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영린 목
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1 한국산학기술학회논문지 Vol. 10, No. 10, pp , 2009 복수 DBR 기법을이용한 PCB 생산라인의효율적인생산계획시스템개발 요시다아쯔노리 1*, 박정현 2 1 선문대학교대학원기계및제어공학과, 2 선문대학교공과대학기계공학과 Development of an Effective Manufacturing Scheduling System for PCB Manufacturing Line Using Dual DBR Method Atsunori Yoshida 1* and Jeong-Hyeon Park 2 1 Department of Mechanical and Control Engineering, Graduate School of Sunmoon University 2 Department of Mechanical Engineering, College of Engineering, Sunmoon University 요약중소 PCB 제조업체에서는외부생산환경변화, 복수개의제약공정, 많은공정수, 긴리드타임, 동일공정반복생산등의특징으로인하여효과적인생산스케쥴작성에많은어려움을겪고있다. 최근 TOC 이론에서제시하고있는 DBR기법을 PCB 생산라인에적용하고자하는시도는진행되고있으나, 제약공정을 1개만설정하도록하는일반적인 DBR로서는 PCB 생산라인의특성상충분한효과를기대할수없는현실이다. 따라서본논문에서는 PCB 생산라인에서효과적인생산스케줄링을수립하기위하여 TOC의 DBR기법을발전시킨복수 DBR기법을제시하였다. 또, 실제로국내중소 PCB 제조업체에복수 DBR을적용하여제조리드타임을 20% 이상단축함을확인하였다. Abstract This paper proposes Dual DBR(Drum-Buffer-Rope) system for a small-to-medium-sized PCB(Printed Circuit Board) manufacturing line. DBR method of TOC(Theory of Constraints) is an effective system for a small-to-medium-sized company to build production scheduling system. But to apply it to PCB line, it needs more technical consideration because of multiple constraints, looping process line and complex buffer management. This paper proposes an answer of these problems using Dual DBR to build production scheduling system more successfully. And it was confirmed that lead time was reduced more than 20% applying Dual DBR system to a domestic PCB manufacturing line actually. Key Words : Multiple constraints, Scheduling, TOC, DBR, PCB 1. 서론 PCB(Printed Circuit Board) 생산라인은대표적인다품종소량생산라인이며, 동일라인에서많은종류의제품이생산되는혼류생산형태의라인이다. 국내 PCB 생산업체는현재납기단축을위해생산스케쥴링시스템의도입또는개선활동을활발히전개하고있다. 하지만상대적으로열악한생산환경을갖는중소 PCB 제조업체에서는생산스케쥴링에대한외부환경의변화가매우심한관계로기존의스케쥴링방법으로서는효율적생산스케쥴링 을수립하기어렵다. 특히복수개의제약공정이존재하는 PCB생산라인에서는효과적인생산스케쥴작성에많은어려움을겪고있어개선이시급하다고할수있다. 최근생산스케쥴생성에비교적쉽게적용할수있는관계로 TOC(Theory of Constraints) 이론에서제시하고있는 DBR(Drum-Buffer-Rope) 기법을 PCB 생산라인에적용하고자하는시도는진행되고있다. 하지만제약공정을 1개만설정하도록하는일반적인 DBR로서는 PCB 생산라인의특성상 ( 많은공정수, 긴리드타임, 동일공정반복생산등 ) 충분한효과를기대할수없는현실이다. 따라 * 교신저자 : 요시다아쯔노리 (ay2375@yahoo.co.jp) 접수일 09 년 08 월 18 일수정일 (1 차 09 년 09 월 15 일, 2 차 09 년 09 월 22 일 ) 게재확정일 09 년 10 월 14 일 2935

한국산학기술학회논문지제 10 권제 10 호, 2009 서 DBR의장점인도입의용이성을유지하면서동시에복수제약공정문제를해결할수있는복수 DBR에대한연구가필요하다고할수있다. 본논문에서는 2개의제약공정이존재하는 PCB 생산라인에서효과적인생산스케줄링을수립할수있는복수 DBR기법을제시하고, 실제 PCB 생산라인에적용한사례를소개하고자한다. 2. PCB 생산라인스케쥴링연구 2.

2 한국산학기술학회논문지제 10 권제 10 호, 2009 서 DBR의장점인도입의용이성을유지하면서동시에복수제약공정문제를해결할수있는복수 DBR에대한연구가필요하다고할수있다. 본논문에서는 2개의제약공정이존재하는 PCB 생산라인에서효과적인생산스케줄링을수립할수있는복수 DBR기법을제시하고, 실제 PCB 생산라인에적용한사례를소개하고자한다. 2. PCB 생산라인스케쥴링연구 2.1 PCB 생산라인개요 PCB 생산라인은다품종혼류생산방식으로라인이구성되어있으며, 100% 수주생산이다. 즉, 생산해야할제품의모델과납기는모두수주에따라결정된다. PCB는제품특성상조립공정은없고, 마지막공정까지 CCL(Copper Clad Laminate) 이라는원재료에대한가공작업의연속으로진행된다. 예를들어회로형성, 드릴공정 (drilling), 동도금, 적층, 금도금, PSR(Photo Solder Resist), 라으터 (Router) 등의공정이계속된다. 그리고이러한가공공정과별도 BBT(Bare Board Test), AOI(Automatic Optical Inspection) 등의검사공정이있다. 최근에는최신가공공법으로변화되고있는추세이며, AFI(Automatic Final Inspector), 레이저드릴 (laser drill) 등의공정도추가되어, 공정수순도많이다양화, 고난도화되어있다 [2]. PCB 제품은빈번한모델변경 (model change) 과짧은생명주기 (life cycle) 이라는특징을갖고있다. 그결과 PCB 생산라인은제조리드타임단축으로인한납기준수율향상이중요한과제가되어있다. 하지만 PCB 제조업체는대부분이중소업체이며, 이러한문제를해결하기에는현실적으로많은어려움이있다. 예를들어공정내재공품이증가하기쉽고, 설비생산능력도제품에따라변동된다. 특히복수대의설비가병렬상태로설치되어있는공정 (CNC 드릴, 레이저드릴, AOI 등 ) 에대한최적스케쥴링은기술력이미약한중소제조업체로서는관리하기어렵다고할수있다. 그뿐만이아니라공정수순도제품에따라다양하며, 때로는설비단위로작업지시를해야할경우도발생한다. 표 1은 PCB 생산라인의이러한특징을정리한것이다. [ 표 1] PCB 생산라인의특징 많은공정 ( 약 20~40 개공정 ) 낮은공정안정선 ( 수율 80~90%) 다품종혼류생산 (300 종이상진행 ) 진행공정반복성 ( 적층, 회로등 ) 제품별로 - 제약공정변동 - 공정능력변동 (2~3 배변동 ) - 리드타임변동 (2~4 배변동 ) 빈번한공정변경 ( 외주공정활용 ) 빈번한우선순위변경 투입조절정확성의한계 제약공정설정정확성의한계 어려운적정재공량산출 수주변경시제약공정가동률한계 100% 수주생산형태 과대한재공재고유지 짧은제품생명주기 고도화되는생산기술 PCB 생산라인의전형적인레이아웃 (layout) 은그림 1 과같다. 그림 1은국내 PCB 제조업체인 A사의 PCB 생산라인이며, 화살표는대표적인 PCB 제품의공정수순을표시한것이다. 물론제품에따라공정수순은다르며, 최근에는 40개이상의공정수순을가진제품도있다. 그리고대부분의제품은일부동일공정을반복하여적용하는공정을포함하고있다. [ 그림 1] 국내 PCB 생산라인레이아웃사례 2.2 PCB 생산라인의스케쥴링연구내용 PCB 생산라인의스케쥴링에대한기존연구내용으로서, PCB 생산라인의특징인복수제약공정에대한스케쥴링과, TOC에서제시하고있는 DBR기법을적용한생 2936

3 복수 DBR 기법을이용한 PCB 생산라인의효율적인생산계획시스템개발 산스케쥴링을중심으로살펴보면다음과같다. 먼저복수제약공정을위한스케쥴링에대하여는표 2 와같은연구들이있다. [ 표 2] 복수제약공정에대한스케쥴링연구사례 논문저자 논문제목 복수자원제약스케쥴링프로그렘을위한 GA기 Mori 법 (a GA for multi-mode resource constrained [7] project scheduling program) Crama PCB의생산계획문제 (production planning [6] problems in PCB assembly) Cheng [5] 안재경 [3] Wong [12] Simao [9] 반도체생산의환경연결을위한목적기반컨트롤러 (An object-based controller for equipment communications in semiconductor manufacturing) 시뮬레이션을이용한 PCB 제조시스템의수행능력분석복수에이젠트생산시스템을위한다이너믹작업장스케쥴링 (Dynamic shopfloor scheduling in multi-agent manufacturing systems_ 주문생산을위한 MES (MES for customized production) PCB 라인의스케쥴링연구로서는 Crama[6] 가 CNC 드릴공정과같은복수개의생산장비가병렬형태로가동되는공정에대한생산계획을연구하였다. 그리고 Mori[7] 는유전알고리즘 (Genetic Algorithm) 이론을이용한방법론을제시하였고, 안재경 [3] 은제조라인의통합생산관리를위한접근방법을제시하였다. 그리고 PCB라인과유사한형태를가진반도체라인에대한 MES(Manufacturing Execution System) 구축사례를 Cheng[5] 이소개하였는데, 여기서는 SEMATECH에서제시한 CIM 프레임워크 (framework) 를기본으로 CORBA 아키텍처 (architecture) 를적용하여구축하고있다. 또, 시스템모델링은 UML(unified modeling language) 를이용하고있다. 그외에도 H-MES(Holonic MES), I-MES(Intelligent MES), IMS(Intelligent Manufacturing System), DRM(Distribution Resource Planning), IPPS(integrated process planning and scheduling), MAS(Multi-Agent Systems) 방법론등이연구되어있다 [9,12]. 두번째로 DBR기법을적용한스케쥴링연구는다음과같다. 그림 2는 DBR기법을모델링한것이다. [ 그림 2] DBR 모델링 DBR은제약자원 (CCR: Capacity Constraint Resource) 에주목하여스케쥴링하는기법이다. 현재 DBR과기존의다른생산관리기법과의연계도활발히연구되어있다. 예를들어고시근 [1] 은 Kanban시스템을사용하여 DBR을구현하는연구를하였다. 또한 DBR기반의 APS 시스템설계방법도연구되어있다 [4]. DBR은다른생산일정계획구축기법과달리비교적쉽게도입할수있어서중소제조업체에서도충분히도입할수있다. 그것은다음과같은특성이있기때문이다. (1) 비교적전문지식이불필요 (2) 기준정보수준도중소제조업체수준 (3) 짧은구축기간 (3개월이내 ) (4) 제약자원공정만생산계획을수립따라서 PCB 생산라인과같이비교적정보인프라및관리기술이미약한중소제조업체에서도 DBR 도입이가능하다고할수있다. 실제국내 PCB 제조업체에대한 DBR 도입사례가최근에들어여러분야에서발표되고있다. DBR에복수제약공정스케쥴링기능을보완한대표적인연구로서는표 3과같다. 이러한연구가필요하게된이유는우선복수개의제약공정이존재하는생산라인에 DBR을적용할경우, 제약자원을 1개만설치해서운영하는일반적인 DBR( 이하일반 DBR라고한다 ) 보다 2개설치하여운영하는 DBR( 이하복수 DBR라고한다 ) 이효과적이다는이유때문이다. 복수 DBR의필요성과효율성에대하여는이미여러분야에서연구가되어있다 [8]. 2937

4 한국산학기술학회논문지제 10 권제 10 호, 2009 [ 표 3] DBR 에복수제약공정스케쥴링기능을보완한연구사례 논문저자 Simons [10] Simons [11] Onwubolu[ 8] 논문제목 Goal System에실장한복수제약공정스게쥴링전개 (An Exposition of Multiple Constraint Scheduling as Implemented in the Goal System) 연속적인시스템슬루풋을위한복수자원연속스케쥴링 (Simultaneous versus sequential scheduling of multiple resource which constrain system throughput) 유전알고리즘을적용한복수제약자원의혼류생산문제최적화 (Optimizing the multiple constrained resource product mix problem usinggenetic algorithms) 하지만기존에복수DBR 연구내용들은 Goal System 이라는 DBR 생산스케쥴링시스템이도입되어있는라인에한정되어있거나 [10], 유전알고리즘을적용한내용들이며 [11], PCB생산라인과같은중소업체에서도입하기에는사실상많은어려움이있는연구들이다고할수있다. 2.3 PCB 생산라인의생산관리시스템 PCB 생산라인에서필요한생산관리시스템에대하여살펴본다. PCB 생산라인에서운영되는생산시스템의가장큰목적은납기관리, 생산최적화, 그리고수율관리를지원하는것이며, 그중가장중요한목적은납기관리다고할수있다. 즉, 생산량증대, 장비가동률최대등을목표로하는생산일정계획이아니라, 생산리드타임을최소화할수있는생산일정계획이 PCB 라인에서는가장중요하다. 실제국내 PCB제조업체인 A사에서운영되고있는생산관리시스템을봐도납기를위한생산일정계획시스템이가장중요한기능으로구축되어있다. 그리고그기능을보조하기위해공정부하계획, 자재소요량계획, 외주계획등이연계되어있다 [ 그림 3]. [ 그림 3] PCB 생산시스템사례 (A 사 ) 3. 복수 DBR 기법을적용한접근방법 앞에서살펴본기존생산일정계획수립방법론을 PCB 생산라인에적용할경우, 예상되는문제점과이에대한해결기법인복수 DBR 적용에대하여살펴보도록한다. 3.1 기존연구적용시예상되는문제점우선정보인프라에대한문제가있다. PCB생산라인은일반적으로중소기업이많고, 따라서대기업과비교하여 ERP, MES 등의정보인프라는대단히미약한상태이다. 이러한환경에서고도의생산관리능력을필요로하는기존방법론은사실상도입하기가어렵다. 다음으로공정안정성에대한문제가있다. 어떤방법론이든, 스케줄링을하기위해서는스케쥴링을위한각종정보의정확성이요구되지만, PCB생산라인은생산정보의낮은정확성과정보부족등의문제로결과적으로계획의정확성을유지하기가어려운현실이며, 이러한환경하에서는수준높은생산스케쥴링을구축하기가어렵다고할수있다. 마지막으로생산관리자의관리능력수준이문제가된다. 중소기업생산관리자는대기업과달리생산기술과현장지식에대한충분한전문교육을받기가어렵다. 이러한이유로그동안연구발표된생산관리방법론은 DBR기법외에는 PCB생산라인에적용하기에는많은문제가있다고할수있다. 3.2 일반 DBR 적용시예상되는문제점일반 DBR을 PCB생산라인에적용할경우예상되는문제점은다음과같다. DBR은다른스케쥴링기법과비교하여쉽게도입하여운영할수있다. 예를들어기존스케줄링에서는라인내에있는모든공정에대하여생산계획을수립하여지시하고있으나, DBR은제약자원공정에대한생산계획만수립한다. 하지만 PCB라인은제약공정을 1개만설정하는일반 DBR로는도입효과를얻기어렵다. 그이유는위에서이미논한바와같이 PCB 라인은복수개의제약공정이존재하기때문이다. 또한버퍼설정에대하여도 PCB라인의특징중의하나인반복공정때문에쉽게결정할수없다. 예를들어중소제조업체의 PCB라인에서일반적으로재공량이가장많은공정은적층공정과금도금공정인데, 만일반복공정중의하나인적층공정을드럼으로설정된다면버퍼속에있는제품에대하여반복회수별로구분하여관리할필요가있다. 즉버퍼의다중관리가필요하게된다. 한편반복공정이아닌금도금공정을드럼으로설정될경우는 2938

복수 DBR 기법을이용한 PCB 생산라인의효율적인생산계획시스템개발 [ 그림 4] PCB 생산라인의문제점과이에대한해결방법으로서의복수 DBR 위에서논한봐와같이소재투입에서금도금공정도착까지많은리드타임이소요됨으로버퍼량이증대할수밖에없다. 마지막으로로프설정에대하여설명한다.

5 복수 DBR 기법을이용한 PCB 생산라인의효율적인생산계획시스템개발 [ 그림 4] PCB 생산라인의문제점과이에대한해결방법으로서의복수 DBR 위에서논한봐와같이소재투입에서금도금공정도착까지많은리드타임이소요됨으로버퍼량이증대할수밖에없다. 마지막으로로프설정에대하여설명한다. 반복공정그룹의마지막부분에있는회로공정은반복공정과후공정과의분기공정이며, 여기서어떤제품을작업하는지에따라버퍼량이변화된다. 하지만일반 DBR의경우, 이러한분기공정에대한생산계획을관리할수없다. 만일분기공정을드럼으로설정한다해도후공정에있는금도금공정에대한관리를할수없게된다. 지금까지설명한 PCB라인에서의일반 DBR의문제점을정리하면표 4와같다. 구분 드럼 버퍼로프 [ 표 4] PCB 라인에대한일반 DBR 의문제점 PCB 라인에일반 DBR 적용시의문제점 반복공정내드럼설치 : 버퍼관리난해후반공정내드럼설치 : 로프길이의한계제약자원공정버퍼량증대및다중화우려분기공정에대한생산계획수립의한계 이러한문제에대하여는 Onwubolu[8] 도제약공정을 1 개만선정하는일반 DBR은대상공정이복잡하고비교적공정수가많은제조라인에서는효과를얻기가어렵다고주장하고있으며, 복수제약공정을위한복수버퍼관리의필요성을제시하고있다. A사도복수 DBR를도입하기전에는회로형성공정의생산계획을잘못수립함으로인하여후공정에서비가동시간이발생하거나, 또는재공품이증가하는등의문제가발생되었던것이다. 한복수 DBR기법적용방법은다음과같다. 2장에서이미언급한바와같이 PCB라인은낮은공정안정성, 생산계획부정확성, 빈번한수주변경, 길고다양한공정등의문제가있다. 그래서최적공정계획을수립하기어렵고, 그결과재공량증가, 애로공정발생, 비가동공정발생등의문제를발생시키고있다. 또, 제품별로공정리드타임이다르며, 따라서정확한생산계획을수립하기어렵다. 그외에도빈번한생산계획변경, 낮은납기준수율등의문제가있다. 이러한문제점에대한해결방법으로서복수 DBR의적합성을검증해본결과가그림 4이다. 즉, 공정의특성을고려하여제약자원및버퍼를 2개설치함으로써일반 DBR의문제점을보완할수있다고보는것이다. 4. 복수 DBR 기법을적용한 PCB 생산라인의생산계획시스템구축 4.1 구축절차 복수 DBR을구축할때그림 5와같은절차로구축하는것이바람직하다. 3.3 복수 DBR 기법의적용타당성 PCB 라인에서의생산스케쥴링문제점을해결하기위 [ 그림 5] 복수 DBR 구축절차 2939

한국산학기술학회논문지제 10 권제 10 호, 2009 [ 그림 6] PCB 생산라인의복수 DBR 구축도 우선대상공정의문제점을도출하여그해결방안을설정한다. 그리고해결방법으로서일반 DBR과복수 DBR 의어느기법을적용할것인지를결정한다. 다음으로복수 DBR을설계한다. 대상라인의공정특성을고려하여제약자원공정, 버퍼크기, 로프위치등을생각하여구축하는것이다.

6 한국산학기술학회논문지제 10 권제 10 호, 2009 [ 그림 6] PCB 생산라인의복수 DBR 구축도 우선대상공정의문제점을도출하여그해결방안을설정한다. 그리고해결방법으로서일반 DBR과복수 DBR 의어느기법을적용할것인지를결정한다. 다음으로복수 DBR을설계한다. 대상라인의공정특성을고려하여제약자원공정, 버퍼크기, 로프위치등을생각하여구축하는것이다. 다음은복수 DBR 시스템을개발한다. 시스템개발에앞서우선수작업으로복수 DBR을작동시키고, 복수 DBR의도입효과를사전에확인후, 시스템을개발한다. ERP 시스템이구축되어있을경우에는 ERP와복수 DBR 시스템을연계한다. 즉, ERP 시스템의생산계획, 투입계획, 공정관리기능에 DBR을추가하여일괄된생산계획이되도록구축한다. 마지막으로복수 DBR에대한효과분석및개선작업을한다. 이하실제 A사에서구축한사례를소개한다. 4.2 복수 DBR기법을적용한생산계획시스템구축 문제점도출 PCB 생산라인의생산스케쥴링개선이필요한여러문제점은 2장과 3장에서기술한바와같으며, 해결방안으로서복수 DBR을적용한생산계획시스템을구축하는것으로결정하였다 복수 DBR 설계 A사에복수 DBR을구축하기위해그림 6과같이 PCB 생산라인을 2개로분리하여각각에드럼공정과버 퍼를설정하였다. 다음에는 1차드럼을적층공정, 2차드럼을금도금공정을설정하였다. 그이유는적층공정이생산능력이가장작은공정이며또, 위에서설명한바와같이반복공정이라는특성때문이다. 두번째드럼으로금도금공정을설정하였는데그이유는금도금이후에는반복성이없고, 또, 금도금공정은 3가지의다른설비라인을보유하기때문에가장비가동이발생하기쉬운공정이기때문이다. 1차드럼에대한로프는 2개설정하였다. 로프-1은 1차드럼 ( 적층 ) 과투입공정을연결하였고, 로프-3은분기공정 ( 외층회로 ) 과연결하였다. 결국 1차드럼인적층공정은자재투입과외층회로의 2개공정에서제품이유입된다는뜻이다. 그리고 2차드럼 ( 금도금 ) 은제품군이다른 3개의장비로구성되어있다. 따라서 2차버퍼는각장비별로관리하였다. 버퍼감시는 1차드럼으로선정된적층공정과 2차드럼으로선정된금도금공정에대한재공량조사를하는것이다. 그리고금도금공정의재공량을기준으로적층공정의생산계획을조정하여또, 적층공랑의재공량을기준으로소재투입계획을조정하였다. PCB 라인에서는회로형성공정의생산계획이가장중요하다. 그이유는회로형성공정에도착되어있는재공품의종류가다양하기때문이다. 구체적으로설명한다면, 회로는내층, 외층의 2종류가있고, 결국, 1차드럼이전에도내층회로가있지만, 후에도외층회로공정이있는것이다. 그리고빌드업 (Build up) 제품의경우, 그과정을여러번반복하게되어, 결국 2개의드럼공정에대하여버퍼량조절의핵심공정이되는것이다. 따라서 2개의버퍼에서요구되는양이외층회로공정능력의한도를초 2940

복수 DBR 기법을이용한 PCB 생산라인의효율적인생산계획시스템개발 과할경우, 어느버퍼를우선으로할것인가에따라전체재공균형이달라지는것이다.

(1) 제약자원공정재공량모니터링화면 [ 그림 7] 복수 DBR 모델링 4.2.3 복수 DBR 기반스케쥴링시스템개발 A사의 PCB 생산라인용복수 DBR을적용한생산스케쥴링절차는다음과같다.

이러한판단은분기공정인회로공정에서이루어진다. 마지막으로출하버퍼는일반 DBR과동일하게설치하였다. 복수 DBR 시스템설계후, 금도금, 회로형성, 그리고적층공정의생산계획과투입계획을매일아침산출하였다.

이시스템을이용하여투입과분기공정의당일생산량이 2개의드럼공정에언제도착하는가를예측하여버퍼를시뮬레이션할수있게하였다.

7 복수 DBR 기법을이용한 PCB 생산라인의효율적인생산계획시스템개발 과할경우, 어느버퍼를우선으로할것인가에따라전체재공균형이달라지는것이다. 따라서복수 DBR에서는회로형성공정에도착되어있는재공품중, 어떤제품을어떤우선순위로, 얼마나생산할것인가에대한알고리즘을구축하여야한다. 그림 7은 A사복수 DBR 적용모델링을요약한그림이다. (1) 제약자원공정재공량모니터링화면 [ 그림 7] 복수 DBR 모델링 복수 DBR 기반스케쥴링시스템개발 A사의 PCB 생산라인용복수 DBR을적용한생산스케쥴링절차는다음과같다. A사는 2차드럼을메인으로설정하였기때문에 2차드럼생산계획을확정후, 이것과현재 2차버퍼량을기준으로로프-2 생산계획량을결정하였다. 그후, 1차드럼과 1차버퍼량을고려하여로프 -1로투입량을결정하였다. 이러한판단은분기공정인회로공정에서이루어진다. 마지막으로출하버퍼는일반 DBR과동일하게설치하였다. 복수 DBR 시스템설계후, 금도금, 회로형성, 그리고적층공정의생산계획과투입계획을매일아침산출하였다. 이때, 당일뿐만아니라 3일후까지의버퍼량을예측하기위해버퍼관리용그래프를개발하였다. 그리고이그래프를이용하여실시간으로해당공정의재공량을모니터링할수있도록하였다 [ 그림 8]. 이시스템을이용하여투입과분기공정의당일생산량이 2개의드럼공정에언제도착하는가를예측하여버퍼를시뮬레이션할수있게하였다. 그결과, 2차드럼공정 ( 금도금 ) 의바로직전공정인 PSR공정, 그리고그전공정인회로형성공정에대한생산계획스케줄링도관리할수있게되었다. 마지막으로제품별공정능력과리드타임의변화를고려하기위해 2개의제약자원공정에대한버퍼시뮬레이션시스템을개발하였다. 그이유는이로인하여만일공정에대한재공량과다상태가발생될경우, 임시적인현상인지, 또는계속발생되는현상인지여부를판단할수있도록하기위해서였다. (2) 거래처별납기예측시뮬레이션화면 (3) 제품별납기일별수주현황 (4) 공정별재공량, 작업계획, 작업실적, 재공량모니터링화면 [ 그림 8] 버퍼량감시시스템화면사례 2941

한국산학기술학회논문지제 10 권제 10 호, 2009 4.2.4 ERP 시스템과연계다음으로 A사에이미구축되어있는 ERP와본연구에서개발한복수 DBR 시스템을연계하였다. 그림 9는 ERP와연계된복수 DBR 아키텍처의시스템뷰다. 그림 9와같이 A사의기존 ERP 시스템에복수 DBR 기능을추가하였고, 생산계획수립후, 2차드럼의생산계획을버퍼를기준으로다시수립하였다.

이것을실행하기위해 ERP시스템의진행관리와별도버퍼관리시스템을추가로설계하여생산계획조정 (2차드럼 ) 과소재투입계획조정 (1차드럼 ) 을각로프로연결하였다. 그림 10은 ERP와연계된복수 DBR 시스템아키텍처에대하여사용자뷰를그린것이다.

8 한국산학기술학회논문지제 10 권제 10 호, ERP 시스템과연계다음으로 A사에이미구축되어있는 ERP와본연구에서개발한복수 DBR 시스템을연계하였다. 그림 9는 ERP와연계된복수 DBR 아키텍처의시스템뷰다. 그림 9와같이 A사의기존 ERP 시스템에복수 DBR 기능을추가하였고, 생산계획수립후, 2차드럼의생산계획을버퍼를기준으로다시수립하였다 효과분석및개선 A사에서복수 DBR을적용하여생산일정계획을수립및적용한결과, 그림 11과같이리드타임이단축된것을확인할수있었다. [ 그림 11] 제품별리드타임추이 [ 그림 9] ERP 와복수 DBR 연계아키텍처 ( 시스템뷰 ) 그후, 1차드럼에서소재투입계획을설정하였다. 이것을실행하기위해 ERP시스템의진행관리와별도버퍼관리시스템을추가로설계하여생산계획조정 (2차드럼 ) 과소재투입계획조정 (1차드럼 ) 을각로프로연결하였다. 그림 10은 ERP와연계된복수 DBR 시스템아키텍처에대하여사용자뷰를그린것이다. 이에대한가장큰요인은그림 12에나타나있는바와같이공정별장기정체품의격감에서있었으며, 이러한결과에따라그림 13과같이제품의납기준수율이평균 25% 이상향상된것을확인할수있었다. 각제품군별로본다면모듈군은 20%, 빌드업군은 30% 이상향상되었고, 특히공정이긴제품일수록그효과는크게나타나는것을확인할수있었다. 리드타임편차역시평균 4일이라는효과도얻을수있었다. 결과적으로복수 BDR의가장큰도입효과는대기시간단축과이동시간단축으로나타나게되었다. 즉, 드럼공정이외의공정에서장기적인정체품을대폭감소시킴으로써공정내대기시간을대폭단축되는효과를얻게되었다. 그리고이동시간도 1~2 로트단위로이동하도록함에따라이송대기시간도단축되는효과를얻게되었다. [ 그림 10] ERP 와복수 DBR 연계아키텍처 ( 사용자뷰 ) [ 그림 12] 공정별재공량추이 2942

복수 DBR 기법을이용한 PCB 생산라인의효율적인생산계획시스템개발 [ 그림 13] 복수 DBR 도입전및도입후의납기준수율변화 5. 결론 본연구에서는복수제약공정생산스케쥴링이필요한 PCB 중소제조업체를대상으로효율적인생산일정계획을수립하기위해, 일반적인 DBR이아닌복수 DBR기법을제시하여, 실제로국내 PCB제조라인에적용하여리드타임단축효과가있는것을확인하였다.

9 복수 DBR 기법을이용한 PCB 생산라인의효율적인생산계획시스템개발 [ 그림 13] 복수 DBR 도입전및도입후의납기준수율변화 5. 결론 본연구에서는복수제약공정생산스케쥴링이필요한 PCB 중소제조업체를대상으로효율적인생산일정계획을수립하기위해, 일반적인 DBR이아닌복수 DBR기법을제시하여, 실제로국내 PCB제조라인에적용하여리드타임단축효과가있는것을확인하였다. 즉, 수십개의단위공정으로구성되는어려운환경하에서납기준수율향상을위한리드타임개선방법으로서복수 DBR기법이효과적임을확인하였다. 본연구에서 A사에구축한복수 DBR은 PCB 생산라인의효율적인생산스케쥴링을위한것이다. 따라서반도체제조라인과같이 PCB라인과유사한공정에서는본연구가많은도움이될것으로사료된다. 하지만, PCB라인과다른공정흐름형태를갖는자동차부품제조공장, 가전제품제조공장, 철강제품제조공장등에서복수 DBR을적용하기위해서는적용할복수 DBR 구조설계, 복수 DBR 기반의생산스케쥴생성등에대하여계속적인개선과연구가필요하다. 더나아가 3개이상의제약공정에대한접근방법도연구되어야할것이다. [4] 최정길, 김수진, 주정민, 정선화, 정남기, DBR기반의 APS시스템상세설계, IE Interfaces, 제14권, 제4호, pp , 12월, [5] Cheng, F. T., and Teng, C. Y., An object-based controller for equipment communications in semiconductor manufacturing, Robotics and Computer Integrated Manufacturing Vol.18, pp , [6] Crama, Y., Klundert, J. V., and Spieksma, F. C. R., "Production planning problems in printed circuit board assembly", Discrete Applied Mathematics, Vol.123, pp , [7] Mori, M., and Tseng, C. C., "A genetic algorithm for multi-mode resource constrained project scheduling problem", European Journal of Operational Research, Vol.100, pp , [8] Onwubolu, G. C., and Mutingi, M., "Optimizing the multiple constrained resources product mix problem using genetic algorithms", INT. J. PROD. RES., Vol.39, No.9, pp , [9] Simao, J. M., Stadzisz, P. C., and Morel, G., " Manufacturing execution systems for customized production", Journal Materials Processing Technology, Vol.179, pp , [10] Simons, J. V., and Simpson, W. P., "An Exposition of Multiple Constraint Scheduling as Implemented in the Goal System", Production and Operations Management, Vol.6, No.1, Spring, [11] Simons, J. V., Stephen, M. D., and Simpson, W. P., "Simultaneous versus sequential scheduling of multiple resources which constrain system throughput", Int. J. PROD. RES., Vol.37, No.1, pp.21-33, [12] Wong, T. N., Leung, C. W., Mak, K. L., and Fung, R. Y. K,, "Dynamic shopfloor scheduling in multi-agent manufacturing systems", Expert Systems with Applications, Vo.31, pp , 참고문헌 [1] 고시근, 김재환, 안정된수요를갖는생산라인에서 Kanban을사용한 DBR시스템구현, IE Interfaces, 제15권, 제1호, pp , 3월, [2] 김영휘, 전태보, 마상혁, 시뮬레이션을이용한 PCB 제조시스템의수행능력분석, IE Interfaces, 제6권, 제2호, pp , 9월, [3] 안재경, 제조시스템을위한통합형생산관리모형구축, IE Interfaces, 제16권, 제1호, pp , 3월,

(Jeong-Hyeon Park) [ 정회원 ] 1996 년 8 월 : KAIST 산업공학과공학박사 1985 년 3 월 ~ 1988 년 4 월 : 한국기계연구원 CAD/CAM 실연구원 1988 년 5 월 ~ 1996 년 8 월 : (

10 한국산학기술학회논문지제 10 권제 10 호, 2009 요시다아쯔노리 (Atsunori Yoshida) [ 정회원 ] 1979 년 3 월 : 일본 Chiba 대학교수학과졸업 ( 이학사 ) 2000 년 2 월 : 선문대학교생산시스템공학과 ( 공학석사 ) 2007 년 5 월 ~ 현재 : ( 유 ) 한국타임즈항공전산실실장 2000 년 3 월 ~ 현재 : 선문대학교대학원기계공학과박사과정 < 관심분야 > ERP, MES, Six Sigma, JIT, CRM 박정현 (Jeong-Hyeon Park) [ 정회원 ] 1996 년 8 월 : KAIST 산업공학과공학박사 1985 년 3 월 ~ 1988 년 4 월 : 한국기계연구원 CAD/CAM 실연구원 1988 년 5 월 ~ 1996 년 8 월 : ( 주 ) 협동감속기전무이사 1999 년 10 월 ~ 2008 년 3 월 : ( 주 ) 디자인메카전무이사 1997 년 3 월 ~ 현재 : 선문대학교공과대학기계공학과부교수 < 관심분야 > CAD/CAM/CAE, 기계설계자동화, 생산시스템제어 2944

LAYOUT 설계 컨설팅 제안서

LAYOUT 설계 컨설팅 제안서 CORE METHODOLOGY TOC (Theory of Constraints) CONTENTS 1. TOC 개요 2. TOC Methodology 3. TOC 추진 Process 1.TOC(Theory of Constraints) 개요 TOC(Theory of Constraints : 제약조건이론 ) 는이스라엘물리학자 E.M. 골드렛박사가생산 Scheduling