글로벌 공급사슬 환경에서 글로벌하게 분산 조달, 생산, 유통하게 됨에 따라 전체 공급사슬의 스케줄을 최적화하기 위해서 공급사슬상의 개별 기업 혹은 공장의 스케줄링 최적화뿐만 아니라 각 개별 기업 혹은 공장의 스케줄을 긴밀하게 연계하는 것이 필요하게 되었다. 이는 경쟁과 협력을 동시에 하는 개별 기업 혹은 공장을 개별 에이전트로 보고 각 에이전트간 커뮤니케이션을 통해 개별 에이전트가 관할하는 스케줄러의 스케줄을 조정함으로써 가능해진다. 하지만 전통적인 스케줄링 연구는 개별 스케줄러의 최적화에 집중되어 있고, 에이전트 연구는 스케줄링 도메인에 적용한 예가 제한적이며 이 예도 개별 스케줄러 내의 최적화에 적용하거나 실제 현장 문제가 아닌 실험실 문제 수준에 그치고 있다. 따라서 본 연구에서는 전체 글로벌 공급사슬 스케줄의 최적화를 위해 개별 기업 혹은 공장 스케줄러의 스케줄링을 연계하는 경쟁협력 스케줄링을 위한 에이전트 기반 플랫폼을 구축하였다. 글로벌 공급사슬에서 경쟁협력 스케줄링을 위한 에이전트 기반 플랫폼을 구축하기 위해 첫째, 경쟁협력 스케줄링 분류 체계를 확립하고, 둘째, 경쟁협력 스케줄링을 위한 에이전트를 설계하고, 셋째, 경쟁협력 스케줄링을 위한 지식기반 의사결정 모델을 개발한 후, 넷째 조선산업에 적용 가능한 프로토타입 시스템을 개발했다. 이를 통해 글로벌 공급사슬상의 전체 스케줄의 품질과 에이전트간 커뮤니케이션의 노력에 대한 균형점을 찾을 수 있다. 이를 통해 공급사슬내 개별 기업 혹은 공장의 부분 최적화를 극복할 수 있는 대안을 제시할 것으로 기대한다.
글로벌 공급사슬 환경에서 글로벌하게 분산 조달, 생산, 유통하게 됨에 따라 전체 공급사슬의 스케줄을 최적화하기 위해서 공급사슬상의 개별 기업 혹은 공장의 스케줄링 최적화뿐만 아니라 각 개별 기업 혹은 공장의 스케줄을 긴밀하게 연계하는 것이 필요하게 되었다. 이는 경쟁과 협력을 동시에 하는 개별 기업 혹은 공장을 개별 에이전트로 보고 각 에이전트간 커뮤니케이션을 통해 개별 에이전트가 관할하는 스케줄러의 스케줄을 조정함으로써 가능해진다. 하지만 전통적인 스케줄링 연구는 개별 스케줄러의 최적화에 집중되어 있고, 에이전트 연구는 스케줄링 도메인에 적용한 예가 제한적이며 이 예도 개별 스케줄러 내의 최적화에 적용하거나 실제 현장 문제가 아닌 실험실 문제 수준에 그치고 있다. 따라서 본 연구에서는 전체 글로벌 공급사슬 스케줄의 최적화를 위해 개별 기업 혹은 공장 스케줄러의 스케줄링을 연계하는 경쟁협력 스케줄링을 위한 에이전트 기반 플랫폼을 구축하였다. 글로벌 공급사슬에서 경쟁협력 스케줄링을 위한 에이전트 기반 플랫폼을 구축하기 위해 첫째, 경쟁협력 스케줄링 분류 체계를 확립하고, 둘째, 경쟁협력 스케줄링을 위한 에이전트를 설계하고, 셋째, 경쟁협력 스케줄링을 위한 지식기반 의사결정 모델을 개발한 후, 넷째 조선산업에 적용 가능한 프로토타입 시스템을 개발했다. 이를 통해 글로벌 공급사슬상의 전체 스케줄의 품질과 에이전트간 커뮤니케이션의 노력에 대한 균형점을 찾을 수 있다. 이를 통해 공급사슬내 개별 기업 혹은 공장의 부분 최적화를 극복할 수 있는 대안을 제시할 것으로 기대한다.
In global supply chain, the scheduling problems of large products such as ships, airplanes, space shuttles, assembled constructions, and/or automobiles are complicated by nature. New scheduling systems are often developed in order to reduce inherent computational complexity. As a result, a problem c...
In global supply chain, the scheduling problems of large products such as ships, airplanes, space shuttles, assembled constructions, and/or automobiles are complicated by nature. New scheduling systems are often developed in order to reduce inherent computational complexity. As a result, a problem can be decomposed into small sub-problems, problems that contain independently small scheduling systems integrating into the initial problem. As one of the authors experienced, DAS (Daewoo Shipbuilding Scheduling System) has adopted a two-layered hierarchical architecture. In the hierarchical architecture, individual scheduling systems composed of a high-level dock scheduler, DAS-ERECT and low-level assembly plant schedulers, DAS-PBS, DAS-3DS, DAS-NPS, and DAS-A7 try to search the best schedules under their own constraints. Moreover, the steep growth of communication technology and logistics enables it to introduce distributed multi-nation production plants by which different parts are produced by designated plants. Therefore vertical and lateral coordination among decomposed scheduling systems is necessary. No standard coordination mechanism of multiple scheduling systems exists, even though there are various scheduling systems existing in the area of scheduling research. Previous research regarding the coordination mechanism has mainly focused on external conversation without capacity model. Prior research has heavily focuses on agent-based coordination in the area of agent research. Yet, no scheduling domain has been developed. Previous research regarding the agent-based scheduling has paid its ample attention to internal coordination of scheduling process, a process that has not been efficient. In this study, we suggest a general framework for agent-based coordination of multiple scheduling systems in global supply chain. The purpose of this study was to design a standard coordination mechanism. To do so, we first define an individual scheduling agent responsible for their own plants and a meta-level coordination agent involved with each individual scheduling agent. We then suggest variables and values describing the individual scheduling agent and meta-level coordination agent. These variables and values are represented by Backus-Naur Form. Second, we suggest scheduling agent communication protocols for each scheduling agent topology classified into the system architectures, existence or nonexistence of coordinator, and directions of coordination. If there was a coordinating agent, an individual scheduling agent could communicate with another individual agent indirectly through the coordinator. On the other hand, if there was not any coordinating agent existing, an individual scheduling agent should communicate with another individual agent directly. To apply agent communication language specifically to the scheduling coordination domain, we had to additionally define an inner language, a language that suitably expresses scheduling coordination. A scheduling agent communication language is devised for the communication among agents independent of domain. We adopt three message layers which are ACL layer, scheduling coordination layer, and industry-specific layer. The ACL layer is a domain independent outer language layer. The scheduling coordination layer has terms necessary for scheduling coordination. The industry-specific layer expresses the industry specification. Third, in order to improve the efficiency of communication among scheduling agents and avoid possible infinite loops, we suggest a look-ahead load balancing model which supports to monitor participating agents and to analyze the status of the agents. To build the look-ahead load balancing model, the status of participating agents should be monitored. Most of all, the amount of sharing information should be considered. If complete information is collected, updating and maintenance cost of sharing information will be increasing although the frequency of communication
In global supply chain, the scheduling problems of large products such as ships, airplanes, space shuttles, assembled constructions, and/or automobiles are complicated by nature. New scheduling systems are often developed in order to reduce inherent computational complexity. As a result, a problem can be decomposed into small sub-problems, problems that contain independently small scheduling systems integrating into the initial problem. As one of the authors experienced, DAS (Daewoo Shipbuilding Scheduling System) has adopted a two-layered hierarchical architecture. In the hierarchical architecture, individual scheduling systems composed of a high-level dock scheduler, DAS-ERECT and low-level assembly plant schedulers, DAS-PBS, DAS-3DS, DAS-NPS, and DAS-A7 try to search the best schedules under their own constraints. Moreover, the steep growth of communication technology and logistics enables it to introduce distributed multi-nation production plants by which different parts are produced by designated plants. Therefore vertical and lateral coordination among decomposed scheduling systems is necessary. No standard coordination mechanism of multiple scheduling systems exists, even though there are various scheduling systems existing in the area of scheduling research. Previous research regarding the coordination mechanism has mainly focused on external conversation without capacity model. Prior research has heavily focuses on agent-based coordination in the area of agent research. Yet, no scheduling domain has been developed. Previous research regarding the agent-based scheduling has paid its ample attention to internal coordination of scheduling process, a process that has not been efficient. In this study, we suggest a general framework for agent-based coordination of multiple scheduling systems in global supply chain. The purpose of this study was to design a standard coordination mechanism. To do so, we first define an individual scheduling agent responsible for their own plants and a meta-level coordination agent involved with each individual scheduling agent. We then suggest variables and values describing the individual scheduling agent and meta-level coordination agent. These variables and values are represented by Backus-Naur Form. Second, we suggest scheduling agent communication protocols for each scheduling agent topology classified into the system architectures, existence or nonexistence of coordinator, and directions of coordination. If there was a coordinating agent, an individual scheduling agent could communicate with another individual agent indirectly through the coordinator. On the other hand, if there was not any coordinating agent existing, an individual scheduling agent should communicate with another individual agent directly. To apply agent communication language specifically to the scheduling coordination domain, we had to additionally define an inner language, a language that suitably expresses scheduling coordination. A scheduling agent communication language is devised for the communication among agents independent of domain. We adopt three message layers which are ACL layer, scheduling coordination layer, and industry-specific layer. The ACL layer is a domain independent outer language layer. The scheduling coordination layer has terms necessary for scheduling coordination. The industry-specific layer expresses the industry specification. Third, in order to improve the efficiency of communication among scheduling agents and avoid possible infinite loops, we suggest a look-ahead load balancing model which supports to monitor participating agents and to analyze the status of the agents. To build the look-ahead load balancing model, the status of participating agents should be monitored. Most of all, the amount of sharing information should be considered. If complete information is collected, updating and maintenance cost of sharing information will be increasing although the frequency of communication
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문제 정의
, 2010). 이에 본 연구에서는 전체 글로벌 공급사슬 스케줄의 최적화를 위해 개별 기업 혹은 공장 스케줄러의 스케줄링을 연계하는 경쟁 협력 스케줄링을 위한 에이전트 기반 플랫폼을 구축하고자 한다.
, 2010). 이에 본 연구에서는 전체 글로벌 공급사슬 스케줄의 최적화를 위해 개별 기업 혹은 공장 스케줄러의 스케줄링을 연계하는 경쟁 협력 스케줄링을 위한 에이전트 기반 플랫폼을 구축하고자 한다.
에이전트간 커뮤니케이션 프로토콜의 설계가 끝나면 각 프로토콜 안에서 사용할 에이전트 커뮤니케이션 메시지를 만들어야 하는데, 이 에이전트 커뮤니케이션 메시지는 에이전트 커뮤니케이션 언어(agent communication language, ACL)를 이용해 만든다. 본 연구에서는 ACL 단계(ACL layer), 경쟁협력 스케줄링 단계(scheduling coordination layer), 산업별 단계(industry-specific layer)의 3단계 스케줄링 에이전트 커뮤니케이션 언어(scheduling agent communication language, S-ACL)를 제안하고자 한다. 3단계 S-ACL를 활용하여 표현할 수많은 스케줄링 에이전트 커뮤니케이션 메시지 중 하나의 예는 다음 <그림 7>과 같다.
제안 방법
본 연구에서는 전체 글로벌 공급사슬 스케줄의 최적화를 위해 개별 기업 혹은 공장 스케줄러의 스케줄링을 연계하는 경쟁협력 스케줄링을 위한 에이전트 기반 플랫폼을 구축하고자 한다. 이를 위해 첫째 경쟁협력 스케줄링 분류 체계를 확립하고, 둘째 경쟁협력 스케줄링을 위한 에이전트를 설계하고, 셋째 경쟁협력 스케줄링을 위한 지식기반 의사결정 모델을 개발한 후, 넷째 조선산업에 대해 설계한 플랫폼에서 작동할 수 있는 프로토타이핑 시스템을 개발하고 이를 검증하고자 한다.
경쟁협력 스케줄링을 위한 에이전트 기반 플랫폼은 산업에 관계없이 적용할 수 있는 일반적 형태로 설계한 후 이 플랫폼을 조선산업에 적용하여 프로토타이핑 시스템을 개발하였다. 본 연구에서는 국내 D조선소에서 실제 현장 스케줄링 시스템을 개발하고 운영한 경험을 바탕으로 국내 D조선소의 협조를 얻어 적합한 프로토타이핑 시스템을 개발하고, 일년 45여 척의 선박으로부터 발생한 총 6,750여 개의 작업 데이터를 활용하여 실험하였다.
경쟁협력 스케줄링을 위한 에이전트 기반 플랫폼의 유효성을 검증하기 위해 본 에이전트 기반 플랫폼 적용 전후에 대해 지체작업의 수, 지체정도, 전체공기(makespan)를 비교하였다. 에이전트 기반 플랫폼 적용 후 셋 모두 감소하였으며, 이 실험 결과 중 지체작업의 수를 비교하면 다음 <그림 10>, <그림 11>과 같다.
대상 데이터
경쟁협력 스케줄링을 위한 에이전트 기반 플랫폼은 산업에 관계없이 적용할 수 있는 일반적 형태로 설계한 후 이 플랫폼을 조선산업에 적용하여 프로토타이핑 시스템을 개발하였다. 본 연구에서는 국내 D조선소에서 실제 현장 스케줄링 시스템을 개발하고 운영한 경험을 바탕으로 국내 D조선소의 협조를 얻어 적합한 프로토타이핑 시스템을 개발하고, 일년 45여 척의 선박으로부터 발생한 총 6,750여 개의 작업 데이터를 활용하여 실험하였다.
이론/모형
메타 에이전트가 개별 에이전트로부터 스케줄링 결과를 모아 개별 에이전트의 기간별 부하를 개략적으로 평가하고 물량 이관이나 작업 연기 등의 의사결정으로 개별 에이전트간 부하 균형을 이루기 위해서 메타 에이전트는 경쟁과 협력의 기능이 필요하여 Lee and Lee(2011)의 ‘예지 능력이 있는 부하 균형 모델(look-ahead load balancing model)’을 사용하였다.
성능/효과
글로벌 공급사슬 상의 경쟁협력 스케줄링 플랫폼을 구축하고 예지 능력이 있는 부하 균형 모델(look-ahead load balancing model)을 사용하여 조선산업에 프로토타이핑 함으로써 공급사슬 상의 개별 스케줄링 에이전트의 스케줄 부하가 균등화되고, 이에 따라 각 작업의 납기 준수율이 상승하고, 전체공기(makespan)가 단축됨을 검증했다.
후속연구
본 연구는 전체 글로벌 공급사슬을 연계하는 스케줄링 최적화 프랫폼을 제안하고 프로토타이핑 시스템을 개발함으로써 산업계에 개별 기업 혹은 공장의 부분 최적화를 극복할 수 있는 대안을 제시할 것으로 기대한다.
향후 이를 통해 글로벌 공급사슬 상의 전체 스케줄의 품질과 에이전트간 커뮤니케이션의 노력에 대한 균형점을 찾을 있을 것으로 기대한다. 에이전트간 커뮤니케이션의 노력은 커뮤니케이션 횟수에 따른 비용으로 환산할 수 있고, 그 커뮤니케이션의 횟수는 에이전트간 공유하는 정보의 양에 따라 줄어들 수 있다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
에이전트 기반 스케줄링 혹은 공급사슬관리는?
에이전트 기반 스케줄링 혹은 공급사슬관리(agent- base scheduling or SCM)는 수리적 모델의 한계를 극복하기 위해 수리적 모델링을 통한 최적화 대신 스케줄링 혹은 공급사슬관리의 요소를 에이전트로 표현하고 이 에이전트간의 협력(coordination)을 통해 최적 스케줄에 가까운 해를 찾는 접근방법이다(Fox et al., 1993; Fox et al.
전체 글로벌 공급사슬 스케줄의 최적화를 위해 개별 기업 혹은 공장 스케줄러의 스케줄링을 연계하는 경쟁협력 스케줄링을 위한 에이전트 기반 플랫폼을 구축하고자 할 때 연구 방법은?
본 연구에서는 전체 글로벌 공급사슬 스케줄의 최적화를 위해 개별 기업 혹은 공장 스케줄러의 스케줄링을 연계하는 경쟁협력 스케줄링을 위한 에이전트 기반 플랫폼을 구축하고자 한다. 이를 위해 첫째 경쟁협력 스케줄링 분류 체계를 확립하고, 둘째 경쟁협력 스케줄링을 위한 에이전트를 설계하고, 셋째 경쟁협력 스케줄링을 위한 지식기반 의사결정 모델을 개발한 후, 넷째 조선산업에 대해 설계한 플랫폼에서 작동할 수 있는 프로토타이핑 시스템을 개발하고 이를 검증하고자 한다.
글로벌 공급사슬 상의 경쟁협력 스케줄링은 스케줄링 프로세스의 간섭 수준에 따라 세 가지로 분류하면?
글로벌 공급사슬 상의 경쟁협력 스케줄링은 스케줄링 프로세스의 간섭 수준에 따라 중앙집중형 스케줄링(centralized scheduling), 분산형 스케줄링(distributed scheduling), 제한적 분산형 스케줄링(limited decentralized scheduling)의 세 가지로 구분할 수 있다. 산업별 공급사슬의 특성과 기업의 전략에 따라 세 가지 경쟁협력 스케줄링 분류 중 한 가지를 선택할 수 있는데 S전자의 미주 지역 LCD TV는 중앙집중형 스케줄링을 국내 D조선소는 제한적 분산형 스케줄링 분류를 선택해 운영 중이다.
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