자체생산과 아웃소싱의 통합 생산일정계획 연구

이익선(Ik-Sun Lee),전재호(Jae-Ho Juhn),윤상흠(Sang-Hum Yoon) 한국산업경영학회 2010 經營硏究 Vol.25 No.4

본 연구의 목적은 제조업의 생산기능에서 아웃소싱수단이 존재하는 상황에서의 생산일정계획문제를 모델링하고 이에 대한 효율적인 해법을 제안하는 것이다. 즉, 개별 작업(또는 주문)의 처리가 자체생산설비를 통해 직접 수행되거나 외부설비(아웃소싱)에 위탁되어 조달되는 두 가지 선택이 모두 존재하는 경우에 수행해야 할 전체 작업에서 아웃소싱될 작업들에 대한 선택(job selection)과 전체 작업들에 대한 일정계획(job scheduling)을 동시에 결정하는 통합 의사결정 문제를 고려하고 있다. 자체생산설비와 외부설비는 각각 생산용량의 제약을 가지는 경우를 고려하였으며 어떤 작업이 자체설비를 통해 처리될 경우에는 해당 작업에 대한 일정계획비용(scheduling cost)이 발생하게 되고 그 작업을 아웃소싱하기로 결정할 경우에는 추가적인 아웃소싱 비용이 발생하게 된다. 본 연구에서는 총 아웃소싱비용에 대한 예산제약(budget constraint)이 존재하는 경우에 총 일정계획비용과 총 아웃소싱비용을 합한 전체 비용이 최소화 될 수 있는 아웃소싱 작업의 선택과 작업일정계획을 동시에 결정하게 된다. 해당 의사결정 문제는 NP-complete영역에 속한 문제로써, 최적해를 도출할 수 있는 동적계획법과 분지한계법, 그리고 큰 사이즈의 문제를 효율적으로 접근할 수 있는 발견적 해법을 동시에 제안한다. The objective of this paper is to present a new production scheduling model and an efficient method to solve the model in the case that there is an outsourcing option in the time-sensitive make-to-order environment. The orders(or, jobs) from customers can be either processed in a capacitated in-house facility or outsourced to subcontractors. Each job to be processed in-house induced the scheduling cost, otherwise the job is determined to be outsourced, then an additional outsourcing cost is imposed. This paper adopts the scheduling cost as the sum of completion times of all jobs. The objective of the scheduling model is to minimize the linear combination of scheduling and outsourcing costs under a budget constraint for the total available outsourcing cost in the capacitated in-house and outsourcing manufacturing environment. To solve the problem, we first should select jobs should be outsourced, and then we should determine both schedules for the in-house and outsourcing jobs. Thus, this problem considers an integrated decision problem for the job selection and sequencing. In the problem analysis, we first characterize some solution properties and then derive dynamic programming and branch-and-bound algorithms for the optimal solutions. An efficient heuristic is also developed because the problem belongs to the NP-complete context. The performances of the proposed optimal and heuristic algorithms are evaluated through various numerical experiments.

제품조달시간을 고려한 주문처리 일정계획에 관한 연구

이익선(Ik Sun Lee),전재호(Jaeho Juhn),윤상흠(Sang Hum Yoon) 한국생산관리학회 2006 韓國生産管理學會誌 Vol.17 No.3

  본 연구는 주문일정계획문제에서 주문에 포함된 일부제품이 자체 생산되지 않고 외부의 협력업체를 통해 조달되는 경우를 고려하고 있다. 각 주문은 자체생산제품과 외부조달제품으로 구성되고, 자체생산제품에 대해서는 독자적인 생산일정계획이 필요하지만, 외부조달제품의 경우에는 외부에서 생산되며 제품의 도착시점이 바로 조달제품의 생산완료시점이 되는 것이다. 따라서 각 주문이 충족되는 시점은 각 주문에 포함된 모든 제품을 생산 및 조달하여 모두 완비되는 최초시점으로 모델링 된다. 본 연구는 이러한 상황에서 모든 고객주문을 충족시키는데 소요되는 총 가중완료시간(total weighted completion time)을 최소화하기 위한 생산일정계획문제를 다루고 있다. 문제의 분석에서 작업간의 우선순위관계를 규명할 수 있는 우월성질이 제시되고, 이를 바탕으로 분지한계법과 그리디 형태의 휴리스틱을 제안한다. 제안된 우월성질, 휴리스틱, 분지한계법의 성능은 다양한 수치데이터를 활용한 실험을 통해 평가된다.   This paper considers a scheduling problem to meet some orders from customers. Each order is composed of two types of products. One product is manufactured by a single facility under make-to-order environment, the other product is supplied from the outside facility(or, contractor), so given as an available time data. The completion time of each order is measured by the time when both of the corresponding products are completed(or, available). The problem is to obtain the optimal sequence of orders to minimize the total weighted completion time. In the problem analysis, we first derive a powerful property to determine the sequence of two consecutive orders. And then, two lower bounds of objective are derived and tested along with the derived property within a branch-and-boundscheme. An efficient heuristic algorithm based on a greedy manner is also developed. The overall performance of the proposed property, branchand-bound and heuristic is evaluated through numerical experiments.

잠수함 지원업무 요구일정과 부두 가용자원을 고려한 선석할당계획

최지원(Ji-Won Choi),최인찬(In-Chan Choi) 한국항해항만학회 2020 한국항해항만학회지 Vol.44 No.6

His paper looks more closely at the Republic of Korea’s (ROK) Navy submarine berth-allocation strategies, with the study’s results ultimately resulting in the proposition of an integer programming model. Current submarine berth-allocation planning problems include the need for more minimal berth-shifting and general support service failures, as a lack of efficient submarine berth-allocation often leads to submarines unable to receive the support service they need due to the inadequacy of their assigned berths. Currently, the ROK Navy allocates berths by only taking available reserve resources and the full-capacity limits of support services into account. This paper expands upon this strategy, and proposes a model which would allow for submarine berth allocation planning to also take submarine support service scheduling into account, allowing for more efficient and timely submarine servicing. This proposed model in turn minimizes berth shifting, support service failures, and allows for full coordination with the submarine support service request schedule. The construction of this model was carried out through data gathered on the ROK Navy’s fleets and forces, allowing for a more nuanced analysis of existing issues with submarine berth-allocation planning. 본 논문은 현재 한국 해군 잠수함 선석할당방법을 반영하여 기존의 잠수함 선석 할당계획문제를 확장하고 해당문제를 해결하는 정수계획모형을 제안한다. 기존의 잠수함 선석 할당계획 문제는 정박 중 선석 이동과 지원업무 실패를 최소화하면서, 잠수함이 필요한 지원업무가 가능한 선석에 잠수함을 할당하는 것이다. 반면, 한국 해군에서는 선석이동과 지원업무실패 최소화뿐만 아니라 부두 가용자원을 고려하여 잠수함이 요구하는 지원업무의 일정을 최대한 보장하면서, 선석을 할당한다. 따라서 본 논문은 한국 해군의 운용상황에 맞게 기존의 잠수함 선석 할당계획 문제를 확장하고, 부두가용자원의 특징과 잠수함 지원업무 일정의 조율을 포함하는 모형을 제시한다. 제안하는 모형은 선석 이동 횟수, 지원업무 지원 실패 횟수, 잠수함 지원업무 요구 일정 조율 횟수를 최소화하는 것을 목적으로 한다. 본 모형의 검증을 위해서 한국 해군의 상황을 바탕으로 고려한 가상의 데이터로 실험을 수행하여 기존의 잠수함 선석 할당계획 문제와 비교·분석한다.

인력일정계획의 엑셀과제를 통한 경영과학 교육

강성민(Sungmn Kang) 한국경영교육학회 2009 한국경영교육학회 학술발표대회논문집 Vol.2009 No.6

경영학교육에서 중요한 비중을 차지했던 경영과학 과목은 90년대에 들어와 그 실효성을 의심받기도 했으나, 단기적 오퍼레이션은 물론이고 중장기 전략의 수립에 있어서도 계량적인 문제해결능력의 중요성이 재인식되며 현재 대부분의 MBA 커리큘럼에서 주요 과목으로 인정받고 있다. 그 추세에는 엑셀도 큰 역할을 하였다. 본 연구는 대형병원의 순환근무일정계획에 관한 과제 사례를 통해 스프레드시트모형을 사용하는 과제의 학습효과를 분석하고 향후 경영과학 수업이 지향해야 할 방향을 제시한다. Management Science, once an important subject in business schools, was placed on the test stands for its educational efficacy in the nineties, and has successfully revived to be an essential part of the MBA curriculum, as the value of quantitative problem solving capability in developing strategies and tactics as well as performing short-term operational scheduling to improve firm's competitive advantages is recognized and realized anew. Excel takes a crucial role in the trend. This study presents a case of an MS course assignment regarding the construction of an annual rotational staff schedule in a large group of hospitals, analyzes the educational effectiveness of spreadsheet-modeling tasks, and suggests a road ahead for the MS education to follow.

유전자 알고리즘을 이용한 해상풍력단지 조성에 관한 연구

고현정(Ko, Hyun-Jeung) 한국물류학회 2018 물류학회지 Vol.28 No.5

해상풍력단지 조성작업은 선박을 이용한 해상작업이 요구됨에 따라 해상의 기상여건에 매우 민감하다. 이는 해상여건이 악화 하면 해상풍력단지 완공 시기가 지연되면서 선박임대료, 인건비 등의 추가적인 비용이 발생하고, 궁극적으로 해상풍력단지 운영의 경제성에 영향을 끼치게 된다. 따라서 본 연구에서는 변화하는 해상여건에 따른 해상작업의 불확실성을 고려하여 해상풍력단지 조성에 관한 일정계획을 참고할 수 있는 분석모델을 개발하였다. 이를 위해 먼저 분석모델 구축을 위해 국내 해상풍력단지 조성을 위한 해상물류 프로세스를 정의하였다. 국내의 해상풍력단지 조성을 위한 해상물류는 항만을 중계지로 활용하는 체계이다. 항만에서 해상풍력 시스템의 구성품이 집화되고, 이를 반 조립한 후 선박을 이용하여 운송하고 해상에서 설치하는 방식이다. 다음 으로 정의된 해상물류 프로세스에 기초한 수리적 모델을 개발하였다. 또한, 개발된 수리적 모델이 NP-hard 문제에 속하므로 휴리 스틱 기법인 유전자 알고리즘을 개발하여 국내 서남해안 해상풍력단지 조성 프로젝트 사례에 적용하였다. 그 결과 해상풍력터빈 1기당 평균 설치작업 일수는 3.13∼3.29일로 분석되었다. 그리고 해상풍력 시스템의 설치 대수가 적으면 해저작업을 선행한 후 해상작업을 하는 것이 타당한 것으로 나타났다. 반면에 대규모의 해상풍력단지를 조성할 경우는 해상여건을 고려하여 전략적으로 일정을 관리하는 것이 필요한 것으로 분석되었다. The construction of offshore wind farms is very sensitive to the weather conditions due to the demand for maritime work using ships. If the delay of completion of offshore wind farm is occurred depending on the weather and marine conditions, additional costs will be incurred, which will eventually affect the economics of offshore wind farm operation. Therefore, in this study, we tried to developed a schedule analysis model for the construction of offshore wind farm considering the uncertainty of marine work according to the changing marine conditions. For this purpose, we firstly defined maritime logistics processes for the construction of offshore wind farms with respect to the situation in Korea. In fact, the maritime logistics system for the construction of offshore wind farms was a system that utilized ports as relay stations. The components of the offshore wind power system were collected in the port, semi-assembled, transported by ship, and installed at sea. Next, a mathematical model was developed based on the marine logistics process defined. In addition, since the developed mathematical model belonged to the NP-hard problem, the genetic algorithm was developed as an heuristic technique and applied to the example problem. As a result, the average installation work days per offshore wind turbine were analyzed to be 3.13∼3.29 days. If the number of offshore wind turbines to be installed was small, it was found that the submarine works were on the priority compared to the works above the water. On the other hand if the number was large, it was necessary to strategically adjust the work schedule of installing offshore wind turbines considering the maritime conditions.

이송크기를 고려한 다단계 흐름생산시스템의 일정계획

김중순 啓明大學校 産業技術硏究所 1997 産業技術硏究所 論文報告集 Vol.19 No.2

다단계 흐름생산시스템에서 각 제품이 서로 다른 이송크기(transfer batch)로 작업장간을 이송될 때의 일정계획문제를 다루었다. 사용된 성능평가기준은 총작업소요시간(makespan)이다. 총작업소요시간을 최소화하는 최적의 순열 투입순서(permutation schedule)를 구하기 위해 분지한계법이 사용되었다. 이를 설명하기 위해 수치예제가 주어져 있다. Multi-stage flowshops are frequently encountered in manufacturing environments. Using transfer batches or lot streaming in a flowshop can improve its throughput. We presented a branch and bound algorithm to find the optimal permutation schedule which minimizes makespan in a flowshop that uses transfer batches. By making the mild assumption about the production lot sizes, the original transfer batch scheduling problem for a flowshop was converted to a tractable flowshop scheduling problem under the assumption. This assumption reduced the computational complexity of the original problem, thereby allowing us to solve the problem with resonable computational efforts. A numerical example is presented to demonstrate the steps of the algorithm. The introduction of transfer batches in a flowshop raises some of questions requiring further research. One of the issues may be investigating the effects of finite transport times between stages. Another issue of importance is the examination of scheduling problem which relaxes the assumptions about the productin lot sizes of jobs, in which the scheduling problem will be more complex.

건설 프로젝트 다차원 성과지표 최적화 시스템

이동은(Lee, Dong-Eun),이창용(Yi, Chang-Yong),곽한성(Gwak, Han-Seong) 대한건축학회 2015 大韓建築學會論文集 : 構造系 Vol.31 No.1

연비를 고려한 크리깅 대체모델기반 최적 적응형 순항 제어기 설계

김한수(Hansu Kim),송유호(Yuho Song),이승하(Seungha Lee),허건수(Kunsoo Huh),이태희(Tae Hee Lee) 한국자동차공학회 2016 한국자동차공학회 학술대회 및 전시회 Vol.2016 No.11

자체생산과 아웃소싱의 통합 생산일정계획 연구

이익선,전재호,윤상흠 한국경영학회 2009 한국경영학회 통합학술발표논문집 Vol.2009 No.08

간호사 근무표 작성을 위한 2단계모형

강성민,이동준 한국경영교육학회 2009 경영교육연구 Vol.58 No.-

Nurse function in a hospital is operated for 24 hours a day without a break. Each work shift has a minimum requirement in the number of nurses, and it is recommended that the nurses with different skill levels are evenly assigned in each shift. The nurse schedule should satisfy the hospital's own work policies and maximize the individual nurse's satisfaction level. In this paper, we develope a two-stage modeling approach: in the first stage, the night-shift works and the following off-days are assigned to nurses in two patterns, and the entire schedule is generated by the goal programming approach in the second stage. The priority ranks of the objectives are determined through a survey to the experienced nurses. The developed approach is applied to generating a monthly nurse schedule for a ward with 17 nurses in a university hospital. The run time is less than one second, and in comparison with the schedule made manually by the head nurse, it is shown that our two-stage schedule is superior in all criteria such as policy compliance, fairness in assignment, and nurse satisfaction. 간호사 근무는 매일 24시간 공백이 없이 이루어져야 하며, 각 근무교대조별로 최소 근 무인원수가 정해져있으며, 각 근무교대조에 근무 숙련도가 다른 간호사를 고르게 배정하 여야 한다. 근무표는 병원 고유의 근무표 작성기준을 만족시켜야 하고, 간호사 개인의 근 무에 대한 만족도를 높이는 목적을 반영해야 한다. 본 연구는 1단계 모형에서 야간근무 배정과 그에 뒤따른 휴일을 두 가지 형태로 사전에 결정한 후 2단계모형에서 근무표 전체 를 목적계획법으로 최적화하였다. 여러 목적의 중요도 순위는 간호사 설문을 통해 결정하 였다. 개발된 프로세스를 간호사 17명이 근무하는 한 대학병원 한 병동의 한달간의 근무 표 작성에 적용한 결과, 실행시간이 1초 이내로 실행시간의 문제는 전혀 없었으며, 수간호 사가 작성한 근무표와 비교해 본 결과 근무표 작성기준의 적합도, 배정의 공정성, 간호사 의 만족도 등의 질적인 면에서 크게 앞서는 것으로 평가되었다.