KR101037391B1 - Method and Apparatus for consulting virtual factory model - Google Patents
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Abstract
본 발명은 사용자로부터 요구 사항 및 공정 데이터를 입력받아 저장하고, 사용자에 의해 PPRS 정보가 입력되면, 제품별 프로세스를 구조화하고, 상기 구조화된 제품별 프로세스를 공장의 레이아웃과 매칭시켜 공장 프로세스 모델을 생성하고, 상기 생성된 공장 프로세스 모델에서 특정 변수의 값을 다르게 한 what-if 시나리오를 설계한 후 시뮬레이션 명령이 입력되면, 상기 공장 프로세스 모델을 시뮬레이션하여 현재 공장 모델의 결과 정보를 출력하고, 상기 공장 프로세스 모델에 상기 what-if 시나리오를 적용하여 시뮬레이션한 후 그 시뮬레이션 결과를 상기 현재 공장 모델의 결과 정보와 비교하고, 상기 결과 정보의 비교에 의해 상기 요구사항에 상응하는 가상 공장 모델을 확정하는 것으로 구성된 것으로서, 공장 모델 내 기본 정보들의 사전 테스트/검증 과정을 수행하여 해당 일정 내에 불필요한 자재소요를 줄이고, 물류 흐름의 유연성을 확보하여 제조비의 직/간접비를 절감할 수 있다. The present invention receives and stores the requirements and process data from the user, when PPRS information is input by the user, structure the process for each product, and creates a factory process model by matching the structured product-specific process with the layout of the factory If a simulation command is input after designing a what-if scenario in which the value of a specific variable is different from the generated factory process model, the factory process model is simulated to output result information of the current factory model, and the factory process The simulation is performed by applying the what-if scenario to the model, and comparing the simulation result with the result information of the current factory model, and determining the virtual factory model corresponding to the requirement by comparing the result information. Test of basic information in the plant model Perform an incremental process by which you can reduce unnecessary materials required in the schedule, secured by reducing the direct / indirect manufacturing cost of the flexibility of the logistics flow.
공장 모델, 프로세스, 시뮬레이션 Factory model, process, simulation
Description
본 발명은 가상의 공장 모델 구축 방법 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 사용자에 의해 입력된 PPRS(Product, Process, Resource, Schedule) 정보 및 공장의 레이아웃을 이용하여 공장 프로세스 모델을 생성하고, 상기 생성된 공장 프로세스 모델에서 특정 변수의 값을 다르게 한 what-if 시나리오를 설계한 후 시뮬레이션하여 요구사항에 상응하는 가상 공장 모델을 확정하는 가상의 공장 모델 구축 방법 및 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a method and apparatus for constructing a virtual factory model, and more particularly, to generate a factory process model using PPRS (Product, Process, Resource, Schedule) information input by a user and a layout of a factory. The present invention relates to a method and apparatus for constructing a virtual factory model for designing a what-if scenario with different values of specific variables in a generated factory process model and then simulating a virtual factory model corresponding to a requirement.
공장 시뮬레이션은 공장 내 물류 흐름의 분석, 제품의 최적 생산량 도출, 자재 공급 주기 최적화, 작업자 운영 전략 검증, 설비 능력 및 공장 내 위치와 관련된 적합성 테스트 등의 목적으로 실시된다. Factory simulations are conducted for analysis of logistics flows in the plant, for optimal production of products, for optimizing material supply cycles, for verifying operator operational strategies, and for testing compliance with facility capabilities and locations within the plant.
특히, 생산 프로세스와 관련 정보가 부족한 라인 셋업 시기에 공장 시뮬레이션이 많이 수행되며, 이 과정에서 기업의 생산 전략과 공장 운영자의 운영전략 등 다양한 계층의 요구사항을 수행할 필요가 있다.In particular, many factory simulations are performed during line setup, when there is a lack of production processes and related information. In this process, it is necessary to carry out various layers of requirements, such as the company's production strategy and the plant operator's operating strategy.
공장 등에서의 생산 계획의 작성을 지원 또는 자동화하는 생산 계획 시스템은 과거에 다수의 제안이 이루어져 이미 국내외에서 많은 제품이 상용화되어 있으며, 또한 많은 제조회사가 독자적인 시스템을 개발하여 자사에서 사용하고 있다.Production planning systems that support or automate the production of production plans in factories, etc. have been made in the past, and many products have already been commercialized at home and abroad, and many manufacturers have developed and used their own systems.
종래의 이러한 다수의 생산 계획 시스템은 설비 능력을 무한대로 가정하는 등 생산 공정에 있어서의 제약을 단순화하여 모델을 작성하고, 단순화된 모델에 대하여 선형 계획법 등의 수리적 최적화 수법을 적용하여 개략적인 해를 구하는 방법을 채택하고 있다. Many of these conventional production planning systems generate models by simplifying the constraints in the production process, such as assuming infinite capacity, and apply a mathematical optimization method such as linear programming to a simplified solution. We are adopting the way to obtain.
반도체, 액정 등으로 대표되는 하이테크롤로지 부품의 제조 공정은 매우 많은 반복 공정으로 구성되어 있고, 자동차 등과 같은 제품의 제조 공정에 비교하면 현격히 대규모이면서 복잡한 것으로 통상 그 공정수가 수백이고 제조 리드 타임은 수개월에 이른다.The manufacturing process of high-tech parts such as semiconductors and liquid crystals is composed of a large number of repeating processes, which are significantly larger and more complicated than the manufacturing processes of products such as automobiles. Leads to
또한, 이들 하이테크놀로지 부품 산업에서는 제품 경쟁력을 높이기 위해 새로운 제조 프로세스 기술이 차례차례 개발되고, 이들 최신 제조 프로세스가 곧바로 실제의 제품 생산에 적용되기 때문에 제조 현장에서 제조 프로세스가 안정적으로 가동되는 일이 드물어, 하이테크놀로지 부품의 생산 계획 입안시에는 제조 기계의 고장이나 제품의 품질 불량 등 제조에 있어서의 변동 요인을 항상 고려해야 하는 불편함이 있었다. In addition, in these high-tech parts industries, new manufacturing process technologies are developed in order to increase product competitiveness, and these latest manufacturing processes are applied directly to actual product production, so that the manufacturing process is rarely operated in the manufacturing site. In the planning of production of high-tech parts, there are inconveniences of always considering factors such as manufacturing machine failure and product quality defects.
또한, 최근 대다수의 기업들이 ERP, SCM 시스템 등을 도입하여 기업 정보를 현실화/구체화 하고 있으며, 기업 활동 내 모든 프로세스의 통합 및 사전 검증을 통한 정보의 적합성 향상 등이 주요 요구사항으로 대두되고 있다.In addition, most companies have recently introduced ERP and SCM systems to realize / concrete corporate information. The main requirement is to improve the suitability of information through the integration and pre-verification of all processes in corporate activities.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 공장 모델 내 기본 정보들의 사전 테스트/검증 과정을 수행하여 해당 일정 내에 불필요한 자재소요를 줄이고, 물류 흐름의 유연성을 확보하여 제조비의 직/간접비를 절감할 수 있는 가상의 공장 모델 구축 방법 및 장치를 제공하는데 있다. The present invention has been made to solve the above problems, the object of the present invention is to carry out the pre-test / verification process of the basic information in the factory model to reduce unnecessary material requirements within the schedule, to ensure the flexibility of the logistics flow manufacturing costs The present invention provides a method and apparatus for constructing a virtual factory model that can reduce direct / indirect costs.
본 발명의 다른 목적은 기업의 기반 시스템 자체 및 기업 전략의 이해를 기반으로 공장 모델 정보와 기업 정보간의 연동이 가능한 공장 모델을 가상으로 구축하는 가상의 공장 모델 구축 방법 및 장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a virtual factory model construction method and apparatus for virtually building a factory model capable of interworking factory model information and corporate information based on an understanding of an enterprise base system itself and a corporate strategy.
본 발명의 또 다른 목적은 체계적이고 구체적인 모델링 프레임워크에 따라 개별 기업의 상황에 적합하게 공장 모델 및 모델 실행 환경을 구축하여 기업의 요구사항을 만족시킬 수 있는 가상의 공장 모델 구축 방법 및 장치를 제공하는데 있다.Still another object of the present invention is to provide a method and apparatus for constructing a virtual factory model that can satisfy a company's requirements by constructing a factory model and a model execution environment according to an individual company's situation according to a systematic and specific modeling framework. It is.
본 발명의 또 다른 목적은 가상 공장 모델의 시뮬레이션을 통해 기초적인 설비 개선의 문제, 병목 공정 개선, 작업자 할당 구간 변경 등 최적의 작업을 수행할 수 있는 공장 모델을 계획할 수 있는 가상의 공장 모델 구축 방법 및 장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to build a virtual factory model that can be planned through the simulation of the virtual factory model to plan the factory model that can perform the optimal work, such as basic equipment improvement problem, bottleneck process improvement, worker assignment interval change To provide a method and apparatus.
본 발명의 또 다른 목적은 가상 공장 모델의 시뮬레이션을 통해 설비 투자 비용 최소화, 라인 밸런싱 및 생산성 향상, 제조 리드 타임 감소, 공간 활용률 극대화, 물류 처리 비용 최소화, 작업자 편이성 및 안정성을 제공할 수 있는 가상의 공장 모델 구축 방법 및 장치를 제공하는데 있다.It is another object of the present invention to simulate virtual plant models to minimize equipment investment costs, improve line balancing and productivity, reduce manufacturing lead times, maximize space utilization, minimize logistics costs, and provide operator convenience and reliability. To provide a factory model construction method and apparatus.
본 발명의 또 다른 목적은 3D를 통해 공장 내부에서의 복잡한 상황을 용이하게 이해할 수 있고, 발생 가능한 문제점을 사전 예측 및 해결책 제시가 가능한 가상의 공장 모델 구축 방법 및 장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a virtual factory model construction method and apparatus that can easily understand the complex situation in the factory through the 3D, and can predict the possible problems and suggest solutions.
본 발명의 또 다른 목적은 다양한 What-If 분석으로 공정 전체에 대한 통찰력과 관리포인트 제공할 수 있는 가상의 공장 모델 구축 방법 및 장치를 제공하는데 있다.It is still another object of the present invention to provide a virtual factory model construction method and apparatus that can provide insight and control points for the entire process through various what-if analysis.
상기 목적들을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따르면, (a)사용자로부터 요구 사항 및 공정 데이터를 입력받아 저장하는 단계, (b)사용자에 의해 PPRS 정보가 입력되면, 제품별 프로세스를 구조화하는 단계, (c)상기 구조화된 제품별 프로세스를 공장의 레이아웃과 매칭시켜 공장 프로세스 모델을 생성하는 단계, (d)상기 생성된 공장 프로세스 모델에서 특정 변수의 값을 다르게 한 what-if 시나리오를 설계하는 단계, (e)시뮬레이션 명령이 입력되면, 상기 공장 프로세스 모델을 시뮬레이션하여 현재 공장 모델의 결과 정보를 출력하는 단계, (f)상기 공장 프로세스 모델에 상기 what-if 시나리오를 적용하여 시뮬레이션한 후 그 시뮬레이션 결과를 상기 현재 공장 모델의 결과 정보와 비교하는 단계, (g)상기 결과 정보의 비교에 의해 상기 요구사항에 상응하는 가상 공장 모델을 확정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 가상의 공장 모델 구축 방법이 제공된다. According to an aspect of the present invention to achieve the above objects, (a) receiving and storing the requirements and process data from the user, (b) if PPRS information is input by the user, structuring the product-specific process (c) generating a factory process model by matching the structured product-specific process with the layout of a factory, and (d) designing a what-if scenario in which the value of a specific variable is different from the generated factory process model. (e) if the simulation command is input, simulating the factory process model and outputting result information of the current factory model; (f) applying the what-if scenario to the factory process model to simulate the simulation result Comparing with the result information of the current plant model, (g) corresponding to the requirement by comparing the result information. The virtual factory model building method is provided, comprising the step of determining the virtual factory model.
상기 요구 사항은 환경, 목표, 프로젝트 범위 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 공정 데이터는 공정 특성, 설비 데이터, 자재/부자재/제품 데이터, 주문/공급 정책 및 작업자 운영 규칙 중 적어도 하나를 포함한다. The requirement includes at least one of an environment, a target, a project scope, and the process data includes at least one of process characteristics, facility data, materials / subsidiary materials / product data, order / supply policies, and operator operating rules.
상기 (b)단계는 제품, 프로세스, 리소스 및 스케줄을 포함하는 PPRS 정보를 입력받는 단계, IDEFO를 이용하여 상기 PPRS 정보에서 제품별 프로세서를 구조화하는 단계를 포함한다. Step (b) includes receiving PPRS information including a product, a process, a resource, and a schedule, and constructing a product-specific processor in the PPRS information using an IDEFO.
상기 (c)단계는 상기 구조화된 제품별 프로세스를 공장의 레이아웃에 표시된 라우팅 경로를 중심으로 표시하는 단계, 상기 레이아웃 기반 프로세스에 리소스 및 스케줄이 표시된 테이블이 추가된 공장 프로세스 모델을 생성하는 단계를 포함한다. Step (c) includes displaying the structured product-specific process centered on a routing path displayed on a layout of a factory, and generating a factory process model to which a table displaying resources and schedules is added to the layout-based process. do.
상기 (d)단계에서, 특정 변수는 공장 프로세스간 라우팅, 레이아웃, 공정/설비/작업자 할당, 공정 운영 계획 중 적어도 하나를 포함한다. In step (d), the specific variable includes at least one of inter-factory routing, layout, process / equipment / worker assignment, and process operation plan.
상기 (e)단계는 상기 시뮬레이션 명령이 입력되면, 상기 공장 프로세스 모델에 PPRS, 입력 변수, 공정 데이터를 맵핑시켜 가상 공장 모델로 시뮬레이션하는 단계, 상기 시뮬레이션 가상 공장 모델에 설비 및 작업자의 키네메틱스를 적용시켜 작업 처리량을 산출하는 단계, 상기 산출된 작업 처리량을 분석하여 그 결과 정보를 출력하는 단계를 포함한다. In step (e), when the simulation command is input, simulating a virtual factory model by mapping PPRS, input variables, and process data to the factory process model, and adding kinematics of equipment and workers to the simulated virtual factory model. Calculating the throughput by applying the data; analyzing the calculated throughput and outputting the result information.
상기 산출된 작업 처리량은 제품 또는 반제품의 UPH, 비가동(고장 또는 순간 정지) 및 불량률을 반영한 병목, 라우팅 경로의 교체에 따른 병목, 생산량 중 적어 도 하나를 포함하는 설비 및 작업자 가동률, 제품 및 반제품의 산출 상황, 설비의 고장률 및 제품 불량률, 자재 공급 주기 및 자재 소진 사항 중 적어도 하나를 포함한다. The calculated throughput is based on the UPH of the product or semi-finished product, bottlenecks reflecting non-operation (failure or momentary stoppages) and failure rates, bottlenecks due to replacement of routing paths, equipment and worker utilization rates, production and semi-finished products, including at least one of the production volumes. It includes at least one of the calculation situation, the failure rate and product failure rate of the equipment, the material supply cycle and material exhaustion.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 가상 공장 모델 구축 장치에 있어서 요구사항 및 공정 데이터를 입력받아 저장하는 조건 설정 모듈, 상기 조건 설정 모듈을 통해 입력된 요구사항, 공정 데이터 및 PPRS 정보를 이용하여 제품별 프로세스를 구조화하고, 상기 구조화된 제품별 프로세스를 공장의 레이아웃과 매칭시켜 공장 프로세스 모델을 생성하는 프로세스 모델링 모듈, 시뮬레이션 명령이 입력되면, 상기 프로세서 모델링 모듈에서 생성된 공장 프로세스 모델을 시뮬레이션하여 현재 공장 모델의 결과 정보를 출력하고, 상기 공장 프로세스 모델에 what-if 시나리오를 적용하여 시뮬레이션하는 시뮬레이션 모듈, 상기 시뮬레이션모듈에 의해 출력되는 현재 공장 모델의 결과 정보와 what-it 시나리오에 대한 결과 정보를 비교하여 상기 요구사항에 상응하는 가상 공장 모델을 확정하는 결과 분석 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 가상의 공장 모델 구축 장치가 제공된다. According to another aspect of the present invention, in the virtual factory model building apparatus, the condition setting module for receiving and storing the requirements and process data, by product by using the requirements, process data and PPRS information input through the condition setting module A process modeling module for structuring a process and matching the structured product-specific process with a layout of a factory to generate a factory process model. When a simulation command is input, the factory model is generated by simulating the factory process model generated by the processor modeling module. A simulation module for outputting the result information of the simulation and applying what-if scenarios to the factory process model, and comparing the result information of the current factory model output by the simulation module with the result information for the what-it scenario. Corresponding to the requirements Is a virtual factory model building apparatus comprising a results analysis module to determine the plant model is provided.
상기 프로세스 모델링 모듈은 현실의 공장에서 생산하고자 하는 제품, 각 제품 생산을 위한 프로세스, 각 제품 생산을 위한 설비 및 자재, 스케줄, 목표 생산량 중 적어도 하나를 포함하는 PPRS 정보를 입력받는 PPRS 정의부, 상기 PPRS 정의부를 통해 입력된 PPRS 정보를 이용하여 제품별 프로세스를 구조화하는 프로세스 구조화부, 상기 프로세스 구조화부에서 생성된 제품별 프로세스를 공장의 레이아웃 도면과 매칭시켜 공장 프로세스 모델을 생성하는 프로세스 모델링부 및 상기 프로 세스 모델링부에서 생성된 공장 프로세스 모델에 대해 특정 변수의 값을 달리한 what-if 시나리오를 설계하는 what-if 시나리오 설계부를 포함한다. The process modeling module includes a PPRS definition unit for receiving PPRS information including at least one of a product to be produced in a real factory, a process for producing each product, equipment and materials for producing each product, a schedule, and a target production amount, wherein A process structuring unit structuring a process for each product using the PPRS information input through the PPRS definition unit, a process modeling unit for generating a factory process model by matching the product-specific process generated by the process structuring unit with a layout drawing of the factory and the It includes a what-if scenario design unit for designing what-if scenarios with different values of specific variables for the factory process model generated by the process modeling unit.
상기 프로세스 구조화부는 상기 PPRS 정보를 이용한 각 제품에 대한 프로세스를 기능/활동 중심의 ICOM(Input, Control, Output, Mechanism)으로 분석하고, 그 분석 결과를 이용하여 프로세스를 구조화한다. The process structuring unit analyzes a process for each product using the PPRS information by function / activity-oriented ICOM (Input, Control, Output, Mechanism), and uses the analysis result to structure the process.
상기 프로세스 모델링부는 상기 제품별 프로세스를 공장의 레이아웃에 표시된 라우팅 경로를 중심으로 표시하여 레이아웃 기반 프로세스를 생성하고, 상기 생성된 레이아웃 기반 프로세스에 리소스 및 스케줄 정보가 표시된 테이블이 추가된 공장 프로세스 모델을 생성한다. The process modeling unit displays a process for each product based on a routing path displayed on a layout of a factory to generate a layout-based process, and generates a factory process model in which a table displaying resources and schedule information is added to the generated layout-based process. do.
상기 시뮬레이션 모듈은 상기 공장 프로세스 모델에 PPRS, 입력 변수, 공정 데이터를 맵핑시켜 가상 공장 모델로 시뮬레이션하고, 상기 시뮬레이션된 가상 공장 모델에 설비 및 작업자의 키네메틱스를 적용시켜 작업 처리량을 산출한다. The simulation module simulates a virtual factory model by mapping PPRS, input variables, and process data to the factory process model, and calculates throughput by applying facility and worker kinematics to the simulated virtual factory model.
본 발명은 공장 모델 내 기본 정보들의 사전 테스트/검증 과정을 수행하여 해당 일정 내에 불필요한 자재소요를 줄이고, 물류 흐름의 유연성을 확보하여 제조비의 직/간접비를 절감할 수 있는 가상의 공장 모델 구축 방법 및 장치를 제공할 수 있다.The present invention performs a pre-test / verification process of the basic information in the factory model to reduce unnecessary material requirements within the schedule, secure the flexibility of the logistics flow to build a virtual factory model that can reduce the direct / indirect costs of manufacturing costs and A device can be provided.
또한, 체계적이고 구체적인 모델링 프레임워크에 따라 개별 기업의 상황에 적합하게 공장 모델 및 모델 실행 환경을 구축하므로 기업의 요구사항을 만족시킬 수 있는 가상의 공장 모델 구축 방법 및 장치를 제공할 수 있다.In addition, according to the systematic and specific modeling framework, the factory model and model execution environment are constructed according to the individual company's situation, thereby providing a method and apparatus for constructing a virtual factory model that can satisfy the company's requirements.
또한, 가상 공장 모델의 시뮬레이션을 통해 기초적인 설비 개선의 문제, 병목 공정 개선, 작업자 할당 구간 변경 등 최적의 작업을 수행할 수 있는 공장 모델을 계획할 수 있는 가상의 공장 모델 구축 방법 및 장치를 제공할 수 있다.In addition, it provides a virtual factory model construction method and apparatus through which the simulation of a virtual factory model can be planned to perform a factory model that can perform optimal tasks such as basic facility improvement problem, bottleneck process improvement, and worker allocation interval change. can do.
또한, 가상 공장 모델의 시뮬레이션을 통해 설비 투자 비용 최소화, 라인 밸런싱 및 생산성 향상, 제조 리드 타임 감소, 공간 활용률 극대화, 물류 처리 비용 최소화, 작업자 편이성 및 안정성을 제공할 수 있는 가상의 공장 모델 구축 방법 및 장치를 제공할 수 있다.In addition, you can simulate virtual plant models to build virtual plant models that can minimize facility investment costs, improve line balancing and productivity, reduce manufacturing lead times, maximize space utilization, minimize logistics costs, and provide operator convenience and reliability. A device can be provided.
또한, 3D를 통해 공장 내부에서의 복잡한 상황을 용이하게 이해할 수 있고, 발생 가능한 문제점의 사전 예측 및 해결책 제시가 가능한 가상의 공장 모델 구축 방법 및 장치를 제공할 수 있다.In addition, through 3D it is possible to easily understand the complex situation in the factory, and to provide a method and apparatus for building a virtual factory model capable of predicting possible problems and suggesting solutions.
본 발명의 전술한 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 명세서에 첨부된 도면에 의거한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.Details of the above-described objects and technical configurations of the present invention and the effects thereof according to the present invention will be more clearly understood by the following detailed description based on the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 가상 공장 모델 구축 장치의 구성을 나타낸 블럭도, 도 2는 도 1에 도시된 조건 설정 모듈을 상세히 나타낸 블럭도, 도 3은 도 1에 도 시된 프로세스 모델링 모듈을 상세히 나타낸 블럭도, 도 4는 도 3에 도시된 제품 프로세스 구조화부를 상세히 나타낸 블록도, 도 5는 본 발명에 따른 프로세스 구조화부에 의해 생성된 프로세스 구조화의 예시도, 도 6은 도 3에 도시된 프로세스 모델링부를 상세히 나타낸 블록도, 도 7은 본 발명에 따른 프로세스 모델링부에 의해 생성된 공장 프로세스 모델의 예시도, 도 8은 본 발명에 따른 공장 프로세스 모델을 시뮬레이션한 가상 공장 모델을 나타낸 예시도이다. 1 is a block diagram showing the configuration of a virtual factory model building apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing the condition setting module shown in FIG. 1 in detail, FIG. 3 shows the process modeling module shown in FIG. 4 is a block diagram showing in detail the product process structurer shown in FIG. 3, FIG. 5 is an exemplary view of the process structure generated by the process structurer according to the present invention, and FIG. 6 is the process modeling shown in FIG. 7 is an exemplary view showing a factory process model generated by the process modeling unit according to the present invention, and FIG. 8 is an exemplary view showing a virtual factory model simulating a factory process model according to the present invention.
도 1을 참조하면, 가상 공장 모델 구축 장치(100)는 조건 설정 모듈(110), 프로세스 모델링 모듈(130), 시뮬레이션 모듈(150), 결과 분석 모듈(170)을 포함한다. Referring to FIG. 1, the virtual factory
상기 조건 설정 모듈(110)은 클라이언트의 요구사항 및 공정 데이터를 입력받아 저장하는 역할을 수행한다.The
상기와 같은 역할을 수행하는 조건 설정 모듈(110)은 도 2와 같이 요구사항 분석부(112), 공정 데이터 수집부(114)를 포함한다.
상기 요구 사항 분석부(112)는 클라이언트로부터 환경 및 목표, 프로젝트 범위 등의 정보를 입력받는다. 여기서, 환경은 구축하고자 하는 대상을 포함한 주위의 관계된 모든 것을 말하고, 관계된 요소들의 정의 기준은 공장 모델의 구축에 있어서 시뮬레이션 결과에 영향을 끼칠 수 있는 가능성을 내재한 것이다. The
클라이언트는 공장 분석 요청 시점, 신규 공장 건설 시, 제품 설계/공정 설계 변경, 시장에서의 제품 수요 변화, 다수 설비의 교체/변경, 규정 및 조직 변화 등과 같은 공장 혹은 기업의 향후 일정에 영향을 줄 수 있는 요소들에 대한 영향을 알고 싶어하기 때문에 공장 모델은 이러한 클라이언트의 다양한 요구사항을 유연하게 받아들일 수 있어야 한다. Clients can influence the future schedule of a plant or company, such as when to request factory analysis, new plant construction, product design / process design changes, changes in product demand in the market, replacement / change of multiple facilities, changes in regulations and organization, etc. Because they want to know the impact on the factors that exist, the factory model must be able to flexibly accommodate the various requirements of these clients.
상기 공정 데이터 수집부(114)는 공정 특성 및 설비 데이터 수집, 자재/부자재/제품 데이터 수집, 주문/공급 정책 및 작업자 운영 규칙 등의 데이터를 클라이언트로부터 입력받는다.The process
즉, 상기 공정 데이터 수집부(114)는 공장에 있는 설비들의 기계적인 정보(예를 들면, 작동시간, 구성품의 목록, 작동 시간 등임)를 수집하고, 여러 개의 설비들이 복합적으로 구성되어 작동할 때 발생하는 공장의 공정 자체의 특성을 수집하게 된다. 상기 공정 특성은 공장 건축물의 입출구를 고려한 공정 흐름의 형태, 생산방식(셀 생산, 잡샵 생산, 흐름 생산 등임)을 포함한다.That is, the process
상기 프로세스 모델링 모듈(130)은 상기 조건 설정 모듈(110)을 통해 입력된 요구사항 및 공정 데이터를 이용하여 PPRS(Product, Process, Resource, Schedule)를 정의하고, 그 정의된 PPRS를 이용하여 프로세스를 구조화 및 모델링한다. The
즉, 상기 프로세스 모델링 모듈(130)은 상기 PPRS 정보에 따라 제품별 프로세스를 구조화하고, 상기 구조화된 제품별 프로세스를 공장의 레이아웃과 매칭시켜 공장 프로세스 모델을 생성한다. That is, the
또한, 상기 프로세스 모델링 모듈(130)은 상기 생성된 공장 프로세스 모델에서 특정 변수의 값을 다르게 한 what-if 시나리오를 설계하는 역할을 수행한다. In addition, the
상기와 같은 역할을 수행하는 프로세스 모델링 모듈(130)은 도 3과 같이 PPRS 정의부(132), 프로세스 구조화부(134), 프로세스 모델링부(136), what-if 시 나리오 설계부(138)를 포함한다. The
상기 PPRS 정의부(132)는 현실의 공장에서 생산하고자 하는 제품, 각 제품 생산을 위한 프로세스, 각 제품 생산을 위한 설비 및 자재 등의 리소스, 스케줄, 목표 생산량 등의 정보를 입력받아 저장한다. The
상기 PPRS는 제품 설계, 제품 해석, 제품 공정 계획, 동작 연구, 시간 연구, 설비 배치 계획, 작업자 공정 개선, 생산 운용 방법 설계 및 검증, 공장 및 라인 시뮬레이션, 생산 관리의 기반이 되는 것이다. The PPRS is the basis for product design, product analysis, product process planning, operation research, time study, facility layout planning, worker process improvement, production operation method design and verification, factory and line simulation, and production management.
상기 프로세스 구조화부(134)는 상기 PPRS 정의부(132)를 통해 정의된 PPRS를 이용하여 제품별 프로세스를 구조화한다. The
즉, 상기 프로세스 구조화부(134)는 현실의 공장에서 생산하고자 하는 제품, 각 제품 생산을 위한 프로세스, 각 제품 생산을 위한 설비 및 자재 등의 리소스, 스케줄, 목표 생산량 등을 포함하는 PPRS 정보가 입력되면, 상기 PPRS를 이용하여 제품별 프로세스를 구조화한다.That is, the
또한, 상기 프로세스 구조화부(134)는 상기 PPRS 정보를 이용한 각 제품에 대한 프로세스를 기능/활동 중심의 ICOM(Input, Control, Output, Mechanism)으로 분석하고, 그 분석 결과를 이용하여 프로세스를 구조화하는 역할을 수행한다. 상기 ICOM에서 입력/출력(I/O)은 프로세스에 투입되고 반출되는 제품에 해당하고, 제어(c)는 공정 시간(제품 로드 시간, 가공 시간, 제품 언로드 시간 등임)의 가공 규칙을 포함하고, 미케니즘은 프로세스를 담당하는 설비 혹은 작업자를 말한다.In addition, the
상기와 같은 역할을 수행하는 프로세스 구조화부(134)에 대하여 도 4를 참조 하여 좀더 상세히 살펴보기로 한다.The process structurer 134 performing the above role will be described in more detail with reference to FIG. 4.
상기 프로세스 구조화부(134)는 제품 E-BOM(Engineering Bill Of Material) 분석 수단(134a), 제품 M-BOM(Manufacturing Bill Of Material)분석 수단(134b), 공정 설비 분석 수단(134c), 공정 특성 분석 수단(134d), 프로세스 ICOM 설계 수단(134e)을 포함한다.The
상기 제품 E-BOM 분석 수단(134a)은 제품의 부품에 대해 hierarchy 구조로 분석한다. 예를 들어 제품이 의자라면 의자-등받이, 쿠션, 다리 - 등받이 다리 3개 , 쿠션 1개, 쿠션 받이 1개, 의자 다리 4개... 등등으로 제품을 hierarchy 구조로 제품을 분석한다. The product E-BOM analysis means 134a analyzes the parts of the product in a hierarchical structure. For example, if the product is a chair, the product is analyzed in a hierarchical structure with chair-backrest, cushion, leg-backrest leg, 1 cushion, 1 cushion rest, 4 chair legs ... etc.
상기 제품 M-BOM 분석 수단(134b)은 제품을 만들기 위한 생산 프로세스 순서를 구조화하는 역할을 수행한다. 예를 들어, 제품이 의자라면, 나무 절삭 -> 설계 도면의 등받이, 쿠션 받이, 의자 다리 설계도에 맞추어 가공 -> 의자 나무 부품을 조립(본드, 못과 볼트) -> 쿠션 제작 -> 쿠션 장착 등의 BOM이 있으며, 각 부분에 대하여 어떠한 설비(톱, 사포, 망치, 작업자 등)가 필요한지 분석하여 생산 프로세스를 구조화한다. The product M-BOM analysis means 134b serves to structure the production process sequence for making the product. For example, if the product is a chair, wood cutting-> backing of the design drawing, cushioning, processing according to the design of the chair leg-> assembling the wooden parts of the chair (bonds, nails and bolts)-> cushioning-> cushion mounting, etc. BOM is structured and structured production process by analyzing what equipment (saw, sandpaper, hammer, worker, etc.) is needed for each part.
상기 공정 설비 분석 수단(134c)은 상기 제품 M-BOM분석 수단(134b)에서 구조화된 각 생산 프로세스에 어떠한 설비들이 매핑되는지를 분석하고, 상기 공정 특성 분석 수단(134d)은 각 부분의 공정에 대해 어떤 특성 (작업 특성 , 작업 시수/부품 특성 등)이 있는지 분석한다.The process facility analysis means 134c analyzes which facilities are mapped to each production process structured in the product M-BOM analysis means 134b, and the process characteristic analysis means 134d performs a process for each part. Analyze the characteristics (work characteristics, work hours / part characteristics, etc.).
상기 프로세스 ICOM 설계 수단(134e)은 상기 제품 M-BOM 분석 수단(134b)에 서 분석된 생산 프로세스에 대하여 상기 공정 설비 및 공정 특성 분석 수단(134c, 134d)에서 분석된 설비와 공정 특성을 매핑시켜 프로세스를 기능/활동 중심의 ICOM(Input, Control, Output, Mechanism)으로 구조화한다.The process ICOM design means 134e maps the equipment and process characteristics analyzed by the process equipment and process characteristic analysis means 134c and 134d to the production process analyzed by the product M-BOM analysis means 134b. Structure processes as ICOMs (Input, Control, Output, Mechanism) that are function / activity oriented.
즉, 상기 프로세스 ICOM 설계 수단(134e)은 상기 제품 M-BOM 분석 수단(134b)에서 분석된 생산 프로세스에 대하여 부품 input (I, input) -> 프로세스(Activity) -> 가공된 부품 output (O, output), 공정 설비(M, mechanism), 공정 특성(C, control)으로 구조화한다.That is, the process ICOM design means 134e is a component input (I, input)-> process-> processed component output (O, for the production process analyzed by the product M-BOM analysis means 134b output),) process equipment (M, mechanism), process characteristics (C, control).
상기 프로세스 구조화부(134)에 의한 제품별 프로세스 계층 구조는 도 5와 같이 정립된다.Product-specific process hierarchical structure by the
상기 프로세스 모델링부(136)는 상기 프로세스 구조화부(134)에서 생성된 제품별 프로세스를 공장의 레이아웃 도면과 매칭시켜 공장 프로세스 모델을 생성한다. The
즉, 상기 프로세스 모델링부(136)는 상기 제품별 프로세스를 공장의 레이아웃에 표시된 라우팅 경로를 중심으로 표시하여 레이아웃 기반 프로세스를 생성한다. 그런 다음 상기 프로세스 모델링부(136)는 상기 생성된 레이아웃 기반 프로세스에 리소스 및 스케줄 등의 정보가 표시된 테이블이 추가된 공장 프로세스 모델을 생성한다.That is, the
따라서, 상기 프로세스 모델링부(136)에 의해 생성된 공장 프로세스 모델에는 개별 설비/작업자의 가공에 요구되는 자재 목록, 제품 1단위 조립 시 자재 투입 수량, 작업 규칙, 운영 형태 등의 정보가 포함될 수 있다.Therefore, the factory process model generated by the
상기와 같은 역할을 수행하는 프로세스 모델링부(136)에 대하여 도 6을 참조하여 좀더 상세히 설명하기로 한다. The
상기 프로세스 모델링부(136)는 공장 레이아웃 분석 수단(136a) , 프로세스 구조도 맵핑 수단(136b)를 포함한다.The
상기 공장 레이아웃 분석 수단(136a)은 모델링하는 공장의 출입문, 설비 위치, 자재 적치 장소, 탕비실 등등이 기록된 공장 도면을 분석한다.The factory layout analysis means 136a analyzes a factory drawing in which the door, facility location, material storage location, and equipment storage room of the modeling factory is recorded.
상기 프로세스 구조도 맵핑 수단(136b)는 공장 레이아웃 도면에 프로세스 구조화 모듈(134)에서 작성한 프로세스 ICOM 설계도를 맵핑한다. 상기 프로세스 구조도 맵핑 수단(136b)에 의한 맵핑에 의해 각 설비들에 대한 ICOM을 파악할 수 있다.The process schematic mapping means 136b maps the process ICOM schematic created by the
상기 프로세스 모델링부(136)에 의해 생성된 레이아웃 기반 프로세스는 도 7과 같다.The layout based process generated by the
도 7을 참조하면, 공장에서 이루어지는 각 프로세스가 레이아웃 도면에 표시된 해당 영역과 링크되어 그 순서에 따라 테이블 형태로 출력된다. Referring to FIG. 7, each process performed in the factory is linked to the corresponding area shown in the layout diagram and output in a table form in the order thereof.
상기 what-if 시나리오 설계부(138)는 상기 프로세스 모델링부(136)에서 생성된 공장 프로세스 모델에 대해 공장에 관련된 변수를 달리하여 what-if 시나리오를 설계한다. 여기서, 상기 공장에 관련된 변수는 공정 프로세스간 라우팅, 공장의 레이아웃, 공정/설비/작업자 할당, 공정 운영 계획 등을 포함한다.The what-if
즉, 상기 what-if 시나리오 설계부(138)는 공장 레이아웃에 대한 사용자 요구사항(즉, 레이아웃 변경에 대한 what-if 시나리오), 공장 프로세스 분석에 대한 사용자 요구사항(즉, 병목 지점, 작업자 분석, 특정 설비 분석 등) 등을 파악하고, 상기 프로세스 모델링부(136)에서 생성된 공장 프로세스 모델에 대해 공장에 관련된 변수를 달리하여 what-if 시나리오를 설계한다.That is, the what-if
상기 what-if 시나리오는 ARC, 흐름 기반 공정 분석, 활동 기반 공정 분석, 대기 규칙 기반 공정 분석과 같은 분석 기법이 활용된다. The what-if scenario utilizes analytical techniques such as ARC, flow based process analysis, activity based process analysis, and wait rule based process analysis.
ARC 분석의 경우, 정성적 흐름 측정에 활용되는 것으로 활용 관련 도표의 작성을 통해 각 동작의 상호 관계를 도출하여 배치하는 것이다. 공정 모듈간의 관계를 통해 레이아웃을 배치하고 공정 운영 계획에 반영할 수 있는 근거를 마련하는 것이다. In the case of ARC analysis, it is used for qualitative flow measurement. It draws out the related chart and draws out and arranges the correlation of each action. The relationship between the process modules lays out the layout and provides a basis for incorporation into the process operation plan.
상기 시뮬레이션 모듈(150)은 시뮬레이션 명령이 입력되면, 상기 프로세서 모델링부(136)에서 생성된 공장 프로세스 모델을 시뮬레이션하여 그 결과 정보를 출력한다. When the simulation command is input, the
즉, 상기 시뮬레이션 모듈(150)은 시뮬레이션 명령이 입력되면, 상기 공장 프로세스 모델에 PPRS, 입력 변수, 공정 데이터를 맵핑시켜 도 8과 같이 가상 공장 모델로 시뮬레이션한다. 그런 다음 상기 시뮬레이션 모듈(150)은 상기 시뮬레이션된 가상 공장 모델에 설비 및 작업자의 키네메틱스를 적용시켜 작업 처리량을 산출하고, 그 산출된 작업 처리량을 분석하여 현재 공장 모델의 결과 정보를 출력한다. That is, when the simulation command is input, the
그런 다음 상기 시뮬레이션 모듈(150)은 상기 공장 프로세스 모델에 상기 what-if 시나리오 설계부(138)에서 설계된 what-if 시나리오의 값을 적용하여 시뮬레이션하고, 그 시뮬레이션된 결과를 상기 현재 공장 모델의 결과 정보와 비교하여 출력한다. Then, the
좀더 상세히 살펴보면, 상기 시뮬레이션 모듈(150)은 상기 프로세서 모델링부(136)에서 생성된 공장 프로세스 모델에 대해 개념적/물리적 모델링, 설비 및 작업자의 키네메틱스 설정의 작업을 수행한다. In more detail, the
상기 개념적/물리적 모델링은 PPRS 구조, 입력 변수, 공정 관련 데이터 등을 사용하여 가상의 공장 모델을 생성하는 것을 말한다. The conceptual / physical modeling refers to generating a virtual factory model using a PPRS structure, input variables, process related data, and the like.
상기 설비 및 작업자의 키네메틱스 설정 작업은 상기 생성된 가상의 공장 모델에서의 공장 설비 배치 및 공정 흐름을 이용하여 실제 공장에서 벌어지는 설비들의 물리적인 거동, 작업자의 물리적인 거동 등을 포함하는 모델링 작업을 말한다.The kinematics setting work of the facility and the worker is a modeling operation including the physical behavior of the facilities in the actual plant, the physical behavior of the worker and the like using the plant equipment layout and process flow in the generated virtual factory model Say
상기 설비 및 작업자의 키네메틱스 설정 작업에 의해 작업 처리량이 산출된다. The work throughput is calculated by the kinematics setting work of the facility and the worker.
상기 결과 분석 모듈(170)은 상기 시뮬레이션 모듈(150)을 통해 실행된 공장 모델 및 what-it 시나리오의 시뮬레이션에 대하여 공정의 정량적 결과들을 분석 및 평가하여 최적의 공장 모델을 선택하는 역할을 수행한다. The
상기 결과 분석 모듈(170)은 공정에 연관한 작업자의 할당 분포 등의 정보를 정제하고, 제품들의 과정별 산출량을 검토한다. 또한, 상기 결과 분석 모듈(170)에 의해 정량적으로 발생하는 정보들 외에 공정 라인의 정지 상황의 요인 및 안전 재고 등의 추가적인 분석이 이루어진다. The
상기와 같이 가상 공장 모델 구축 장치는 공장 모델링을 수행하기 전에 제조 프로세스 체계화, 제조 라인 최적 설계 등의 사전 작업이 필요하고, 자재 주문 비 용과 생산 고정 비용(설비 투자 등)을 시뮬레이션에 함께 고려할 것이 필요하다. As described above, the virtual plant model building apparatus needs to pre-process the manufacturing process and design the manufacturing line optimally before performing the plant modeling, and it is necessary to consider the material order cost and the fixed production cost (equipment investment, etc.) together in the simulation. Do.
이 과정에서 공장의 생산 방식을 우선 평가해야 하며, 잡샵 생산(JOP SHOP) , 배치 생산 (BATCH PRODUCTION), 라인 생산(LINE PRODUCTION)의 공정 특성에 따라 공장 모델의 로직 설계를 달리하며, 이를 위해 공정 프로세스 구조화가 요구된다. In this process, the production method of the factory should be evaluated first. 로직 The logic design of the factory model is changed according to the process characteristics of JOP SHOP, BATCH PRODUCTION, and LINE PRODUCTION. Process structuring is required.
특히, 배치 생산의 경우 조선 등의 복잡한 프로세스에 해당하여 제품 설계부터 프로세스 구조화까지 하나로 연결되어야 할 필요성이 있고, 라인 생산의 경우는 자동차, 반도체 등의 반복생산에 해당하여 설비의 공정 능력 밸런싱의 문제가 제조 원가와 직결되는 문제로 중요하다. In particular, in the case of batch production, it is necessary to be connected from product design to process structuring as it corresponds to a complicated process such as shipbuilding. In the case of line production, it is a repetitive production of automobiles and semiconductors. This is important as it is directly related to manufacturing cost.
이를 위해, 제품 BOM(bill of material)와 생산 프로세스의 1:1 맵핑을 ICOM 구조로 검증한 후, 프로세스와 공장의 레이아웃, 그리고 자재와의 맵핑 테이블을 작성할 것이 공장 모델링 이전의 주요 활동으로 필요하다. To do this, it is necessary to verify the 1: 1 mapping of the product bill of material (BOM) to the production process with an ICOM structure, and then create a process and factory layout and a mapping table of materials as the main activities before factory modeling. .
또한, 공장 모델링을 수행한 후, 요구사항을 취합한 What-if 시나리오에 대한 공장 시뮬레이션을 수행하여, 그 결과를 제조 실행에 도움이 되는 결과 테이블로 뽑아내야 함은 당연하며, 공장의 셋업시기 이전부터 셋업 완료시기까지의 시간에 가상 모델이 맞물려 구축되어야 한다.In addition, after performing factory modeling, it is natural to perform a factory simulation of the what-if scenario that gathers the requirements, and extract the results into a result table to assist in manufacturing execution. The virtual model has to be built in time from setup to completion.
도 9는 본 발명에 따른 가상 공장 모델 구축 방법을 나타낸 흐름도이다. 9 is a flowchart illustrating a virtual factory model building method according to the present invention.
도 9를 참조하면, 가상 공장 모델 구축 장치는 클라이언트로부터 요구 사항 및 공정 데이터를 입력받아 저장한다(S700). 상기 클라이언트는 컴퓨터 등을 이용 하여 가상 공장 모델 구축 서버에 접속한 후, 요구 사항 및 공정 데이터를 입력한다. 상기 요구 사항 및 공정 데이터는 텍스트 등의 형태로 입력될 수 있다. Referring to FIG. 9, the virtual factory model building apparatus receives and stores requirements and process data from a client (S700). The client connects to the virtual factory model building server using a computer or the like and inputs requirements and process data. The requirements and process data may be input in the form of text.
그런 다음 상기 가상 공장 모델 구축 장치는 PPRS 정보가 입력되면(S702), 상기 입력된 PPRS 정보를 이용하여 기능/활동 중심의 프로세스로 구조화한다(S704). 즉, 상기 가상 공장 모델 구축 장치는 상기 입력된 PPRS 정보에 대해 IDEF0(IDEF Function Modeling) 등을 이용하여 프로세스를 구조화한다. 여기서, 상기 프로세스의 구조화는 단독 제품을 생산하는데 있어서 프로세스간 계층 구조를 생성하는 것을 말한다.Then, when the PPRS information is input (S702), the virtual factory model building apparatus uses the input PPRS information to structure the function / activity-oriented process (S704). That is, the virtual factory model building apparatus structure the process using IDEF0 (IDEF Function Modeling) on the input PPRS information. Here, the structuring of the process refers to creating an inter-process hierarchical structure in producing a single product.
상기와 같이 제품별 프로세스가 구조화되면, 상기 가상 공장 모델 구축 장치는 상기 제품별 구조화된 프로세스를 공장 레이아웃 도면을 이용하여 공장 프로세스 모델을 생성한다(S706). When the process for each product is structured as described above, the virtual factory model building apparatus generates a factory process model using the factory layout diagram for the structured process for each product (S706).
상기 공장 프로세스 모델은 설비 혹은 작업자와 가공의 라우팅 경로를 중심으로 제품을 생산하는 과정을 그리고 개별 설비/작업자의 가공에 요구되는 자재 목록, 제품 1단위 조립시 자재 투입 수량, 작업 규칙, 운영 형태 등을 테이블 형태로 가시화하는 것을 말한다.The factory process model is a process of producing a product based on a routing path between a facility or a worker and a process, and a list of materials required for processing of individual facilities / workers, quantity of material input when assembling a unit of product, work rules, and operation type. Visualize in the form of a table.
상기와 같이 공장 프로세스 모델이 생성되면, 상기 가상 공장 모델 구축 장치는 상기 생성된 공장 프로세스 모델에서 특정 변수의 값을 다르게 한 what-if 시나리오를 설계한다(S708). 즉, 상기 가상 공장 모델 구축 장치는 상기 생성된 공장 프로세스 모델에 대해 레이아웃, 공정/설비 작업자 할당, 공정 운영 계획 등의 변수값을 변경한 what-if 시나리오를 설계한다.When the factory process model is generated as described above, the virtual factory model building apparatus designs a what-if scenario in which a value of a specific variable is different from the generated factory process model (S708). That is, the virtual factory model building device designs a what-if scenario in which variable values such as layout, process / equipment worker assignment, and process operation plan are changed for the generated factory process model.
그런 다음 상기 가상 공장 모델 구축 장치는 시뮬레이션 명령이 입력되면(S710), 상기 생성된 공장 프로세스 모델이 가상의 공장이 되도록 시뮬레이션하여 현재 공장 모델의 결과 정보를 출력한다(S712). Then, when a simulation command is input (S710), the virtual factory model building apparatus simulates the generated factory process model to be a virtual factory and outputs result information of the current factory model (S712).
즉, 상기 가상 공장 모델 구축 장치는 시뮬레이션 명령이 입력되면, 상기 공장 프로세스 모델에 PPRS, 입력 변수, 공정 데이터를 맵핑시켜 가상 공장 모델로 시뮬레이션한다. 그런 다음 상기 공장 모델 구축 모듈은 상기 시뮬레이션된 가상 공장 모델에 설비 및 작업자의 키네메틱스를 적용시켜 작업 처리량을 산출한다. That is, the virtual factory model building apparatus simulates a virtual factory model by mapping PPRS, input variables, and process data to the factory process model when a simulation command is input. The factory model building module then applies the kinematics of the facility and the operator to the simulated virtual factory model to calculate the throughput.
상기 산출된 작업 처리량은 정적 작업 처리량과 동적 작업 처리량을 포함한다. 여기서, 정적 작업 처리량은 제품 또는 반제품의 UPH(Unit Per Hour, 시간당 생산량), 비가동(고장 또는 순간 정지) 및 불량률을 반영한 병목, 라우팅 경로의 교체에 따른 병목, 생산량 중 적어도 하나를 포함하는 설비 및 작업자 가동률을 포함한다. The calculated throughput includes static throughput and dynamic throughput. Here, static throughput is a facility that includes at least one of a unit per hour (UPH) of product or semi-finished product, a bottleneck reflecting non-operational (failure or freeze) and failure rates, a bottleneck due to the replacement of a routing path, and a yield. And worker utilization.
상기 동적 작업 처리량은 제품 및 반제품의 산출 상황, 설비의 고장률 및 제품 불량률, 자재 공급 주기 및 자재 소진 사항 등을 포함한다.The dynamic throughput includes the calculation situation of products and semi-finished products, the failure rate and product failure rate of equipment, material supply cycle and material exhaustion.
여기서, 상기 작업 처리량이 현재 공장 모델의 결과 정보일 수 있다. Here, the throughput may be the result information of the current factory model.
상기 S712의 수행 후, 상기 가상 공장 모델 구축 장치는 상기 공장 모델 프로세스에 what-if 시나리오의 값을 적용하여 시뮬레이션하고(S714), 상기 시뮬레이션된 결과를 상기 현재 공장 모델의 결과 정보와 비교/분석한다(S716).After the execution of the step S712, the virtual factory model building apparatus simulates by applying the value of the what-if scenario to the factory model process (S714), and compares / analyzes the simulated result with the result information of the current factory model. (S716).
즉, 상기 가상 공장 모델 구축 장치는 현재 공장 모델의 결과 정보와 what-it 시나리오에 대한 시뮬레이션 결과 정보를 비교하여 공정의 정량적 결과들을 분석하여 평가를 한다. That is, the virtual factory model building apparatus compares the result information of the current factory model with the simulation result information for the what-it scenario and analyzes and evaluates the quantitative results of the process.
또한, 상기 가상 공장 모델 구축 장치는 상기 비교/분석을 통해 공정에 연관한 작업자의 할당 분포 등의 정보를 정제하고, 제품들의 과정별 산출량을 검토, 정량적으로 발생하는 정보들 외에 공정 라인의 정지 상황의 요인 및 안전 재고 등의 추가적인 분석이 이루어진다. In addition, the virtual plant model building device refines information such as the distribution of the worker's allocation to the process through the comparison / analysis, examines the output of each process of the product, in addition to the information generated quantitatively, the status of the process line Further analysis of the factors and safety inventory is carried out.
또한, 상기 가상 공장 모델 구축 장치는 상기 비교/분석을 통해 시뮬레이션 단계에서 진행된 verification 과정 뿐 아니라, 공장 시뮬레이션 모델이 현실을 얼마나 정확히 반영하고 있는지를 판단한다. In addition, the virtual factory model building apparatus determines not only the verification process performed in the simulation step through the comparison / analysis, but also how accurately the factory simulation model reflects reality.
또한, 상기 비교/분석에 의해 비가동, 불량률을 반영한 병목, 라우팅 경로의 교체에 따른 병목, 생산량 중 적어도 하나를 포함하는 설비 및 작업자 가동률 분석, 제품 및 반제품의 산출 상황, 설비의 고장률 및 제품 불량률 체크, 자재 공급 주기 및 자재 소진 사항 등을 확인할 수 있다.In addition, by the comparison / analysis, non-operation, bottlenecks reflecting the failure rate, bottlenecks according to the replacement of the routing path, equipment and worker operation rate analysis including at least one of the production volume, calculation status of products and semi-finished products, failure rate and product failure rate of equipment Checks, material supply cycles and material exhaustion can be checked.
상기 S716의 수행 후, 상기 가상 공장 모델 구축 장치는 상기 비교 분석의 결과에 따라 상기 요구 사항에 가장 적합한 공장 모델을 선택하게 된다(S718).After performing the step S716, the virtual factory model building apparatus selects a factory model that best fits the requirements according to the result of the comparative analysis (S718).
만약, 상기 S710단계에서 시뮬레이션 명령이 입력되지 않으면, 상기 가상 공장 모델 구축 장치는 S702를 수행한다. If the simulation command is not input in step S710, the virtual factory model building apparatus performs S702.
이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.As such, those skilled in the art will appreciate that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. Therefore, the above-described embodiments are to be understood as illustrative in all respects and not as restrictive. The scope of the present invention is shown by the following claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention. do.
도 1은 본 발명에 따른 가상 공장 모델 구축 장치의 구성을 나타낸 블럭도.1 is a block diagram showing the configuration of a virtual factory model building apparatus according to the present invention.
도 2는 도 1에 도시된 조건 설정 모듈을 상세히 나타낸 블럭도.FIG. 2 is a block diagram showing in detail the condition setting module shown in FIG.
도 3은 도 1에 도시된 프로세스 모델링 모듈을 상세히 나타낸 블럭도.3 is a block diagram illustrating the process modeling module shown in FIG. 1 in detail.
도 4는 도 3에 도시된 제품 프로세스 구조화부를 상세히 나타낸 블록도.4 is a block diagram illustrating in detail the product process structuring unit shown in FIG. 3;
도 5는 본 발명에 따른 프로세스 구조화부에 의해 생성된 프로세스 구조화의 예시도.5 is an illustration of a process structure generated by the process structurer in accordance with the present invention.
도 6은 도 3에 도시된 프로세스 모델링부를 상세히 나타낸 블록도.6 is a block diagram illustrating in detail the process modeling unit illustrated in FIG. 3.
도 7은 본 발명에 따른 프로세스 모델링부에 의해 생성된 공장 프로세스 모델의 예시도.7 is an exemplary view of a factory process model generated by the process modeling unit according to the present invention.
도 8은 본 발명에 따른 공장 프로세스 모델을 시뮬레이션한 가상 공장 모델을 나타낸 예시도. 8 is an exemplary view showing a virtual factory model simulating a factory process model according to the present invention.
도 9는 본 발명에 따른 가상 공장 모델 구축 방법을 나타낸 흐름도. 9 is a flowchart illustrating a virtual factory model building method according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100 : 가상 공장 모델 구축 장치 110 : 조건 설정 모듈100: virtual factory model building device 110: condition setting module
112 : 요구 사항 분석부 114 : 공정 데이터 수집부 112: requirements analysis unit 114: process data collection unit
130 : 프로세스 모델링 모듈 132 : PPRS 정의부130: process modeling module 132: PPRS definition
134 : 프로세스 구조화부 136 : 프로세스 모델링부134: process structurer 136: process modeling unit
138 : what-if 시나리오 설계부 150 : 시뮬레이션 모듈138: what-if scenario design unit 150: simulation module
170 : 결과 분석 모듈170: result analysis module
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