Push-Pull hybrid 전략의 효과 제고를 위한 특수강 산업의 반제품 도출 문제

Abstract

철강 산업은 제품의 종류가 다양하고, 수요가 불확실하며 자본비용이 높기 때문에 전통적으로 주문생산방식(Make-to-Order, MTO)을 채택해 왔다. MTO 생산 방식은 재고를 보관하지 않고 주문이 들어올 때마다 생산하여 재고 보관에 대한 위험은 적지만 고객 리드타임이 길고, 공정 처리 횟수의 증가로 인한 고정비용이 크게 발생한다. 이에 본 연구에서는 철강 산업의 한 분류인 특수강 산업(Special Steel Mill Industry, SSM)을 대상으로 생산 공정의 일부를 재고생산방식(Make-to-Stock, MTS)으로 대체하는 연구를 진행하였다.

본 연구에서 고려하는 MTO 방식과 MTS 방식을 혼합하여 적용하는 전략을 Push-Pull hybrid 전략이라 하는데, 해당 전략의 기대효과로는 불확실한 수요를 가지는 제품을 묶어 생산함으로써 얻을 수 있는 Risk pooling 효과와 연속생산을 통한 고정비용 감소 효과, 그리고 일부 공정을 미리 처리하여 얻을 수 있는 고객 리드타임 감소 효과가 있다.

Push-Pull hybrid 전략을 적용하기 위해서는 첫째, MTO 방식과 MTS 방식의 경계(boundary)에 보관할 반제품(semi-finished product)을 결정하는 문제와 둘째, 도출된 반제품을 얼마나 생산하여 보관할지 결정하는 문제가 필요한데, 본 논문에서는 전략적으로 보관할 반제품을 결정하는 첫 번째 문제를 특수강 산업의 특성과 Push-Pull hybrid 전략의 기대효과를 고려하여 최적화 문제로 모형화하였다.

모형화는 Push-Pull hybrid 전략의 효과를 제고하기 위해 반제품으로부터 일정 비중 이상의 완제품이 생산 가능하도록 하면서 반제품이 미리 거치는 공정의 처리 시간을 최대화하는 방향으로 진행하였고, 해당 문제가 NP-hard임을 다항변환을 통해 보였다. 또한 모형의 구조적인 특성을 분석하여 출력하는 해의 가능성이 보장되는 해법을 제시하였고, 이를 적용하여 실제 특수강 기업의 데이터를 바탕으로 도출한 반제품이 Push-Pull hybrid 전략을 적용하는 데 얼마나 효과적인지 기존 연구와의 비교를 통해 확인하였다.