블록 배량 자동화를 위한 확장된 Flow Chart 기반의 시나리오 모델링 방법론 연구

Abstract

현대 사회에서 제조업은 하루가 다르게 성장하며 변화를 추구하고 있다. 조선산업 또한 새로운 해양구조물을 제작을 위한 신공법을 개발하고 새로운 설비를 도입하고 공장을 확장하는 등 제조 환경을 계속 변화시키고 있다. 따라서 조선소의 선박 제조 환경의 변화에 영향을 받는 일정 계획 업무 또한 제조 환경의 변화에 유연하게 대처할 수 있는 시스템을 갖춰야 한다. 본 논문에서는 일정 계획 업무 중 블록 제작 공장에 블록을 할당하는 블록 배량 계획 업무를 지원하지 위한 유연한 시스템을 제안하고자 한다. 블록 배량 계획은 조선 중일정 계획 업무들 중의 하나로 블록 및 제작처의 특성에 따라 여러 제약 조건을 고려하여 블록을 제작처에 지정하는 일정 계획 업무이다. 현재의 블록 배량 계획은 작업자의 경험에 의존하거나 일부 제약조건을 기반으로 최적화를 수행하는 방식으로 이뤄지고 있다. 작업자의 경험에 의존하는 방법은 업무 시간의 한계로 다양한 조건을 적용하여 테스트하기 힘들고 일부 제약조건을 활용한 최적화 방법은 제약조건의 변화에 유연하게 대처하기 힘들다. 본 논문에서는 작업자의 경험을 반영하여 다양한 조건을 적용가능하고 빠르게 블록 배량 계획을 수행할 수 있는 시나리오 모델링 방법을 정의하고 이에 기반한 블록 배량 계획 모델링 시스템을 구현하였다. 먼저 조선소의 블록 배량 업무와 규칙의 분석을 통해 블록 배량 규칙의 특성을 파악하고 이러한 특성을 정의할 수 있는 블록 배량 시나리오 모델링 방법론을 제안하였다. 블록 배량 시나리오 모델링 방법론은 모델의 동작을 정의하는 수학적 형식과 모델의 구성요소들 간의 연결 관계를 표현하는 그래픽 표현 형식이 결합된 모델링 방법론으로 공장들 간의 블록 배량 계획과 공장 내부의 블록 배량 계획에 모두 활용 가능한 모델링 방법론이다. 다음으로 정의한 블록 배량 시나리오 모델링 방법론에 따라 블록 배량 시나리오 모델링 시스템을 구현하였다. 시스템 구현에는 요구사항에 기반을 둔 개발 프로세스와 컴포넌트 구조로 시스템의 유지보수에 용이한 ooCBD 개발 방법론을 적용하였다. 크게 4가지 사례에 대하여 블록 배량 시나리오 모델링 시스템의 테스트를 수행하였다. 일반 사례로 공장이 지리적으로 떨어져있는 공장간 블록 배량 문제, 공장 안의 정반에 블록을 분배하는 공장 내 블록 배량 문제에 대하여 테스트를 수행하고, 특수 사례로 부하 평준화에 대한 제약 조건만 존재하는 사례와 하나의 제작처에 블록 물량이 집중되는 사례에 대해 테스트를 수행하였다. 각각의 사례에 대하여 일부 조건의 변화를 주며 다양한 조건의 변화에 시스템이 유연하게 대처할 수 있는지 확인하였다. 본 논문에서 제안한 블록 배량 시나리오 모델링 방법론과 방법론을 활용한 시스템은 블록 배량 규칙을 체계적으로 정의함으로써 각각의 블록이 어떠한 규칙에 의해 제작처가 결정되는지 쉽게 파악할 수 있도록 한다. 또한 하나의 고정된 규칙을 적용하지 않고 모델링을 통해 다양한 규칙을 생성할 수 있는 시스템의 활용을 통해 블록 배량 계획 업무는 조선소의 블록 제작 환경의 변화와 일정 변화에 유연하게 대처할 수 있을 것으로 사료된다.