DOI QR코드

DOI QR Code

시뮬레이티드 어닐링을 활용한 조선 소조립 라인 소일정계획 최적화

Short-term Scheduling Optimization for Subassembly Line in Ship Production Using Simulated Annealing

  • 투고 : 2009.10.05
  • 심사 : 2010.01.07
  • 발행 : 2010.03.31

초록

전 세계 조선 산업에서 생산성의 향상이 크게 이슈화되면서, 생산 라인의 생산성 향상을 위해 새로운 방법론, 생산 자동화, 향상된 생산계획 및 일정계획 등의 연구가 진행되어 왔다. 본 연구는 조선 생산의 일정계획과 관련하여 소조립 라인의 소일정계획의 최적화를 통한 생산성 향상에 관한 것이다. 소조립 라인의 소일정계획 최적화를 위하여 공정 별 작업자 배치와 운용에 관한 시나리오와 스키드 패턴의 투입 순서를 미정 다항식 문제로 정식화하고 문제 해결하기 위해 메타휴리스틱 방법 중 하나이며 확률변수를 사용하는 시뮬레이티드 어닐링을 적용하여 지역 최소값에 빠지는 것을 막고 전역 최소값을 찾도록 하였다. 실제 조선소의 소조립 라인의 작업 시간 데이터와 스키드 투입 순서 데이터를 사용하여 최적화를 수행하고 최적화 결과의 효과를 검증하였다.

Productivity improvement is considered as one of hot potato topics in international shipyards by the increasing amount of orders. In order to improve productivity of lines, shipbuilders have been researching and developing new work method, process automation, advanced planning and scheduling and so on. An optimization approach was accomplished on short-term scheduling of subassembly lines in this research. The problem of subassembly line scheduling turned out to be a non-deterministic polynomial time problem with regard to SKID pattern’s sequence and worker assignment to each station. The problem was applied by simulated annealing algorithm, one of meta-heuristic methods. The algorithm was aimed to avoid local minimum value by changing results with probability function. The optimization result was compared with discrete-event simulation's to propose what pros and cons were. This paper will help planners work on scheduling and decision-making to complete their task by evaluation.

키워드

참고문헌

  1. 김현철, "유전 알고리즘을 이용한 두 가지 목적을 가지는 스케줄링의 최적화," 한국인터넷정보학회, 6(6), pp. 99-106, 2005년.
  2. 박정선, 임종,빈 지상현, "시뮬레이티드 어닐링에 의한 인공위성 구조체 최적화," 대한기계학회논문집, 29(2), pp. 262-269, 2005년.
  3. 이광국, 최동환, 한상동, 박주용, 신종계, "디지털 생산 시뮬레이션 기반의 판넬라인 일정계획지원 시스템 구축," 대한조선학회논문집, 43(2), pp. 228-235, 2006년.
  4. 정동중, 이두용, 임성진, "교착 회피를 고려한 Jop-shop 일정의 회적화," 대한기계학회논문집, A권 24(8), pp. 2131-2142, 2000년.
  5. 홍대선, 조형석, "자동조립에서 시뮬레이티드 어닐링을 이용한 조립순서 최적화," 대한기계학회논문집, 20(1), pp. 213-221, 1996년.
  6. 이상협, 하승진, 민상규, 최태훈, 김형식, "조선 평블록 조립공장 일정계획 시뮬레이션 시스템," 대한상업공학회/한국경영과학회 2002 춘계공동학술대회, pp. 158-162, 2002년
  7. Aarts, E.H.L., van Laarhoven, and P.J.M., "Simulated annealing: Theory and Applications," Kluwer Academic Publishers, 1987.
  8. A. El_bouri, N. Azizi, and S. Zolfjghari, "A comparative study of a new heuristic based on adaptive memory programming and simulated annealing: The case of job shop scheduling," European Journal of Operational Research, vol.177, no. 3, pp. 1894-1910, 2007. https://doi.org/10.1016/j.ejor.2005.12.013
  9. Wallace J. Hopp and Mark L. Spearman, "Factory Physics : Fountations of Manufacturing Management," McFraw-Hill, 2000.
  10. Kirkpatrick S., Gelatt, C.D.Jr., and Vecchi, M.P., "Optimization by Simulated Annealing," Science, vol. 220, no. 4598, pp. 671-680, 1983. https://doi.org/10.1126/science.220.4598.671
  11. Matthias Krause, Frank Roland, Dirk Steinhaue, and Macimilian Heinemann, "Discrete Event Simulation: An Efficient Tool to Assist Shipyard Investment and Production Planning," Journal of Ship Production, vol. 20, no. 3, pp. 176-182, 2004.
  12. Philip C.Koenig, Hitoshi Narita, and Koichi Baba, "Shipbuilding Productivity Rates of Change in East Asia," Journal of Ship Production, vol. 19, no.1, pp. 32-37, 2003.
  13. Jae Kyu Lee, Kyoung Jun Lee, Hung Kook Park, June Seok Hong, and Jung Seung Lee, "Developing scheduling systems for Daewoo Shipbuilding: DAS project," European Journal of Operational Research, vol. 97, pp. 380-395, 1997. https://doi.org/10.1016/S0377-2217(96)00205-6
  14. Yasuhisa Okumoto, Kentaro Hiyoku, and Noritaka Uesugi, "Simulatin-Based Ship Production Using Three-Dimensional CAD," Journal of Ship Production, vol. 22, no. 3. pp. 155-159, 2006.
  15. Jong Gya Shin, Kwand Kook Lee, Jong Hun Woo, Won Don Kim, Jang Hyun Lee, Se Hwan Kim, Ju Yong Park, and Hyunjune Yim, "A Modeling and Simulation of Production Process in Subassembly Lines at a Shipyard," Journal of Ship Production, vol. 20, no. 2, pp. 79-83, 2004.
  16. Taicir Loukil, Jacques Teghem, and Philippe Fortemps, "A multi-objective production scheduling case study solved by simulated annealing," European Journal of Operational Research, vol. 179, no. 3, pp. 709-722, 2007. https://doi.org/10.1016/j.ejor.2005.03.073