PCB 제조 라인의 시스템적 특성 고찰 및 PCB 업체 전용 일정계획 시스템 개발 방향 제안에 관한 연구

국문 초록 (Abstract)

PCB(Printed Circuit Board) 제조업은 핸드폰, 반도체 등 모든 전자 제품의 기반이 되는 중요 산업이다. PCB 제조는 전자 제품의 부품으로 쓰이는 특성상 주로 주문에 의해 생산이 이루어지므로 신속한 납기 제시와 정확한 납기 준수가 경쟁력의 원천이 된다고 볼 수 있다. 그러나 PCB 제조 공정은 병렬장비가 있는 반복흐름 생산공정(reentrant hybrid flow shop)으로 제조 과정이 매우 복잡하고 동시에 다양한 종류의 많은 제품을 생산하기 때문에 주문에 대한 납기 제시 및 납기 준수가 그 어느 제조공정보다 어렵다. 특히, 최근 들어 PCB 제품이 갈수록 고기능화 되면서 다양한 생산 프로세스를 갖는 신제품들이 계속 등장하고 있어 생산공정 관리가 더욱 복잡해지고 있다. 이에 아울러 국내외 경쟁이 심화되면서 고객 주문의 단기 납기화, 납기준수 요구 강화 등으로 전사적 자원관리 시스템(ERP, Enterprise Resource Planning) 등 정보시스템에 대한 관심이 매우 높아지고 있는 상황이다. 그러나 ERP 등 기존 정보 시스템에서는 경쟁력 강화의 핵심 분야인 생산일정계획 부분에 대해 지원이 거의 이루어지지 않고 있는 실정이다. 이에 따라 ERP의 틈새 시장으로 생산일정계획 부분이 관심의 대상이 되고 있다. 이미, Rhythm, RS Scheduler, PreactorAPS, ILOG, MaphicsAPS 등 일부 생산일정계획 패키지들이 APS(Advanced Planning and Scheduling System)이라는 명칭으로 세계 시장에서의 비즈니스 성공 사례를 발판으로 국내 진출하여 시장을 형성하고 있다. 그러나 국내 PCB 업체의 규모에 비해 소프트웨어 패키지의 가격과 구축비용이 매우 고가이다. 따라서 ERP 및 제조 실행 시스템(MES, Manufacturing Execution System)과 유기적으로 연동되며 모델 구성 요소의 많은 부분을 내장하여 상대적으로 저가이고 단기간에 시스템을 구축할 수 있는"PCB 업체 전용 APS"패키지를 개발하여 보급함으로써 국내 PCB 업체의 경쟁력 향상을 도모하는 APS에 대한 전략적 접근이 절실히 요구되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 PCB 제조 라인의 시스템적 특성을 고찰하고 이를 반영한 PCB 업체 전용 일정계획 시스템 개발의 방향을 제안하였다. 본 연구의 제안내용을 요약하면 정교한 시뮬레이션에 기반하여 PCB 제조 라인의 특성을 최대한 반영하도록 하고 일정계획을 위하여 다양한 발견적 기법과 우선순위규칙을 이용하여야 하며, 특히 PCB 제조 라인의 시뮬레이션에 필요한 기본모듈을 미리 정의하여 시뮬레이션 모형의 생성을 자동화하고 사용자의 편리성을 확보하여 시스템의 변화 상황에 유연하게 대처할 있도록 해야 한다는 점이다. 그리고 APS의 핵심인 일정계획 알고리듬 측면에서는 기존 패키지가 단순하며 성능이 검증되지 않은 기법을 이용하고 있는 바, 성능이 검증된 최신의 PCB 전용 일정계획 알고리듬을 적용하여 일정계획 자체만으로도 제조 라인의 성능을 극대화 하도록 해야 한다. 즉, 개발되는 APS는 미리 구축된 생산일정계획 규칙들에 대하여 자동 실험을 수행하여 라인의 상황에 맞는 최적의 규칙조합을 찾아내고 이를 적용하는 생산일정계획 방법을 이용하여 MES가 설치된 라인의 경우 이를 통한 실시간 스케쥴링이 가능하도록 하는 것이 바람직하다.