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제조사 최적화 적용 분야 및 사례 소개

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제조사 최적화 적용 분야 및 사례 소개 - PowerPoint PPT Presentation


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제조사 최적화 적용 분야 및 사례 소개. 소경철 수석 Optimization 사업부 컨설팅팀 , KSTEC April 16, 2009. Agenda. APS 개요 및 ILOG 솔루션을 활용한 APS  소개  APS 구축사례 S 사 APS 구축 배경 현황 분석 ILOG 를 이용한 System 구축 현황 기대 효과 한국타이어 Production Scheduling 구축 배경 현황 분석 ILOG 를 이용한 System 구축 방안 구축 현황 기대 효과. ■ APS 정의.

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Presentation Transcript
slide1
제조사 최적화 적용 분야 및 사례 소개

소경철 수석

Optimization 사업부 컨설팅팀, KSTEC

April 16, 2009

agenda
Agenda
  • APS 개요 및 ILOG 솔루션을 활용한 APS 소개 
  • APS 구축사례
    • S사 APS
      • 구축 배경
      • 현황 분석
      • ILOG를 이용한 System 구축 현황
      • 기대 효과
    • 한국타이어 Production Scheduling
      • 구축 배경
      • 현황 분석
      • ILOG를 이용한 System 구축 방안
      • 구축 현황
      • 기대 효과
slide3

■ APS 정의

  • ERP시스템의 계획 기능인 MRP/CRP계획의 무한 능력 계획에서 야기된 문제점들을 해소하기 위하여 현실성 있는 최적의 계획과 스케줄링을 위한 새로운 접근 방법
  • 생산 현장의 복잡한 현실을 수용해서 계획하고 실행을 통제하는 시스템
  • 동시에 발생하는 다중의 변수와 제약 조건들(자재, 기계, 사람 및 수요 등)을 동기화하여 현실성 있는 최적의 계획과 스케줄링을 위한 새로운 접근 방법
  • 적절한 의사 결정을 지원함으로써 Throughput 증가, 납기를 보장하는 생산계획 능력, 원자재, 재공품, 완제품의 재고감축과 리드타임 단축, 고객 서비스 향상 등 기업의 경쟁력을 확보해 주는 시스템
  • APS는 ERP에 두뇌를 심는 것
slide4

■ APS가 필요한 기업

Enterprise Solutions

Factory Solutions

작업 지시서 & 직장 재량에 의한 통제

Demand Planning

수작업 (엑셀)

Master Planning

Production

Planning

Production

Scheduling

Progress

Tracking

Demand Fulfillment

(ATP/CTP)

APS 도입이 필요한 기업

  • ERP 도입 후에도 생산 계획에 만족하고 있지 못하는 기업
  • 납기의 변경 요청에 어려움을 겪고 있는 기업
  • 생산 관리 부서는 실적 관리만 수행하고 경영층의 직관적인 의사 결정에만 의존하는 기업
  • 생산 계획을 수립하는데 시간과 노력이 많이 들고 객관적인 검증이 어려운 기업

ERP

slide5

APS

APS

■ APS 구성 방안

SCM

ERP

MES

ERP,

Legacy

systems

1. SCM 솔루션과 같이 사용하는 구성

2. APS만 사용하는 구성

slide6

Customized

Schedule

Optimizer

APS

APS

Server

Production

Planner

Internal

Scheduler

■ APS가 필요한 이유

Customized

Planning

Model

SCM

Plug-in

Architecture

ERP

MES

Why APS here?

  • 생산 계획과 핵심 공정의 최적화 문제가 서로 얽혀서 전형적인 방법론으로 문제 해결이 불가능한 기업
  • 고객 특유의 Planning & 최적화 모델을 장착 가능
  • 복잡한 제약 만족과 최적화된 스케줄링이 필요한 기업
  • 고객의 경험과 지식을 엔진으로 구현하여 Plug-in
  • ILOG 기술에 기반한 Framework으로 높은 수준의최적화 스케줄링 확장 엔진을 쉽게 구현

1. SCM 솔루션과 같이 사용하는 구성

slide7

ATP/CTP

Server

APS

Production

Planner

Client

Internal

Scheduler

■ APS가 필요한 이유

Internal

Scheduler

ERP,

Legacy

systems

Why APS here?

  • 시스템 환경과 필요에 맞는 소규모 솔루션이 필요한 기업
  • 생산 스케줄링과 생산 관제 기능을 제공하여 소규모 기업은 추가 모듈이 거의 불필요
  • 특정 기능의 엔진을 개발하여 Plug-in이 가능
  • APS 도입 효과를 검증하고 SCM을 도입하려는 기업
  • APS를 선 도입하여 ROI를 달성하고, 투자를 보호하면서 추가 솔루션 도입으로 부드럽게 이행 가능

2. APS만 사용하는 구성

slide8

minimize

minimize

c1x1

c1x1

+c2x2

+c2x2

+c3x3

+c3x3

■ 최적화 개발 방식의 장점

최적화 기반 개발을 통하여 범용 패키지에서는 제공할 수 없는 기업의 고유한 생산 계획 및 공정 이슈를 해결하고 편리한 사용자 환경 제공으로 신속하고 정확한 계획 수립 가능

최적화 Engine과 수작업 조정 연동

모델링이 자유로움

조정이 용이함

Excel과 유사한 계획 조정 기능

계획 정합성 Check 기능

D1

제약

D2

D3

D1

제약

D2

D3

y1

y1

400

400

200

100

Engine Re-run시

계획 고정

y2

y2

400

400

200

400

y3

y3

100

100

100

y4

y4

200

100

100

200

100

y5

y5

200

200

100

100

100

y5

y5

최적화 Engine을 활용시, 현장에서 요구되는 특수한 기능 요건을 자유로이 모델링 함으로써 순도 높은 결과를 얻을 수 있음

계획 운영, 조정 화면을 개발함으로써 계획자가 신속하게 계획 요건, 이슈를 파악하고 조정, 공유 가능하게 함

모델링적 제약이 없기에 최적화 Engine과 수작업 계획 연동에도 문제가 없으며, 필요한 만큼 계획을 반복하면서 계획을 확정함

ilog optimization aps advanced planning scheduling
ILOG Optimization 적용사례APS (Advanced Planning & Scheduling)

적용 효과

도입 이유

적용 분야

Business Challenge

  • 제품은 다양해지고 수명은 짧아져서 고려될 제약은 복잡해진 반면 더 빠른 의사결정을 요구함
  • 공급망은 커진 반면 모든 노드는 적은 재고와 빠른 납기 요구로 더욱 최적화된 의사결정이 요구됨
  • 공급망 계획, 재고 최적화, 생산 스케줄링 최적화, 운송 스케줄링 최적화, 인력계획 최적화
  • 자원 할당 최적화, 원료 배합 최적화, 제품설계(구성) 최적화, 완제품 절단 최적화
  • 비용 최소화및 생산성 향상
  • 경영과학 기법에 의한 신속한 의사결정, What-if Analysis에 의한 대안 수립
  • 의사결정 시간 감소 (한솔제지: 8시간 -> 30분, 4시간->1시간)
  • 비용절감 (한솔제지 판매 기회 증가: 6.4억원/년) – 동일한 공장에서 년 6.4억원 추가 판매 가능
slide10

■ Reference - 제조

Manufacturing Application

후판 일관 공정 계획 시스템

박판 재료 설계 스케줄링 시스템

박판 일관 공정 계획 시스템

PI 공정계획 모니터링 시스템

광양제철소 생산관제 시스템

원료 Blending Scheduling System

선박 접안 Scheduling System

원료 하역 관제 스케줄링 시스템

제어시스템: 포항제철소, 광양제철소

PDS: 포항 제강, 광양 열연, 미니밀, 제강, 냉연

POSCO

삼성전자

반도체 공정 스케줄링 시스템

LCD 공정 스케줄링 시스템

S&OP (Sales & Operating Planning)

slide11

■ Reference - 제조

Manufacturing Application

삼성코닝㈜

APS

GM대우자동차㈜

CAR Sequencing System

한솔제지㈜

통합 생산 계획 시스템

지폭 조합 최적화 시스템

극동전선

선박용 전선 생산 계획 System

대우조선해양㈜

선박 조립 일정 계획 System

SKC

Film Cutting Optimization (폭 조합)

동국제강

후판, 봉형강 공장 (포항, 당진, 인천) APS

후판 소재설계 Scheduling

slide12

■ Reference - 제조

Manufacturing Application

두산인프라코어

건설 기계 공장 APS

삼성SDI

LCD OLED Line APS

한국타이어

APS

현대제철

형강공장(인천, 포항, 당진) APS

LG전자㈜

Production Scheduling System

LG Display

LCD APS

slide13

■ Reference - 물류

Transportation Application

인천국제공항공사

통합 정보 시스템 (IICS)

운항 관리 시스템

 RMS (Resource Management System)

SEM (Status Event Management) 시스템

경비 보안 시스템

한국철도공사

(코레일)

열차집중제어시스템 (CTC)

KTX 차량 실동 계획 시스템

GS Caltex정유

원유 제품 수송 계획 시스템

한국도로공사

재난 상황 관제 시스템

Praxair

LMS (로지스틱스 관리 시스템)

배차 스케줄링 시스템

한국공항공사

김포,김해,제주 공항 운항관리 시스템

공항 지상 인력 스케줄링 시스템

slide14

■ Reference - 통신

Telecommunication Application

LG데이콤

초고속망 NMS

KT

NMS, WMS

NeOSS TFMS/BcN

SK텔레콤㈜

SK C&C㈜

SMS, NMS

LG텔레콤㈜

LG전자㈜

NMS

삼성전자㈜

삼성SDS㈜

NMS

하나로통신㈜

Alarm Filtering & Correlation

KTF

N-STEP 2단계 상품 개발주문 관리 시스템 / CRM

대한민국 육군

국방망TNMS

slide15

■ Reference - 금융

Finance Application

한국신용평가

채권 평가 시스템

신한은행

(조흥은행)

RMS (Risk Management System)

한국산업은행

Asset Allocation System

EC / ROAC 시스템

외환은행

Basel II 포트폴리오 관리 시스템

기업은행

방카슈랑스 시스템

대한생명

Underwriting, Commission

국민은행

CMBS (Commercial Mortgage Backed Securities)

slide16

■ Reference - 금융

Finance Application

삼성화재

차세대 BRMS 시스템

한화증권

Trade Management System

기획재정부

AML (Alert Money Laundry: 자금세탁방지) 시스템

교보생명

FRMS (Financial Risk Management System)

삼성생명

IFDS (Insurance Fraud Detection System)

농협중앙회

FRMS (Financial Risk Management System)

slide17

■ Reference - 금융

Finance Application

한국투자증권

성과급 관리 시스템

알리안츠생명

CFDS (Claim Fraud Detection System)

현대증권

FRMS (Financial Risk Management System)

시티은행

FRMS (Financial Risk Management System)

삼성증권

FRMS (Financial Risk Management System)

하나은행

FRMS (Financial Risk Management System)

slide18

■ Reference - 기타

기타분야 Application

한국전자통신

연구원

ERP Package

Network Design 최적화

한국마사회

마권 신 발매 시스템

한국원자력연구원

원자력발전 Simulation시스템

삼성 SDS

전결라인 시스템

한국수자원공사

한강 수계 관리시스템

대한민국 육군

육군본부 통합전장 상황 관리 시스템

에버랜드

인력 Scheduling System

전력연구원

고리원전 Simulation System

slide19

■ Reference - 기타

기타분야 Application

한국수력원자력㈜

울진, 고리, 월성, 영광 원자력 발전 감시 제어 시스템

한국조폐공사

전자 여권 제조 계획 시스템

방위사업청

통합 정보 사업 관리 시스템

GS Power

안양 /부천 열병합 발전소 감시제어

CJ Home

Shopping

방송 프로그램 편성 스케줄링

aps s aps
APS 구축 사례 – S사 APS

구축 배경

현황 분석

ILOG를 이용한 System 구축 현황

기대 효과

slide21

■ 구축 배경

이슈

  • 자원 활용의 효율성 제고 및 계획 수립 L/T의 단축을 위하여 최적화에 기반한 계획 시스템 도입 필요
  • 실적 기반으로 수요 계획을 공장별로 배분하고, 수요 계획의 P-MIX 비율을 활용한 생산량 산정
  • 공급 계획과 공정 계획간의 기준 차이(생산성등) 차이 발생
  • 공급 계획 시스템 완성도 저하로 수요-공급 시스템이 제대로 사용되지 않고 있음
  • 영업에서 생산 스케줄을 고려한 수요 계획을 수립하고 있음
  • 공급 계획 없이 영업과 공장별 공정 계획 담당자가 직접 협의해서 수요 계획 및 생산 계획을 수립하고 있음

공급계획 시스템 재구축 필요

slide22

■ 현황 분석

B공정

(P공장)

WIP

A공정

(P공장)

Demand

B공정

(B공장)

수입

A공정

(I공장)

B공정

(I공장)

WIP

전체 수요에 대한 제품별 최적 공장 배분 필요

(A,B공정 Capacity 고려)

A공정 생산능력 < B공정 생산능력

A공정의 생산을 최대화하는 계획 필요

slide23
대상 Plant

3개 사업장의 7개 공장

기간

2008. 3. ~ 2008. 10.

System

연간 사업 계획  ILOG CPLEX V.11.1

3개월(6개월) 생산 계획 ILOG CPLEX V.11.1

주간 생산 계획 ILOG CPLEX V.11.1

범위

현업 요구사항 분석

Mathematical Modeling (MIP Model)

CPLEX Modeling

Implementation

결과 Tuning

■ 구축 현황 - Scope

slide24

■ 구축 현황 – System

주문 정보

재고 정보

공장 정보

Optimization Engine

(ILOGCPLEX)

생산-수요-재고 제약

공장 생산 용량 제약

이체량 제약

Roll/Mold 제약

Simulation

제품별, 공장별, 월별 생산량

주문/납기 만족률

Roll/Mold 계획

제품별, 공장별, 월별 이체량

slide25
생산성과 수익성을 최대화하면서 수요를 만족하는 최적의 생산 계획 산출

수요를 만족시키기 위한 반제품 소요량 산출

Roll 계획/Mold Mix 계획을 반영한 생산 계획 산출

공장 사이의 Balance를 고려한 최적 이체량 산출

What-if 시나리오를 반영한 생산 계획 산출

■ 구축 현황 – 결과

slide26
공정간 Balance 유지

수입 물량 감소

적정 재고 유지

중장기 계획 수립에 의한 가시성 증대

반제품 수입 계획 수립

공장 휴동 계획 수립

주문에 대한 만족률 및 납기 만족률 예측

적정 공장 배분으로 인한 주문 만족률 및 생산성 증가

What-ifSimulation 사용으로 인한 사용자의 편리성 증대

Simulation을 통해 가장 좋은 결과 선택 가능

■ 기대 효과

global scm project
한국 타이어 Global SCM Project – 공장 계획 파트

구축 배경

현황 분석

ILOG를 이용한 System 구축 방안

구축 현황

기대 효과

global scm project1
구축 배경 – Global SCM Project

한국타이어의 글로벌 경영

구주본부

Client: 410

로테르담

EDC

프랑크푸르트

런던

런던

5.헝가리공장

모스크바

토론토

디트로이트

하노버

ETC

미주본부

Client: 310

뉴저지

부다페스트

ATC

리옹

7th공장(예정)

중앙연구소

이스탄불

마드리드

JTC

밀라노

오사카

강소

멕시코

두바이

상해

가흥

3.강소공장

4.가흥공장

파나마

중국본부

Client: 610

CTC

제다

방콕

일본/호주

Client: 710

6th공장(예정)

상파울로

산티아고

시드니

[범례]

해외지점

Global Plants

기술센터

Global DC’s

사무소

현지법인

세계 7위(2006년) 진입이라는놀라운 성과를 바탕으로 지속 성장을 위한 Global 통합 관점에서의 SCM 역량 강화 필요.

Globalization을 통한 성장 전략

판매 거점의

확대

생산 거점의

확대

통합 관리 필요성 증대

slide29
구축 배경 – FP(공장계획)

생산계획 부문의 이슈

As-Is 생산계획 프로세스*

판매

SCP

생산관리

연간

판매생산계획

고객 Service

낮은 계획 준수 율

Demand

수요 예측

주문 접수

생산 목표

물량 산출

공급망 Speed

출하까지 시간이 길게 소요됨

>

FP

연계성 강화 방안 제시

주간계획 수립

주간계획 검토

운영 Efficiency

변화 대응력이 약함

잦은 변동  생산성 저하

일간계획 수립

긴급 물량 조정

주문 진행

생산지시 및 관제

balancing issue
현황 분석 – Balancing Issue
  • 한국타이어 생산계획은 이어진 2개 공정 제약을 동시 고려하면서 생산배치 가능 여부를 판단하여야 하나, 일반범용 패키지는 공정 별 순차적 생산 배치를 하기에 2개 이상의 공정 Balance를 고려하기 어려움

인치

교체

능력

설비

Type

Mold

조수

교체

능력

설비

Type

A공정

B공정

패키지

기능

GT

FG

A공정 설비 별 Schedule

B공절 설비 별 Schedule

2

1

공정 별 순차적 배치 방식은 Model 상에 두 개 이상의 공정이 존재할 경우 심각한 Line Balance 이슈를 발생시킨다. GT의 과, 부족과 후속 공정 설비의 미배치 문제가 발생

issue
현황 분석 – 계획 조정 Issue
  • 또한 패키지는 Lot 단위 개념 하에서 생산 배치가 이루어지기에 Process 산업과 유사한 타이어 생산공정 흐름을 표현하기 어려우며 계획자에 의한 수작업 조정도 매우 어렵다

상황 1: 공정 내 물동 흐름 표현

상황 2: 계획 조정

공정A 계획

공정B 계획

계획 조정

1호기

50

50

1호기

50

50

200

교체 분산 등의 이유로 계획을 수동 조정

50

50

50

40

2호기

2호기

50

50

50

50

3호기

3호기

50

50

50

60

4호기

200

4호기

주문

A

B

계획 조정

200

100

2호기

100

90

표현

불가

100

200

1.생산 Lot 분할

10

100

4호기

2.분할 Lot의 이동

100

100

10

200

100

유일한 방법은 Lot를 아주 작게 잘라야 함

  • 계획 조정 시에도 패키지는 Lot 단위로 조정이 필요하기에 이를 작업하는 과정이 복잡하고 어렵다
  • 실제 두 공정이 연결되어 있는 경우 공정 간 Balance를 파악하면서 스케줄 하기 매우 어렵다
  • 타이어 공정은 Process 산업과 유사하게 공정 간 Lot가 나뉘고 합쳐짐이 빈번함
  • Package는 주문과 생산 오더가 Lot 단위로 연계되어 있기에 Process 산업의 공정 흐름을 표현하기 어려움
ilog cplex
구축 방안 – (ILOG CPLEX 포함)

글로벌 SCM 시스템 구축은 범용패키지 적용. 일간생산계획 시스템은 범용패키지가 제공할 수 있는 기능이 한국타이어 요구사항과 Gap이 큼으로 최적화 Engine을 활용하여 개발.

글로벌 SCM 시스템

(패키지 적용)

1. 패키지를 기반

  • 글로벌 SCM 영역 (수요관리, 자원운영계획, 납기약속)은 범용 패키지를 적용
  • 글로벌 SCM은 문제의 범위와 복잡성 등을 감안 시 패키지 적용이 용이하고 효과적임

납기약속

수요관리

자원운영

계획

통합 SCM

DB

2. 통합 SCM DB

  • 모든 Global SCM 정보는 통합 DB로 연계 관리하고 전세계에서 공유하도록 함

일간생산계획 시스템

(최적화 기반 개발)

3-1. 최적화 Engine 기반 (ILOG CPLEX)

  • 검증된 최적화 Engine을 활용하여 상세한 생산 제약을 감안하여 실행력 높은 계획 수립
  • 최적화 전략 (납기, 생산성, Both 등) 선택 Option에 따른 다양한 계획 수립 모드 개발

최적화

ENGINE

계획 운영 및

분석

3-2. 계획 운영 편의성과 계획 분석 기능 강화

  • Excel과 같은 계획 조정 기능 제공
  • Rule 기반의 계획 정합성과 완결성 Check 기능 제공 (계획 운영 화면 또는 별도 Report)
  • 최적화 Engine과 연계를 통한 Interactive Scheduling

Interactive Scheduling

scope
구축 현황 – Scope

대상 Plant

국내 2개 공장 8개 라인

동아시아 2개 공장 (안정화 중)

유럽 2개 라인 (진행 중)

기간

2008.3 ~ 2009.3

System

공정A/공정B 일별 규격별 장비별 생산계획 엔진 (월간: 라인별)  ILOG CPLEX V.11.1

공정A설비 조별 계획 엔진 (GT-재공 재고를 고려한 순환 생산 계획)  ILOG CPLEX V.11.1

Data Interface 및 엔진 수행 Control Daemon  Java

ibm kstec
구축 현황 – IBM & KSTEC

IBM

  • Global SCM Project 전체 모듈 진행
  • 현업 요구사항 취합
  • System Design
  • KSTEC Role Scoping
  • 일정 관리
  • 조직 관리(ABAP 개발팀, 데몬 개발팀, 운영 팀…)

KSTEC

  • POC
  • 현업 요구사항 분석
  • Mathematical Modeling (MIP Model)
  • Daemon 설계 & Initial Implementation
  • CPLEX Modeling
  • Implementation
  • 결과 Tuning
system ipo
구축 현황 – System (IPO)

주차 별

주문량

CPLEX

Model

일자 별,

설비 별,

규격(제품)별,

할당 수량

CPLEX

11.1

Engine

주요 공정 설비정보

규격/설비 매칭 정보

설비 운영 제약

몰드 제약

몰드 교체 계획

설비 가동률

주문 달성 률

관리자 수정

사용자 확정 할당정보

구동시점 설비 상태

확정

생산 계획(3일)

GT 감안

조별계획

조별

Engine

slide36
구축 현황 – 결과

Balance(공정 A – 공정 B)를 감안한 계획 결과 산출

설비 교체, 몰두 교체 허용 범위내의 계획 결과 산출

확정구간후 설비 상태를 감안하여 생산성을 최대화 하는 결과 산출

생산성을 최대화 하면서 주간 계획 달성에 우선순위를 갖는 결과 산출

설비 Capacity 대비 주간 대상 량의 과부족 Feedback

수 주 간의 계획 산출로 주간 계획 가시성 확보 예상 생산 시점 가시화

규격 Grouping/설비 조건 변경/사용자 정의 제약 등을 반영한 결과 산출

slide38
기대 효과

2009년2월 현재. 한국 타이어 Global SCM Project 진행 중

예상 효과

계획 측면

주간계획 가시성 증대

차주 계획 확정물량 증대

효율적인 계획 수립 가능(수출,내수 물량의 우선순위, 조합설정)

생산 측면

기준정보 관리 정합성 확보

효율적 설비 운영

매뉴얼 계획 변경 작업 축소

변동 사항 발생시 신속하게 합리적 신규 계획 도출

불필요한 Setup 감소로 생산성 증대

고객 만족

가시성을 기반으로 납기 예측, 납기 만족

slide39
Q & A

kcso@kstec.co.kr소경철 수석

hm123@kstec.co.kr조한민 책임

39