KR20230031529A - 셀 기반 모빌리티 생산시스템의 운영방법 - Google Patents

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Abstract

직렬 또는 병렬로 연결된 복수의 셀을 통하여 다양한 종류의 모빌리티를 생산하는 시스템을 프로세서에서 운영하는 방법으로서,
모빌리티별로 매칭된 차체들이 거쳐야 하는 각각의 셀마다 필요한 작업을 편성하는 단계;
편성된 작업을 고려하여 차체들의 투입 순서를 결정하는 단계; 및
결정된 투입 순서를 고려하여 투입되는 차체별로 거쳐야 하는 각각의 셀마다 필요한 작업을 재편성하는 단계;를 포함하는 셀 기반 모빌리티 생산시스템의 운영방법이 소개된다.

Description

셀 기반 모빌리티 생산시스템의 운영방법 {METHOD FOR OPERATING CELL BASED MOBILITY PRODUCTION SYSTEM}
본 발명은 셀 기반 모빌리티 생산시스템의 운영방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는, 직렬 또는 병렬로 연결된 복수의 셀을 통하여 다양한 종류의 모빌리티를 생산하는 스마트 팩토리 시스템을 운영함에 있어서 차종별로 각 공정을 수행하는 상이한 작업시간으로 인하여 차종이 변하는 지점마다 발생되는 작업지연을 방지하도록 결정된 투입 순서를 고려하여 투입되는 차체별로 거쳐야 하는 각각의 셀마다 필요한 작업을 재편성함으로써 스마트 팩토리의 가동률 및 생산성 향상을 도모하는 셀 기반 모빌리티 생산시스템의 운영방법에 관한 것이다.
종래에는 컨베이어를 중심으로 일관된 소품종 대량 생산 방식을 유지해오고 있었다. 종래의 경우 일관된 시퀀스에 의해 차량이 투입되고, 완성차가 나올 때까지 차종별로 지정된 하나의 작업편성에 의해 각 공정에서 동일한 작업으로 생산이 이루어 진다.
이렇게 차종 별 단일 작업편성에 의해 생산될 경우, 여러 차종을 동시에 생산(혼류 생산)할 때 차종 별 작업시간 차에 의한 작업지연이 발생하게 된다.
따라서, 이러한 전통적인 차량 생산방식에서 벗어나 다품종의 차량을 빠르고 효율적으로 생산할 수 있는 제조방식의 혁신이 필요한 것이다.
이러한 제조방법으로는 셀 기반의 스마트 팩토리를 예로 들 수 있다. 셀 기반의 스마트 팩토리는 각각의 셀에서 고유의 작업들을 수행하고, 이러한 셀들이 다양하게 공장 내에서 배치되며, 투입되는 차체가 어떠한 셀들을 거치도록 할지 그 스케쥴을 쉽게 변경할 수 있다.
그러나 이러한 셀 기반의 공정 역시 전체적인 생산계획을 잘 수립해야 차종 변경에 의한 병목현상을 최소화하며 생산효율성을 높일 수 있다. 따라서, 이를 위해 사전에 빠르고 정확하게 시뮬레이션하고 생산계획을 수립할 수 있는 방법이 필요한 것이다.
상기 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-2004-0092568 A
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 직렬 또는 병렬로 연결된 복수의 셀을 통하여 다양한 종류의 모빌리티를 생산하는 스마트 팩토리 시스템을 운영함에 있어서 차종별로 각 공정을 수행하는 상이한 작업시간으로 인하여 차종이 변하는 지점마다 발생되는 작업지연을 방지하도록 결정된 투입 순서를 고려하여 투입되는 차체별로 거쳐야 하는 각각의 셀마다 필요한 작업을 재편성함으로써 스마트 팩토리의 가동률 및 생산성 향상을 제공하고자 함이다.
본 발명에 따른 셀 기반 모빌리티 생산시스템의 운영방법은, 직렬 또는 병렬로 연결된 복수의 셀을 통하여 다양한 종류의 모빌리티를 생산하는 시스템을 프로세서에서 운영하는 방법으로서, 모빌리티별로 매칭된 차체들이 거쳐야 하는 각각의 셀마다 필요한 작업을 편성하는 단계; 편성된 작업을 고려하여 차체들의 투입 순서를 결정하는 단계; 및 결정된 투입 순서를 고려하여 투입되는 차체별로 거쳐야 하는 각각의 셀마다 필요한 작업을 재편성하는 단계;를 포함한다.
작업을 재편성하는 단계에서는, 결정된 투입순서에 따라 투입되는 차체들의 총 생산시간이 최소생산시간을 만족하도록 투입되는 차체들의 각각의 셀마다 필요한 작업을 재편성할 수 있다.
작업을 재편성하는 단계 이후에는, 결정된 투입 순서에 따라 차체를 투입할 경우 특정 셀에서의 작업 지연을 탐지하는 단계를 더 포함하고, 작업 지연 발생시 작업을 재편성하는 단계부터 재수행할 수 있다.
작업을 재편성하는 단계에서는, 결정된 투입순서에 따라 투입되는 차체별로 각각의 셀마다 필요한 작업을 배치한 예상재편성을 복수개 생성하고, 복수의 예상재편성들 중 결정된 투입순서에 따라 투입되는 차체들의 총 생산시간이 최소생산시간을 만족하는 예상재편성을 최적편성으로 선정할 수 있다.
차체들의 투입 순서를 결정하는 단계에서는, 차체의 투입순서를 서로 달리하는 복수의 예상생산계획들을 설정하고, 예상생산계획들 중 총 작업시간이 가장 짧은 예상생산계획을 최적생산계획로 선정할 수 있다.
차체들의 투입 순서를 결정하는 단계에서는, 차체의 투입순서를 서로 달리하는 복수의 예상생산계획들을 설정하고, 예상생산계획들 중 투입되는 차체 사이의 대기시간이 가장 짧은 예상생산계획을 최적생산계획로 선정할 수 있다.
작업을 재편성하는 단계에서는, 결정된 투입 순서 및 선후 차체간의 작업량 편차를 고려하여 투입되는 차체들의 각각의 셀마다 필요한 작업을 재편성할 수 있다.
작업을 재편성하는 단계에서는, 결정된 투입 순서 및 셀 별로 가능한 작업과 불가능한 작업을 고려하여 투입되는 차체들의 각각의 셀마다 필요한 작업을 재편성할 수 있다.
본 발명에 따른 다른 셀 기반 모빌리티 생산시스템의 운영방법은, 직렬 또는 병렬로 연결된 복수의 셀을 통하여 다양한 종류의 모빌리티를 생산하는 시스템을 운영하는 방법으로서, 모빌리티별로 매칭된 차체들이 거쳐야 하는 각각의 셀마다 필요한 작업을 편성하는 단계; 편성된 작업을 고려하여 차체들의 투입 순서를 결정하는 단계; 결정된 투입 순서를 고려하여 투입되는 차체별로 거쳐야 하는 각각의 셀마다 필요한 작업을 재편성하는 단계; 및 결정된 투입 순서 및 재편성된 작업을 고려하여 각각의 셀마다 필요한 부품의 물류 이동을 계획하는 단계; 를 포함한다.
물류 이동을 계획하는 단계 이후에는, 투입 순서에 따라 차체를 투입할 경우 물류 이동상 충돌 또는 교착을 포함하는 물류 이동 이슈 발생 여부를 탐지하는 단계를 더 포함하고, 물류 이동 이슈 발생시 물류 이동을 계획하는 단계부터 재수행할 수 있다.
물류 이동을 계획하는 단계 이후에는, 투입 순서에 따라 차체를 투입할 경우 특정 셀에서의 작업 지연을 탐지하는 단계를 더 포함하고, 작업 지연 발생시 작업을 재편성하는 단계부터 재수행할 수 있다.
물류 이동을 계획하는 단계 이후에는, 투입 순서에 따라 차체를 투입할 경우 모빌리티의 목표생산량의 달성 불가 여부를 탐지하는 단계를 더 포함하고, 달성 불가 판정시 작업을 재편성하는 단계부터 재수행할 수 있다.
본 발명의 셀 기반 모빌리티 생산시스템의 운영방법에 따르면, 본 발명은 직렬 또는 병렬로 연결된 복수의 셀을 통하여 다양한 종류의 모빌리티를 생산하는 스마트 팩토리 시스템을 운영함에 있어서 차종별로 각 공정을 수행하는 상이한 작업시간으로 인하여 차종이 변하는 지점마다 발생되는 작업지연을 방지하도록 결정된 투입 순서를 고려하여 투입되는 차체별로 거쳐야 하는 각각의 셀마다 필요한 작업을 재편성함으로써 스마트 팩토리의 가동률 및 생산성 향상을 도모할 수 있다.
도 1은 종래 발명 및 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 기반 모빌리티 생산시스템의 운영방법이 적용되는 생산시스템을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 기반 모빌리티 생산시스템에서 차체들의 투입 순서를 결정하는 단계를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 기반 모빌리티 생산시스템의 운영방법의 순서도.
도 4는 셀 기반의 모빌리티 생산 시스템의 구성을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 기반 모빌리티 생산시스템의 수동셀을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 기반 모빌리티 생산시스템의 자동셀을 도시한 도면.
본 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 본 발명의 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명에 따른 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.
여기서 시퀀스(SEQ, Sequence)는 차량이 투입되는 순서이며, 이하 seq로 표기하기로 한다. 그리고 본 발명의 운영방법은 제어기(프로세서)에서 수행될 수 있고, 이에 한정하지 않는다.
도 1은 종래 발명 및 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 기반 모빌리티 생산시스템의 운영방법이 적용되는 생산시스템을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 기반 모빌리티 생산시스템에서 차체들의 투입 순서를 결정하는 단계를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 기반 모빌리티 생산시스템의 운영방법의 순서도이고, 도 4는 셀 기반의 모빌리티 생산 시스템의 구성을 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 기반 모빌리티 생산시스템의 수동셀을 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 기반 모빌리티 생산시스템의 자동셀을 도시한 도면이다.
도 4는 셀 기반 모빌리티 생산시스템의 운영방법이 적용되는 생산시스템을 나타낸 도면으로써, 기존의 컨베이어 방식이 아닌 셀 기반의 스마트팩토리 생산 시스템의 구성을 나타낸다. 본 발명이 적용되는 셀 기반 모빌리티 생산시스템의 경우 도 4에 도시된 것과 같이 복수의 셀들로 구성된다. 여기서 셀(Cell)은 작업자 또는 로봇이 독립으로 작업하는 공간으로, 특정 공정을 수행하는 공간이다. 각각의 셀들은 직렬로도 배치될 수 있고, 병렬로도 배치될 수 있다. 이에 따라, 셀 기반 모빌리티 생산시스템은 모빌리티 생산의 유연성과 효율성을 모두 추구할 수 있다.
도 4에 도시된 각각의 셀에서 수행되는 작업의 예시는 아래와 같다.
Figure pat00001
Figure pat00002
Figure pat00003
Figure pat00004
위 표 1에 도시된 바와 같이, TE1 ~ TE5의 경우 직렬로 연결될 수 있으며 트림을 조립하는 라인으로 구성될 수 있다. 그리고, PM ~ AM의 경우는 섀시 라인으로써 직렬로 연결될 수 있다.
한편, 위 표 1과 도 4에 도시된 바와 같이, T/F 컨버터블의 경우는 트림과 파이널 공정을 모두 수행하는 것으로서, 1 ~ 6의 셀로 구성되고 병렬로 연결된다.
그리고 FE1 ~ FE6은 파이널 라인으로써 직렬로 연결된 셀에서 마무리 설치작업을 수행할 수 있다. 이와 같이 본 발명이 적용되는 셀 기반 모빌리티 생산시스템은 기본적인 조립의 순서와 셀의 배치를 구비하고 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 기반 모빌리티 생산시스템의 수동셀을 도시한 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 수동셀은 자동 안내 차량(AGV: Automated Guided Vehicle) 또는 자율 이동 로봇(AMR, Automated Mobile Robot)과 같은 물류 장비에 의해 이동된 차체에 대하여 작업자가 직접 공정을 수행하는 수동공간이다.
도 5에 도시된 수동 셀은 인터페이스와 터치 디스플레이가 구비되어 작업 공정 및 해당 작업, 생산 정보에 관한 정보를 입출력하는 키오스크; AGV 또는 AMR로 이동되는 이동 바디; 및 생산에 필요한 부품을 공급하는 물류 공간으로 구성된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 기반 모빌리티 생산시스템의 자동셀을 도시한 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이 자동셀은 AGV 또는 AMR로 이동된 차체에 대하여 로봇이 공정을 수행하는 자동공간이다.
도 1은 종래 발명 및 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 기반 모빌리티 생산시스템의 운영방법이 적용되는 생산시스템을 나타낸 도면이고, 직렬 또는 병렬로 연결된 복수의 셀을 통하여 다양한 종류의 모빌리티를 생산하는 시스템을 프로세서에서 운영하는 방법으로서, 모빌리티별로 매칭된 차체들이 거쳐야 하는 각각의 셀마다 필요한 작업을 편성하는 단계; 편성된 작업을 고려하여 차체들의 투입 순서를 결정하는 단계; 및 결정된 투입 순서를 고려하여 투입되는 차체별로 거쳐야 하는 각각의 셀마다 필요한 작업을 재편성하는 단계;를 포함한다.
도 1의 상단에 도시된 바와 같이, 종래 발명의 셀 기반 모빌리티 생산시스템의 운영방법이 적용되는 생산시스템은 생산라인에서 단일 차종을 생산할 때 최적의 효율을 낼 수 있도록 구성된다. 따라서, 종래 발명이 적용된 생산시스템은 A차종을 생산하는데에만 최적의 효율을 내기 때문에, 동일 차종인 A차종만 계속 투입되는 경우에는 목표생산차량을 최소작업시간 안에 생산할 수 있다.
다만, 도 1의 상단에 도시된 바와 같이, 종래 생산시스템의 운영방법을 A차종이 아닌 B차종 생산으로 변경하는 경우에는 최적의 효율을 낼 수 없다. 그 원인은 혼류 생산(A,B차종을 비롯한 복수의 차종)을 위한 차량별 작업편성이 되지 않았기 때문이다.
구체적으로, 도 1의 상단 및 하단에 도시된 바와 같이, 셀 간 이동 순서는 A, B차종 모두 셀1-셀2-셀3을 거치는 것으로 가정한다. A, B 차종은 seq에 따라 투입되며, 본 실시예에서는 2개의 차종(A차종, B차종)만 예시로 했으나, 3개 이상의 차종도 seq에 따라 순차적으로 투입될 수 있다.
그리고, 도 1의 상단에 도시된 바와 같이, Seq1(A차종투입)의 셀1에서의 작업완료 이후 Seq2(B차종투입)의 셀1에서의 작업이 시작되고, Seq1(A차종투입)의 셀2에서의 작업완료 이후 seq2(B차종투입)의 셀2에서의 작업이 시작되며, 이는 다른 셀에서도 같다(본 실시예에서는 B차종의 작업시간이 A차종보다 짧다고 가정한다).
그런데, Seq2의 B차종의 셀1, 셀2, 셀3에서 수행되는 공정의 총 작업시간과 Seq1의 A차종의 셀1, 셀2, 셀3에서 수행되는 공정의 총 작업시간은 차종에 따라 각 셀에서 수행하는 작업공정의 차이로 인해 기본적으로 상이하다. (본 실시예에서는 B차종의 작업시간이 A차종보다 짧다고 가정한다)
그러므로, A차종에 최적화된 종래 단일 작업 편성 기반 생산시스템의 운영방법을 그대로 혼류 생산 시스템에 적용한다면, Seq1의 A차종이 셀1에서 작업 완료후 셀2에서 작업을 하게 되는 경우, 뒤이어 투입되는 seq2의 B차종은 A차종보다 작업시간이 짧기 때문에 셀1에서 작업 완료후 곧바로 셀2로 투입되지 못하고 대기하게 되는 유휴시간(Idle time)이 발생되고 누적된다.
즉, 다른 차종간 작업시간의 차이가 고려되지 않은 것이다. 이러한 현상은 차종이 변경되어 다른 차종이 투입되는 시점마다 누적된다. 이에 따라, 모빌리티 생산시스템의 생산효율이 떨어지고 모빌리티의 일간 목표생산량에 도달하지 못할 수도 있다. 결국, 종래 생산시스템을 혼류 생산 시스템에 그대로 적용하게 되면 전체적인 차량 생산 계획에 악영향을 미친다.
한편, 도 1의 하단에 도시된 바와 같이, 다른 차종간 작업시간의 차이를 고려하여 투입 순서에 따른 각 차량별로 셀에서 수행되는 작업의 재편성을 통하여 거쳐야 하는 셀 사이의 유휴시간을 최소화 할 수 있다.
예를 들어, 비교적 총 작업시간 및 셀1의 작업시간이 작은 Seq2(B차종)임을 고려하여, Seq1(A차종)의 셀1의 작업시간은 늘리고 셀2의 작업시간은 줄이도록 재편성될 수 있다. 즉, seq1(A차종)의 총 작업시간은 동일하지만, 각각의 셀에서 수행하는 작업공정을 재편성함으로써 각각의 셀에서 수행하는 작업시간을 조정할 수 있다. 이에 따라, Seq2(B차종)의 셀1의 작업완료시간 및 셀2의 작업시작시간 사이의 유휴시간이 줄어든다.
순차적으로, 비교적 총 작업시간이 긴 Seq3(A차종)의 셀1 및 Seq1(A차종)의 셀3를 고려하여, Seq2(B차종)의 셀2의 작업시간은 늘리고 셀3의 작업시간은 줄이도록 재편성할 수 있다. 이에 따라, Seq3(A차종)의 셀1의 작업완료시간 및 셀2의 작업시작시간 사이의 유휴시간이 줄어든다. 최종적으로, 본 발명의 생산시스템은 혼류 생산에 적용될 경우 모빌리티의 총 생산시간이 최소화된다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 기반 모빌리티 생산시스템의 운영방법은 다차종 혼류생산 라인에서 발생할 수 있는 근본적인 작업 지연 문제를 해결하기 위하여, 차량투입순서를 기반으로 각 차량의 작업을 재편성한다. 이를 통하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 기반 모빌리티 생산시스템의 운영방법은 보다 자유도가 높은 유연한 생산계획을 수립하고 생산성 향상을 도모한다.
도 1의 하단은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 기반 모빌리티 생산시스템의 운영방법이 적용되는 생산시스템을 나타낸 도면이고, 작업을 재편성하는 단계에서는, 결정된 투입순서에 따라 투입되는 차체들의 총 생산시간이 최소생산시간을 만족하도록 투입되는 차체들의 각각의 셀마다 필요한 작업을 재편성할 수 있다.
구체적으로, Seq1(A차종)의 셀2에서의 작업종료시간과 Seq2(B차종)의 셀2에서의 작업시작시간의 차이가 최소화되도록 작업을 재편성할 수 있다. 이를 위하여, Seq1(A차종)의 셀2에서의 작업시간은 줄이고 셀1 및 셀3에서의 작업시간을 늘리도록 각 셀에서의 작업을 재편성할 수 있다.
마찬가지로, Seq2(B차종)의 셀2에서의 작업종료시간과 Seq3(A차종)의 셀2에서의 작업시작시간의 차이가 최소화되도록 작업을 재편성할 수 있다. 이를 위하여, Seq2(B차종)의 셀2에서의 작업시간은 늘리고 셀1 및 셀3에서의 작업시간은 줄이도록 각 셀에서의 작업을 재편성할 수 있다.
이러한 방향을 통하여, 투입되는 차체들의 총 작업시간이 최소작업시간을 만족하도록 투입되는 차체별로 차체들의 각각의 셀마다 필요한 작업을 재편성할 수 있다.
아래의 표 2는 TE1의 공정에서 수행되는 작업들 중 다른 셀로의 이동 편성이 가능한 작업들과 해당 이동 편성이 가능한 다른 셀을 나타낸 예시에 해당한다.
Figure pat00005
한편, 자동화 공정의 일부 부품에 대해 수동 공정으로 편성변경을 하는 것도 가능하다. 또한, 이러한 과정을 통해 편성이 변경된 경우 작업 정보 / 물류 정보가 자동으로 변경되도록 연계될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 기반 모빌리티 생산시스템에서 차체들의 투입 순서를 결정하는 단계를 나타낸 도면이다. 도 2에 나타난 바와 같이, 차량 생산에 필요한 데이터를 입력받고 APS(Advanced Planning & Scheduling)를 통해 주간 차량 생산 계획 및 차량 투입 순서인 시퀸스(SEQ, Sequence)를 포함한 일간 생산 계획을 수립하여 주간/일간 차량 목표 생산 물량 및 이에 필요한 자재 소요 계획을 확정한다. 이때, 차량 투입 순서를 결정하기 위하여 상기의 수리최적화 알고리즘이 활용될 수 있다. 여기서 수리최적화 알고리즘의 목적함수는 모든 차체 작업 완료 시간 및 차체별 대기 시간일 수 있다. 여기서 제약조건은 차체별 이동시간, 작업 시간, 주문 및 납기, 재고 및 생산제약, 셀 동시 작업 금지를 포함할 수 있다. 여기서 결정변수는 차체별 투입 순서 및 투입 시점을 포함할 수 있다.
상기 [표 1]에 도시된 바와 같이, 셀은 각각의 셀마다 수행할 수 있는 다양한 작업의 종류가 정의될 수 있다. 특히, 병렬로 연결된 셀 사이의 이동은 다양한 이동 경로별로 생산시가 차이가 발생할 수 있다. 또한, 이동되는 셀마다 수행되는 해당 셀에서의 작업시간도 어떤 셀을 거쳐왔는지에 따라 상이하다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 기반 모빌리티 생산시스템의 운영방법에서 차체들의 총 생산시간을 최소화하도록 차량별 작업편성에 따른 최적의 이동 경로를 설정한다
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 기반 모빌리티 생산시스템의 운영방법의 순서도이고, 본 발명에 따른 셀 기반 모빌리티 생산시스템의 운영방법은, 직렬 또는 병렬로 연결된 복수의 셀을 통하여 다양한 종류의 모빌리티를 생산하는 시스템을 운영하는 방법으로서, 모빌리티별로 매칭된 차체들이 거쳐야 하는 각각의 셀마다 필요한 작업을 편성하는 단계(S102); 편성된 작업을 고려하여 차체들의 투입 순서를 결정하는 단계(S102); 및 결정된 투입 순서를 고려하여 투입되는 차체별로 거쳐야 하는 각각의 셀마다 필요한 작업을 재편성하는 단계(S104);를 포함한다.
또한, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 기반 모빌리티 생산시스템의 운영방법의 순서도이고, 본 발명에 따른 셀 기반 모빌리티 생산시스템의 운영방법에서, 차체들의 투입 순서를 결정하는 단계(S102)에서는, 차체의 투입순서를 서로 달리하는 복수의 예상생산계획들을 설정하고, 예상생산계획들 중 총 작업시간이 가장 짧은 예상생산계획을 최적생산계획로 선정할 수 있다. 그리고, 차체들의 투입 순서를 결정하는 단계에서는(S102), 차체의 투입순서를 서로 달리하는 복수의 예상생산계획들을 설정하고, 예상생산계획들 중 투입되는 차체 사이의 대기시간이 가장 짧은 예상생산계획을 최적생산계획로 선정할 수 있다. 즉, 수리최적화모델에서 제약조건 하에 각 목적함수(총 작업시간, 차체 사이의 대기 시간)가 최소화되는 차체들의 투입 순서를 설정할 수 있다.
그리고, 작업을 재편성하는 단계(S104)에서는, 결정된 투입 순서 및 작업별 선후관계를 고려하여 투입되는 차체들의 각각의 셀마다 필요한 작업을 재편성할 수 있다. 그리고, 작업을 재편성하는 단계(S104)에서는, 결정된 투입 순서 및 셀별로 가능한 작업과 불가능한 작업을 고려하여 투입되는 차체들의 각각의 셀마다 필요한 작업을 재편성할 수 있다. 즉, 수리최적화모델에서 제약조건(작업별 선후관계, 셀별로 불가능한 작업)을 다르게 고려하여 목적함수가 최소화되는 결정변수를 찾는 방향으로 작업을 재편성할 수 있다.
또한, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 기반 모빌리티 생산시스템의 운영방법의 순서도이고, 본 발명에 따른 셀 기반 모빌리티 생산시스템의 운영방법에서, 작업을 재편성하는 단계(S104) 이후에는, 투입 순서에 따라 차체를 투입할 경우 특정 셀에서의 작업 지연을 탐지하는 단계(미도시)를 더 포함하고, 작업 지연 발생시 작업을 재편성하는 단계부터 재수행할 수 있다. 즉, 작업 지연 발생을 디지털 트윈을 통해 시뮬레이션하고 이를 사전에 예방한 계획을 재수립할 수 있다.
한편, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 기반 모빌리티 생산시스템의 운영방법의 순서도이고, 본 발명의 다른 실 기반 모빌리티 생산시스템의 운영방법은, 직렬 또는 병렬로 연결된 복수의 셀을 통하여 다양한 종류의 모빌리티를 생산하는 시스템을 운영하는 방법으로서, 모빌리티별로 매칭된 차체들이 거쳐야 하는 각각의 셀마다 필요한 작업을 편성하는 단계(S102); 편성된 작업을 고려하여 차체들의 투입 순서를 결정하는 단계(S102); 결정된 투입 순서를 고려하여 투입되는 차체별로 거쳐야 하는 각각의 셀마다 필요한 작업을 재편성하는 단계(S104); 및 결정된 투입 순서 및 재편성된 작업을 고려하여 각각의 셀마다 필요한 물류 이동을 계획하는 단계(S202); 를 포함할 수 있다. 다시 말해, 본 발명의 다른 일 실시예는 부품을 공급하고 이동시키는 물류 계획을 함께 수립하여 작업 배치를 최적화할 수 있다.
여기서 작업을 편성하는 단계(S102)는 모빌리티의 목표생산량을 고려하여 작업을 편성할 수 있다. 또한, 투입 순서를 결정하는 단계(S102)에서 투입 순서에 따라 투입되는 차체들의 총 생산시간을 고려하여 투입 순서를 결정할 수 있다.
한편, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 기반 모빌리티 생산시스템의 운영방법의 순서도이고, 본 발명에 따른 셀 기반 모빌리티 생산시스템의 운영방법에서, 물류 이동을 계획하는 단계(S202) 이후에는, 투입 순서에 따라 차체를 투입할 경우 물류 이동상 충돌 또는 교착을 포함하는 물류 이동 이슈 발생 여부를 탐지하는 단계(S302)를 더 포함하고, 물류 이동 이슈 발생시 물류 이동을 계획하는 단계(S202)부터 재수행할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 기반 모빌리티 생산시스템의 운영방법에서 물류 이동 이슈에 따른 문제 발생 시뮬레이션 결과를 반영하여 물류 계획을 재계획 할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 기반 모빌리티 생산시스템의 운영방법의 순서도이고, 본 발명에 따른 셀 기반 모빌리티 생산시스템의 운영방법에서, 물류 이동을 계획하는 단계(S202) 이후에는, 투입 순서에 따라 차체를 투입할 경우 특정 셀에서의 작업 지연을 탐지하는 단계(미도시)를 더 포함하고, 작업 지연 발생시 작업을 재편성하는 단계부터 재수행할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 기반 모빌리티 생산시스템의 운영방법에서 작업 지연 이슈에 따른 시뮬레이션 결과를 반영하여 작업을 재편성할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 기반 모빌리티 생산시스템의 운영방법의 순서도이고, 본 발명에 따른 셀 기반 모빌리티 생산시스템의 운영방법에서, 물류 이동을 계획하는 단계(S202) 이후에는, 투입 순서에 따라 차체를 투입할 경우 모빌리티의 목표생산량의 달성 불가 여부를 탐지하는 단계(S402)를 더 포함하고, 달성 불가 판정시 작업을 재편성하는 단계(S104)부터 재수행할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 기반 모빌리티 생산시스템의 운영방법에서 계획 물량 달성 불가 이슈에 따른 시뮬레이션 결과를 반영하여 작업을 재편성할 수 있다.
아래의 표 3, 표 4는 예시로 작성한 각 공정 및 생산 차종에 따른 하루 목표 생산대수를 포함하는 생산 정보, 차종별 수행 가능 공정 및 이동 가능 공정을 나타낸다. 그리고, 아래의 표 5는 표3 및 표4의 제약조건 하에 단일 차종 생산을 기반으로 작업 편성을 수리최적화하는 종래 발명(As-Is)과 대비하여 결정된 투입순서 하에서 혼류 생산 생산을 기반으로 한 본 발명의 각 시뮬레이션에 따른 전체 총 생산시간 및 차종별 리드타임의 감소율을 나타낸 표이다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 기반 모빌리티 생산시스템은 작업 편성 및 물류 이동에 따른 오류를 디지털 트윈을 통해 시뮬레이션하여 제거하면서도, 총 생산시간 감소를 달성한다.
Figure pat00006
Figure pat00007
Figure pat00008
상기한 바와 같이 본 발명의 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

Claims (12)

  1. 직렬 또는 병렬로 연결된 복수의 셀을 통하여 다양한 종류의 모빌리티를 생산하는 시스템을 프로세서에서 운영하는 방법으로서,
    모빌리티별로 매칭된 차체들이 거쳐야 하는 각각의 셀마다 필요한 작업을 편성하는 단계;
    편성된 작업을 고려하여 차체들의 투입 순서를 결정하는 단계; 및
    결정된 투입 순서를 고려하여 투입되는 차체별로 거쳐야 하는 각각의 셀마다 필요한 작업을 재편성하는 단계;를 포함하는 셀 기반 모빌리티 생산시스템의 운영방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    작업을 재편성하는 단계에서는, 결정된 투입순서에 따라 투입되는 차체들의 총 생산시간이 최소생산시간을 만족하도록 투입되는 차체들의 각각의 셀마다 필요한 작업을 재편성하는 것을 특징으로 하는 셀 기반 모빌리티 생산시스템의 운영방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    작업을 재편성하는 단계 이후에는, 결정된 투입 순서에 따라 차체를 투입할 경우 특정 셀에서의 작업 지연을 탐지하는 단계를 더 포함하고, 작업 지연 발생시 작업을 재편성하는 단계부터 재수행하는 것을 특징으로 하는 셀 기반 모빌리티 생산시스템의 운영방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    작업을 재편성하는 단계에서는, 결정된 투입순서에 따라 투입되는 차체별로 각각의 셀마다 필요한 작업을 배치한 예상재편성을 복수개 생성하고, 복수의 예상재편성들 중 결정된 투입순서에 따라 투입되는 차체들의 총 생산시간이 최소생산시간을 만족하는 예상재편성을 최적편성으로 선정하는 것을 특징으로 하는 셀 기반 모빌리티 생산시스템의 운영방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    차체들의 투입 순서를 결정하는 단계에서는, 차체의 투입순서를 서로 달리하는 복수의 예상생산계획들을 설정하고, 예상생산계획들 중 총 작업시간이 가장 짧은 예상생산계획을 최적생산계획로 선정하는 것을 특징으로 하는 셀 기반 모빌리티 생산시스템의 운영방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    차체들의 투입 순서를 결정하는 단계에서는, 차체의 투입순서를 서로 달리하는 복수의 예상생산계획들을 설정하고, 예상생산계획들 중 투입되는 차체 사이의 대기시간이 가장 짧은 예상생산계획을 최적생산계획로 선정하는 것을 특징으로 하는 셀 기반 모빌리티 생산시스템의 운영방법
  7. 청구항 1에 있어서,
    작업을 재편성하는 단계에서는, 결정된 투입 순서 및 선후 차체간의 작업량 편차를 고려하여 투입되는 차체들의 각각의 셀마다 필요한 작업을 재편성하는 것을 특징으로 하는 셀 기반 모빌리티 생산시스템의 운영방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    작업을 재편성하는 단계에서는, 결정된 투입 순서 및 셀 별로 가능한 작업과 불가능한 작업을 고려하여 투입되는 차체들의 각각의 셀마다 필요한 작업을 재편성하는 것을 특징으로 하는 셀 기반 모빌리티 생산시스템의 운영방법.
  9. 직렬 또는 병렬로 연결된 복수의 셀을 통하여 다양한 종류의 모빌리티를 생산하는 시스템을 운영하는 방법으로서,
    모빌리티별로 매칭된 차체들이 거쳐야 하는 각각의 셀마다 필요한 작업을 편성하는 단계; 편성된 작업을 고려하여 차체들의 투입 순서를 결정하는 단계;
    결정된 투입 순서를 고려하여 투입되는 차체별로 거쳐야 하는 각각의 셀마다 필요한 작업을 재편성하는 단계; 및
    결정된 투입 순서 및 재편성된 작업을 고려하여 각각의 셀마다 필요한 부품의 물류 이동을 계획하는 단계; 를 포함하는 셀 기반 모빌리티 생산시스템의 운영방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    물류 이동을 계획하는 단계 이후에는, 투입 순서에 따라 차체를 투입할 경우 물류 이동상 충돌 또는 교착을 포함하는 물류 이동 이슈 발생 여부를 탐지하는 단계를 더 포함하고, 물류 이동 이슈 발생시 물류 이동을 계획하는 단계부터 재수행하는 것을 특징으로 하는 셀 기반 모빌리티 생산시스템의 운영방법.
  11. 청구항 9에 있어서,
    물류 이동을 계획하는 단계 이후에는, 투입 순서에 따라 차체를 투입할 경우 특정 셀에서의 작업 지연을 탐지하는 단계를 더 포함하고, 작업 지연 발생시 작업을 재편성하는 단계부터 재수행하는 것을 특징으로 하는 셀 기반 모빌리티 생산시스템의 운영방법.
  12. 청구항 9에 있어서,
    물류 이동을 계획하는 단계 이후에는, 투입 순서에 따라 차체를 투입할 경우 모빌리티의 목표생산량의 달성 불가 여부를 탐지하는 단계를 더 포함하고, 달성 불가 판정시 작업을 재편성하는 단계부터 재수행하는 것을 특징으로 하는 셀 기반 모빌리티 생산시스템의 운영방법.

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