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MRP 부품전개의 성능향상을 위한 연구 PowerPoint PPT Presentation


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MRP 부품전개의 성능향상을 위한 연구. Hyoung-Gon Lee MAI Lab. Seminar 2005.6.10. 목차. 서론 접근방법 2.1 기존방법 2.2 단일 테이블 스키마 2.3 메인메모리상의 가상 DB 모델 실험설계 및 결과 결론 및 추후연구. 1. 서론. 연구배경. 기업의 다양한 인적 , 물적 , 시간적 자원들을 전사적으로 관리하게 해주는 전사적 자원관리 (ERP) 가 필수적인 요소가 됨 .

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MRP 부품전개의 성능향상을 위한 연구

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Presentation Transcript


Mrp

MRP부품전개의 성능향상을 위한 연구

Hyoung-Gon Lee

MAI Lab. Seminar

2005.6.10


Mrp

목차

  • 서론

  • 접근방법

    2.1 기존방법

    2.2 단일 테이블 스키마

    2.3 메인메모리상의 가상 DB모델

  • 실험설계 및 결과

  • 결론 및 추후연구

MAI Lab. Seminar at 2005 Spring


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1. 서론

연구배경

  • 기업의 다양한 인적, 물적, 시간적 자원들을 전사적으로 관리하게 해주는 전사적 자원관리(ERP)가 필수적인 요소가 됨.

  • ERP의 시초는 제조업이며, 제조업에서의 전사적 자원관리는 기준생산계획(MPS)의 수립과 이를 근거로 자재소요계획(MRP)전개과정을 거쳐 생성되는 생산 및 구매주문의 산출이 핵심.

  • 제조품목이 수천개가 넘는 글로벌 제조기업들의 경우 MRP전개과정을 수행하는 데에 많은 시간과 전산 자원이 소요되어 작업 현장에 실시간으로 적용될 수 있는 생산계획을 수립하기가 어려운 실정.

  • MRP결과는 상위부품의 계획변경으로 인해 하위 부품의 계획이 변경됨. 그 효과는 하위 단계로 내려갈수록 증가하게 되며, 이러한 MRP nervousness는 MRP자체에 대한 신뢰도를 감소시켜왔음.

MAI Lab. Seminar at 2005 Spring


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1. 서론

자재소요계획 관련 연구

MAI Lab. Seminar at 2005 Spring


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1. 서론

MRP 전개방식의 개선에 관한 연구

  • 크게 부품전개방식과 MRP nervousness를 줄이기 위한 방법으로 나뉘며, 이 둘은 불가분의 관계가 있음.

  • 특히, MRP nervousness는 MRP가 해결해야 할 우선 과제이나, 이에 대한 접근들은 대부분이 lot-sizing기법으로 해결하려 하였음.

  • 그러나, 최적의 lot-size방법이란 있을 수 없으며 대부분의 모형들은 재고유지비용이나 가동준비비용을 고려한 방법들로서 근시안적이라 할 수 있음.

  • 이에 비해 MRP전개 과정을 컴퓨터상에서 처리하는 절차나 방법론에 대한 연구는 미비한 실정.

MAI Lab. Seminar at 2005 Spring


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1. 서론

부품전개과정의 DB 작동 측면 특성

  • 질의(query) 패턴이 일정.

  • 지속적인 반복이 발생.

  • mater data와 transaction data의 이원화.

    => 이용빈도에 따른 DB 접근 방식의 개선 여지가 있음.

    => DB스키마 변경, DB의 물리적 구조 변경, 메인메모리 활용 시도.

MAI Lab. Seminar at 2005 Spring


2 1 1 db 3 tier erp 1 2

2. 접근방법

2.1 기존방법(1) 관계형 DB모델, 3-tier형 ERP(1/2)

  • 품목정보(ITEM), 자재명세서(BOM), 기준계획이나 주문의 입력(ORDER), 부품전개결과의 저장(EXPLOSION), 계획결과의 버전관리(PRODUCTION-

    PLAN).

  • 부품전개 단계 별로 ITEM-BOM-PRODUCTIONPLAN-EXPLOSION테이블 간 Join연산 발생. 자식품목 검색. EXPLOSION테이블에 결과 저장.

MAI Lab. Seminar at 2005 Spring


2 1 1 db 3 tier erp 2 2

2. 접근방법

2.1 기존방법(1) 관계형 DB모델, 3-tier형 ERP(2/2)

Application Server

Oracle

DB

현재 단계 데이터셑 구성

계획주문량 산출

Child품목 검색

모든 sub item에 대하여 반복.

현재 단계 데이터셑 구성

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2 1 2

2. 접근방법

2.1 기존방법(2) 여러시도들.

  • Materialized view, Data Partitioning.

    • DB의 일부분에 대한 검색 질의 및 수정 질의에 대하여 보다 빠른 수단을 제공.

    • 연속적으로 발생하는 DB 전체의 갱신 및 수정 작업에 대해서는 오히려 계산의 복잡성을 야기할 수 있음.

    • Goldstein J., “Optimizing Queries Using Materialized Views,” ACM SIGMOD, 30(2), pp.331-342, 2001.

    • Bellatreche L., “Algorithms and Support for Horizontal Class Partitioning in Object-Oriented Databases”, Distributed and Parallel Databases, 8, pp.155-179, 2000.

  • 질의 패턴에 따라 DB 테이블 구조를 구성하는 연구. (ref)

    • 관계형 DB에서 관계의 구조 설정을 통해 속도향상 꾀함.

    • MRP상황에서는 데이터가 방대하여 DB테이블 구조를 쉽게 변경할 수 없으며, 뚜렷한 성능 향상을 기대하기 어려움.

    • Andrew N., “Database design in the modern organization – identifying robust structures under changing query patterns and arrival rate conditions”, Decision Support Systems, 37, , pp. 435-447, 2004.

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Chen A., Decision Support Systems, 37, pp. 435-447, 2004.

“Database design in the modern organization-identifying robust structures under changing query patterns and arrival rate conditions”

  • 질의패턴(query pattern)과 도착율(arrival rate)에 따라 robust한 data structure를 선택하는 지침 제공.

  • 발생하는 모든 질의문을 몇가지의 패턴으로 분류하는 작업이 선행되어야 함.


Mrp

2. 접근방법

2.2 단일 테이블 스키마

  • 모든 테이블을 ULTIMATE라는 테이블에 통합.

  • JOIN연산을 제거한 극단적인 형태.

  • 중복적인 데이터 입력이 수반됨.

  • 연산속도와 데이터중복성의 trade-off

    • Normalization이론

    • “빈번하게 발생하는 다양한 쿼리에 대하여 잘 정규화된 DB는 오히려 좋은 성능을 보이기 힘들다.” (ref)

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Denormalization effects on performance of rdbms

Sanders G., Proc. of the 34th Hawaii International Conference on System Sciences, pp. 930-938, 2001.

“Denormalization Effects on Performance of RDBMS”

  • 아노말리 현상을 최소화하고 DB접근성을 최대화시키는 정규화(normalization)이 DB성능면에서는 오히려 역효과가 있다는 여러 연구결과들 인용.

  • application 요구사항에 대한 이해를 바탕으로 denormalization을 적용하면 성능향상을 보일 수 있음을 논증.


2 3 db 1 3

2. 접근방법

2.3 메인메모리상의 가상 DB 모델(1/3)

  • 부품전개 초기에 최종제품의 생산계획 초기값과 master data만 DB Server에서 load. 나머지 부품전개 과정은 메모리상에서 완료.

  • 부품전개과정과 DB저장 과정을 분리시킴.

  • BOM정보의 계층성 착안 -> EXPLOSION테이블을 계층적으로 분리시킴.

    (Microsoft .Net에서 제공하는 DataTable 클래스의 배열 활용)

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Incorporating hierarchy in a relational model of data

Jagadish H., ACM SIGMOD 18(2), pp. 78-87, 1989.

“Incorporating Hierarchy in a Relational Model of Data”

  • 관계형 DB가 구조의 단순성과 수학적 엄밀성에 의하여 널리 사용되게 되었으나, 데이터의 계층성(Hierarchy)을 효율적으로 표현하지 못하고 있는 것에 착안.

  • 관계형 DB가 클래스 객체를 속성값으로 갖도록 함.

(a) A Class Hierarchy, (b) A Hierarchical Relation


2 3 db 2 3

2. 접근방법

2.3 메인메모리상의 가상 DB 모델(2/3)

  • MMDB를 이용하는 방식

    • SAP나 Oracle, Informix와 같은 ERP나 데이터베이스 벤더들이 MMDBMS기술을 보유한 업체들과의 기술제휴를 모색하는 추세.

    • 메인메모리의 확장에 큰 제약이 따르기 때문에 대용량의 데이터를 처리하는 데에 한계가 있음.

    • DB연산 측면에서는 속도가 증가하겠으나, DB접근의 측면에서는 개선의 여지가 없음.

  • 제안된 방식의 차별성

    • DB Server가 아닌 Application Server상의 메모리를 활용.

    • DB Server에 대한 접근은 초기 한번, 마지막 archiving과정 한번으로 제한.

    • 부품전개 과정에서 단계별로 요구되는 핵심 데이터만을 추출하여 메인메모리상에 보관한다는 아이디어 적용.

    • EXPLOSION테이블의 부품별 정보들을 분리시켜 반복형 함수의 인자로 삼음으로써 속도를 획기적으로 향상시킴.

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2 3 db 3 3

2. 접근방법

2.3 메인메모리상의 가상 DB 모델(3/3)

  • 부품전개 프로세스와 DB Archiving 프로세스의 분리가 갖는 현실적 의의

    • 부품전개결과만 전달될 수 있다면 DB Archiving과정은 정보 이용자에게 중요하지 않다. 즉, DB Archiving과정은 컴퓨터가 유휴중인 밤시간에 이뤄지더라도 늦지 않다.

    • MRP는 최종제품의 계획이 먼저 결정되고 하위부품들의 계획이 차례로 결정되는 방식. 그러나, 제조과정을 감안할 때 가장 먼저 생산계획을 전달받아야 할 대상은 부품벤더.

    • DB Archiving까지의 소요시간이 심각하게 길 경우, 회사의 정책에 따라 중요부품에 대해서만 DB Server에 저장할 수 있다.

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3. 실험설계 및 결과

실험데이터

modifyrow (DataTable)

updateplan (DataTable, ChildSet){

DataTable = DataTable’;

modifyrow(DataTable);

updateplan (DataTable, ChildSet’);

}

a00001

b00001

b00002

c00001

c00002

c00003

c0004

d00001

d00002

  • 이진트리 형태의 BOM사용.

  • lot sizing : 고정 주문량 방식

  • 주문량, 리드타임, 초기재고 값들은 ITEM테이블에서 지정.

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Mrp

3. 실험설계 및 결과

실험환경

Client

DB Server

(Oracle 10g)

Application Server

(Microsoft .Net Virtual Memory)

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3. 실험설계 및 결과

실험결과

  • 통합형: 단일 테이블 스키마.

  • MMW : 단계별로 계획결과 저장과정을 메인메모리상에서만 수행.

  • MMR&W : 단계별로 계획결과 저장뿐만 아니라, master정보도 초기에 한번만 메인메모리상에 loading.

  • MMW(DB) : MMW이후 archiving 프로세스 경과시간까지 포함.

  • MMRW(DB) : MMR&W이후 archiving 프로세스 경과시간까지 포함.

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3. 실험설계 및 결과

실험결과 분석

  • 메인메모리상에서만 부품전개를 수행하는 MMW이나 MMR&W는 기존방식에 비해서 BOM depth에 따라 50배에 가까운 성능향상을 보였음.

  • DB archiving을 고려한다 해도 두배 이상 빠랄졌음.

  • 단일 테이블을 가정한 통합형의 경우도 기존방식에 비해 우수한 성능을 보임. 그러나, BOM Depth가 커질수록 속도차가 크지 않음.

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4. 결론 및 추후연구

결론

  • 단일 테이블 스키마와 메인메모리 가상 DB 구현아이디어를 적용하여 부품전개 속도를 향상시켰음.

  • 특히, DB Archiving 프로세스를 부수적인 요소로 간주할 경우 메인메모리 방식은 10배 이상의 획기적인 시간감소 가능.

  • 메인메모리 방식이 갖는 이론상의 의의

    • DB 접근 횟수의 획기적 감소.

    • 정보의 계층성을 관계형 DB상에서 구현.

    • 부품전개 프로세스와 DB Archiving 프로세스의 분리.

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4. 결론 및 추후연구

추후연구과제

  • GRID컴퓨팅의 적용

    • 부품전개 프로세스는 BOM에서 각 가지 별로는 독립적인 프로세스 이므로, 분할이 가능함.

  • 기능 확장적인 측면

    • ATP, 페깅, CRP, 원가정보 결합, …

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