Scheduling along the supply chain of multiple stages of factories is a very complex process. When the scheduling of a factory itself is very complex, the detail scheduling encompassing the entire supply chain is almost impossible. The shipbuilding industry has such a nature of complexity. Even though the scheduling and coordination along the supply chain is not a new problem at all, the result from real scale complex scheduling and coordination is not reported in the literature yet. So this research studies the effectiveness of coordination in scheduling of shipbuilding with a real world data. To evaluate the effectiveness of coordination, we compare three approaches: Push Scheduling, Look-ahead Scheduling, and Look-ahead & Collaboration, and develop the algorithms and rules suitable for the scheduling in shipbuilding.
The Push Scheduling means the final assembler (dock in the shipbuilding case) establishes its assembly schedule and requests its supplies to deliver the necessary parts (blocks in shipbuilding case) according to its assembly schedule. If the supplying factories cannot effectively satisfy the requested due dates, the collaboration between the buyer and suppliers are inevitable sharing the information about the demand, load level, and capacity. If the final assembler considers this information in its scheduling, it is a Look-ahead Scheduling which will balance the load levels of sub-assemblers. In this phase, the final assembler however cannot consider the detail situation of sub-assemblers.
The sub-assembler will conduct its precise scheduling with the due dates requested by the final assembler. Then each sub-assembler will be able to find out the tardiness and load level according to the currently requested due dates. If the sub-assemblers need to modify the orders which cause the tardiness of certain jobs, the sub-assembler may negotiate either with the final assembler or with the other compatible sub-assemblers. If the tardy job is transferred to another factory with surplus capacity, it is collaboration among suppliers. This approach is named as Look-ahead & Collaborative Scheduling because this coordination can occur during the scheduling phase.
According to the empirical study conducted in shipbuilding domain, we found that the Look-ahead &Collaboration Scheduling can reduce the tardiness and load fluctuation of suppliers significantly. This is evidence that the Collaborative Scheduling from the Supplier’s Perspective can improve their effectiveness without infringing the benefit of buyers. This creates a value that can be shared between participating suppliers and buyer because it cannot be realized without the cooperation among them.
For this study, we have developed the algorithm and rules for look-ahead and collaboration, and developed the real world system DAS-ASICS that is operational at Daewoo Shipbuilding Company. The performance is empirically tested based on the real world data, and it turned out that the effect of Look-ahead and Collaboration are statistically significant respectively.
여러 단계의 공장이 있는 공급 사슬을 따라 스케줄링 하는 것은 매우 복잡한 과정이다. 각 단위 공장의 스케줄링이 매우 복잡할 때, 공급 사슬 전체를 아우르는 상세 스케줄링은 거의 불가능하다. 공급 사슬에서 스케줄링과 그 조정은 전혀 새로운 문제가 아님에도 불구하고, 현실 규모의 복잡한 스케줄링과 그 조정에 대한 결과는 아직 문헌에 보고된 바 없다. 따라서 본 연구에서는 현실 데이터를 가지고 조선 스케줄링 조정의 효과를 조사하고자 한다. 조정의 효과를 평가하기 위해 우리는 Push Scheduling, Look-ahead Scheduling, Look-ahead & Collaboration Scheduling의 3가지 접근방법을 비교하고, 조선 스케줄링에 적합한 알고리즘과 룰을 개발한다.
Push Scheduling은 최종 조립공장(조선 사례에서는 독(dock))에서 자신의 조립 스케줄을 수립하고 그 조립 스케줄에 따라 공급자에게 필요한 부품(조선에서는 블록)을 인도하라고 요구하는 것을 의미한다. 만약 공급 공장에서 요구된 만기일을 효과적으로 만족시킬 수 없다면, 수요, 부하율, 생산능력에 대한 정보를 공유함으로써 구매자와 공급자간 협동이 이루어진다. 만약 최종 조립공장에서 자신의 스케줄링 중에 이 정보를 고려한다면, 이것은 하위 조립공장의 부하를 평준화하는 Look-ahead Scheduling이다. 하지만 이 단계에서 최종 조립공장은 하부 조립공장의 상세한 상황을 고려할 수 없다.
하부 조립공장은 최종 조립공장에 의해 요구된 만기일에 따라 자신의 정확한 스케줄링을 실시한다. 그러면 각 하부 조립공장은 현재 요구된 만기일에 따라 작업 지연과 부하율을 찾아 낸다. 만약 하부 조립공장이 어떤 작업들의 지연을 발생시킨 주문을 수정하려고 한다면, 하부 조립공장은 최종 조립공장 또는 호환 가능한 다른 하부 조립공장과 협상할 수 있다. 만약 지연된 작업이 잉여 생산능력을 가진 다른 공장으로 이관된다면, 이것은 공급자간의 협동이다. 이 조정은 스케줄링 단계에서 일어나기 때문에 이 접근방법은 Look-ahead & Collaboration Scheduling이라 명명한다.
조선 분야에서 실시된 실험 결과에 따라, 우리는 Look-ahead & Collaboration Scheduling이 공급자들의 작업 지연과 부하 변동을 의미 있는 정도로 줄였음을 발견했다. 이것은 공급자 관점에서의 협동 스케줄링이 구매자의 이익을 침해하지 않고 공급자들의 효과를 향상시킬 수 있다는 증거이다. 이것은 참여한 공급자들과 구매자간의 협조 없이는 실현될 수 없기 때문에 참여한 공급자들과 구매자간 공유할 수 있는 가치를 창조한다.
이 연구를 통해 우리는 Look-ahead & Collaboration을 위한 알고리즘과 룰을 개발하고, 대우조선해양㈜에서 운영되는 실제 시스템 DAS-ASICS를 개발하였다. 현실 데이터를 기반으로 성과를 시험한 바, Look-ahead & Collaboration의 효과는 각각 통계적으로 유의한 것으로 드러났다.
