In shipbuilding industry, accurate prediction of production schedule is most important to make a con-tract. Especially, initial production schedule is essential to exactly predict the time and expense of production for the efficiency. However, it`s not easy to forecast process schedule because of characteristics of production process. So, companies establish schedule with their experience because of limited information without design and production process of product.
To settle these problems, this research proposes Layered Discrete Event Simulation (Layered DES) framework for establishing initial ship production schedule, which captures the characteristics of stratified planning and scheduling practices in ship production processes.
Discrete event simulation (DES) is regarded as one of the most powerful tools in the field of operations research since it can simulate very realistically what is happening at the factory floor and shipbuilding industry has tried to utilize this tool to improve their productivity. However unlike other industries, the de-tailed product information is seldom available at the beginning of production processes, which prevents the straightforward application of commercial off-the-shelf DES software to their planning and scheduling of the operations. Even before the advent of DES tools, due to these inherent difficulties, most shipyards have lay-ered or stratified scheduling system divided such as Master/Operation/Detailed scheduling.
In order to enhance the usability of DES to ship production processes, Layered DES framework is di-vided by level of details of usable information and it designed to facilitate cross-linked information exchange between different levels of classes for improving reliability of simulation result. The proposed framework would be verified through example simulation of ship production system.
조선 산업에서 생산일정 계획은 초기 단계에서 정확한 예측이 이루어지지 못할 경우 후기 단계에서 높은 추가 비용이 발생하거나 공정에 과부하가 걸리게 되기 때문에 조선소의 관리 및 수주 계약에 있어서 매우 중요한 요소이다. 그러나 일반적인 대량 생산 제품과 달리 생산 초기 단계에서 주어지는 정보가 제한적이기 때문에 정확한 예측이 어렵고 이로 인해 각 조선소에서는 시뮬레이션이 아닌 생산 관리자의 경험적 지식에 기반하여 일정 계획을 수립하고 있다.
본 논문에서는 선박과 같은 거대 주문생산 제품의 초기 생산 일정계획 수립 및 관리에 용이한 시뮬레이션 환경의 필요성에 부합하여, 현재 사용되고 있는 상용 시뮬레이션 시스템의 문제점을 분석 및 앞서 지적된 문제점을 해결할 수 있는 새로운 접근 방식의 모델링 기법을 연구 하였고, 그 결과 레이어 개념을 도입하여 모델의 계층적 분화 및 시스템의 모델링을 체계화 할 수 있는 DEVS (Discrete Event System Specification) 기반의 Layered DES (Discrete Event Simulation) Framework를 제안 하였다.
Layered DES Framework는 계층화된 모델링 개념과 이를 구축하기 위한 일반적인 기준을 제시하는 프레임워크 행렬 계층 모델간의 데이터 연동을 위한 Layer DB와 Reference DB 기능을 포함하여 하나의 대상에 대하여 정보의 레벨에 따라 다층화된 모델링 구조를 제공한다. 데이터의 종류 및 양에 따라 알맞게 구성된 모델을 생성하여 정보의 제약 및 변동에 유연하게 대처할 수 있게 하였고, 나누어진 모델 간의 데이터 연동 구조를 정의하여 시뮬레이션의 결과 값을 개선하고 신뢰도 향상 시킬 수 있도록 구성하였다. 이를 통해 제안된 프레임워크는 기존 엔진에 반영하기 어려운 조선소의 일정 계획 수립 시스템의 특징을 수용하면서 각각 상황에 맞게 공정과 설비라는 다른 두 가지 정보를 자연스럽게 혼용하여 시뮬레이션을 구현 할 수 있도록 하여, 기존의 경험적 지식에 의거하여 결정되는 생산 일정 계획 수립을 시뮬레이션을 통한 체계적인 방법으로 전환할 수 있는 밑바탕을 마련하였다.
마지막으로 생산 시스템을 구성하는 기본 요소인 제품-공정-설비 정보와 주요 변수 정보 형태를 이용한 조선 생산 시스템 시뮬레이션 분석을 수행하여 제안된 프레임워크를 이용한 모델의 구성방법 및 시뮬레이션 구동 논리를 확인 하였다.
