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Chapter 15 Simulation Models for the Dynamic Jobshop

Chapter 15 Simulation Models for the Dynamic Jobshop. 2013 년 2 학기 스케줄이론 (406.653) Prof. Jinwoo Park. Contents. 1. Introduction 2. Model Elements 3 . Types of Dispatching Rules 4 . Reducing Mean Flow Time 5 . Meeting Due Dates 5.1 . Background 5.2. Some Clarifying Experiments

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Chapter 15 Simulation Models for the Dynamic Jobshop

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  1. Chapter 15Simulation Models for the Dynamic Jobshop 2013년 2학기 스케줄이론(406.653) Prof. Jinwoo Park

  2. Contents 1. Introduction 2. Model Elements 3. Types of Dispatching Rules 4. Reducing Mean Flow Time 5. Meeting Due Dates 5.1. Background 5.2. Some Clarifying Experiments 5.3. Experimental Results

  3. Introduction • Computer Simulation to compare dispatching rules, test broad conjectures about scheduling procedures and to gain better insights into job shop operations

  4. Example (현대양행 군포공장) • 주 생산품: 건설중장비,공작기계,섬유기계,제지기계,천정크레인,석유화학설비 사무실 조립공장 단조공장 제관공장 경기계 가공공장 야적장 주조공장 중기계 가공공장

  5. 생산관리업무 Time Card

  6. 이렇게 흘러왔고…

  7. mrp, MRP, ERP, EERP, …

  8. Business Plan Manufacturing Planning and Control Sales & Operation Plan Demand Management Resource Planning Front End Master Production Scheduling MD (master data) PS (planning & scheduling) RCCP (rough cut capacity planning) Routing B/M Material Requirement Planning Engine DCP (detailed capacity planning) IR (inventory record) APS (advanced planning & scheduling) Purchasing Order Production Order Outsourcing Back End Manufacturing Execution System [by 이재봉,박진우]

  9. Routing(제조 공정도) B/M MPS IR Routing (예) 제조 공정도(Routing Sheet 또는 Operation Sheet) Product : FuelPin Product No : 12-562 Raw Mtl : 1020 C.R.S Dwg No : 12-562-D Stock Place : ST-100 Date : 91-12-4 Eng. Change : N Prepared by : Hong, Gildong Proc. No Desc. MC No Too No Set-up Time Time per Pc 10 Face LT 100 V-200 40 1.5 15 Drill. Thread DR 132 - 20 1.0 30 Grind GR 83 30 3.0 80 Finishing DB13 5 2.0

  10. 작업 방법 설계 - • 보다 나은 작업 • 방법의 설계 • 작업 방법 • 재료 • 공구 및 장비 • 작업 조건 공학적인 문제 해결 절차 작업혼합 작업순서변경 작업단순화 불필요작업제거 차트와 도표 작업, 공정 분석 동작 연구 미세 동작 연구 작업의 표준화 및 문서화 작업지시서 차트와 도표 영화 필름 및 비데오 테잎 산업공학의 경영혁신 기법: IE, VE, TQM, TPM . IE (Industrial Engineering)

  11. 작업량 측정 - 표준시간의 결정 표준 자료 법 PTS법 워크 샘플링 초시계 연구 작업자의 훈련 현장 훈련 직업훈련원 성과급 제도 동기부여

  12. 비약적 경쟁력 맨 · 머신 시스템의 극한상태의 발휘 ① 개 별 개 선 ④ 설 비 기 초 관 리 ⑤ 만제 들품 기설 쉬계 운 ② 계획 보전 ③자주 보전 ⑥ 교육 훈련 TPM (Total Productive Maintenance) • 5S(정청운동)을 시작으로 여덟 가지 정도의 주된 활동을 스텝(Step)단위로 추진 나카지마 세이이치 지음, “경영혁신과 TPM (한국표준협회간)”에서 발췌

  13. (사람의 효율화) (설비의 효율화) 취 업 공 수 조 업 시 간 계획 휴지 제외 공수 (타부문 지원) 부 하 공 수 부 하 공 수 계획 휴지 8. SD 로스 사 람 의 효 율 화 저 해 5 대 로 스 설 비 효 율 화 저 해 8 대 로 스 1. 고장 로스 작업 로스 공수 실질 작업 공수 가 동 시 간 정지 로스 9. 관리 로스 2. 작업준비 · 조정 로스 10. 동작 로스 3. 절삭 도구 교환 로스 편성 로스 공수 유 효 공 수 실질 가동 시간 성능 로스 • 청소 점검 • 지시 대기 • 재료 대기 • 배포원 대기 • 품질 확인 대기 (측정 조정) 11. 편성 로스 4. 초기 수율 로스 12. 물류 로스 < 기타 정지 로스 > 불량 로스 공수 가치 공수 가치 가동 시간 불량 로스 13. 측정 ·조정 로스 5. 일시정지 · 공회전 로스 6. 속도 저하 로스 ↑ 투입 공수당 양품 생산량 ↑ 경과 시간당 양품 생산량 7. 불량 · 재손실 로스 < 에 너 지 > < 재 료 > 투 입 에 너 지 투입 재료 (개수, 중량) 초기 수율 로스 유효 에너지 양 품 개 수 과 부 하 로 스 14. 에너지 로스 불 량 로 스 16. 수 율 로 스 초 기 수 율 로 스 방 열 로 스 양 품 중 량 컷 로 스 15. 금형·지그 공구 로스 저절로 줄은 로스 수 고 로 스 나카지마 세이이치 지음, “경영혁신과 TPM (한국표준협회간)”에서 발췌

  14. Model Elements • Simulation Models of Actual and Hypothetical Job Shops(no evidence that the number of machines has a crucial influence) • Assumptions (first five have been relaxed sometimes) • 1. Strictly ordered operation sequence • 2. Performed by only one type of machine • 3. Only one machine for each type • 4. Processing time, and Due Dates are known • 5. Setup time is sequence independent • 6. No preemption • 7. No transfer batch • 8. One operation per machine • 9. No machine breakdown

  15. Model Elements • Closed job shop: predetermined route • Pure job shop: any machine routing is possible

  16. Types of Dispatching Rules • Local rulevsGlobal rule: using information from machines other than the one at which the decision is pending

  17. Dispatching Rules • AWINQ: Anticipated work in next queue • FOFO: First off first on • ERD: Earliest release date • EDD: Earliest due date • MST: Minimum slack time • ODD: Operation due date • S/OPN: Slack per operation • TSPT: Truncated SPT • RSPT: Relief SPT. If Q=1, it is SPT, If Q=∞ , it is FCFS. • MDD: Modified due date. Original due date or the earliest possible finish time, whichever is larger. • SCR: Smallest critical ratio(= allowance time / processing ). If applied to job, then index j is attached as where • ODD: Operation due date • OST: Operation slack time • OCR: Operation critical ratio

  18. Setting due date rules • CON : aj = k (constant flow allowances) • SLK : aj = Pj + k (equal slack) • NOP : aj = kmj(proportional to number of operations) • PPW : aj= Pj + kmj(processing plus waiting time) • TWK : aj = kPj (proportional to total work)

  19. Reducing Mean Flow Time • Conway 1965, 9000 jobs for over 30 priority rules.

  20. Reducing Mean Flow Time • In practice it is not always possible to have reliable information about operation time. So we include quality of information parameter β such that actual time is uniformly distributed below and above β proportion. SPT is very robust in spite of information uncertainty.

  21. Truncated SPT with FCFS

  22. Meeting Due Dates - Background • Three main types of approaches in determining priorities using due date information: • Allowance-based priorities • Slack-based priorities • Ratio-based priorities

  23. Meeting Due Dates - Background

  24. Operation-based due date setting rules • CON : dij= di−1, j + aj/mj • SLK : dij= di−1, j + pij+ (aj−Pj)/mj • TWK : dij= di−1, j + ajpij/Pj

  25. Some Clarifying Experiments • 2 Questions: Setting Operation Due Dates, and Setting Due Dates • Baker conducted simulation experiments by himself(1984). • 4 machine, 2~6 operations/job, operation time ~ Exp(1). • utilization was equal to arrival rate

  26. Experimental Results • Due date setting rules(Job and Operation): Mean Tardiness(Allowance 20, utilization 80%), priority setting rule was ODD

  27. Experimental Results • Robustness of the result was tested: Allowance 15~25, Priority setting rules were changed from OST to MOD. • In every comparison, TWK milestones produced the lowest value of MT FIGURE 15.2 Mean tardiness performance for allowance based rules FIGURE 15.3 Mean tardiness performance for slack-based rules

  28. Experimental Results FIGURE 15.4 Mean tardiness performance for critical ratio rules and S/OPN FIGURE 15.5 Mean tardiness performance for selected rules

  29. Q n A TA 석사과정 전성범 junsb87@mailab.snu.ac.kr

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