E-Sales 시스템활용을위한 CTP 알고리즘연구및개발 Research and Development of CTP algorithm for using E-Sales system 박상민 인천대학교 남호기 인천대학교 한림대학교 Abstract This research will introduce the characteristic of the current E-Sales system, the concept of CTP(Capable to Promise), the process analysis of CTP, the modeling of algorithm and the development of algorithm. This research considers the environment of using Job-Shop method. The CTP algorithm models specially through using LPST(Latest Possible Start Time) and EPST(Earlist Possible Start Time) method. It is important part of executing CTP. This research develops the system which can be implemented in the various business environment through additional and continuous research. Key-word: CTP, Job-shop, E-Sales, Make-to-Order 1. 서론 2000 년이래로인터넷보급이확산되면서, 인터넷사용인구가증가하고있으며, 현재에는전체국민의 1/5 이상이인터넷을사용하고있으며, 특히웹을통해구매를하고비용을처리하는등의행위를하고있다. 이는기존의실제적인(realistic) 기업환경이가상적인 (virtual) 환경으로변해가고있다는것을의미하며특히기업과기업, 기업과고객, 이들사이의여러구성요소(stage), 그리고제품이얽혀져있는공급망이변화하고있다는것을의미한다. 현재까지많은기업들이웹상에가상의공간을만들어기업의제품을전시하고홍보하며, 오더를받고처리하는오더입력과 정을웹으로수행하고있다. 그러나대부분의 기업들이웹을통해거래할때, 단지현재고 나개략적인일정을토대로고객과오더약속 을하고있다. 단지개략적인생산일정을가 지고기계, 설비등의능력을고려하지않은1) 채고객과오더약속을하기때문에, 해당기 업들은많은문제점들을가지고있다. 약속이 지켜지지않아신뢰를잃고판매기회를잃는 문제, 충분한생산가용능력이있으면서팔지 39
E-Sales 시스템활용을위한 CTP 알고리즘연구및개발박상민, 남호기, 못하는문제, 설비가동률을저하시키는문제등다양한문제점들을가지고있으며이문제점들은생산공정, 생산전략, 영업, 구매등기업의모든관련부서에영향을미친다. 본연구에서는이와같은문제점을해결할수있도록단순히웹을통해트랜잭션만이일어나는시스템이아닌재고, 생산가용능력, 회사정책등을고려하며 E-Sales 시스템에적용될수있는 CTP 알고리즘을모델링및개발하는데초점을맞추고있다. 2. CTP 의이론적고찰 CTP는 ATP 가계획생산(Make-to-Stock) 환경에서사용되는것과다르게다품종의주문생산 (Make-to-Order) 환경에사용된다. 다품종주문생산방식의기업에서는다수또는단일의생산라인또는 Job Shop 방식의 Routing을통하여다수의대 소형고객을대상으로다양한제품을생산 판매하고있다. 다양한고객과제품은불확실성의원인을제공하고있으며이는안정적인생산의장애요인이되고있다. 또한제한된설비와자원을가지고운영되기때문에다양한제품과다수의고객이제공하는수요변동에즉각적이고빠른대응이어려운실정이다. 3. CTP 주문처리프로세스 일반적으로품에대해서일정계획을통한가용배송계획에있어서의 CTP를통한가용성체크는완제 Capacity와 Lead Time을가지고수행 되게된다. CTP 실행결과 Capacity에여유가있어고객이원하는날짜에공급을해줄수있다면해당주문에대한접수가이루어지며, 만약 Capacity에여유가없다면최대한빠른날짜를제시하여고객의선택을기다리게된다. CTP를수행을통한주문처리에는여러가지고려사항이있게되는데, 다음은그중대표적인것들에대한예이다. - 긴급주문에대한수용. 이는기업에따라 다른전략을가져갈수있으나, 다른주 문들의 스케줄에 영향을 미치게 되므로 가급적 긴급주문에 대한 수용이 적어야 한다. - 확약일에대한납기준수. 고객과의신뢰 를유지하기위하여가급적모든주문에 대한납기일을준수하여야한다. - 불가능한주문에대한협상. CTP를통해 고객요구일에납기가불가능한주문에 대하여 고객과의 협상을 통하여 최대한 주문을수령하며, 이를통해주문거절에 대한손실을최소화해야한다. - 생산능력의적절한활용. 긴급주문을수 용할여유능력에대한적절한설정을통 해최대한생산능력을효과적으로활용할 수있어야한다. - 제약사항에대한만족. 생산라인에서일 어나는 여러 제약사항에 대하여 수용할 수있어야한다. APS 고객 CRM1 고객분석 2 영업사원 / 3 주문입력 4 납기일확정 5 오더등록 6 기초정보 S/O CTP 스케쥴모듈 오더확정 5 자원예약 9 생산계획 생산계획모듈 ERP SD MRP 7 생산계획 MES 10 일정계획 11 생산지시 Production Line 8 자재구매요청구매관리 source : Zionex <Figure-1: Production Planning & Scheduling Process for CTP System> 4. CTP 알고리즘 40
4.1 LPST를통한 CTP 알고리즘 i=i-1 고객주문정보 i=1? A=Start ji - End ji-1 A=Start ji - 계획시작시 j=j-1 i=j operation 설비에대한작업개수 i=1 A>OPtime j (where 현재 <i< 후공정시작시 ) i=i+1 Start ji = 후공정시작시 < Temp # 저장 > 설비, 주문번호, 작업 #, 종료시 Start ji 시작시 Start ji -OPtime j j=1 Resource 미할당 주문요청? Resource 할당 Temp # 삭제 End Output table 에 temp # 저장 <Figure-2: LPST Algorithm> <Figure-2> 는 LPST 방식을수행하는 Algorithm 을나타내고있으며, 이방식은마지막공정에 서부터 Due date를시작점으로첫번째공정까 지주문에대한작업할당을수행하는 Backward 방식이다. LPST 방식에서는 다음과같은전제 조건을갖는다. *I= 설비에할당되어있는데이터총 개수( 작업개수) *i= 한설비에할당되어있는작업번호 *J= Operation 수(Routing 상에 있는 Operation 의개수) *j= Routing순서에따른 Operation 번호*Start= 해당 Resource에서하나의주문에대한작업 시작시간 *End= 해당 Resource에서바로이전에수행된 작업의종료시간 < Basic > - Start i = due date(i=i+1인초기값의경우에만해당된다 ) - End 0 = 일정계획구간의시작시간 - A = Resource의가용시간 -i=i+1,i,i-1,...,1 -j=j,j-1,j-2,...,1 CTP를통하여주문이입력될때주문과관련된 제품정보, Routing 정보도 ERP로부터가져오게 된다. 1 이미주문에대하여 Routing에따른설비들 이할당되어있는상태이며, 마지막공정의 설비에서이미할당되어있는작업의개수를 분석한다. 여기서 LPST이기때문에마지막공 정에서부터시작한다. 주문에대한작업을해당 Resource에서납기일 을중심으로뒤에서부터가용능력을찾기때문 에 i(i = I+1, I, I-1,..., 1) 가 1이되기전 까지는 Due Date(Start ji ) 와이전작업의종료 41
E-Sales 시스템활용을위한 CTP 알고리즘연구및개발박상민, 남호기, 시간 (End ji-1 ) 사이의가용능력을구하여비교 한다. 그결과할당가능하게되면 3으로이 어진다. 2 i가 1이되면 Due Date와일정계획구간의 시작시간 사이의 가용능력을 분석하여 Operation 시간과비교하여할당가능하면 3 으로이어진다. 3 해당공정에대하여가용능력중할당할부 분을찾게되면( 12, ) 설비, 주문번호, 작업 번호, 해당작업의종료시간(Start ji ), 시작시 간 (Start ji-optime j ) 에대한정보를임시로저 장하게된다. 4 1, 2의결과가할당불가능하다고나오게 되면 i값을하나줄여서이전작업의시작시간 (Start ji ) 과한단계더이전작업의종료시간 (End ji-1 ) 의값을가지고 12, 를반복하여할 당할부분을찾게된다. 단더이상비교할대 상이없게되면(i=1) Resource를할당하지못 하고임시저장된내용을삭제하고 CTP 수행을 마치게된다. 5 3을수행한후더거쳐야할공정이없게되면(j=1) 고객의주문확정정보를입력받아 Resource를할당하고결과값을저장한후 CTP 를종료하게된다. 반대로수행해야할공정이남아있다면(j>=1) j-1 공정으로넘어가며, j-1 공정에서는후공정(j) 의작업시작시간이 Start ji 가되겠다. 그리고프로세스 12, 를다시수행하는식으로전공정의설비에주문에대한작업을할당하게된다. 4.2 EPST를통한 CTP 알고리즘 <Figure-3> 은 EPST 방식을수행하는 Algorithm 을나타내고있으며, 이방식은첫번째공정에서부터일정계획상맨앞에있는가용능력을시작점으로마지막공정까지주문에대한작업할당을수행하는 forward 방식이다. EPST 방식에서는다음과같은전제조건을갖는다. *I= 설비에할당되어있는데이터총개수( 작업개수 ) *i= 한설비에할당되어있는작업번호 *J= Operation 수(Routing 상에있는 Operation 의개수) *j= Routing순서에따른 Operation 번호 *Start= 해당 Resource에서 바로 뒤에 오는 작업의시작시간 *End= 해당 Resource에서수행된작업의종료 시간 < Basic > - Start 1 = 해당 Resource에할당되어있 는작업들중맨앞에있는작업의시 작시간 - End 0 = 일정계획구간의시작점 - A = Resource의가용시간 - i e = I+1( 일정계획구간의종료시점-마지막작업의종료시간 ) - i=1, 2, 3...,I+1 - j=1, 2, 3...,J 1 이미주문에대하여 Routing에따른설비들이할당되어있는상태이며, 첫번째공정의설비에서이미할당되어있는작업의개수를분석한다. 여기서 EPST이기때문에첫번째공정에서부터시작한다. 여기서는해당 Resource의가용능력중앞쪽부터할당가능한지살펴보기위하여 i e 와 i(i=1, 2, 3...,I+1) 를비교하여그값이다르면 Resource의가용시간을 Start ji 에서 End ji-1 뺀값으로하게된다. 이를새로운주문의해당 Resource에서의 Operation Time과비교하여할당가능하면 3으로이어진다. 2 i가 ie와같아지면이는해당 Resource에할당되어있는마지막작업이후의가용능력을사용하게되며, 그가용능력은일정계획의종료시간에서마지막작업의종료시간인 End ji-1 을뺀값이된다. 이를새로운주문의해당 Resource에서의 Operation Time과비교하여할당가능하면 3으로이어지게된다. 3 해당공정에대하여가용능력중할당할부분을찾게되면( 12, ) 설비, 주문번호, 작업번호, 해당작업의시작시간(End ji-1 ), 종료시간 (End ji-1+optime j ) 에대한정보를임시로저장하게된다. 4 1, 2의결과가할당불가능하다고나오게 42
되면 i값을하나늘여서다음작업의시작시간 (Start ji+1 ) 과한단계더이전작업의종료시 간 (End ji ) 의값을가지고 12, 를반복하여할 당할부분을찾게된다. 단더이상비교할대 상이없게되면 (i e =i) Resource를할당하지못 하고임시저장된내용을삭제하고 CTP 수행을 마치게된다. 5 3을수행한후더거쳐야할공정이없게되면(j=J) 고객의주문확정정보를입력받아 Resource를할당하고결과값을저장한후 CTP 를종료하게된다. 반대로수행해야할공정이남아있다면(j<J) j+1 공정으로넘어가며, j+1 공정에서는전공정(j) 의작업종료시간이 Start ji 가되겠다. 그리고프로세스 12, 를다시수행하는식으로전공정의설비에주문에대한작업을할당하게된다. 5. CTP 시스템구현 이장에서는지금까지 CTP 프로세스및알고리즘을통하여실제 CTP 시스템을구현하는부분을다루도록하겠다. 먼저구현방법을설명하고, 알고리즘설계를위하여사용되었던개발환경을소개할것이며, 마지막으로설계과정에서생성된테이블(table) 및테이블간관계를설정해주는 ERD 를보여줄것이다. 5.1 CTP 시스템데이터베이스본논문에서는이데이터베이스를이용하여알고리즘을설계하려고하며, 그결과물을본장에서소개하려한다. 사용프로그램은 MS SQL 2000 SERVER 를선택하였으며, 웹과관련된부분은 JSP 를이용하도록하겠다.[3][4] i=i+1 고객주문정보 i e =i? A=Start ji - End ji-1 A= 계획종료시 - End ji-1 j=j+1 i=j operation 설비에대한작업개수 i e =i? A>OPtime j (where 전작업종료시 <i< 일정계획구간의종료시 ) End ji-1 = 각설비별전작업종료시 < Temp # 저장 > 설비, 주문번호, 작업 #, 종료시 Start ji 시작시 Start ji -OPtime j j=j Resource 미할당 주문요청? Resource 할당 Temp # 삭제 End <Figure-3: EPST Algorithm> Output table 에 temp # 저장 43
E-Sales 시스템활용을위한 CTP 알고리즘연구및개발박상민, 남호기, 재고 재고 _id:varchar(10)pk 입고일자 :CHAR(8) 제품 _id:char(18) 재고수량 :INTEGER 공정 고객고객 _id:varchar(7)pk 고객명 :VARCHAR(20) 고객등급 :CHAR(1) 주소 :VARCHAR(100) 전화번호 :VARCHAR(13) E-mail:VARCHAR(30) 주문주문 _id:varchar(10)pk 수량 :INTEGER 납기일 :CHAR(8) 고객 _id:varchar(7) 사원 _id:varchar(7) 제품 _id:varchar(10) 제품제품 _id:varchar(10)pk 제품명 :VARCHAR(20) Route_id:CHAR(10) Route 공정 _id:varchar(10)pk 제품명 :VARCHAR(20) 공정시간 :FLOAT 설비그룹 _id:char(18) Map_Route_ 공정 사원사원 _id:varchar(7)pk 사원명 :VARCHAR(20) 소속 :VARCHAR(10) 전화번호 :VARCHAR(13) E-mail:VARCHAR(30) 설비사용이력설비사용이력 _id:varchar(10)pk 시작일 :CHAR(8) 시작시 :INTEGER 설비 _id:varchar(10) 종료일 :CHAR(8) 종료시 :INTEGER 주문 _id:varchar(10) Route_id:VARCHAR(10)PK Route 명 :VARCHAR(20) 설비그룹설비그룹 _id:varchar(10)pk 설비그룹명 :VARCHAR(20) Route_id:VARCHAR(10)PK 공정 _id:varchar(10)pk Map_ 공정 _ 설비공정 _id:varchar(10)pk 설비그룹 _id:varchar(10)pk 설비설비 _id:varchar(10)pk 설비명 :VARCHAR(20) 설비능력 :FLOAT setup:float Batch_size:FLOAT 설비그룹 _id:varchar(10) <Figure-3: CTP Algorithm ERD> 설비비가동시간비가동시간 _id:varchar(10)pk 시작일 :CHAR(8) 시작시 :INTEGER 설비 _id:varchar(10) 종료일 :CHAR(8) 종료시 :INTEGER 6. 결론및향후과제 본논문에서는기본적인기준정보및주문정보를제공하는 ERP 시스템또는 Legacy 시tm 템과생산계획및일정계획을수립할수있는 APS 시스템, 생산현장에대한정보를수집할수있는 MES의구성을통하여 CTP 수행모형을제시하였다. 본논문에서제시한 CTP 모델의특징은다음과같다. 첫째, CRM이나 CTP엔진을통하여고객주문에대한우선순위평가를수행하여최적의일정계획이생성할수있으며, 일정계획및납기확약일에대한정확도를높이기위하여여유생산능력을할당할수있다. 둘째, 또한우선순위를고려하지않고 CTP를수행하여주문요청순으로가용능력 (Available Capacity) 을할당하여고객에게거의실시간적으로납기확약일을제시하여고객서비스 를높여줄수있다. 이상과같은 CTP 모델은고객이요구하는즉각적인정보요청에대응할수있으며, 이와함께 LPST와 EPST를통해설계한알고리즘은 CTP모델을실현하는데있어핵심적인역할을수행하며, 이는추가적인연구를통하여다양한산업환경에서사용될수있도록표준화되고 E-Sales 시스템에적용될수있는시스템으로개발될필요가있다. 참고문헌 [1] 박경식, SAP APO(Advanced Planner & Optimizer) 응용사례, 지식기반산업정보컨퍼런스, 1999. [2] 박용찬, e- 비즈니스파워, 2000. [3] 정원혁, Microsoft SQL Server 2000 발자용, 대림, 2002. 개 44
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