[논문]TFT-LCD 공장의 통합 생산 계획 수립 및 조정방안에 대한 연구

송원; 서동욱; 신현준; 백종관; 김성식

TFT-LCD 공장의 통합 생산 계획 수립 및 조정방안에 대한 연구
A study on integrated production planning and coordination for TFT-LCD factory 원문보기

송원 (고려대학교 산업공학과) , 서동욱 (고려대학교 산업공학과) , 신현준 (고려대학교 산업공학과) , 백종관 (고려대학교 산업공학과) , 김성식 (고려대학교 산업공학과)

본 논문에서는 TFT-LCD공장의 통합 생산계획 수립과 조정을 수행하는 통합생산계획 시스템의 구조 및 방안을 제안한다. 제안된 통합생산계획 시스템은 고객 주문에 대한 적량·적납기 만족과 공기 단축을 통한 생산성 향상을 목적으로 하며, 공장의 능력을 정확히 파악하여 생산계획을 수립하여 줌으로써 제조현장의 측면에서는 효율적인 통제를, 제조업체 측면에서는 현실성 있는 주문 수주가 가능하도록 하였다.

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문제 정의

본 연구에서는 TFT-LCD 공장의 통합생산계획 수립 및 조정을 위한 통합생산계획 시스템의 구조와 방안을 제시하였다. 전체 공장의 생산계획 수립을 제조 현장의 능력을 고려하여 수립할 수 있게 됨으로써, 효율적인 생산관리가 가능하리라고 기대된다.

제안 방법

위 순서도의 BOM explosion 단계는 MPS (기준생산계획)으로부터 내려온 주문들에 대해 각 라인별 필요량 및 납기를 결정한다. 각 라인별 필요량은 부품의 수율 정보와 안전재고를 고려하여 산출하고, Cell과 FAB 라인의 납기는 안전리드타임을 적용하여 Module 라인의 LST(Least start time)를 Cell 라인의 납기로, 마찬가지로 Cell 라인의 LST를 FAB 라인의 납기로 결정하는 후진 전개 방식을 이용하여 구한다.
또한, 같은 작업군(family)에 속하는 작업을 함께 시작할 수 있도록 함으로써, 이후 각 라인에서의 물류 흐름을 원활하게 하고 작업 준비 시간을 최소화시킬 수 있다. 그리고, MRP 의 후진전개식 (backward) 일정계획수립을 이용하여 생산 필요시점을 도출하되, 생산능력을 고려하는 유한 부하계획 (finite loading)을 수행하여 MRP의 단점을 보완하도록 하였다.
본 연구에서 제안하는 통합생산계획 시스템(그림 1)은 상위 레벨에 기준생산계획(MPS) 시스 템이 있어, 이로부터 내려온 주문들에 대해 각 라인별 생산계획을 수립하고, 주문의 예상 납기 산출, 주문 할당, 그리고 주문 진척관리 등을 수행하는데 필요한 현장 데이터를 제공해준다. 그리고, 하위 레벨에는 MES 시스템과 연동된 해당 라인 스케줄러가 있어, 이들 스케줄러로부터 계획 변동사항을 보고 받아 기존에 수립된 생산계획을 조정해 준다.
최근 노트북 PC, 모니터, AV용 TFT-LCD에 대한 수요 급증과 평판표시소자의 긍정적 시장 예측으로 각 TFT-LCD 제조 업체는 신규라인 투자 및 기술 분야의 개발과 더불어 생산성 향상을 위해 생산관리 분야에 대한 연구가 활발히 진행 중이다. 본 논문에서는 기존 TFT-LCD 제조업체에서 생산 관리의 주요기법으로 사용하였던 생산량 증대라는 관점의 Push 방식을 떠나, 고객이 요구한 납기와 물량을 우선적으로 고려하고 동시에 TFT-LCD 공장의 FAB-Cell-Module 라인들의 능력을 생산계획에 반영하는 Pull 방식을 사용함으로써, 효율적인 통합 생산 관리 체계가 가능하도록 하였다. 특히, 현실성 있는 생산관리를 위해 전체 제조공정 중에서 Bottleneck이 되는 FAB 라인의 Photo 공정을 중심으로 설비능력과 전체 Setup Time을 고려한 부하할 당 방법을 적용하여 FAB-Cell-Module 라인들에 대한 IN/OUT 생산 계획을 수립하고, 기계 고장 등의 이상 상황 발생 시 생산계획을 조정하는 알고리즘을 제시하였다.
본 연구에서 제안하는 통합생산계획 시스템(그림 1)은 상위 레벨에 기준생산계획(MPS) 시스 템이 있어, 이로부터 내려온 주문들에 대해 각 라인별 생산계획을 수립하고, 주문의 예상 납기 산출, 주문 할당, 그리고 주문 진척관리 등을 수행하는데 필요한 현장 데이터를 제공해준다. 그리고, 하위 레벨에는 MES 시스템과 연동된 해당 라인 스케줄러가 있어, 이들 스케줄러로부터 계획 변동사항을 보고 받아 기존에 수립된 생산계획을 조정해 준다.
본 논문에서는 기존 TFT-LCD 제조업체에서 생산 관리의 주요기법으로 사용하였던 생산량 증대라는 관점의 Push 방식을 떠나, 고객이 요구한 납기와 물량을 우선적으로 고려하고 동시에 TFT-LCD 공장의 FAB-Cell-Module 라인들의 능력을 생산계획에 반영하는 Pull 방식을 사용함으로써, 효율적인 통합 생산 관리 체계가 가능하도록 하였다. 특히, 현실성 있는 생산관리를 위해 전체 제조공정 중에서 Bottleneck이 되는 FAB 라인의 Photo 공정을 중심으로 설비능력과 전체 Setup Time을 고려한 부하할 당 방법을 적용하여 FAB-Cell-Module 라인들에 대한 IN/OUT 생산 계획을 수립하고, 기계 고장 등의 이상 상황 발생 시 생산계획을 조정하는 알고리즘을 제시하였다.

후속연구

본 연구에서 제안하는 통합생산계획 시스템은 작게는 생산성 향상을 위해 제조 부문에서 추진하는 재공, 재고의 감소와 리드 타임의 단축은 물론, 크게 는 고객만족과 경쟁력 제고라는 목표 달성의 기반이 될 뿐만 아니라, 생산의 투명성 확보 및 수요에 맞는 생산 체계를 구축할 수 있어 시장환경 변화에 긴밀히 대응하는데 기여할 수 있다고 기대된다.
본 연구에서는 TFT-LCD 공장의 통합생산계획 수립 및 조정을 위한 통합생산계획 시스템의 구조와 방안을 제시하였다. 전체 공장의 생산계획 수립을 제조 현장의 능력을 고려하여 수립할 수 있게 됨으로써, 효율적인 생산관리가 가능하리라고 기대된다.
제조현장의 능력을 산출할 때, 보다 현실성있는 능력 산출 방법에 대한 추후 연구가 필요하다.

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