보고서 정보
주관연구기관 |
한양대학교 산학협력단 HanYang University |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2014-05 |
과제시작연도 |
2013 |
주관부처 |
미래창조과학부 Ministry of Science, ICT and Future Planning |
등록번호 |
TRKO201500004005 |
과제고유번호 |
1345199147 |
사업명 |
중견연구자지원 |
DB 구축일자 |
2015-05-23
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키워드 |
재제조시스템.분해.재가공.재조립.생산 및 일정계획.개념 체계.최적화 알고리듬.remanufacturing system.disassembly.reprocessing.reassembly.planning and scheduling.conceptual framework.optimization algorithms.
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DOI |
https://doi.org/10.23000/TRKO201500004005 |
초록
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연구의 목적 및 내용
재제조란 수명이 다한 제품을 성능과 품질이 신제품과 동일하거나 더 우수하게 제조하는 것을 의미하며 자원 및 에너지 소비를 최소화하고 부가가치를 창출하는 제품복구라는 측면에서 가장 상위수준의 재사용 형태로 볼 수 있다. 본 과제에서는 분해, 재가공 및 재조립으로 구성되는 재제조시스템 운영관리의 핵심 기능인 생산 및 일정계획의 세부문제들에 대한 최적/근사 최적 알고리듬을 개발하고, 이를 재제조 생산 및 일정계획 개념체계로 통합하는 것을 연구목적으로 한다. 이를 위하여 본 과제에서는 분해, 재가공 및 재조립으로
연구의 목적 및 내용
재제조란 수명이 다한 제품을 성능과 품질이 신제품과 동일하거나 더 우수하게 제조하는 것을 의미하며 자원 및 에너지 소비를 최소화하고 부가가치를 창출하는 제품복구라는 측면에서 가장 상위수준의 재사용 형태로 볼 수 있다. 본 과제에서는 분해, 재가공 및 재조립으로 구성되는 재제조시스템 운영관리의 핵심 기능인 생산 및 일정계획의 세부문제들에 대한 최적/근사 최적 알고리듬을 개발하고, 이를 재제조 생산 및 일정계획 개념체계로 통합하는 것을 연구목적으로 한다. 이를 위하여 본 과제에서는 분해, 재가공 및 재조립으로 구성되는 재제조시스템의 특성에 기반을 두고 공정계획, 생산계획 및 일정계획에 대한 하부 문제의 범위를 확장해 가며 연구를 진행하고 최종적으로 전체 재제조시스템에서의 통합 생산/일정계획 개념체계 및 알고리듬을 개발하는 것을 연구내용으로 한다.
연구결과
본 과제에서는 개별영역과 통합영역으로 나누어 연구를 진행하였다. 개별영역이란 재제조시스템을 구성하는 분해, 재가공 및 재조립 공정 혹은 두 개 이상의 공정에서의 공정계획, 생산계획 및 일정 계획을 의미하며, 통합영역이란 두 개 이상 개별영역 연구를 통합하는 것을 의미한다. 각 영역별 구체적인 연구결과는 다음과 같다.
● 개별영역
- 분해 공정계획: 재제조 환경에 적합한 다중 목표물을 추출하기 위한 분해순서를 결정하는 선택적 분해공정 계획 문제를 정의하고 기존연구보다 우수한 수리모형 및 관련 알고리듬 개발
- 생산계획: 분해/재가공 공정에서의 계획기간별 분해 및 재가공 물량을 결정하는 생산계획 모형 및 알고리듬을 개발하고 이를 확장하여 전체 재제조시스템에서의 분해, 재가공 및 재조립 물량을 결정하는 생산계획 모형 및 알고리듬 개발
- 일정계획: 재가공 공정을 대상으로 작업순서를 결정하는 납기 기반의 작업 군이 존재하는 개별공정 일정계획 문제 및 장비와 순서에 종속적인 병렬기계 일정계획 문제를 정의하고 관련 수리모형 및 알고리듬을 개발 후 재가공/재조립 공정 및 전제 재제조시스템 일정계획 모형으로 확장하고 관련 알고리듬 개발
● 통합영역
- 분해 공정계획+생산계획: 분해공정 계획의 확장으로 부품의 수요를 만족하도록 분해수준 및 분해량을 결정하는 기본문제를 정의하고 관련 수리모형 및 알고리듬 개발한 후 기간별 재고량을 고려하는 다 기간 문제로 확장
- 생산계획+용량계획(추가연구): 생산계획의 확장으로 제조시스템에 재제조시스템을 도입할 경우 수요를 만족하며 관련 비용의 합을 최소화하는 제조/재제조 생산용량 및 총괄수준의 생산계획을 수립할 수 있는 모형 및 알고리듬 개발
- 생산계획+일정계획: 전제 재제조시스템을 하나의 설비로 보며 순서종속 작업준비비용 및 자원제약을 고려하는 로트 크기 결정 및 일정계획 문제에 대한 알고리듬 제시 후 제지 재제조시스템에 대한 사례연구 결과 제시
연구결과의 활용계획
● 재제조시스템 운영관리의 핵심기능인 생산 및 일정계획에 대한 이론적 기초로 활용
● 재제조 특화 APS (advanced planing and scheduling) 시스템 개발 및 관련 산업 창출에 활용하며 특히 환경문제에 적극적으로 대처해야 할 기업의 경우 자사의 수명 말 제품에 대한 재제조시스템을 구축하는데 있어 핵심 관리기술로 활용
● 국가적인 관점에서 본 과제는 재제조 산업의 발전과 더불어 환경 지속가능성 향상, 폐기물 저감, 에너지/원자재 사용량 감소, 고용증대 등의 장기적인 효과에 기여
Abstract
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Purpose&contents
Remanufacturing, the most advanced product recovery option in economic as well as environmental aspects, can be defined as an industrial process in which used or end-of-life products are restored in such a way that they are as good as new in terms of appearance, quality, reliabil
Purpose&contents
Remanufacturing, the most advanced product recovery option in economic as well as environmental aspects, can be defined as an industrial process in which used or end-of-life products are restored in such a way that they are as good as new in terms of appearance, quality, reliability, and performance. The main purpose of this project is to suggest optimal/heuristic algorithms for planning and scheduling problems for remanufacturing systems with disassembly, reprocessing, and reassembly processes, and then integrate them into a remanufacturing specific planning and scheduling conceptual framework. According to the characteristic that remanufacturing systems consist of disassembly, reprocessing, and reassembly processes, we perform the study by enlarging the system and problem scopes, and then combining the individual research results into an integrated planning and scheduling system for the entire remanufacturing system.
Result
This project was performed after dividing the entire research areas into individual and integrated ones. The individual areas imply process planning, production planing and scheduling at one or more subsystems, i.e. disassembly, reprocessing and reassembly. Also, the integrated areas consider the integration of two or more individual areas. The detailed research results can be summarized below.
● Individual areas
- Disassembly process planning: development of mathematical model and solution algorithms for selective disassembly sequencing that determines the sequence of disassembly operations to obtain multiple target components of an end-of-life product for the purpose of remanufacturing.
- Production planning: development of mathematical model and solution algorithms to determine the disassembly and reprocessing lot sizes and its extension to the entire remanufacturing system with disassembly, reprocessing and reassembly
- Scheduling: development of mathematical model and solution algorithms for reprocessing shop, i.e. unrelated parallel machine scheduling and due-date based job shop scheduling with job families, and an extension to the entire remanufacturing system
● Integrated areas
- Disassembly process planning + production planning: development of mathematical models and solution algorithms for the single product type disassembly leveling and lot-sizing problem that satisfies the component demands and its extension to a multiple-period model
- Production planning + capacity planning: development of mathematical models and solution algorithms for capacity and production planning in a hybrid production system with manufacturing and remanufacturing facilities, which determines capacity requirements and production quantities at manufacturing and remanufacturing facilities, together with subcontracting quantities, to satisfy the demands over a given planning horizon
- Production planning + scheduling: development of model and solution algorithms for single machine capacitated lot-sizing and scheduling determine the lot sizes and the sequence of lots while satisfying the demand requirements and the machine capacity in each period of a planning horizon and its case result
Expected Contribution
● This study provides a theoretical background for managing remanufacturing operations by developing a conceptual framework and integrating the solution algorithms.
● The project results can be used to develop remanufacturing specific APS (advanced planing and scheduling) system and hence the corresponding industry Also, for companies that must reprocess their end-of-life products, the results can be used to implement their operations management systems.
● This project has additional contributions in improving environmental sustainability, reducing energy and resource consumptions, increasing employment, training remanufacturing experts, etc.
목차 Contents
- 핵심연구사업 최종보고서(평가용) ... 1
- 목 차 ... 3
- 연구계획 요약문 ... 4
- 연구결과 요약문 ... 5
- 한글요약문 ... 5
- SUMMARY ... 6
- 연구내용 및 결과 ... 7
- 1. 연구개발과제의 개요 ... 7
- 2. 국내외 기술개발 현황 ... 10
- 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 14
- 4. 목표달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 93
- 5. 연구결과의 활용계획 ... 96
- 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 97
- 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 97
- 8. 참고문헌 ... 98
- 9. 연구성과 ... 101
- 10. 기타사항 ... 103
- 끝페이지 ... 117
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