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Multi-component inventory policies in assembly systems with demand and supply uncertainties = 공급 및 수요의 불확실성을 고려한 조립생산시스템에서의 부품재고관리정책
서명 / 저자 Multi-component inventory policies in assembly systems with demand and supply uncertainties = 공급 및 수요의 불확실성을 고려한 조립생산시스템에서의 부품재고관리정책 / Eun-Jeong Hong.
저자명 Hong, Eun-Jeong ; 홍은정
발행사항 [대전 : 한국과학기술원, 2018].
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This dissertation considers multi-component inventory problems in an assembly system with demand and supply uncertainties. Since we focus on necessary components for the single-type final product, the inventory levels of all components are synchronized by the demand of the final product. Moreover, fixed ordering cost and inventory holding cost factors are different for each component. With considering the inter-dependency and characteristics of component inventory, we solve the three problems defined with different assumptions about demand and supply uncertainties. At first, we study multi-component inventory policies for an assembly system with stochastic demand. The objective of the problem is to determine the replenishment plan of components that minimizes inventory related costs. We prove optimal solution properties and develop an algorithm to find the optimal solution for a single-period problem. We also find some properties for a multi-period case and provide efficient heuristics to solve problems with a relatively large number of components. Secondly, we find an economic replenishment plan for components with random lead-times in an assembly system. Due to the uncertainty of replenishment lead-times, we should find the optimal order quantities and timings of components simultaneously to minimize the expected sum of total costs. We establish a stochastic programming model to find the optimal solution for a small sized problem, and study the cost function and solutions properties by using a simple model with two components in two periods. Based on the analysis, we suggest an algorithm to find heuristic solutions within a reasonable computation time. Finally, we consider multi-component inventory problem for an assembly system with both supply and demand uncertainties. To solve the problem, we study the structures of inventory control policies found in previous studies and suggest a new structured inventory policy that reflects the characteristics of component inventory, including stochastic replenishment lead-times of components and stochastic demand of the final product. We also provide a method to find the best parameters of the suggested inventory policy. We design a variety of experiments to evaluate the suggested inventory policies and the algorithms for finding solutions and policy parameters. We also generate test instances with various conditions to test the robustness of solutions. The inventory policies and algorithms proposed in this dissertation are also tested with large-sized experiments that reflect practical situations. In the results of computational experiments, the suggested algorithm and inventory policies of this dissertation show good performances under various conditions. Through this dissertation, we can provide managerial insights that can be applied to operate assembly systems efficiently in real situations.

본 학위논문은 공급 및 수요의 불확실성을 고려한 조립생산 시스템에서 다수의 부품재고관리정책을 다룬다. 수요의 불확실성으로 인해 최종제품의 수요가 확률적으로 발생하며, 공급의 불확실성으로 인해 부품재고의 보충소요시간이 확률적으로 발생한다. 해당 논문에서는 단일 최종 제품에 반드시 필요한 부품만을 다룬다. 그러므로 모든 부품의 재고수준은 최종 제품의 수요가 발생함에 따라 동기화된다. 한편 각 부품은 각기 다른 재고 유지비용과 고정 주문비용을 발생시킨다. 그러므로 이와 같은 부품재고의 특성과 상호의존성을 고려하여, 공급 및 수요의 불확실성에 대해 각기 다른 문제 상황을 가정한 세 가지 문제를 풀고자 한다. 첫 번째 주제에서는 확률적 수요를 가지는 조립생산시스템의 부품재고관리정책을 다룬다. 해당 문제의 목적은 전체 생산시스템에서 발생하는 비용들을 최소화하는 부품들의 보충계획을 결정하는 것이다. 먼저 단일 기간(single-period) 문제에 대해 최적해의 특성을 증명하고 최적해를 찾을 수 있는 알고리즘을 제안한다. 또한 다기간(multi-period) 문제에 대해서도 몇 가지 해의 특성을 찾고 많은 부품을 가지는 상황에도 적용할 수 있는 효율적인 발견적 재고정책 (heuristic inventory policy)을 제안한다. 두 번째 주제에서는 부품의 보충 소요시간이 확률적인 조립생산시스템에서 부품재고의 경제적 보충계획을 찾는 문제를 다룬다. 해당 주제의 목적은 기대 생산비용의 총합을 최소화하는 최적의 주문량을 결정하는 것뿐만 아니라 부품의 확률적 보충 소요시간을 고려한 최적의 주문시점을 동시에 결정하는 것이다. 문제를 해결하기 위해 확률적 계획법 모형 (stochastic programming model)을 수립하여 작은 크기의 문제에 대해서는 최적해를 구할 수 있다. 그러나 큰 문제에 대해서는 이와 같은 방식으로 해를 얻을 수 없으므로, 먼저 두 기간 동안 두 부품의 보충 방안만 고려한 단순한 모형을 수립하고 비용함구와 해의 특성을 분석한다. 해당 분석결과를 토대로, 합리적인 계산시간 내에 효과적인 해를 제공하는 휴리스틱 알고리즘을 제시한다. 마지막으로 공급과 수요의 불확실성이 모두 존재하는 조립생산시스템의 부품재고관리문제를 다룬다. 문제를 해결하기 위해, 부품의 확률적 보충소요기간과 최종제품의 확률적 수요를 포함한 부품재고의 특성을 고려하여 새로운 구조의 재고정책을 제안한다. 그리고 재고관리정책의 구조를 탐구하며, 새로 제안한 재고정책을 위한 최선의 파라미터를 찾을 수 있도록 방법론을 제공한다. 해당 논문에서 제시한 재고 정책과 그와 관련된 파라미터 및 해를 찾기 위한 알고리즘을 평가하기 위해 다양한 실험을 계획하고 수행하였다. 해의 강건성을 알아보기 위해 다양한 조건의 실험사례를 생성하여 실험을 수행하였고, 실제 문제의 가정상황을 반영한 큰 사이즈의 문제들에 대해서도 모의 실험을 수행하였다. 실험 결과는 다양한 조건하에서 해당 논문의 연구결과가 제시하는 재고관리정책과 해를 찾기 위한 알고리즘이 효과적임을 보여주며, 실제 조립생산시스템을 효율적으로 운영할 수 있도록 하는 경영학적 통찰을 제공한다.

서지기타정보

서지기타정보
청구기호 {DIE 18003
형태사항 vi, 93 p. : 삽도 ; 30 cm
언어 영어
일반주기 저자명의 한글표기 : 홍은정
지도교수의 영문표기 : Tae-Eog Lee
지도교수의 한글표기 : 이태억
Including appendix.
학위논문 학위논문(박사) - 한국과학기술원 : 산업및시스템공학과,
서지주기 References : p. 82-85
주제 stochastic inventory model
inventory control
multi-item inventory
assembly system
확률적재고모형
재고관리정책
다품종재고
조립생산시스템
이종부품
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