조선 평블록 조립라인의 공정관리 시스템 개발

국문 초록 (Abstract)

최근 급속한 IT 기술의 발달로 인해 스마트폰과태블릿 PC 시장의 성장과 무선 인터넷 기술의 대중화로 스마트 기기의 활용도가 대폭 상승하였고, 이 기술의 발전은 일상생활뿐만 아니라 업무 환경까지 큰 변화를 가져오고 있다. 조선업계에도 ‘스마트워크’(Smart Work)를 기반으로 한 스마트기술이 주요 화두로 떠오르고 있고, 선박에 디지털 시스템을 적용한 ‘스마트십’(Smart Ship), 생산과 현장에 디지털 시스템을 적용한 ‘스마트십야드’(Smart Ship Yard), 전자결제, 모바일 문서관리 시스템인 ‘스마트오피스’(Smart Office) 등을 적용하고 있는 추세이다.
조선소는 생산현장과 생산관리 업무를 수행하는 곳이 지리적으로 떨어져 있고, 생산환경이 타 기계산업에 비해 열악하여, 작업자가 작업 중 PC를 활용하여 업무를 확인하거나 일정을 수정하기는 쉽지 않다. 이러한 상황에서 테블릿 PC와 무선 인터넷만 연결되어 있다면 작업자는 어디서나 일정계획 정보를 확인하고, 현재의 생산 상황의 변화에 따라 실행계획을 수정할 수 있는 장점이 있다.
실행계획은 현장 작업과 가장 밀접한 계획으로 실시간의 현장 상황에 따라 일정에 변화가 발생할 가능성이 크다. 하지만 현재까지는 실행계획 수립은 현장의 작업자 보다는 사무실에서 계획을 세우는 생산관리자의 관점에서 구축되어 있고, 실행계획 수립을 생산관리자가 경험을 바탕으로 수립하기 때문에 객관적인 예측이 쉽지 않으며, 선공정 요건, 출근인원 등의 여러 조합으로 실행계획이 수행되기 때문에 상황 변화에 빠르게 대처하기 어려움이 있다. 생산현장 제약조건을 반영하여 효과적으로 자원을 사용할 수 있는 계획 수립의 중요성이 크며, 이러한 문제를 해결하기 위해서는 제조 실행 시스템(Manufacturing Execution System, MES)을 적용할 필요성이 있다.
따라서 본연구에서는 조선 생산 공정 중 가장 자동화가 많이 이루어져있는 평블록 조립공장에 제조 실행 시스템을 개발하여 운영계획, 작업지시, 모니터링, 현황분석을 할 수 있도록 시스템을 구현하여 생산현장에 적용하였다. 작업자의 업무 편의성 증대, 효율적인 실적 데이터 관리, 공정 진행현황을 가시화하여 실시간 모니터링이 가능하게 되었다.

목차 (Table of Contents)

• 제 1장 서론 1
• 1. 연구의 필요성 9
• 2. 연구 목적 2
• 3. 연구 내용 2
• 4. 논문의 구성 3
• 제 2장조선 생산 계획 시스템에 대한 이론적 연구 4
• 1. 조선일정 계획 4
• 1.1 일정계획 일반 4
• 1.2 대일정의 정의 5
• 1.3 중일정의정의 6
• 1.4 실행계획의 정의 7
• 2. 제조실행시스템 7
• 2.1 제조실행 시스템의 정의 7
• 2.2 제조실행 시스템의 기능 8
• 3. 스마트 조선생산 실행 시스템 9
• 3.1 스마트 조선생산 실행 시스템의 정의 9
• 3.2 스마트 조선생산 실행 시스템의 특징 10
• 3.3 스마트 조선생산 실행 시스템의 구성 11
• 제 3장평블록 조립공장 소개 및 현황 15
• 1. 평블록 조립공장 소개 15
• 1.1 조선 생산 일반 15
• 1.2 평블록 조립 공장 소개 16
• 1.3 평블록 조립 공정 프로세스 16
• 2. 평블록 조립 작업장 현황 17
• 제 4장평블록 스마트 실행계획 시스템 개발 19
• 1. 평블록 스마트 실행계획 시스템 개발 내용 수립 19
• 2. 공정 모니터링 장치 시스템 설계 21
• 2.1 판계 라인 모니터링 장치 설계 21
• 2.1.1 터치 패널 적용 21
• 2.1.2 판계 라인 장비 PLC 및 통신모듈 22
• 2.2 작업지시 및 공정 현황판설계 23
• 2.3 모바일 기반 평블록 조립 라인 실적관리 장치 설계 23
• 3. 공정 운영관리 시스템 설계 및 개발 25
• 3.1 중장기 물량계획 및 부하분석 27
• 3.1.1 월별물량 분석 27
• 3.1.2 주간물량 분석 28
• 3.1.3 기준정보 28
• 3.2 중장기 일정계획 모듈 29
• 3.2.1 평블록 조립 라인 조립계획 29
• 3.2.2 작업특성 기준정보 생성 30
• 3.3 월계획 수립 모듈 31
• 3.3.1 월계획수립 31
• 3.3.2 작업장 면적분석 32
• 3.3.3 월계획반배정기준조건 32
• 3.4 평블록판계 라인 및 조립 라인 공정관리 33
• 3.4.1 평블록판계 라인 작업지시 33
• 3.4.2 판계작업실적정보 34
• 3.4.3 평블록 조립 라인 실적정보 34
• 3.4.4 판계공정 사이클타임 분석 35
• 3.5 모바일 기반블록배치 관리 36
• 4. 시스템 개발 전.후 비교 36
• 제 5장 결론 39
• 1. 연구결과 요약 39
• 2. 기대효과 및 향후 계획 39
• 2.1 기대효과 39
• 2.2 향후계획 40
• 참고 문헌 ? 41
• Abstract 42
• 표 목차
• 표 1. 일정계획 계층도 4
• 표 2. MES의 상세 처리 계획 8
• 표 3. 작업장별 시스템 개발 내용 20
• 표 4. 시스템에 사용하는 ERP 테이블 26
• 표 5.신규 생성 데이터 테이블 26
• 표 6. 평블록 작업장 작업 특성 기준표 31
• 표 7. 시스템 개발전.후 업무방법 비교 37
• 그림 목차
• 그림 1. 생산 선표 작성 흐름도 5
• 그림 2. 실행계획 생성 흐름도 7
• 그림 3. 조선산업에서 생산실행시스템의 역할 10
• 그림 4. 스마트 조선생산실행시스템의 구성 12
• 그림 5. 선박의 조립 블록 구분 11
• 그림 6. 평블록 조립공장 작업 프로세스 16
• 그림 7. 평블록 조립라인 블록 대형화에 따른 문제점 17
• 그림 8. 공정관리 항목별 시스템 개발 내용 20
• 그림 9. 판계라인 작업 정보 흐름도 22
• 그림 10. 공정 현황판 23
• 그림 11. 블록배치 현황 엑셀파일 24
• 그림 12. 중장기 물량 계획 - 월별 물량 분석 27
• 그림 13. 중장기 물량 계획 - 주간 물량 분석 28
• 그림 14. 중장기 물량 계획 - 기준정보 29
• 그림 15. 중장기 일정 계획 화면 30
• 그림 16. 월계획 수립 화면 32
• 그림 17. 판계 작업 지시 33
• 그림 18. 판계 작업 실적정보 34
• 그림 19. 조립 공정 실적정보 35
• 그림 20.판계 공정 사이클 타임 분석 35