[논문]재구성형 유연가공라인을 위한 시나리오 기반 시스템 셋업 및 스케줄링 체계

이동호; 기지수; 김형원; 도형호; 유재민; 남성호

재구성형 유연가공라인을 위한 시나리오 기반 시스템 셋업 및 스케줄링 체계
A Scenario based Framework for System Setup and Scheduling in Reconfigurable Manufacturing Systems 원문보기

한국정밀공학회지 = Journal of the Korean Society for Precision Engineering, v.28 no.3, 2011년, pp.339 - 348

이동호 (한양대학교 산업공학과) , 기지수 (한양대학교 산업공학과) , 김형원 (한양대학교 산업공학과) , 도형호 (한양대학교 산업공학과) , 유재민 (한양대학교 산업공학과) , 남성호 (한국생산기술연구원 융합생산기술연구부)

Abstract ▼ AI-Helper

Reconfigurable manufacturing system (RMS), alternatively called changeable manufacturing, is a new manufacturing paradigm designed for rapid change in hardware and software components in order to quickly adjust production capacity and functionality in response to sudden changes in market or in regulatory requirements. Although there has been much progress in hardware components during the last decade, not much work has been done on operational issues of RMS. As one of starting studies on the operational issues, we suggest a framework for the system setup and scheduling problems to cope with the reconfigurability of RMS. System setup, which includes batching, part grouping, and loading, are concerned with the pre-arrangement of parts and tools before the system begins to process, and scheduling is the problem of allocating manufacturing resources over time to perform the operations specified by system setup. The framework consists of 8 scenarios classified by three major factors: order arrival process, part selection process, and tool magazine capacity. Each of the scenarios is explained with its subproblems and their interrelationships.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

있다. (RMS 에 .관한 기존연구는 다음 장에서 소개한다.) 이에 본 연구에서는 RMS 의 운용에 관련된 핵심의사결정 문제들 중 주요한 주제인 시스템 셋업및 스케줄링 문제 (system setup and scheduling problems)에 대한 체계를 제안하고자 한다. 여기서, 시스템 셋업 문제란 RMS 를 가동하기 전에 결정해야 할 문제로 가공품 선택 및 작업/공구의 기계 할당과 관련된 문제가 있으며 스케줄링 문제란 각기 계에서 가공품의 가공순서를 결정하는 문제를 말한다.
특히, Elmaraghy4 의 경우 RMS는 필요한 경우 최소의 비용으로 시스템을 빠르게 변화시킬 수 있는 생산시스템이라 고정의 하고 RMS 의 구성요소가 가져야 할 특성을 정리하였다. 또한, 기존의 FMS 와 RMS 의 특성을 비교하였고, RMS는 물리적, 논리적 측면에서의 재구성력을 갖추어야 한다고 소개하였다. Bi et al.
본 논문에서는 재구성능력을 갖춘 RMS 의 주요한 시스템 운용문제인 시스템 셋업 및 스케줄링 문제에 대한 기본체계를 제시하였다. 시스템 셋업문제란 RMS 의 가동 전에 결정해야 할 문제로 가공품 선택, 가공품 집합화 및 작업/공구 할당 문제를 말하며 스케줄링 문제란 각 기계에서 가공품의 가공순서를 결정하는 문제를 말한다.
시스템 셋업문제란 RMS 의 가동 전에 결정해야 할 문제로 가공품 선택, 가공품 집합화 및 작업/공구 할당 문제를 말하며 스케줄링 문제란 각 기계에서 가공품의 가공순서를 결정하는 문제를 말한다. 본 연구에서는 RMS 를 운영하는 다양한 기업의 환경에 적용이 가능하도록 기존 FMS 에서의 생산계획 및 스케줄링 체계를 확장하여 하드웨어 형태 및 운용방식에 따른 시나리오 기반 체계를 제시하였다. 여기서, 시나리오를 분류하는 기준으로는 RMS 하드웨어 형태와 운용방식을 반영하도록 주문도착 방식(정적/동적), 가공품목 선택 방식(고정 뱃치/유연뱃치), 공구 매거진용량(소용량/대용량)을 선택하였다.

가설 설정

. 가공품 선택 문제: 시나리오 1 고} 동일하나 공구매거진 용량 제약이 완화된다. (단, 일정한 계획 기간이 있을 경우 시간 용량 제약을 고려하여 가공품 선택한다.

제안 방법

여기서, 시나리오를 분류하는 기준으로는 RMS 하드웨어 형태와 운용방식을 반영하도록 주문도착 방식(정적/동적), 가공품목 선택 방식(고정 뱃치/유연뱃치), 공구 매거진용량(소용량/대용량)을 선택하였다. 그리고 세 가지 분류기준에 따라 8 가지 시나리오를 제안하였으며 각 시나리오 별 접근 방법을 개략적으로 제시하였다.
여기서, 시스템 셋업 문제란 RMS 를 가동하기 전에 결정해야 할 문제로 가공품 선택 및 작업/공구의 기계 할당과 관련된 문제가 있으며 스케줄링 문제란 각기 계에서 가공품의 가공순서를 결정하는 문제를 말한다. 본 연구에서 제안하는 시스템 셋업 및 스케줄링 체계는 RMS 를 운영하는 다양한 기업의 환경에 적용이 가능하도록 기존 FMS 에서의 생산계획 및 스케줄링 체계를 확장한 시나리오를 기반체계의 형태로 제안한다.
체계에 대하여 설명한다. 본 연구에서 제안하는 체계는 기존 FMS 의 생산계획 및 스케줄링 체계를 RMS 형태 및 운용방식을 고려하여 확장한 시나리오 기반 체계이다. 즉, RMS 를 도입하는 업체에서 사용하는 하드웨어 형태 및 시스템 운용방식에 따라 각기 다른 시나리오가 적용되며 관련 시스템 셋업 및 스케줄링 시스템도 재구성이 되어야 한다.
본 연구에서는 RMS 시스템 셋업 및 스케줄링체계에 영향을 미치는 주요한 요인으로 세 가지 -주문도착 방식(정적 주문도착/동적 주문도작), 가공품 선택 방식(고정 뱃치/유연 뱃치) 및 공구매거진용량(대용량/소용량) - 를 결정하였다. 전체적으로는 결정된 개별 요인의 수준에 따라 총 8 가지 시나리오를 제안하며 각 시나리오 별로 하부문제의 형태와 접근방법의 개요를 제시한다.
앞의 Fig 2 에서와 같이 본 연구에서 제안하는 RMS 운용의 기본구조는 크게 시스템 셋업 및 스케줄링으로 구성된다.
본 연구에서는 RMS 를 운영하는 다양한 기업의 환경에 적용이 가능하도록 기존 FMS 에서의 생산계획 및 스케줄링 체계를 확장하여 하드웨어 형태 및 운용방식에 따른 시나리오 기반 체계를 제시하였다. 여기서, 시나리오를 분류하는 기준으로는 RMS 하드웨어 형태와 운용방식을 반영하도록 주문도착 방식(정적/동적), 가공품목 선택 방식(고정 뱃치/유연뱃치), 공구 매거진용량(소용량/대용량)을 선택하였다. 그리고 세 가지 분류기준에 따라 8 가지 시나리오를 제안하였으며 각 시나리오 별 접근 방법을 개략적으로 제시하였다.
'과 Park? 은 시 장변화에 대해 효율적이며 신속한 대응을 위한 기술로서 생산시스템에서의 재구성력이 필요함을 주장하였고 새로운 생산 방식으로서의 RMS는 재구성이 가능한 기계들과 제어장치 그리고 그것들을 체계적으로 설계하고 신속하게 초기가동하기 위한 방법론으로 이루어짐을 강조하였다. 이후 Mehrabi et al? 은 여러 형태의 제조 기술 및 RMS 에 대하여 기본적인 정의를 소개하였고 RMS 의 영향력 및 적용을 위한 전제 조건 및 한계 등에 대하여 설명한 후 관련 연구주제를 제시하였다. 또한, Mehrabi et al.
전체적으로는 결정된 개별 요인의 수준에 따라 총 8 가지 시나리오를 제안하며 각 시나리오 별로 하부문제의 형태와 접근방법의 개요를 제시한다.
의미가 있다. 특히, 시나리오 기반체계 및 개별 시나리오는 RMS 를 도입하여 운용하는 기업의 환경에 맞게 적용이 될 것으로 기대하며 RMS 사용자의 다양한 제조상황을 반영하여 관련 하부문제들이 재구성 될 수 있도록 하였다.

대상 데이터

본 연구에서 대상으로 하는 RMS는 기본적으로 여러 개의 재 구성형 제조 셀(reconfigurable manufacturing cell: RMC)로 구성 된다. 각 RMC 에서는 CNC (computer numerical control) 기 계 에 의해 필요한 가공작업이 수행되며 가공품의 RMC 내 기계 간 이동은 자동 자재취급시스템(automated material handling system)에 의해 수행된다.

성능/효과

3) 공구매 거 진 용량(tool magazine capacity): 공구매거진의 가용한 슬롯 수를 의미하며 두 가지 방식을 고려한다(공구매거진 용량은 작업/공구 할당 문제와 밀접히 관련되며 이에 따라 가공품 선택 및 스케줄링 문제와도 관련이 있다).
본 논문에서 제안하는 시스템 셋업 및 스케줄링 체계는 하드웨어 중심의 기존연구의 한계를 보완하여 소프트웨어 측면에서의 RMS 운용 체계를 제시하는데 의미가 있다. 특히, 시나리오 기반체계 및 개별 시나리오는 RMS 를 도입하여 운용하는 기업의 환경에 맞게 적용이 될 것으로 기대하며 RMS 사용자의 다양한 제조상황을 반영하여 관련 하부문제들이 재구성 될 수 있도록 하였다.
, RMC n)를 보여주고 있으며 각 RMC 별로 서로 다른 공정을 수행할 수 있는 다른 기계들과 관련 장비들로 구성될 수 있다. 본 연구에서 대상으로 하는 RMS는 기존의 FMS 와는 달리 기계, loading/unloading 작업장, 자재 취급 장비 등의 하드웨어 구성요소를 재구성하여 변화하는 수요에 신속하게 대응할 수 있는 능력을 갖추고 있다.

후속연구

다음으로, 시나리오 간의 관련성을 더욱 구체화해야 할 것으로 판단된다. 마지막으로, 각 시나리오 별 사례연구를 통하여 현실적인 고려사항을 반영한 실질 직인 RMS 시스템 셋업 및 스케줄링 체계를 완성해나가야 할 것으로 판단된다.
단, 본 논문에서는 RMS 에 대한 시나리오 기반 시스템 셋업 및 스케줄링을 제안하는 것이 주요 연구내용이므로 각 하부문제에 대한 구체적인 모형과. 알고리듬은 추후연구로 둔다.
같다. 첫째, 각 시나리오 별 하부문제들에 대한 모형 및 알고리듬을 개발하고 통합하는 문제를 다루어야 한다. 이를 통하여 개별 시나리오의 한계점 및 개선점을 찾을 수 있을 것으로 판단된다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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