【 청년일보 】 최근 국내 제조 산업은 성장 둔화 및 주요국의 보호무역 강화 등의 영향으로 어려움에 처해있다. 기업들은 치열해진 경쟁 속에서 고객의 요구수준 다양화, 제품수명주기 단축, 다품종 소량생산체제로의 전환 등의 변화에 직면했다.

국내 기업들은 외부적으로 시장 점유율의 극대화 및 기업 이미지 강화에 초점을 맞추고 내부적으로는 고객 주문에 대한 리드타임 단축, 납기준수 및 재고의 최소화 등에 역점을 두고 있다. 중소기업의 경우, 내부의 작업현장 개선과 생산성 향상을 위한 생산관리 및 스케줄링 기법들의 활용이 중요한 과제로 여겨지고 있다.

스케줄링 이론은 다양한 제약조건과 목적함수에 부합하도록 생산에 필요한 자원을 작업을 할당하도록 하는 의사결정 과정이다. 단일 기계 sequencing, flow shop, group scheduling, job shop scheduling, project scheduling 문제 등 다양한 스케줄링에 대해 최적해를 습득한다.

스케줄링은 효율적인 생산 프로세스를 위해 필수적인 요소지만 생산라인, 제약조건, 목적함수 종류 등에 따라 쉽게 해결할 수 없는 문제도 있다. 이러한 스케줄링은 다양한 산업에서 스케줄링이 어떻게 적용되고 있다.

첫 번째, 반도체 산업이다. 반도체 산업에서는 반도체 clean 공정, photo 공정, chemical 공정, 이송·반송 장비 등에 스케줄링 기법이 사용된다.

세부적인 측면으로 웨이퍼 절단, IC칩 조립 및 버퍼 관련 스케줄링 연구들이 많이 등장했다. 시스템 및 공정의 변화로 새로운 규칙 및 전체 운용 전략을 변경해야 하는 문제를 해결하기 위해 이송패턴이나 설비의 형태에 일반적으로 적용 가능한 동적 우선순위 기반의 기본 이송작업 선택 알고리즘 등이 있다.

이는 반복동작을 최소화하기 위해 동시동작을 우선 처리하는 단계별 우선순위 로직을 기반으로 하며, 특수한 공정에 대해서는 별도의 규칙베이스를 적용한다.

두 번째는 조선 산업이다. 조선 산업에서는 스케줄링 기법이 조립공정, 트랜스포터(transporter), 크레인(crane), 기존 관리시스템 등에 주로 적용되는 것으로 나타났다. 세부적으로는 소조립 공정, 갠트리 크레인, 블록 조립공정, 판넬공정, 안벽공정 등에 적용되고 있었다.

자동차의 5단계(배재, 취부, 용접1, 용접2, 사상·이동)의 소조립 공정에서 유전자 알고리즘을 이용해 최종작업 완료시간(makespan)이 최소가 되는 작업일정계획을 수립하는 알고리즘을 작성한다.

예를 들어, 기존의 수작업으로 수행되던 일정계획을 다양한 제약조건들을 반영할 수 있는 부하평준화 휴리스틱 알고리즘을 만든다. 이는 작업의 개수를 부하지표로서 활용하고 지역적 탐색 기법을 기반으로 제약을 만족하는 범위 내에서 작업들을 반복 이동시키면서 최적으로 작업부하를 감소시키는 스케줄을 탐색할 수 있다.

세 번째, 자동차 산업이다. 자동차 산업에서는 물류 관점에서의 차량 이동경로 스케줄링 및 조달 공급망 계획 알고리즘 연구 등이 많다. 부가적으로 IT 기술이 접목된 차량 제어 연구와 전기자동차 기반의 충전 스케줄링 연구 등이 주로 등장한다.

차량이동계획에서 지점 및 시간대별 도로 상황의 동적인 환경을 고려해 경로 탐색 연구를 수행하고, 각 이동경로의 손실 패널티를 계산해 손실 패널티가 최소가 되는 알고리즘을 사용한다.

이를 통해 밀집지역을 포함하고 있는 수요 지점들에서 시간별 운반차량의 이동속도의 차이점 및 시간별 차량경로문제를 해결하고 제품의 전달시간이 가장 적게 발생되는 경로를 탐색할 수 있다.
 

【 청년서포터즈 7기 김홍비 】