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A Simulation Study on Capacity Planning in Hybrid Flowshops for Maximizing Throughput Under a Budget Constraint

혼합흐름공정에서 예산제약하에 생산율을 최대화하는 용량계획에 관한 시뮬레이션 연구

  • 이근철 (건국대학교 경영대학 경영학 전공) ;
  • 최성훈 (상명대학교 경영공학과)
  • Received : 2011.01.20
  • Accepted : 2011.09.05
  • Published : 2011.09.30

Abstract

In this study, we consider a capacity planning problem where the number of machines at each workstation is determined in manufacturing systems of top-edge electronic products such as semiconductor or display. The considered manufacturing system is the typical hybrid flowshop which has identical parallel machines at each workstation and the setup operation occurs when the types of consecutively processed products are different. The objective of the problem is finding good combinations of the numbers of machines at all workstations, under the given capital amount for purchasing machines. Various heuristic methods for determining the numbers of machines at workstations are proposed and the performances were tested through a series of computational experiments. In the study, a simulation model has been developed in order to simulate the considered manufacturing system with dynamic orders and complex process. The simulation model is also used for conducting the computational comparison test among various proposed methods.

본 연구에서는 반도체, 디스플레이 등과 같은 첨단 전자제품 제조 시스템에서의 공정별 기계 대수를 결정하는 용량계획 문제를 고려한다. 제조 시스템은 공정별로 동일한 병렬기계가 존재하는 혼합흐름공정의 형태를 갖고 있으며, 각 기계 마다 서로 다른 제품 종류를 연속적으로 가공할 때는 셋업 작업이 발생한다. 설비를 구매할 수 있는 예산에 제약이 있는 상황에서 제조시스템의 생산율을 최대화 할 수 있는 공정별 기계 대수 조합을 결정해 주고자 한다. 혼합흐름공정 형태의 복잡한 제조시스템을 대상으로 주문이 동적으로 도착하고 여러 가지 일정계획방법을 적용하는 것을 모델링 하기 위하여 시뮬레이션 모델을 개발하였다. 본 연구에서는 시뮬레이션 실행을 포함한 다양한 조합의 기계 대수 증감 휴리스틱 방법을 제안하여 해를 도출하였다. 제안된 방법들은 일련의 계산실험을 통하여 그 성능을 비교 평가하였다.

Keywords

References

  1. 강종열, 민동권, 박재홍, 손병규, 원유동 공역, Larry P. Ritzman and Lee J. Krajewski, 생산운영관리의 기초, 시그마프레스, 2006.
  2. F. Barahona, S. Bermon, O. Gunluk, and S. Hood, "Robust capacity planning in semiconductor manufacturing," Naval Research Logistics, vol. 52, pp. 459-468, 2005. https://doi.org/10.1002/nav.20086
  3. N. Geng, and Z. Jiang, "A review on strategic capacity planning for the semiconductor manufacturing industry," International Journal of Production Research, vol. 47, pp. 3639-3655, 2009. https://doi.org/10.1080/00207540701871051
  4. W.T. Huh, R.O. Roundy, and M. Cakanyildirim, "A general capacity planning model under demand uncertainty," Naval Research Logistics, vol. 53, pp. 137-150, 2005.
  5. Y.-D. Kim, D.-H. Lee, J.-U. Kim, and H.-K. Roh, "A simulation study on lot release control, mask scheduling, and batch scheduling in semiconductor," Journal of Manufacturing Systems, vol. 17, pp. 107-117, 1998. https://doi.org/10.1016/S0278-6125(98)80024-1
  6. J. Robinson, J. Fowler, and E. Neacy, "Capacity loss factors in semiconductor manufacturing," Working paper, [online] www.fabtime.com, 2003.
  7. J.G. Shanthikumar, S. Ding, and M.T. Zhang, "Queueing theory for semiconductor manufacturing systems: a survey and open problems," IEEE Transactions on Automation Science and Engineering, vol. 4, pp. 513-522, 2007. https://doi.org/10.1109/TASE.2007.906348
  8. S.D. Wu, M. Erkoc, and S. Karabuk, "Managing capacity in the high-tech industry: a review of literature," The Engineering Economist, vol. 50, pp. 125-158, 2005. https://doi.org/10.1080/00137910590949887