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조선 산업에서 프로세스 마이닝을 이용한 블록 이동 프로세스 분석 프레임워크 개발
Analysis Framework using Process Mining for Block Movement Process in Shipyards 원문보기

대한산업공학회지 = Journal of the Korean Institute of Industrial Engineers, v.39 no.6, 2013년, pp.577 - 586  

이동하 (대우조선해양(주) 중앙연구소) ,  배혜림 (부산대학교 산업공학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In a shipyard, it is hard to predict block movement due to the uncertainty caused during the long period of shipbuilding operations. For this reason, block movement is rarely scheduled, while main operations such as assembly, outfitting and painting are scheduled properly. Nonetheless, the high oper...

주제어

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문제 정의

  • , 2013). 본 논문에서는 데이터마이닝 기법을 넘어서, 다양한 프로세스 마이닝 기법을 이용해서, 전체 프로세스를 이해하고, 관리할 수 있는 수준의 프로세스 모델을 찾고, 예외 활동을 감지하고 분석하는 전체적인 방법론을 제안한다. 프로세스 마이닝 연구 관점에서도 프로세스를 도출하거나, 특정 분석을 위한 알고리즘을 개발하는 것이 아니라, 실제 제조업의 데이터를 활용하여 프로세스 분석 프레임워크를 제안한다는 데 의의가 있다.
  • [Table 1]에서는 단지 한 개의 블록에 대한 로그 정보를 추출하여 예로 제시하였지만, 데이터베이스에는 동시에 작업 되는 많은 블록에 대해서 이벤트 가 발생하는 순서에 따라 로그 정보가 축적되고, 블록의 이동 거리, 시간, 위치 등에 대한 정보도 저장된다. 본 논문에서는 문제의 특성상 블록의 이동 패턴을 찾고, 프로세스 모델을 정의하고 관리하는 방법에 더 많은 관심을 가진다.
  • 본 논문에서는 이러한 조선 산업의 블록 이동 프로세스를 프로세스 마이닝(process mining) 기법을 이용하여 분석하는 프레임워크(framework)를 제안한다. 블록 이동에 대한 데이터는 블록 공정 모니터링 시스템(BPMS : Block Process Monitoring System)의 로그 데이터를 활용한다.
  • 본 논문에서는 조선 산업에서 프로세스 마이닝을 이용한 블록 이동 프로세스 분석을 위한 프레임워크를 제안 하였다. 데이터 전처리 작업을 제외하고 목적에 따라 네 단계로 구성된다.
  • 본 논문에서는 프로세스 마이닝을 이용한 블록 이동 프로세스 분석 프레임워크를 제안한다. 블록 공정 모니터링 시스템의 실적 데이터를 이용해서 실제 생산단계에서 발생한 블록의 이동 패턴을 찾고, 프로세스 모델을 정의하고, 예외 공정에 대한 분석과 관리를 지원하는 것이 목적이다.
  • 도크에서 최종 배의 모습을 갖춘 선박은 안벽으로 옮겨져 마무리 의장, 도장 작업을 하게 된다. 본 논문은 이러한 선박의 생산 공정 중, 여러 조립 작업장에서 제작된 조립 블록들이 선행 탑재 작업장 혹은 도크에서 탑재될 때까지의 이동 데이터에 관심을 둔다.
  • 본 논문에서는 프로세스 마이닝을 이용한 블록 이동 프로세스 분석 프레임워크를 제안한다. 블록 공정 모니터링 시스템의 실적 데이터를 이용해서 실제 생산단계에서 발생한 블록의 이동 패턴을 찾고, 프로세스 모델을 정의하고, 예외 공정에 대한 분석과 관리를 지원하는 것이 목적이다. 블록 공정 모니터링 시스템의 이벤트 로그 데이터 중, 본 연구에서 대상으로 하는 주요 데이터는 [Table 1]과 같다.
  • 각 로그 군집에서 예외적인 활동에 대한 필터링 작업을 통해 표준 프로세스를 얻을 수 있다. 이는 대상 문제에 따라서 차이가 있으므로 사례연구에서 블록 이동 프로세스 분석의 경우 어떤 기준을 적용했는지 설명하도록 하겠다.
  • 프로세스 마이닝은 기업정보시스템에서 프로세스 실행 과정에서 발생한 이벤트 로그로부터 의미 있는 지식을 추출해 내는 과정이다. 즉, 프로세스의 액티비티 실행 과정에서 누적된 기록을 통하여 프로세스의 개선이나 설계에 필요한 유용한 지식을 추출하는 것이다. 프로세스 저장소의 실행 결과 및 이벤트에 관한 로그를 추출하여 기존의 통계 기법, 인공지능 기법, 사회적 네트워크 기법 등을 이용하여 분석함으로써(Medeiros et al.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
조선 산업의 제조 공정은 어떻게 이루어지는가? 조선 산업의 제조 공정은 기본적으로 철판을 절단/벤딩하는 가공작업을 시작으로 블록을 조립하는 선각 작업, 의장, 도장 작업 그리고 탑재 작업 순으로 이루어진다. 선박 설계 후, 생산을 위해서는 선박을 작업장 내에서 조립할 수 있는 적절한 크기의 블록들로 나누는데, 이를 블록 분할(block division) 작업이라고 한다.
블록 분할 작업이란 무엇인가? 조선 산업의 제조 공정은 기본적으로 철판을 절단/벤딩하는 가공작업을 시작으로 블록을 조립하는 선각 작업, 의장, 도장 작업 그리고 탑재 작업 순으로 이루어진다. 선박 설계 후, 생산을 위해서는 선박을 작업장 내에서 조립할 수 있는 적절한 크기의 블록들로 나누는데, 이를 블록 분할(block division) 작업이라고 한다. 또한, 선박은 나누어진 블록을 기준으로 건조되는데, 이를 블록 건조 공법이라고 한다.
실제 생산에서는 예측된 것보다 훨씬 많은 블록의 이동이 존재하는 이유는 무엇인가? 그러나 실제 생산에서는 예측된 것보다 훨씬 많은 블록의 이동이 존재한다. 조선 산업의 특성상 생산 계획 단계에서 관리하는 작업의 수준보다 세분화된 작업들을 기준으로 생산이 이루어질 뿐만 아니라, 주요 작업 이외에도 다양한 이유로 블록 이동이 발생하기 때문이다. 예를 들어, 특정 작업을 마치고 다음 공정의 작업장으로 이동하기 전 적치장으로의 이동이 발생하고, 이 경우도 적치장의 상황에 따라 다음 공정의 작업에 유리한 적치장으로의 이동이 가능한 경우와 그렇지 못한 경우가 있다.
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참고문헌 (17)

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  17. Yu, Y.-W., Kim, S., and Bae, H. (2012), Business process modeling using process structure constraints and social relations, IE Interfaces, 25(3), 300-308. 

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