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문제 정의
- 본 논문에서는 주문형 반도체 산업의 특성을 반영한 새로운 방법론을 제안하고자 한다. 제 2장에서는 기존 연구현황에 대해 정리하였다.
- 반도체 생산라인 내 설비들은 생산량을 결정짓는 매우 중요한 관리요소 중 하나이다. 특히 생산계획에 있어 설비를 고려한 투입량 결정 및 스케줄링은 최적화 모델 접근 방법론에서 단점으로 도출되었던 현장 적용의 어려움에 대한 대안을 제시한다. 생산라인의 기준정보성 데이터들인 설비현황, 가용량 및 사이클 타임을 고려한 생산량 최대화 달성과 주문납기만족을 위한 투입량 결정문제는 효율적 생산계획을 위해 매우 중요하다.
- 설비현황을 고려하여 생산 목표량을 달성하기 위해서는 수요에 따른 투입량 결정이 매우 중요한데, 본 논문에서는 각 공정별 적정수준의 재공을 유지하고 이를 통해 재공의 효율적 설비 할당이 가능하도록 하는 기존에 연구되었던 밸런스 평가지수(Balance Index)와 비교하여 그 결과를 검증하였다. 라인 내 재공은 동적이기 때문에 움직임이 시시각각 변하지만 한 레이어 내에 있는 전체 재공이 기준값과 동일한 값을 가지고 있을 때 해당 레이어는 밸런스 상태에 있다고 말할 수 있다.
- 레이어 30의 경우 적정수준의 재공량은 1,418개이지만 현재공은 498개로 920개의 재공이 부족함을 의미한다. 이와 같은 지수 산출을 통해 수요만족 측면에서 설비에 우선적으로 할당할 레이어의 재공을 판별하여 스케줄링 하고자 한다.
- 논문에서는 설비의 가용량을 고려하여 수요량을 최대한 만족시키도록 역행전진을 통해 웨이퍼들의 투입량을 결정하고 각 레이어마다 셋업을 최소화함과 동시에 생산량을 최대화하기 위한 설비 할당 스케줄링 방법론을 제안하였다. 또한 각 레이어의 재공현황을 가장 적절하게 제어하는 밸런스 평가지수와 그 결과 값을 비교하여 실제 생산라인에 적용 가능성을 검증하였다.
가설 설정
- 특히나 여러 종류의 웨이퍼 제품들이 라인에서 복합적(Product-mix)으로 흘러가고 여러 설비를 공유하기 때문에 투입량 결정 및 웨이퍼의 설비 할당문제가 매우 복잡하고 어렵다. 하지만 본 논문에서는 설비군내에 있는 설비들은 모두 동종의 설비로 가정을 한다[8].
- 설비군에 따라 동종의 설비를 가정하였으나, 제품마다 설비에서 생산되어지는 사이클 타임과 설비 가용량은 서로 상이하다. 설비 가용량은 특정 설비에서 생산되어 레이어를 지나는 사이클 타임을 고려하여 시간(24시간 기준으로 사용 가능한 설비 가용량은 1,440분)으로 표현하였으며, 웨이퍼 장당 1분의 생산시간을 갖는다고 가정한다.
- 논문에서 제안하고자 하는 설비 할당 스케줄링 룰을 평가하기 위하여 실제 반도체 생산 라인을 단순화하여 모델링 하였다. 실험 환경은 30개의 레이어에 60대의 설비가 있다고 가정하였으며, 20개의 제품이 흘러간다고정의하였다.
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