Steel industry is the most capital intensive and the largest energy consuming industry, which operate huge and complex facilities to supply various steel products as the primary materials to almost every manufacturing industry Major steel products are hot-rolled and cold-rolled coils, plates, and wires that are produced through molten iron making, molten steel making, casting, and rolling. Each process runs in batch between setups and the specifications or bach are different with each other High energy consuming and heavy material handling require careful synchronization or processes, as well. Considering the synchronization or processes, the lot planning and scheduling problem in the integrated steelmaking process rovers the roll grouping with given casts. the sequencing or rolls over time, and the machine assignment and time scheduling or charges and casts. The problem is investigated by dividing it into two cases whether single or parallel machines at the molten steel making and the continuous casting processes. Problem descriptions and solution approaches or each instance are introduced. To test their performance and conformity, implementation or the algorithms and numerical experiments are carried out with real world and constructed data sets.
A common control model used to implement computer integrated manufacturing(CIM) is based on the hierarchical decomposition of the shop floor activities, in which supervisory controllers are responsible for all the interactions among subordinates. Although the hierarchical control philosophy provides for easy understanding of complex systems, an emerging manufacturing paradigm, agile manufacturing, requires a new control structure necessary to accommodate the rapid development of a shop floor controller. This is what is called autonomous agent-based heterarchical control. As computing resources and communication network on the shop floor become increasingly intelligent and powerful, the new control architecture is about to come true in a modern CIM system. In this paper, heterarchical control is adopted and investigated, in which a controller for a unit of device performs three main functions - planning, scheduling and execution. Attention is paid to the planning function and all the detailed planning activities for heterarchical shop floor control are identified. Interactions with other functions are also addressed. In general, planning determines tasks to be scheduled in the future. In other words, planning analyzes process plans and transforms process plans into detailed plans adequate for shop floor control. Planning is also responsible for updating a process plan and identifying/resolving replanning activities whether they come from scheduling or execution.
Scheduling is an important tool for a manufacturing system, where it can have a major impact on the productivity of a production process. In manufacturing systems, the purpose of scheduling is to minimize the production time and costs, by assigning a production facility when to make, with which staff, and on which equipment. Production scheduling aims to maximize the efficiency of the operation and reduce the costs. In order to find an optimal solution to manufacturing scheduling problems, it attempts to solve complex combinatorial optimization problems. Unfortunately, most of them fall into the class of NP-hard combinatorial problems. Genetic algorithm (GA) is one of the generic population-based metaheuristic optimization algorithms and the best one for finding a satisfactory solution in an acceptable time for the NP-hard scheduling problems. GA is the most popular type of evolutionary algorithm. In this survey paper, we address firstly multiobjective hybrid GA combined with adaptive fuzzy logic controller which gives fitness assignment mechanism and performance measures for solving multiple objective optimization problems, and four crucial issues in the manufacturing scheduling including a mathematical model, GA-based solution method and case study in flexible job-shop scheduling problem (fJSP), automatic guided vehicle (AGV) dispatching models in flexible manufacturing system (FMS) combined with priority-based GA, recent advanced planning and scheduling (APS) models and integrated systems for manufacturing.
Two key data areas of the integrated production database in computer-integrated manufacturing (CIM) systems are the product structure in the forms of bills of material(BOM) and the process structure in the forms of routings. The great majority of existing information systems regard the BOM and routing as two separate data entities, possibly with some degree of cross-referencing. This paper proposes new information structure called the bills of material and routings(BMR) that logically integrates the BOM and routings for the CIM systems in ship production. The characteristics of ship production are described as: 1) make-to-order production type, 2) combined manufacturing principles (workshop production and construction site production), 3) significant overlapping of design, planning and manufacturing, 4) very long order throughput time, 5) complex product structure and production process. The proposed BMR systematically manages ail parts and operations data needed ship production considering characteristics of ship production. Also, the BMR situated on the integrated production database more efficiently supports interface between engineering and production functions, and integrates a wide variety of functions within production such as production planning, process planning, operation scheduling, material planning, costing etc., and simplifies information flow between sub-systems in CIM systems.
The systematic management of technology infrastructure increasingly becomes critical as it represents the driving power for creating competitive advantage of nations and enterprises. In this sense, public facility and equipment, which is one major asset of technology infrastructure, should be managed effectively, systematically and efficiently to increase its overall equipment effectiveness. However, the manual and off-line communication was the unique way to communicate between the suppliers who provide facilities in the public sector and the customers who utilize the facilities in the industrial sector. This communication way caused invisibility of available usage time and increase of idle time, thereby decreasing the equipment effectiveness. This paper presents an web-based scheduling system that enables real-time collaboration and information sharing for increasing the equipment effectiveness. The designed system performs scheduling, facility management, order management and customer relationship management in an on-line platform, and carries out the processing and storing of relevant information in an integrated database. The paper includes a development approach to identify business process models and standardized system models by using object-modeling technique. The deliverable of the present work will contribute to increasing the equipment effectiveness by enhancing visibility, transparency and predictability by means of the integration with a legacy Enterprise Resource Planning.
일관제철소의 모든 공정은 서로 연결됨으로써 단일공정에서의 효율성을 향상시킬 수 있는 최적화도 중요하지만 무엇보다도 전체 공정의 연결 관점에서의 최적화가 중요하다. 일관제철소에서의 경영과학 모형 적용에 관한 조사연구는 대부분 특정 공정만을 대상으로 문제해결을 위한 모형에 집중하고 있거나 혹은 일관제철소에서 발생되는 문제에 대해 어떤 기법이 적용되고 있는지에 대한 조사에 집중되고 있다. 그러나 이보다는 일관제철소에서 해결되어야만 하는 문제를 우선 정의하고, 이를 모형화 할 수 있는 목적과제약조건 등에 대해 파악하며, 현실적으로 적용 가능한 해를 구할 수 있는 방법론이무엇인지에 대한 연구가 어떻게 이루어져 왔는지에 대해 조사가 필요하다. 이 연구에서는 일관제철소 공정을 대상으로 생산운영관리관점에서의 효율성 향상을 위해 필요한 연구가 무엇인지를 기술한 후, 이를 해결하기 위해 어떤 연구들이 진행되어 왔는지에 대해 조사하였다. 이를 위해 6가지 영역으로 분류하여 기존 연구에 대해 조사하였으며, 전체최적화 관점에서 향후의 연구방안에 대해 제시하였다. 이를 바탕으로 일관제철소에서의 공정 효율성 제고를 위한 연구주제가도출될 수 있을 것으로 기대된다.
A common control model used to implement computer integrated manufacturing(CIM) is based on the hierarchical decomposition of the shop floor activities, in which supervisory controllers are responsible for all the interactions among subordinates. Although the hierarchical control philosophy provides for easy understanding of complex systems, an emerging manufacturing paradigm, agile manufacturing, requires a new control structure necessary to accommodate the rapid development of a shop floor controller. This is what is called CSCW(computer supported cooperative work)-based control or component-based heterarchical control. As computing resources and communication network on the shop floor become increasingly intelligent and powerful, the new control architecture is about to come true in a modern CIM system. In this paper, CSCW-based control is adopted and investigated, in which a controller for a unit of device performs 3 main functions - planning, scheduling and execution. In this paper, attention is paid to a planning function and all the detailed planning activities for CSCW-based shop floor control are identified. Interactions with other functions are also addressed. Generally speaking, planning determines tasks to be scheduled in the future. In other words, planning analyzes process plans and transforms process plans into detailed plans adequate for shop floor control. Planning is also responsible for updating the process plan and identifying/resolving replanning activities whether they come from scheduling or execution.
의약 중간체 제조 공장을 포함한 정밀 화학 산업에서 생산 계획 및 전사적 자원 관리(enterprise resource planning) 관한 의사 결정은 기업 운영 효율성 최적화에 매우 주요한 연구 주제이다. 기존의 의사 결정 시스템은 공장 간의 자원관리와 공장내 생산 계획이 분리되어, 전사적 관점에서의 전역 해를 도출하는데 한계가 있다. 본 연구에서는 무선 식별 시스템(Radio Frequency Identification; RFID) 기반의 실시간 물류 관리 시스템을 이용하여 의약품 중간체 산업의 전사적 자원 관리와 최적 생산 계획 수립을 동시에 수행할 수 있는 의사결정 플랫폼을 개발하고, 실제 제조 공정에 적용하여 그 효과를 분석한다. 기존의 분리된 운영 체제와는 달린 본 연구에서 제안하는 통한 의사결정 플랫폼은 원료 주문 및 운송 시간에 관한 정보가 RFID 기술을 통해 제조 공정 생산 계획 수립의 핵심 데이터로 사용됨으로써, 별도의 재고 관리 시설 없이 공장간 물류 현황에 대응하여 최적 생산 계획이 수립된다. 이를 위하여 제품 생산 시간 최소화를 목적 함수로 설정하고, 마감 기한 및 주문량에 대한 제약조건 등을 포함한 혼합정수선형계획 모델을 개발하였다. 이후 개발된 최적화 모델을 실제 의약품 중간체 생산 문제로 적용함으로써, 제안한 통합 의사결정 플랫폼의 효용성을 입증하였다. 본 연구 결과로 생산 시간 최적화를 위해 단순한 공정 조합을 필요로 하는 생산물이 먼저 제조되고 복잡한 공정 구조를 가진 생산물이 순차적으로 생산되는 생산 일정이 최적임을 확인하였다.
This paper presents a framework for the hierarchical PPC(Production Planning and Control) in make-to-order environment with job shop. The characteristics of the environment are described as : 1) project with non-repetitive and individual production, 2) short delivery date, 3) process layout with large scales manufacturing. 4) job shops. The PPC in a make-to-order typically are organized along hierarchical fashions. A model is proposed for the hierarchical job shop scheduling based on new concepts of production system, work and worker organization. Then, a new integrated hierarchical framework is also developed for the PPC based on concepts of the proposed job shops scheduling model. Finally, the proposed framework has been implemented in the Electric Motor Manufacturing and the results showed good performance.
This paper presents a framework for the hierarchical PPC(Production Planning and Control) in make-to-order environment with job shop. The characteristics of the environment are described as : 1) project with non-repetitive and individual production, 2) short delivery date, 3) process layout with large scales manufacturing. 4) job shops. The PPC in a make-to-order typically are organized along hierarchical fashions. A model is proposed for the hierarchical job shop scheduling based on new concepts of production system, work and worker organization. Then, a new integrated hierarchical framework is also developed for the PPC based on concepts of the proposed job shops scheduling model. Finally, the proposed framework has been implemented in the Electric Motor Manufacturing and the results showed good performance.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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