base production plan, Master Production Scheule), MRP information (material requirement planning), quarter production cost, manufacturing time, etc. do.
상기 관리 회계 정보는 제품 생산에 투입되는 모든 행위를 기반으로 산출한 원가 정보인 ABC(Activity Based Cost) 정보, 제품 생산량과 시장 상황 및 자원 투입에 대한 상관관계가 표기된 수익성 기준 지표 등을 포함한다.The management accounting information includes activity-based cost (ABC) information, which is cost information calculated based on all actions put into the production of a product, and a profitability standard indicator indicating correlations between product output, market conditions, and resource input.
상기 공장 관리 정보는 공장 레이아웃을 바탕으로 한 설비들의 위치를 나타낸 설비 도면, 기초 정보, 설비 보수 일자 등을 포함한다. 여기서, 기초 정보 관리는 설비 spec. 자재 창고 spec. 작업자 spec. 등의 생산을 위한 자원 정보가 관리된다.The factory management information includes a facility diagram showing the location of facilities based on the layout of the factory, basic information, facility maintenance date, and the like. Here, the basic information management is the equipment spec. Material warehouse spec. Worker spec. Resource information for the production of lamps is managed.
상기 인력 관리 정보는 공장 운영 및 생산 활동에 투입되는 작업자들에 대한 관리 정보를 말한다. The manpower management information refers to management information for the workers who are put into factory operations and production activities.
상기 요구 사항 수집부(114)는 장기 계획 정보, 단기 계획 정보, 공장 운영 계획 검증 정보, 공장 관리 핵심 정보, 제품/리소스 모델 정보, 제조 실행 마스터 데이터 등을 수집한다. The
상기 장기 계획 정보는 공장 운영 전략, 장기적 자원 투입 계획, 장기 공정 개선 계획, 장기 제품 예측 수요, 장기 ROI, 장기 인력 투입 계획 등을 포함한다. The long-term plan information includes a plant operation strategy, a long-term resource input plan, a long-term process improvement plan, a long-term product forecast demand, a long-term ROI, a long-term manpower input plan, and the like.
상기 단기 계획 정보는 기준 일자 내 일정, 자원 투입 계획, 단기 공정 개선 계획, 생산 계획, 단기 인력 투입 계획, 단기 ROI 등을 포함한다. The short-term planning information includes a schedule within a standard date, a resource input plan, a short term process improvement plan, a production plan, a short term manpower input plan, and a short term ROI.
상기 공장 운영 계획 검증 정보는 공정 개선 전력 평가, 최적 공정 개선안, 반제품/부품 라우팅 경로, ROI 정보 등을 포함한다.The factory operation plan verification information includes process improvement power evaluation, optimal process improvement plan, semi-finished product / part routing path, ROI information, and the like.
상기 공장 관리 핵심 정보는 분기별 공장 개선안을 기초로 한 M-BOM, 공정 프로세스, 자원투입량(/unit), 공장 레이아웃, 설비 C/T 등을 포함한다. The plant management key information includes M-BOM, process process, resource input (/ unit), plant layout, facility C / T, etc. based on quarterly plant improvement plans.
상기 제품/리소스 모델 정보는 제품 정보, 장비 정보, 설비 정보 등을 포함한다. 상기 제조 실행 마스터 데이터는 자원 투입 주기, 자재 적치 정보, 최적 생산 일정, 인력 투입 계획, 트랜스포터 운영정보 등을 포함한다.The product / resource model information includes product information, equipment information, facility information, and the like. The manufacturing execution master data includes resource input cycle, material loading information, optimal production schedule, manpower input plan, transporter operation information, and the like.
상기 시스템 구조 설계 모듈(130)은 사용자로부터 실행 시스템 구성 요소 정보, 사용자 시나리오 정보 및 연동 시나리오 정보 등을 입력 받아 시스템 구조를 설계하고, 상기 설계된 시스템 구조가 상기 연동 시나리오 정보에 따라 연동되도록 연동 관계를 설정하는 역할을 수행한다.The system
상기와 같은 역할을 수행하는 시스템 구조 설계 모듈(130)에 대한 상세한 설명은 도 3을 참조하기로 한다. For a detailed description of the system
상기 공장 모델 구축 모듈(150)은 상기 요구 사항 및 기업 기간 시스템 정보 수집 모듈(110)을 통해 수집된 정보 및 사용자에 의해 입력된 PPRS 정보를 이용하여 가상의 공장 모델을 구축하는 역할을 수행한다. The factory
즉, 상기 공장 모델 구축 모듈(150)은 요구사항 및 공정 데이터를 이용하여 PPRS(Product, Process, Resource, Schedule)를 정의하고, 그 정의된 PPRS를 이용하여 제품별 프로세스를 구조화한다. 그런 다음 상기 공장 모델 구축 모듈(150)은 상기 구조화된 제품별 프로세스를 공장의 레이아웃 도면과 매칭시켜 공장 프로세스 모델을 생성하고, 상기 생성된 공장 프로세스 모델에 대해 특정 변수의 값을 달리한 what-if 시나리오를 설계한다.That is, the factory
그런 다음 상기 공장 모델 구축 모듈(150)은 상기 생성된 공장 프로세스 모델을 시뮬레이션하여 현재 공장 모델의 결과 정보를 출력하고, 상기 공장 프로세스 모델에 상기 설계된 what-if 시나리오를 적용하여 시뮬레이션한다. The factory
상기와 같은 역할을 수행하는 공장 모델 구축 모듈(150)에 대한 상세한 설명은 도 3을 참조하기로 한다. Detailed description of the factory
상기 통합 테스트 모듈(170)은 상기 시스템 구조 설계 모듈(130)에서 구축된 시스템에 상기 공장 모델 구축 모듈(150)에서 구축된 가상 공장 모델을 적용하여 테스트를 수행한다. The
즉, 상기 통합 테스트 모듈(170)은 상기 구축된 시뮬레이션 기반 실행 시스템 구조와 상기 가상 공장 모델을 통합시켜 시뮬레이션 기반 실행 시스템을 구축하고, 상기 구축된 시뮬레이션 기반 실행 시스템이 정상 동작하는지를 테스트하는 역할을 수행한다. That is, the
도 3은 도 1에 도시된 시스템 구조 설계 모듈을 상세히 나타낸 블럭도이다.FIG. 3 is a detailed block diagram illustrating the system structure design module illustrated in FIG. 1.
도 3을 참조하면, 시스템 구조 설계 모듈(130)은 기본 정보 수집부(132), 시스템 구조 설계부(134), 연동 관계 설정부(136), 코딩부(138), 테스트부(140)를 포함한다. Referring to FIG. 3, the system
상기 기본 정보 수집부(132)는 실행 시스템의 구성 요소 정보, 사용자 시나리오 정보, 연동 시나리오 정보 등을 포함하는 시스템 설계 기본 정보를 사용자로부터 입력 받는다.The basic
상기 사용자 시나리오는 상호 연동되도록 종속적인 관계를 갖는 관련 구성 요소, 구조 개념 상하위에 포함되는 구성 요소, 관련 구성 요소와 데이터 및 제어 정보를 주고 받기 위한 인터페이스 중 적어도 하나를 포함한다.The user scenario includes at least one of a related component having a dependent relationship to interwork with each other, a component included in structure concepts above and below, and an interface for exchanging data and control information with the related component.
상기 연동 시나리오는 구성 요소간의 연동 관계 및 기업 기간 시스템과의 연동 관계를 포함한다. The linkage scenario includes a linkage relationship between components and a linkage relationship with an enterprise backbone system.
상기 시스템 구조 설계부(134)는 상기 기본 정보 수집부(132)에서 수집된 구성 요소 정보를 상기 사용자 시나리오에 근거하여 시스템 구조를 설계한다.The system
상기 연동 관계 설정부(136)는 상기 시스템 구조 설계부(134)에서 설계된 시스템 구조를 연동 시나리오에 따라 시스템 구성 요소간 및 기업 기간 시스템 간의 연동 관계를 설정한다. The interworking
상기 코딩부(138)는 상기 설계된 시스템 구조와 연동 관계가 설계된 대로 시스템에서 수행될 수 있도록 코드를 구현한다.The
상기 테스트부(140)는 상기 코딩부(138)에서 구현된 코드를 컴파일하여 설계된 대로 기능이 수행되는지를 판단하고, 결함이 있는 경우, 그 결함 원인을 찾을 수 있도록 한다. The
도 4는 도 1에 도시된 공장 모델 구축 모듈의 구성을 상세히 나타낸 블럭도, 도 5는 도 4에 도시된 프로세스 구조화부를 상세히 나타낸 도면, 도 6은 도 4에 도시된 프로세스 모델링부를 상세히 나타낸 도면이다. FIG. 4 is a detailed block diagram illustrating the configuration of the factory model building module shown in FIG. 1, FIG. 5 is a detailed view of the process structuring unit illustrated in FIG. 4, and FIG. 6 is a detailed view of the process modeling unit illustrated in FIG. 4. .
도 4를 참조하면, 공장 모델 구축 모듈(150)은 조건 설정부(152), 프로세스 구조화부(154), 프로세스 모델링부(156), what-if 시나리오 설계부(158), 시뮬레이션부(160), 결과 분석부(162)를 포함한다. Referring to FIG. 4, the factory
상기 조건 설정부(152)는 요구사항 및 공정 데이터를 입력받아 저장하는 역할을 수행한다. 상기 요구 사항은 환경 및 목표, 프로젝트 범위 등의 정보를 포함하고, 상기 공정 데이터는 공정 특성 및 설비 데이터 수집, 자재/부자재/제품 데이터 수집, 주문/공급 정책 및 작업자 운영 규칙 등의 데이터 등을 포함한다.The
즉, 상기 조건 설정부(152)는 공장에 있는 설비들의 기계적인 정보(예를 들면, 작동시간, 구성품의 목록, 작동 시간 등임)를 수집하고, 여러 개의 설비들이 복합적으로 구성되어 작동할 때 발생하는 공장의 공정 자체의 특성을 수집하게 된다. 상기 공정 특성은 공장 건축물의 입출구를 고려한 공정 흐름의 형태, 생산방식(셀 생산, 잡샵 생산, 흐름 생산 등임)을 포함한다.That is, the
상기 프로세스 구조화부(154)는 상기 조건 설정부(152)를 통해 입력된 요구사항 및 공정 데이터를 이용하여 PPRS를 정의하고, 그 정의된 PPRS를 이용하여 제품별 프로세스를 구조화한다. The
즉, 상기 프로세스 구조화부(154)는 현실의 공장에서 생산하고자 하는 제품, 각 제품 생산을 위한 프로세스, 각 제품 생산을 위한 설비 및 자재 등의 리소스, 스케줄, 목표 생산량 등을 포함하는 PPRS 정보가 입력되면, 상기 PPRS를 이용하여 제품별 프로세스를 구조화한다. 상기 PPRS는 제품 설계, 제품 해석, 제품 공정 계획, 동작 연구, 시간 연구, 설비 배치 계획, 작업자 공정 개선, 생산 운용 방법 설계 및 검증, 공장 및 라인 시뮬레이션, 생산 관리의 기반이 되는 것이다.That is, the
상기 프로세스 구조화부(154)는 상기 PPRS를 이용한 각 제품에 대한 프로세스를 기능/활동 중심의 ICOM(Input, Control, Output, Mechanism)으로 분석하고, 그 분석 결과를 이용하여 프로세스를 구조화하는 역할을 수행한다. 상기 ICOM에서 입력/출력은 프로세스에 투입되고 반출되는 제품에 해당하고, 제어는 공정 시간(제품 로드 시간, 가공 시간, 제품 언로드 시간 등임)의 가공 규칙을 포함하고, 미케니즘은 프로세스를 담당하는 설비 혹은 작업자를 말한다.The
상기와 같은 역할을 수행하는 프로세스 구조화부(154)에 대하여 도 5를 참조하여 좀더 상세히 살펴보기로 한다.The process structurer 154 performing the above role will be described in more detail with reference to FIG. 5.
상기 프로세스 구조화부(154)는 제품 E-BOM(Engineering Bill Of Material) 분석 수단(154a), 제품 M-BOM(Manufacturing Bill Of Material)분석 수단(154b), 공정 설비 분석 수단(154c), 공정 특성 분석 수단(154d), 프로세스 ICOM 설계 수단(154e)을 포함한다.The
상기 제품 E-BOM 분석 수단(154a)은 제품의 부품에 대해 hierarchy 구조로 분석한다. 예를 들어 제품이 의자라면 의자-등받이, 쿠션, 다리 - 등받이 다리 3개 , 쿠션 1개, 쿠션 받이 1개, 의자 다리 4개... 등등으로 제품을 hierarchy 구조로 제품을 분석한다. The product E-BOM analysis means 154a analyzes the parts of the product in a hierarchical structure. For example, if the product is a chair, the product is analyzed in a hierarchical structure with chair-backrest, cushion, leg-backrest leg, 1 cushion, 1 cushion rest, 4 chair legs ... etc.
상기 제품 M-BOM 분석 수단(154b)은 제품을 만들기 위한 생산 프로세스 순서를 구조화하는 역할을 수행한다. 예를 들어, 제품이 의자라면, 나무 절삭 -> 설계 도면의 등받이, 쿠션 받이, 의자 다리 설계도에 맞추어 가공 -> 의자 나무 부품을 조립(본드, 못과 볼트) -> 쿠션 제작 -> 쿠션 장착 등의 BOM이 있으며, 각 부분에 대하여 어떠한 설비(톱, 사포, 망치, 작업자 등)가 필요한지 분석하여 생산 프로세스를 구조화한다. The product M-BOM analysis means 154b serves to structure the production process sequence for making the product. For example, if the product is a chair, wood cutting-> backing of the design drawing, cushioning, processing according to the design of the chair leg-> assembling the wooden parts of the chair (bonds, nails and bolts)-> cushioning-> cushion mounting, etc. BOM is structured and structured production process by analyzing what equipment (saw, sandpaper, hammer, worker, etc.) is needed for each part.
상기 공정 설비 분석 수단(154c)은 상기 제품 M-BOM분석 수단(154b)에서 구조화된 각 생산 프로세스에 어떠한 설비들이 매핑되는지를 분석하고, 상기 공정 특성 분석 수단(154d)은 각 부분의 공정에 대해 어떤 특성 (작업 특성 , 작업 시수/부품 특성 등)이 있는지 분석한다.The process facility analysis means 154c analyzes which facilities are mapped to each production process structured in the product M-BOM analysis means 154b, and the process characteristic analysis means 154d performs a process for each part. Analyze the characteristics (work characteristics, work hours / part characteristics, etc.).
상기 프로세스 ICOM 설계 수단(154e)은 상기 제품 M-BOM 분석 수단(154b)에서 분석된 생산 프로세스에 대하여 상기 공정 설비 및 공정 특성 분석 수단(154c, 154d)에서 분석된 설비와 공정 특성을 매핑시켜 프로세스를 기능/활동 중심의 ICOM(Input, Control, Output, Mechanism)으로 구조화한다.The process ICOM design means 154e maps the equipment and process characteristics analyzed by the process equipment and process characteristic analysis means 154c and 154d with respect to the production process analyzed by the product M-BOM analysis means 154b. Structure the function / activity-oriented ICOM (Input, Control, Output, Mechanism).
즉, 상기 프로세스 ICOM 설계 수단(154e)은 상기 제품 M-BOM 분석 수단(154b)에서 분석된 생산 프로세스에 대하여 부품 input (I, input) -> 프로세스(Activity) -> 가공된 부품 output (O, output), 공정 설비(M, mechanism), 공정 특성(C, control)으로 구조화한다.That is, the process ICOM design means 154e is a component input (I, input)-> Process-> processed component output (O, for the production process analyzed by the product M-BOM analysis means 154b output),) process equipment (M, mechanism), process characteristics (C, control).
다시 도 4를 참조하면, 상기 프로세스 모델링부(156)는 상기 프로세스 구조화부(154)에서 생성된 제품별 프로세스를 공장의 레이아웃 도면과 매칭시켜 공장 프로세스 모델을 생성한다. Referring back to FIG. 4, the
즉, 상기 프로세스 모델링부(156)는 제품별 프로세스를 공장의 레이아웃에 표시된 라우팅 경로를 중심으로 표시하여 레이아웃 기반 프로세스를 생성한다. 그런 다음 상기 프로세스 모델링부는 상기 생성된 레이아웃 기반 프로세스에 리소스 및 스케줄 등의 정보가 표시된 테이블이 추가된 공장 프로세스 모델을 생성한다.That is, the
따라서, 상기 프로세스 모델링부(156)에 의해 생성된 공장 프로세스 모델에는 개별 설비/작업자의 가공에 요구되는 자재 목록, 제품 1단위 조립시 자재 투입 수량, 작업 규칙, 운영 형태 등의 정보가 포함될 수 있다.Therefore, the factory process model generated by the
상기와 같은 역할을 수행하는 프로세스 모델링부(156)에 대하여 도 5를 참조하여 좀더 상세히 설명하기로 한다. The
상기 프로세스 모델링부(156)는 공장 레이아웃 분석 수단(156a) , 프로세스 구조도 맵핑 수단(156b)을 포함한다.The
상기 공장 레이아웃 분석 수단(156a)은 모델링하는 공장의 출입문, 설비 위치, 자재 적치 장소, 탕비실 등등이 기록된 공장 도면을 분석한다.The factory layout analysis means 156a analyzes a factory drawing in which the entrance door, facility location, material storage location, equipment storage room and the like of the modeling factory are recorded.
상기 프로세스 구조도 맵핑 수단(156b)은 공장 레이아웃 도면에 프로세스 구조화 모듈(154)에서 작성한 프로세스 ICOM 설계도를 맵핑한다. 상기 프로세스 구조도 맵핑 수단(156b)에 의한 맵핑에 의해 각 설비들에 대한 ICOM을 파악할 수 있다.The process schematic mapping means 156b maps the process ICOM schematic created by the
상기 프로세스 모델링부(156)에 의해 생성된 레이아웃 기반 프로세스는 공장에서 이루어지는 각 프로세스가 레이아웃 도면에 표시된 해당 영역과 링크되어 그 순서에 따라 테이블 형태로 출력된다.The layout-based process generated by the
상기 what-if 시나리오 설계부(158)는 상기 프로세스 모델링부(156)에서 생성된 공장 프로세스 모델에 대해 공장에 관련된 변수를 달리하여 what-if 시나리오를 설계한다. 여기서, 상기 공장에 관련된 변수는 공정 프로세스간 라우팅, 공장의 레이아웃, 공정/설비/작업자 할당, 공정 운영 계획 등을 포함한다. The what-if
상기 what-if 시나리오는 ARC, 흐름 기반 공정 분석, 활동 기반 공정 분석, 대기 규칙 기반 공정 분석과 같은 분석 기법이 활용된다. The what-if scenario utilizes analytical techniques such as ARC, flow based process analysis, activity based process analysis, and wait rule based process analysis.
ARC 분석의 경우, 정성적 흐름 측정에 활용되는 것으로 활용 관련 도표의 작성을 통해 각 동작의 상호 관계를 도출하여 배치하는 것이다. 공정 모듈간의 관계를 통해 레이아웃을 배치하고 공정 운영 계획에 반영할 수 있는 근거를 마련하는 것이다.In the case of ARC analysis, it is used for qualitative flow measurement. It draws out the related chart and draws out and arranges the correlation of each action. The relationship between the process modules lays out the layout and provides a basis for incorporation into the process operation plan.
상기 시뮬레이션부(160)는 시뮬레이션 명령이 입력되면, 상기 프로세서 모델링부(156)에서 생성된 공장 프로세스 모델을 시뮬레이션하여 그 결과 정보를 출력한다. When the simulation command is input, the
즉, 상기 시뮬레이션부(160)는 시뮬레이션 명령이 입력되면, 상기 공장 프로세스 모델에 PPRS, 입력 변수, 공정 데이터를 맵핑시켜 가상 공장 모델로 시뮬레이션한다. 그런 다음 상기 시뮬레이션부(160)는 상기 시뮬레이션된 가상 공장 모델에 설비 및 작업자의 키네메틱스를 적용시켜 작업 처리량을 산출하고, 그 산출된 작업 처리량을 분석하여 현재 공장 모델의 결과 정보를 출력한다. In other words, when a simulation command is input, the
그런 다음 상기 시뮬레이션부(160)는 상기 공장 프로세스 모델에 상기 what-if 시나리오 설계부(158)에서 설계된 what-if 시나리오의 값을 적용하여 시뮬레이션하고, 그 시뮬레이션된 결과를 상기 현재 공장 모델의 결과 정보와 비교하여 출력한다. Then, the
좀더 상세히 살펴보면, 상기 시뮬레이션부(160)는 상기 프로세서 모델링부(156)에서 생성된 공장 프로세스 모델에 대해 개념적/물리적 모델링, 설비 및 작 업자의 키네메틱스 설정의 작업을 수행한다. In more detail, the
상기 개념적/물리적 모델링은 PPRS 구조, 입력 변수, 공정 관련 데이터 등을 사용하여 가상의 공장 모델을 생성하는 것을 말한다. The conceptual / physical modeling refers to generating a virtual factory model using a PPRS structure, input variables, process related data, and the like.
상기 설비 및 작업자의 키네메틱스 설정 작업은 상기 생성된 가상의 공장 모델에서의 공장 설비 배치 및 공정 흐름을 이용하여 실제 공장에서 벌어지는 설비들의 물리적인 거동, 작업자의 물리적인 거동 등을 포함하는 모델링 작업을 말한다.The kinematics setting work of the facility and the worker is a modeling operation including the physical behavior of the facilities in the actual plant, the physical behavior of the worker and the like using the plant equipment layout and process flow in the generated virtual factory model Say
상기 설비 및 작업자의 키네메틱스 설정 작업에 의해 작업 처리량이 산출된다. The work throughput is calculated by the kinematics setting work of the facility and the worker.
상기 결과 분석부(162)는 상기 시뮬레이션부(160)를 통해 실행된 공장 모델 및 what-it 시나리오의 시뮬레이션에 대하여 공정의 정량적 결과들을 분석 및 평가하여 최적의 공장 모델을 선택하는 역할을 수행한다. The
상기 결과 분석부(162)는 공정에 연관한 작업자의 할당 분포 등의 정보를 정제하고, 제품들의 과정별 산출량을 검토한다. 또한, 상기 결과 분석부(162)에 의해 정량적으로 발생하는 정보들 외에 공정 라인의 정지 상황의 요인 및 안전 재고 등의 추가적인 분석이 이루어진다. The
또한, 상기 결과 분석부(162)는 기초적인 설비 개선의 문제, 병목 공정 개선, 작업자 할당 구간 변경 등도 시뮬레이션 결과 값을 참조하여 반복 시뮬레이션을 통한 최적화 작업을 수행할 수 있다.In addition, the
상기와 같이 공장 모델 구축 모듈은 공장 모델링을 수행하기 전에 제조 프로세스 체계화, 제조 라인 최적 설계 등의 사전 작업이 필요하고, 자재 주문 비용과 생산 고정 비용(설비 투자 등)을 시뮬레이션에 함께 고려할 것이 필요하다. As mentioned above, the factory model building module needs preliminary work such as manufacturing process systemization and manufacturing line optimization design before factory modeling, and it is necessary to consider material order cost and production fixed cost (equipment investment, etc.) together in the simulation. .
이 과정에서 공장의 생산 방식을 우선 평가해야 하며, 잡샵 생산(JOP SHOP) , 배치 생산 (BATCH PRODUCTION), 라인 생산(LINE PRODUCTION)의 공정 특성에 따라 공장 모델의 로직 설계를 달리하며, 이를 위해 공정 프로세스 구조화가 요구된다. In this process, the production method of the factory should be evaluated first. 로직 The logic design of the factory model is changed according to the process characteristics of JOP SHOP, BATCH PRODUCTION, and LINE PRODUCTION. Process structuring is required.
특히, 배치 생산의 경우 조선 등의 복잡한 프로세스에 해당하여 제품 설계부터 프로세스 구조화까지 하나로 연결되어야 할 필요성이 있고, 라인 생산의 경우는 자동차, 반도체 등의 반복생산에 해당하여 설비의 공정 능력 밸런싱의 문제가 제조 원가와 직결되는 문제로 중요하다. In particular, in the case of batch production, it is necessary to be connected from product design to process structuring as it corresponds to a complicated process such as shipbuilding. In the case of line production, it is a repetitive production of automobiles and semiconductors. This is important as it is directly related to manufacturing cost.
이를 위해, 제품 BOM(bill of material)와 생산 프로세스의 1:1 맵핑을 ICOM 구조로 검증한 후, 프로세스와 공장의 레이아웃, 그리고 자재와의 맵핑 테이블을 작성할 것이 공장 모델링 이전의 주요 활동으로 필요하다. To do this, it is necessary to verify the 1: 1 mapping of the product bill of material (BOM) to the production process with an ICOM structure, and then create a process and factory layout and a mapping table of materials as the main activities before factory modeling. .
또한, 공장 모델링을 수행한 후, 요구사항을 취합한 What-if 시나리오에 대한 공장 시뮬레이션을 수행하여, 그 결과를 제조 실행에 도움이 되는 결과 테이블로 뽑아내야 함은 당연하며, 공장의 셋업시기 이전부터 셋업 완료시기까지의 시간에 가상 모델이 맞물려 구축되어야 한다.In addition, after performing factory modeling, it is natural to perform a factory simulation of the what-if scenario that gathers the requirements, and extract the results into a result table to assist in manufacturing execution. The virtual model has to be built in time from setup to completion.
도 7은 본 발명에 따른 시뮬레이션 기반 생산 실행 시스템 구축 방법을 나타낸 흐름도이다. 7 is a flowchart illustrating a method for constructing a simulation based production execution system according to the present invention.
도 7을 참조하면, 구축 장치는 요구 사항 및 기업 기간 시스템 정보를 입력 받아 저장한다(S600). Referring to FIG. 7, the building apparatus receives and stores requirement and enterprise period system information (S600).
상기 S600이 수행되면, 상기 구축 장치는 상기 입력된 정보를 이용하여 시뮬레이션 기반 실행 시스템의 구조를 설계함과 동시에 가상 공장 모델을 구축한다(S602a, 602b).When the S600 is performed, the building device designs a structure of a simulation based execution system using the input information and simultaneously builds a virtual factory model (S602a and 602b).
상기 시뮬레이션 기반 실행 시스템의 구조를 설계하는 방법에 대한 상세한 설명은 도 8을 참조하고, 상기 공장 모델 구축 방법에 대한 상세한 설명은 도 9를 참조하기로 한다. A detailed description of the method of designing the structure of the simulation-based execution system will be described with reference to FIG. 8, and a detailed description of the factory model construction method will be described with reference to FIG. 9.
상기와 같이 시뮬레이션 기반 실행 시스템의 구조 및 가상 공장 모델이 구축되면, 상기 구축 장치는 상기 공장 모델과 상기 시뮬레이션 기반 실행 시스템을 통합하여(S604), 정상적으로 동작하는지를 테스트한다(S606). When the structure of the simulation-based execution system and the virtual factory model are constructed as described above, the building device integrates the factory model and the simulation-based execution system (S604) and tests whether it operates normally (S606).
도 8은 본 발명에 따른 시뮬레이션 기반 생산 실행 시스템의 구조를 설계하는 방법을 나타낸 흐름도이다. 8 is a flowchart illustrating a method of designing a structure of a simulation based production execution system according to the present invention.
도 8을 참조하면, 시스템 구조 설계 모듈은 요구 사항 및 기업 기간 시스템 정보를 입력 받아 분석한다(S700). 이때, 상기 시스템 구조 설계 모듈은 상기 입력된 기업 기간 시스템 정보에서 상기 요구사항에 맞는 정보를 분석하여 추출한다.Referring to FIG. 8, the system structure design module receives and analyzes requirements and company period system information (S700). At this time, the system structure design module analyzes and extracts information that meets the requirements from the inputted enterprise period system information.
상기 S700이 수행되면, 상기 시스템 구조 설계 모듈은 시뮬레이션 기반 실행 시스템의 구성 요소 정보, 사용자 시나리오 정보 및 연동 시나리오 정보를 포함하는 시스템 설계 기본 정보를 입력 받는다(S702).When the S700 is performed, the system structure design module receives system design basic information including component information, user scenario information, and interlocking scenario information of the simulation-based execution system (S702).
상기 사용자 시나리오는 상호 연동되도록 종속적인 관계를 갖는 관련 구성 요소, 구조 개념 상하위에 포함되는 구성 요소, 관련 구성 요소와 데이터 및 제어 정보를 주고 받기 위한 인터페이스 중 적어도 하나를 포함한다.The user scenario includes at least one of a related component having a dependent relationship to interwork with each other, a component included in structure concepts above and below, and an interface for exchanging data and control information with the related component.
예를 들어, 상기 사용자 시나리오는 조립 공장의 경우, '일자별 조립라인의 단위 제품 생산량을 예측한다, 일자별 조립라인의 가동률을 예측한다, 일자별 조립라인의 작업자 가동률을 예측한다.' 등을 말한다. For example, in the case of an assembly plant, the user's scenario is 'predicting the unit product output of the assembly line by day, predicting the utilization rate of the assembly line by day, to predict the worker utilization rate of the assembly line by day.' Etc.
상기 S702가 수행되면, 상기 시스템 구조 설계 모듈은 상기 사용자 시나리오 정보를 근거로 구성 요소 정보를 이용한 시스템 구조를 설계한다(S704). When S702 is performed, the system structure design module designs a system structure using component information based on the user scenario information (S704).
즉, 상기 시스템 구조 설계 모듈은 사용자 시나리오 정보에 포함된 구성 요소간의 관계를 이용하여 시스템 구조를 설계한다. That is, the system structure design module designs the system structure using the relationship between the components included in the user scenario information.
상기 S704가 수행되면, 상기 시스템 구조 설계 모듈은 상기 연동 시나리오 정보를 이용하여 상기 설계된 시스템 구조내 구성 요소간의 연동 관계 및 기업 기간 시스템과의 연동 관계를 설정한다(S706). 즉, 상기 시스템 구조 설계 모듈은 시뮬레이션 기반 실행 시스템의 각각의 모듈이 구동되도록 컴포넌트를 구현하여 시뮬레이터 결과 정보와 실행 시스템간의 구성 요소 연동을 설계한다. When S704 is performed, the system structure design module sets an interlocking relationship between components in the designed system structure and an interworking relationship with an enterprise-based system by using the interlocking scenario information (S706). That is, the system structure design module implements a component so that each module of the simulation-based execution system is driven to design component integration between the simulator result information and the execution system.
상기 S706이 수행되면, 상기 시스템 구조 설계 모듈은 상기 설계된 시스템 구조에서 상기 설정된 연동 관계가 수행되도록 코드를 구현한다(S708).When the step S706 is performed, the system structure design module implements code to perform the set interlocking relationship in the designed system structure (S708).
그런 다음 상기 시스템 구조 설계 모듈은 상기 구현된 코드를 컴파일하여 상기 설계된 시스템 구조가 정상 동작 가능한지의 여부를 테스트한다(S710). 즉, 상기 시스템 구조 설계 모듈은 상기 구현된 코드를 컴파일하여 상기 시스템 구조가 사용자 시나리오에 따라 동작하고, 상기 기업 기간 시스템과의 연동이 잘 되는지를 테스트한다. The system structure design module then compiles the implemented code to test whether the designed system structure is normally operable (S710). That is, the system structure design module compiles the implemented code to test whether the system structure operates according to a user scenario and works well with the enterprise backbone system.
도 9는 본 발명에 따른 공장 모델 구축 방법을 나타낸 흐름도이다. 9 is a flowchart illustrating a factory model building method according to the present invention.
도 9를 참조하면, 공장 모델 구축 모듈은 클라이언트로부터 입력된 요구 사항 및 기업 기간 시스템 정보를 분석한다(S800). Referring to FIG. 9, the factory model building module analyzes requirements and enterprise period system information input from a client (S800).
그런 다음 상기 공장 모델 구축 모듈은 PPRS 정보가 입력되면(S802), 상기 입력된 PPRS 정보를 이용하여 기능/활동 중심의 제품별 프로세스를 구조화한다(S804). 즉, 상기 공장 모델 구축 모듈은 상기 입력된 PPRS 정보에 대해 IDEFO(IDEF Function Modeling) 등을 이용하여 프로세스를 구조화한다. 여기서, 상기 프로세스의 구조화는 단독 제품을 생산하는데 있어서 프로세스간 계층 구조를 생성하는 것을 말한다.Then, when the PPRS information is input (S802), the factory model building module uses the input PPRS information to structure a function / activity based product-specific process (S804). That is, the factory model building module structure the process using IDEFO (IDEF Function Modeling) on the input PPRS information. Here, the structuring of the process refers to creating an inter-process hierarchical structure in producing a single product.
상기와 같이 제품별 프로세스가 구조화되면, 상기 공장 모델 구축 모듈은 상기 제품별 구조화된 프로세스를 공정 레이아웃 도면을 이용하여 공장 프로세스 모델을 생성한다(S806). When the product-specific process is structured as described above, the factory model building module generates a factory process model using the process layout diagram for the product-specific structured process (S806).
즉, 상기 공장 모델 구축 모듈은 상기 제품별 프로세스를 공장의 레이아웃에 표시된 라우팅 경로를 중심으로 표시하여 레이아웃 기반 프로세스를 생성하고, 상기 생성된 레이아웃 기반 프로세스에 리소스 및 스케줄 등의 정보가 표시된 테이블이 추가된 공장 프로세스 모델을 생성한다.That is, the factory model building module displays the process for each product based on the routing path displayed on the layout of the factory to generate a layout-based process, and adds a table displaying information such as resources and schedules to the generated layout-based process. A factory process model.
상기와 같이 공장 프로세스 모델이 생성되면, 상기 공장 모델 구축 모듈은 상기 생성된 공장 프로세스 모델에 대해 특정 변수값을 달리하는 what-if 시나리오 를 설계한다(S808). 즉, 상기 공장 모델 구축 모듈은 상기 생성된 프로세스 모델에 대해 레이아웃 변경, 설비 위치 변경 등과 같이 변수를 달리하는 what-if 시나리오를 설계한다. When the factory process model is generated as described above, the factory model building module designs a what-if scenario in which a specific variable value is different with respect to the generated factory process model (S808). That is, the factory model building module designs what-if scenarios in which the variables vary, such as layout change and facility location change, for the generated process model.
그런 다음 상기 공장 모델 구축 모듈은 시뮬레이션 명령이 입력되면(S810), 상기 생성된 공장 프로세스 모델이 가상의 공장이 되도록 시뮬레이션하여 현재 공장 모델의 결과 정보를 출력한다(S812). Then, when a simulation command is input (S810), the factory model building module simulates the generated factory process model to be a virtual factory and outputs result information of the current factory model (S812).
즉, 상기 공장 모델 구축 모듈은 시뮬레이션 명령이 입력되면, 상기 공장 프로세스 모델에 PPRS, 입력 변수, 공정 데이터를 맵핑시켜 가상 공장 모델로 시뮬레이션한다. 그런 다음 상기 공장 모델 구축 모듈은 상기 시뮬레이션된 가상 공장 모델에 설비 및 작업자의 키네메틱스를 적용시켜 작업 처리량을 산출한다. 여기서, 상기 작업 처리량이 현재 공장 모델의 결과 정보일 수 있다. That is, when a simulation command is input, the factory model building module simulates a virtual factory model by mapping PPRS, input variables, and process data to the factory process model. The factory model building module then applies the kinematics of the facility and the operator to the simulated virtual factory model to calculate the throughput. Here, the throughput may be the result information of the current factory model.
상기 S812의 수행 후, 상기 공장 모델 구축 모듈은 상기 공장 모델 프로세스에 what-if 시나리오의 값을 적용하여 시뮬레이션하고(S814), 상기 시뮬레이션된 결과를 상기 현재 공장 모델의 결과 정보와 비교/분석한다(S816).After the operation of S812, the factory model building module simulates by applying the value of the what-if scenario to the factory model process (S814), and compares / analyzes the simulated result with the result information of the current factory model ( S816).
즉, 상기 공장 모델 구축 모듈은 현재 공장 모델의 결과 정보와 what-it 시나리오에 대한 시뮬레이션 결과 정보를 비교하여 공정의 정량적 결과들을 분석하여 평가를 한다. That is, the factory model building module compares the result information of the current factory model with the simulation result information for the what-it scenario and analyzes and evaluates the quantitative results of the process.
또한, 상기 공장 모델 구축 모듈은 상기 비교/분석을 통해 공정에 연관한 작업자의 할당 분포 등의 정보를 정제하고, 제품들의 과정별 산출량을 검토, 정량적으로 발생하는 정보들 외에 공정 라인의 정지 상황의 요인 및 안전 재고 등의 추가 적인 분석이 이루어진다. In addition, the factory model building module refines information such as the distribution of the worker's allocation to the process through the comparison / analysis, examines the output of each process of the product, in addition to the information generated quantitatively, Further analysis of factors and safety inventory is carried out.
또한, 상기 공장 모델 구축 모듈은 상기 비교/분석을 통해 시뮬레이션 단계에서 진행된 verification 과정 뿐 아니라, 공장 시뮬레이션 모델이 현실을 얼마나 정확히 반영하고 있는지를 판단한다. In addition, the factory model building module determines not only the verification process performed in the simulation step through the comparison / analysis, but also how accurately the factory simulation model reflects reality.
또한, 상기 비교/분석에 의해 비가동, 불량률을 반영한 병목, 라우팅 경로의 교체에 따른 병목, 생산량 중 적어도 하나를 포함하는 설비 및 작업자 가동률 분석, 제품 및 반제품의 산출 상황, 설비의 고장률 및 제품 불량률 체크, 자재 공급 주기 및 자재 소진 사항 등을 확인할 수 있다.In addition, by the comparison / analysis, non-operation, bottlenecks reflecting the failure rate, bottlenecks according to the replacement of the routing path, equipment and worker operation rate analysis including at least one of the production volume, calculation status of products and semi-finished products, failure rate and product failure rate of equipment Checks, material supply cycles and material exhaustion can be checked.
상기 S816의 수행 후, 상기 공장 모델 구축 모듈은 상기 비교 분석의 결과에 따라 상기 요구 사항에 가장 적합한 공장 모델을 선택하게 된다(S818).After the execution of the S816, the factory model building module selects a factory model most suitable for the requirements according to the result of the comparative analysis (S818).
이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 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 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.As such, those skilled in the art will appreciate that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. Therefore, the above-described embodiments are to be understood as illustrative in all respects and not as restrictive. The scope of the present invention is shown by the following claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention. do.
도 1은 본 발명에 따른 통합 환경을 고려한 시뮬레이션 기반 생산 실행 시스템 구축 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of a simulation-based production execution system construction apparatus considering the integrated environment according to the present invention.
도 2는 도 1에 도시된 요구사항 및 기업 기간 시스템 정보 수집 모듈을 상세히 나타낸 블록도. FIG. 2 is a block diagram detailing the requirements and enterprise period system information collection module shown in FIG. 1; FIG.
도 3은 도 1에 도시된 시스템 구조 설계 모듈을 상세히 나타낸 블럭도.3 is a block diagram showing in detail the system structure design module shown in FIG.
도 4는 도 1에 도시된 공장 모델 구축 모듈의 구성을 상세히 나타낸 블럭도.4 is a block diagram showing in detail the configuration of the factory model building module shown in FIG.
도 5는 도 4에 도시된 프로세스 구조화부를 상세히 나타낸 도면.5 is a detailed view of the process structurer shown in FIG. 4;
도 6은 도 4에 도시된 프로세스 모델링부를 상세히 나타낸 도면. 6 is a view illustrating in detail the process modeling unit illustrated in FIG. 4.
도 7은 본 발명에 따른 시뮬레이션 기반 생산 실행 시스템 구축 방법을 나타낸 흐름도. 7 is a flowchart illustrating a method for constructing a simulation based production execution system according to the present invention.
도 8은 본 발명에 따른 시뮬레이션 기반 생산 실행 시스템의 구조를 설계하는 방법을 나타낸 흐름도. 8 is a flowchart illustrating a method of designing a structure of a simulation based production execution system according to the present invention.
도 9는 본 발명에 따른 공장 모델 구축 방법을 나타낸 흐름도. 9 is a flow chart showing a factory model building method according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100 : 시뮬레이션 기반 생산 실행 시스템 구축 장치100: simulation based production execution system building device
110 : 요구 사항 및 기업 기간 시스템 정보 수집 모듈110: requirements and enterprise period system information collection module
130 : 시스템 구조 설계 모듈 132 : 기본 정보 수집부130: system structure design module 132: basic information collection unit
134 : 시스템 구조 설계부 136 : 연동 관계 설정부134: system structure design unit 136: interlocking relationship setting unit
138 : 코딩부 140 : 테스트부138: coding unit 140: test unit
150 : 공장 모델 구축 모듈 152 : 조건 설정부150: factory model building module 152: condition setting unit
154 : 프로세스 구조화부 156 : 프로세스 모델링부 154: process structurer 156: process modeling unit
158 : what-if 시나리오 설계부 160 : 시뮬레이션부158: what-if scenario design unit 160: simulation unit
162 : 결과 분석부 170 : 통합 테스트 모듈162: result analysis unit 170: integrated test module
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