반복 생산 시스템은 여러 종류의 제품을 다량으로 생산하는 경우, 생산요구량에 부합하는 일정비율의 제품을 생산단위로 하여 반복적으로 생산하는 방식으로서 장비의 이용률이 좋아지고 재공재고가 줄어드는 등의 잇점이 있다. 이 시스템에서 스케줄링은 생산단위의 주기시간을 최소화 하는 것을 목표로 한다. 이 논문은 일반적인 반복생산 시스템의 모델 수립과 스케줄링 문제의 해법에 관한 것으로 다음의 네 부분으로 구성된다.
첫째, 유한 용량의 버퍼로 인하여 블럭킹이 발생하는 Job Shop형태의 시스템에 대한 페트리 네트 모형과 수리계획 모형을 수립한다. 버퍼 제어 정책으로 입력버퍼에 투여되는 작업물이 일정 순서를 유지하도록 하는 순차적 입력 방식을 제안하고 이 방식을 사용하는 경우 유한 버퍼 모형은 버퍼가 없는 모형으로 변환되어 주기시간 계산이 용이한 Timed Marked Graph로 표현될 수 있음을 보인다. 그래프의 구조적 특성을 분석하여 잠김현상이 없으면서 주기시간을 최소화하는 작업순서를 결정하는 정수계획 모형을 제시한다.
둘째, 위 문제에 있어서 모든 작업이 선행작업 완료 즉시 시작되는 경우 시스템의 안정상태 분석을 위하여, 작업의 시작조건을 나타낸 사건그래프와 Max-Plus 대수를 이용하여 선형시스템 모형을 개발하고 모든 생산주기마다 동일 패턴의 스케줄이 반복되는 안정 스케줄을 얻는 방법을 제시한다. 또한 임의의 스케줄이 일정 패턴으로 수렴하는 조건에 관하여 논의한다. 그리고 최소 주기시간을 갖는 복수의 안정 스케줄 중에서 단일 생산단위의 완료시간이나 작업물의 평균 흐름시간을 최소화하는 스케줄을 얻기 위한 선형계획 모형을 제안한다.
셋째, 팔렛과 같은 유한용량의 공유자원이 있는 흐름생산 형태의 반복생산 시스템에 대한 페트리 네트 모형과 요구자원을 최소화하기 위한 수리계획 모형을 개발한다. 흐름생산의 구조적 특성을 이용하여 일반적인 공유자원 모형을 Marked Graph로 변환하는 방법을 제안하고 다양한 형태의 블럭킹 메카니즘에 응용될 수 있음을 보인다. 또 주어진 주기시간을 만족하면서 요구되는 공유자원의 수를 최소화하는 수리계획 모형을 제안한다.
넷째, 블럭킹등의 제약조건이 없는 Job Shop 형태의 반복생산시스템에서 주기시간을 최소로 하는 최적 작업순서를 찾는 스케줄링 문제의 Tabu 탐색 알고리듬을 개발한다. 근접해의 목적함수값을 효율적으로 계산하기 위해 근사적 접근법을 개발하고 실험을 통하여 이 근사법이 효과적임을 보인다. 이 문제의 특성에 맞는 탐색 전략을 개발하고 다양한 종류의 대규모 문제에 적용한 결과를 분석한다.
