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다품종 소량생산을 위한 생산 스케줄링관리 시스템 설계

Design of Production Scheduling Management System

for small quantity batch production

투고자▶ :김창해 대구대학교 컴퓨터정보공학과( )

신은경 대구대학교 컴퓨터정보공학과( )

금진권 대구대학교 컴퓨터정보공학과( )

정민호 대구대학교 컴퓨터 공학부( IT )

권영직 대구대학교 컴퓨터 공학부( IT )원고 매수▶ :표지 본문 및 참고문헌 저자약력(1), (6), (1)

표의 수▶ : 개0

그림의 수▶ : 개12

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다품종 소량생산을 위한 생산 스케줄링관리 시스템 설계

김창해 신은경 금진권 정민호 권영직, , , ,

Design of Production Scheduling Management System

for small quantity batch production

Chang-Hai Jin, Eun-Kyoung Shin, Jin-Kwon Geum, Min-Ho Jung, Young-Jik Kwon

요 약

생산계획은 제조업체의 신뢰성 및 경쟁력을 위해서 중요한 바탕으로 작용하고 있다.

기업들은 전통적 방법론을 이용한 생산일정수립을 적용하였지만 고정된 리드타임으로,

인해서 생산일정수립이 정상적으로 작동되지 않았다 이에 등장한 것이. FCS(Finite

유한능력 스케줄링 이다 는 각 자원의 능력에는 제약이 있고Capacity Scheduling: ) . FCS

이 제약 사항을 반영하여 좀 더 정확하고 현실적인 스케줄링을 한다는 것을 의미한다.

본 논문에서는 국내 제조업체를 중심으로 생산일정계획수립의 문제점을 분석하여 현장S

변경에의 대응능력과 자재결품에의 신속대응을 통하여 미래의 생산능력 판단의 향상 납,

기수준율을 향상 작업순서의 최적화에 따른 생산 리드타임 단축과 자재소요정보 및 공,

수정보 제공으로 원자재 재고 감축 불필요한 시간의 감소 생산스케줄링 자동화를 통한, ,

생산계획수립시간의 단축 생산계획 및 진행현황에 대한 정보공유 및 부서간의 원활한,

의사소통 등의 기대효과를 얻고자 생산스케줄링 관리시스템을 설계하였다.

연구의 필요성1.

정보기술의 발달에 따라 국내산업 전반에

와 인트라넷 등의 정보화가 가속화되고ERP

있다 국내 제조업체의 경우 대기업을 중심.

으로 전산화 시스템이 구축되면서 업무의

화와 화가 가속되고 있으며 특히Slim Speed ,

제조업체의 핵심인 생산 부문에 있어서 이

러한 현상은 두드러지게 나타나고 있다 그.

러나 중소기업에서는 자체개발 능력의 부족

으로 인하여 기존의 소프트웨어를 구입하여

활용하고 있으나 다양한 생산형태와 이에,

따른 상이한 에 의해 생산시스Work Flow

템의 전산화에 큰 어려움을 겪고 있는 현실

이다 정한욱 외 인.[ 2 1999].

기존에는 생산계획의 전통적 방법론을 이

용하여 생산일정수립을 적용하였지만 고정,

된 리드타임 제품의 기획에서 완(lead time;

성단계의 기간 으로 인해서 정상적인 생산)

일정수립이 불가능하였다 이에 등장한 것.

이 유한FCS(Finite Capacity Scheduling;

능력 스케줄링 이다 는 높게 집적되고) . FCS

컴퓨터화 된 제어구조를 가진 생산 시스템

으로서 이 시스템의 핵심적인 부분은 다품

종 소량생산에 대응하는 생산시스템의 설계

및 운영에 있다고 할 수 있다 이동진 외[ 1

인 1998].

생산스케줄링 시스템이란 자재의 가용, “

369

성과 생산능력을 동시에 고려하여 생산계획

과 일정시간을 수립 및 조정할 수 있도록

지원하는 시스템 을 말한다 그림 은 생산” . 1

스케줄링 시스템의 변화를 나타낸다 기존.

의 주기적인 생산계획에서는 월주일별

의 주기적인 생산계획을 통해서 생산지시를

내렸었다 하지만 생산스케줄링 시스템을.

통해서는 실시간 생산계획 수립 및 조정이

가능해진다.

그림( 1 생산스케줄링 시스템)

본 연구에서는 국내의 제조업체를 선정하

여 기존의 생산계획에 대하여 분석하였다.

그리고 기업의 현장변경의 대응력과 자재결

품에 대한 신속대응력을 향상시켜 확실하고

정확한 생산능력 판단을 가지고자 실시간

생산계획이 가능하며 의 자동 산출을, BOM

이용하여 기반의 생산스케줄링 시스MRP

템을 설계하고자 하였다 또한 생산 스케줄. ,

링관리의 자동화를 위해서 수주재고정보

를 받아 인사 및 자재정보를 이용하여 생산

계획을 수립하여 최종적으로는 인원별 공수

관리까지 가능하도록 설계하였다.

현재의 생산계획 수립과정2.

생산계획의 필요성2.1

본 생산계획 수립에 대한 연구는 국내 철

제진열대를 생산하는 기업을 대상으로 하S

였다 기업은 다품종 소량생산 형태의 제. S

조업체이며 주문을 통하여 생산을 하는 주

문생산체제로 이루어져 있다 따라서 기업. S

은 주문에 따른 제품납기를 빠른 시일에 이

루어지도록 생산계획을 수립하여야 할 필요

성을 갖고 있다.

현재 생산계획의 문제점2.2

기업의 생산 업무는 그림 와 같은 흐S 2

름으로 이루어졌다 공정 별로 생산을 한.

후 도장 전 상태 로 입고가 되면 품, UBC( ) ,

질검사를 거쳐 도장 전 생산실적으로 등록

된다 그리고 도장 혹은 도금을 거친 후. ,

도장 후 상태 로 입고되고 품질검사를UAC( )

거친 후 도장 후 생산실적으로 등록된다, .

그림( 2 기업의 생산업무 흐름도) S

기업은 발주처에서 받아온 주문서를 기S

초로 하여 여러 가지의 완제품에 대하여 생

산계획을 한다 기업의 제품은 진열대. S ,①

메탈렉 바베큐 그릴 등으로 크게 분류,② ③

할 수 있다 각각의 분류에는 여러 종류의.

제품들이 있다.

기업의 생산계획은 생산부서 내의 여러S

인원이 수작업으로 수립하기 때문에 계획

수립에 많은 시간이 소요되고 있으며 일단,

370

수립된 생산계획에 대해 주문정보 변경 및

기타요인으로 인한 신속한 기존 생산계획

변경이 용이하지 못함으로써 월말에 생산이

집중되는 문제점이 발생하고 있다 또한 계.

획량과 실제 생산량의 차이에 대한 재생산

계획수립이 수행되지 못함으로써 무리한 잔

업수행이 불가피하다.

따라서 기업에서는 다품종 소량생산S (1)

으로 인한 생산효율 저하 생산계획 최적, (2)

화에 대한 판단 어려움 생산계획 비교, (3) ,

시뮬레이션 및 비교대상의 어려움 공장, (4)

가동률 생산성 계획성과 효율 평가의 어려/ /

움 등의 문제점이 나타났다.

를 이용한 생산계획2.3 MRP

수주정보와 재고정보를 받아 생산계획을

할 때 인사관리와 자재관리 정보와 연동하,

여 생산계획을 세우고 생산지시를 내린다.

기업의 기존의 생산계획 방법은 그림 과S 3

같다.

그림( 3 기업의 를 이용한 생산계획) S MRP

기업은 수주를 받아 도면정보를 이용하S

여 수작업으로 을 산출하고 산출된BOM ,

의 정보를 받아 생산을 계획하고 지시BOM

한 는 방법을 이용하고 있었다 이러한 경.

우 수주를 받아 을 산출하기까지 오, BOM

랜 기간이 걸린다는 점과 정확도가 떨어진,

다는 단점이 있었다.

이러한 단점을 보완하기 위해서 수주정보

와 재고정보를 받아 실시간으로 생산계획을

수립하고 생산지시까지 내릴 수 있는 실시

간 생산스케줄링 관리 시스템을 설계하였

다 설계하고자 하는 시스템은 기존의. MRP

방식을 기반으로 설계하였다.

시스템에서는 와 정보를MRP MPS BOM

이용하여 모든 하위부품에 대한 자재소요량

을 계산하고 생산품에 대해서는 공정정보,

를 이용하여 일정계산을 행한다 이현용 외[

인2 2000].

그림 는 실시간 생산스케줄링 관리 시스4

템을 설계를 위한 업무흐름을 나타낸다.

그림( 4 설계된 생산스케줄링의 흐름도)

수주 재고 인사관리 자재관리 정보를, , ,

이용하여 생산계획을 하고 계획된 내용을,

바탕으로 생산지시를 한다 생산지시를 하.

는 것과 동시에 자재출고요청이 들어가고,

인원정보에 대해서 각 공정별 생산을 실행

한다 그리고 생산을 통해 제조실적을 산출.

함과 동시에 자재소요정보를 산출할 수 있

도록 하였다 그리고 품질검사를 통해 최종.

생산실적을 나타낼 수 있도록 설계하였다.

371

생산 스케줄링관리 설계3.

업무흐름의 설계3.1

본 연구의 생산 스케줄링관리 시스템은

기업의 시스템의 생산관리 부분으로S ERP

설계하였으며 영업수주발주인사재,

고자재도면 과 연동되어 사용된BOM

다 그림 참조( 5 ).

그림( 5 생산관리와의 연관관계)

기업의 생산 공정순서는 그림 과 같이S 6

나타난다.

그림( 6 기업의 공정순서) S

작업공정은 그림 과 같이 단계로 이루6 5

어져 있고 공정순서는 와 같이 가지, A-H 8

순서로 이루어지는 공정이 있다 이러한 공.

정순서와 공정별 인원을 고려하여 생산스케

줄을 자동으로 잡기위한 시스템을 설계하였

다.

기업의 생산스케줄링 시스템은 먼저S , S

기업이 받은 수주를 우선순위별로 나열한

다 그리고 자재에 따른 공정에 대해서 순.

위를 부여하고 마지막으로는 공정에 대해,

서 인원 투입되는 생산직원 에 대해서 순위( )

를 부여한다 그리하여 최종적으로 생산에.

대한 스케줄을 관리할 수 있다.

그림( 7 공정별 생산계획의 흐름도)

그림 은 공정별 생산계획의 흐름도를 나7

타낸다 먼저 우선순위에 대해서 정렬된 수. ,

주정보를 받고 품목과 인원정보를 이용하,

여 공정에 대한 생산계획이 가능하다 즉. ,

한 공정을 하는데 얼마만큼의 인원이 필요

한지 품목을 생산하기 위해서 이 공정은,

얼마만큼의 시간이 필요한지를 산출할 수

있다.

그림( 8 생산스케줄링 과정)

그림 은 생산지시를 하기 위한 스케줄링8

과정을 도식화 한 것이다 진열대를 생산하.

기 위해서 소요되는 품목 부품 및 부분품(

들 정보와 인원별 공수정보에 의한 소요시) ,

간정보 그리고 를 통해 얻는 자재소요, MRP

정보 공정 별 생산에 따른 공정순번정보를,

372

이용하여 수주에 대한 우선순위와 자재① ②

에 대한 공정순위 브라켓은 절곡 도장(ex, - -

포장 순 밑판은 프레스 절곡 도장 포장, - - -

순 공정 별 인원순위 브라켓을 도장), (ex,③

하는데 몇 명의 인원이 소요되며 어느 종,

업원이 하면 얼마의 시일이 걸리는가에 대

한 정보를 이용하여 순위를 나타낸 것 를)

이용하여 최종적으로 공정 별 생산지시를

내린다.

공정 별 생산스케줄링3.2

그림 에서 그림 까지는 순위별로 나열9 12

된 수주에 대해서 공정순위와 공정별 인원

정보를 이용하여 공정 별 생산지시를 내리

기 전 스케줄링을 한 것이다 그림 는 순. 9

공학 스케줄링 방법을 사용하였고 그림, 10

은 역공학 스케줄링 방법을 사용하였다.

그림 의 순공학 스케줄링은 제품생산을9

처음 시작 할 경우이며 그림 의 역공학, 10

스케줄링은 마지막으로 제품을 생산할 때

사용하는 스케줄링이다.

그림( 9 순공학 스케줄링)

그림( 10 역공학 스케줄링)

기업의 공정은 순공학과 역공학 스케줄S

링을 사용하지 않고 공정별 스케줄링을 사,

용하도록 하였다 공정별 스케줄링을 사용.

하여 납기일을 맞추고 한 수주에 대해 하,

나의 공정이 끝나면 다음 공정이 이루어지

도록 하였다 작업은 작은 공정부터 실행되.

도록 하였다.

그 결과 그림 에서는 작업시간이 작은, 11

수주 을 먼저 시작하였으며 한 공정이 끝“ 3” ,

나면 다음공정으로 넘어가야 한다는 조건으

로 인해 공정 와 공정 에서는 수주“ B” “ A” “ 3”

과 수주 사이에 공백이 발생하게 되었다“ 2” .

그리고 납기일을 맞추어야 한다는 조건으로

인해서 수주 에서는 각 공정에 대해서 교“ 1”

차시간의 발생이라는 문제점이 나타났다.

그림( 11 공정별 스케줄링) (1)

한 공정에 대해서 발생하는 공백시간을

줄이기 위해서 그림 에서와 같이 생산연12 “

373

장시간 을 두었다 공정 에서 발생했던” . “ B” 2

시간의 공백시간을 최대한으로 줄이기 위해

서 공정 의 하루 시간의 작업량을 끝낸“ A” 8

후 남은 작업량에 대하여 시간 연장 작업, 2

을 하도록 스케줄링 하였다.

그 결과 공정 와 공정 에서 시간의, “ B” “ C” 2

공백시간을 줄일 수 있었다 즉 한 공정의. ,

연장 작업으로 인해서 다음 공정의 공백시

간을 줄일 수 있었다 그리고 납기일에 맞.

게 생산이 가능하며 공백시간을 줄임으로,

써 기업의 효율성도 향상되었다.

그림 에서 나타나는 생산교차시간은 기12

업의 특성상 교차시간이 시간 이하일 경우4

에는 교차가 가능하였다.

그림( 12 공정별 스케줄링) (2)

기업은 공정순서를 갖고 있으며 그 순S ,

서에 따라 공정을 할 경우 공백시간의 발생

으로 인해 생산의 효율성이 떨어졌다 실시.

간으로 공백시간의 발생을 인지 및 해결하

고 스케줄링 된 작업에 공백시간을 최소로

줄이기 위해 공정에 대해 연장시간을 주도

록 하였으며 공정의 교차시간은 시간 이, 4

하로 설정하도록 하였다 본 논문에서 설계.

한 시스템은 공백시간을 줄이기 위해 실시

간으로 생산연장과 교차를 지원해준다.

결 론4.

급격한 산업발달과 더불어 다양한 고객의

요구를 충족시키기 위해서는 기업의 생산형

태 또한 다양성과 특수성을 필요로 하게 되

었다 더욱이 다품종 소량생산 형태의 기업.

들은 생산계획을 수립하고 변경하는데 많은

시간과 인원이 소요되고 있으며 이는 기업,

의 경쟁력을 저하시키는 큰 요인으로 작용

하고 있다.

본 연구에서는 다품종 소량생산 형태의

국내 중소기업을 선정하여 를 기반으MRP

로 생산일정과 그리고 자재정보를BOM,

이용하여 실시간으로 생산계획을 수립하는

생산스케줄링 관리 시스템을 설계하였다.

이 시스템은 기업의 시스템의 한 모듈ERP

로 설계되었기 때문에 각 모듈의 데이터베

이스와 연동되어 보다 정확한 정보를 제공

해 줄 것으로 예상된다 또한 현장변경에의. ,

대응능력과 자재결품에 대한 신속대응을 통

하여 미래의 생산능력 판단의 향상 납기,

수준율의 향상 작업순서의 최적화에 따른,

생산 리드타임 단축 자재소요정보 및 공수,

정보 제공으로 원자재 재고 감축 불필요한,

시간의 감소 생산스케줄링 자동화를 통한,

생산계획수립시간의 단축 생산계획 및 진,

행현황에 대한 정보공유 및 부서간의 원활

한 의사소통 등의 기대효과를 얻을 수 있을

것으로 예상된다.

향후 연구과제로는 기업에 맞게 적용할S

수 있는 생산스케줄링 관리 시스템에서 갑

작스런 돌발요소들에 대비하여 효율적으로

작용 가능한 생산스케줄링 알고리즘에 대한

연구가 필요하다.

374

참 고 문 헌[ ]

정한욱 이희남 이창호 주문생산시스[1] , , , “

템하의 생산계획 모듈 개발에 관한 연

구 공업경영학회지 제 권 제”, , 22 , 51「 」

집 월, 1999, 8 , pp.221-230

이동진 노인규 유연생산시스템에서[2] , , “

혼합할당규칙에 의한 일정계획에 관한

연구 공업경영학회지 제 권 제”, , 21 ,「 」

집 월47 , 1998, 8 , pp.35-45

이현용 이승우 강경식[3] , , , “MRP, GT,

혼합생산시스템 구축에 관한 연구JIT ”,

산업경영시스템학회지 제 권 제, 23 ,「 」

집 월58 , 2000, 8 , pp.89-100

[4]http://blog.naver.com/kjbkins.do?Redire

ct=Log&logNo=6990938

375

저자약력

김창해김창해김창해김창해(Chang-Hai Jin)(Chang-Hai Jin)(Chang-Hai Jin)(Chang-Hai Jin)

년 현재 대구대학2003 ～

교 대학원 컴퓨터정보공

학과 정보공학전공 박사(

과정)

신은경신은경신은경신은경(Eun-Kyoung(Eun-Kyoung(Eun-Kyoung(Eun-Kyoung

Shin)Shin)Shin)Shin)

년 대구대학교 컴퓨2003

터정보공학부 정보공학

전공 학사( )

년 월 현재 대구2003 3 ～

대학교 대학원 컴퓨터정보공학과 석사과정( )

금 진권금진권금진권금진권 ( J i n - G w o n( J i n - G w o n( J i n - G w o n( J i n - G w o n

GeumGeumGeumGeum))))

년 월 대구대학교2004 2

정보통신공학부 정보공

학전공 학사( )

년 월 현재 대구2004 3 ～

대학교 대학원 컴퓨터정보공학과 석사과정( )

정민호정민호정민호정민호(Min-Ho Jung)(Min-Ho Jung)(Min-Ho Jung)(Min-Ho Jung)

년 현재 대구대학1999 ～

교 정보통신대학 컴퓨

터 공학부 전산공학IT

전공

권영직권영직권영직권영직 ( Y o u n g - J i k( Y o u n g - J i k( Y o u n g - J i k( Y o u n g - J i k

Kwon)Kwon)Kwon)Kwon)

년 경북대학교 수학1976

과 이학사( )

년 영남대학교 경영1980

학과 경영학석사( )

년 계명대학교 경영1991

학과 경영학박사( )

년 현재 대구대학교 컴퓨터 공학부1980 IT～

교수

관심분야 소프트웨어공학 전자상거래: ,