제조사 최적화 적용 분야 및 사례 소개

1. 제조사 최적화 적용 분야 및 사례 소개 소경철 수석 Optimization 사업부 컨설팅팀, KSTEC April 16, 2009

2. Agenda • APS 개요 및 ILOG 솔루션을 활용한 APS 소개  • APS 구축사례 • S사 APS • 구축 배경 • 현황 분석 • ILOG를 이용한 System 구축 현황 • 기대 효과 • 한국타이어 Production Scheduling • 구축 배경 • 현황 분석 • ILOG를 이용한 System 구축 방안 • 구축 현황 • 기대 효과

3. ■ APS 정의 • ERP시스템의 계획 기능인 MRP/CRP계획의 무한 능력 계획에서 야기된 문제점들을 해소하기 위하여 현실성 있는 최적의 계획과 스케줄링을 위한 새로운 접근 방법 • 생산 현장의 복잡한 현실을 수용해서 계획하고 실행을 통제하는 시스템 • 동시에 발생하는 다중의 변수와 제약 조건들(자재, 기계, 사람 및 수요 등)을 동기화하여 현실성 있는 최적의 계획과 스케줄링을 위한 새로운 접근 방법 • 적절한 의사 결정을 지원함으로써 Throughput 증가, 납기를 보장하는 생산계획 능력, 원자재, 재공품, 완제품의 재고감축과 리드타임 단축, 고객 서비스 향상 등 기업의 경쟁력을 확보해 주는 시스템 • APS는 ERP에 두뇌를 심는 것

4. ■ APS가 필요한 기업 Enterprise Solutions Factory Solutions 작업 지시서 & 직장 재량에 의한 통제 Demand Planning 수작업 (엑셀) Master Planning Production Planning Production Scheduling Progress Tracking Demand Fulfillment (ATP/CTP) APS 도입이 필요한 기업 • ERP 도입 후에도 생산 계획에 만족하고 있지 못하는 기업 • 납기의 변경 요청에 어려움을 겪고 있는 기업 • 생산 관리 부서는 실적 관리만 수행하고 경영층의 직관적인 의사 결정에만 의존하는 기업 • 생산 계획을 수립하는데 시간과 노력이 많이 들고 객관적인 검증이 어려운 기업 ERP

5. APS APS ■ APS 구성 방안 SCM ERP MES ERP, Legacy systems 1. SCM 솔루션과 같이 사용하는 구성 2. APS만 사용하는 구성

6. Customized Schedule Optimizer APS APS Server Production Planner Internal Scheduler ■ APS가 필요한 이유 Customized Planning Model SCM Plug-in Architecture ERP MES Why APS here? • 생산 계획과 핵심 공정의 최적화 문제가 서로 얽혀서 전형적인 방법론으로 문제 해결이 불가능한 기업 • 고객 특유의 Planning & 최적화 모델을 장착 가능 • 복잡한 제약 만족과 최적화된 스케줄링이 필요한 기업 • 고객의 경험과 지식을 엔진으로 구현하여 Plug-in • ILOG 기술에 기반한 Framework으로 높은 수준의최적화 스케줄링 확장 엔진을 쉽게 구현 1. SCM 솔루션과 같이 사용하는 구성

7. ATP/CTP Server APS Production Planner Client Internal Scheduler ■ APS가 필요한 이유 Internal Scheduler ERP, Legacy systems Why APS here? • 시스템 환경과 필요에 맞는 소규모 솔루션이 필요한 기업 • 생산 스케줄링과 생산 관제 기능을 제공하여 소규모 기업은 추가 모듈이 거의 불필요 • 특정 기능의 엔진을 개발하여 Plug-in이 가능 • APS 도입 효과를 검증하고 SCM을 도입하려는 기업 • APS를 선 도입하여 ROI를 달성하고, 투자를 보호하면서 추가 솔루션 도입으로 부드럽게 이행 가능 2. APS만 사용하는 구성

8. minimize minimize c1x1 c1x1 +c2x2 +c2x2 +c3x3 +c3x3 ■ 최적화 개발 방식의 장점 최적화 기반 개발을 통하여 범용 패키지에서는 제공할 수 없는 기업의 고유한 생산 계획 및 공정 이슈를 해결하고 편리한 사용자 환경 제공으로 신속하고 정확한 계획 수립 가능 최적화 Engine과 수작업 조정 연동 모델링이 자유로움 조정이 용이함 Excel과 유사한 계획 조정 기능 계획 정합성 Check 기능 D1 제약 D2 D3 … D1 제약 D2 D3 … y1 y1 400 400 200 100 Engine Re-run시 계획 고정 y2 y2 400 400 200 400 y3 y3 100 100 100 ≤ ≤ y4 y4 200 100 100 200 100 y5 y5 200 200 100 100 100 y5 y5 … … … … … 최적화 Engine을 활용시, 현장에서 요구되는 특수한 기능 요건을 자유로이 모델링 함으로써 순도 높은 결과를 얻을 수 있음 계획 운영, 조정 화면을 개발함으로써 계획자가 신속하게 계획 요건, 이슈를 파악하고 조정, 공유 가능하게 함 모델링적 제약이 없기에 최적화 Engine과 수작업 계획 연동에도 문제가 없으며, 필요한 만큼 계획을 반복하면서 계획을 확정함

9. ILOG Optimization 적용사례APS (Advanced Planning & Scheduling) 적용 효과 도입 이유 적용 분야 Business Challenge • 제품은 다양해지고 수명은 짧아져서 고려될 제약은 복잡해진 반면 더 빠른 의사결정을 요구함 • 공급망은 커진 반면 모든 노드는 적은 재고와 빠른 납기 요구로 더욱 최적화된 의사결정이 요구됨 • 공급망 계획, 재고 최적화, 생산 스케줄링 최적화, 운송 스케줄링 최적화, 인력계획 최적화 • 자원 할당 최적화, 원료 배합 최적화, 제품설계(구성) 최적화, 완제품 절단 최적화 • 비용 최소화및 생산성 향상 • 경영과학 기법에 의한 신속한 의사결정, What-if Analysis에 의한 대안 수립 • 의사결정 시간 감소 (한솔제지: 8시간 -> 30분, 4시간->1시간) • 비용절감 (한솔제지 판매 기회 증가: 6.4억원/년) – 동일한 공장에서 년 6.4억원 추가 판매 가능

10. ■ Reference - 제조 Manufacturing Application 후판 일관 공정 계획 시스템 박판 재료 설계 스케줄링 시스템 박판 일관 공정 계획 시스템 PI 공정계획 모니터링 시스템 광양제철소 생산관제 시스템 원료 Blending Scheduling System 선박 접안 Scheduling System 원료 하역 관제 스케줄링 시스템 제어시스템: 포항제철소, 광양제철소 PDS: 포항 제강, 광양 열연, 미니밀, 제강, 냉연 POSCO 삼성전자 반도체 공정 스케줄링 시스템 LCD 공정 스케줄링 시스템 S&OP (Sales & Operating Planning)

11. ■ Reference - 제조 Manufacturing Application 삼성코닝㈜ APS GM대우자동차㈜ CAR Sequencing System 한솔제지㈜ 통합 생산 계획 시스템 지폭 조합 최적화 시스템 극동전선 선박용 전선 생산 계획 System 대우조선해양㈜ 선박 조립 일정 계획 System SKC Film Cutting Optimization (폭 조합) 동국제강 후판, 봉형강 공장 (포항, 당진, 인천) APS 후판 소재설계 Scheduling

12. ■ Reference - 제조 Manufacturing Application 두산인프라코어 건설 기계 공장 APS 삼성SDI LCD OLED Line APS 한국타이어 APS 현대제철 형강공장(인천, 포항, 당진) APS LG전자㈜ Production Scheduling System LG Display LCD APS

13. ■ Reference - 물류 Transportation Application 인천국제공항공사 통합 정보 시스템 (IICS) 운항 관리 시스템  RMS (Resource Management System) SEM (Status Event Management) 시스템 경비 보안 시스템 한국철도공사 (코레일) 열차집중제어시스템 (CTC) KTX 차량 실동 계획 시스템 GS Caltex정유 원유 제품 수송 계획 시스템 한국도로공사 재난 상황 관제 시스템 Praxair LMS (로지스틱스 관리 시스템) 배차 스케줄링 시스템 한국공항공사 김포,김해,제주 공항 운항관리 시스템 공항 지상 인력 스케줄링 시스템

14. ■ Reference - 통신 Telecommunication Application LG데이콤 초고속망 NMS KT NMS, WMS NeOSS TFMS/BcN SK텔레콤㈜ SK C&C㈜ SMS, NMS LG텔레콤㈜ LG전자㈜ NMS 삼성전자㈜ 삼성SDS㈜ NMS 하나로통신㈜ Alarm Filtering & Correlation KTF N-STEP 2단계 상품 개발주문 관리 시스템 / CRM 대한민국 육군 국방망TNMS

15. ■ Reference - 금융 Finance Application 한국신용평가 채권 평가 시스템 신한은행 (조흥은행) RMS (Risk Management System) 한국산업은행 Asset Allocation System EC / ROAC 시스템 외환은행 Basel II 포트폴리오 관리 시스템 기업은행 방카슈랑스 시스템 대한생명 Underwriting, Commission 국민은행 CMBS (Commercial Mortgage Backed Securities)

16. ■ Reference - 금융 Finance Application 삼성화재 차세대 BRMS 시스템 한화증권 Trade Management System 기획재정부 AML (Alert Money Laundry: 자금세탁방지) 시스템 교보생명 FRMS (Financial Risk Management System) 삼성생명 IFDS (Insurance Fraud Detection System) 농협중앙회 FRMS (Financial Risk Management System)

17. ■ Reference - 금융 Finance Application 한국투자증권 성과급 관리 시스템 알리안츠생명 CFDS (Claim Fraud Detection System) 현대증권 FRMS (Financial Risk Management System) 시티은행 FRMS (Financial Risk Management System) 삼성증권 FRMS (Financial Risk Management System) 하나은행 FRMS (Financial Risk Management System)

18. ■ Reference - 기타 기타분야 Application 한국전자통신 연구원 ERP Package Network Design 최적화 한국마사회 마권 신 발매 시스템 한국원자력연구원 원자력발전 Simulation시스템 삼성 SDS 전결라인 시스템 한국수자원공사 한강 수계 관리시스템 대한민국 육군 육군본부 통합전장 상황 관리 시스템 에버랜드 인력 Scheduling System 전력연구원 고리원전 Simulation System

19. ■ Reference - 기타 기타분야 Application 한국수력원자력㈜ 울진, 고리, 월성, 영광 원자력 발전 감시 제어 시스템 한국조폐공사 전자 여권 제조 계획 시스템 방위사업청 통합 정보 사업 관리 시스템 GS Power 안양 /부천 열병합 발전소 감시제어 CJ Home Shopping 방송 프로그램 편성 스케줄링

20. APS 구축 사례 – S사 APS 구축 배경 현황 분석 ILOG를 이용한 System 구축 현황 기대 효과

21. ■ 구축 배경 이슈 • 자원 활용의 효율성 제고 및 계획 수립 L/T의 단축을 위하여 최적화에 기반한 계획 시스템 도입 필요 • 실적 기반으로 수요 계획을 공장별로 배분하고, 수요 계획의 P-MIX 비율을 활용한 생산량 산정 • 공급 계획과 공정 계획간의 기준 차이(생산성등) 차이 발생 • 공급 계획 시스템 완성도 저하로 수요-공급 시스템이 제대로 사용되지 않고 있음 • 영업에서 생산 스케줄을 고려한 수요 계획을 수립하고 있음 • 공급 계획 없이 영업과 공장별 공정 계획 담당자가 직접 협의해서 수요 계획 및 생산 계획을 수립하고 있음 공급계획 시스템 재구축 필요

22. ■ 현황 분석 B공정 (P공장) WIP A공정 (P공장) Demand B공정 (B공장) 수입 A공정 (I공장) B공정 (I공장) WIP 전체 수요에 대한 제품별 최적 공장 배분 필요 (A,B공정 Capacity 고려) A공정 생산능력 < B공정 생산능력 A공정의 생산을 최대화하는 계획 필요

23. 대상 Plant 3개 사업장의 7개 공장 기간 2008. 3. ~ 2008. 10. System 연간 사업 계획  ILOG CPLEX V.11.1 3개월(6개월) 생산 계획 ILOG CPLEX V.11.1 주간 생산 계획 ILOG CPLEX V.11.1 범위 현업 요구사항 분석 Mathematical Modeling (MIP Model) CPLEX Modeling Implementation 결과 Tuning ■ 구축 현황 - Scope

24. ■ 구축 현황 – System 주문 정보 재고 정보 공장 정보 Optimization Engine (ILOGCPLEX) 생산-수요-재고 제약 공장 생산 용량 제약 이체량 제약 Roll/Mold 제약 Simulation 제품별, 공장별, 월별 생산량 주문/납기 만족률 Roll/Mold 계획 제품별, 공장별, 월별 이체량

25. 생산성과 수익성을 최대화하면서 수요를 만족하는 최적의 생산 계획 산출 수요를 만족시키기 위한 반제품 소요량 산출 Roll 계획/Mold Mix 계획을 반영한 생산 계획 산출 공장 사이의 Balance를 고려한 최적 이체량 산출 What-if 시나리오를 반영한 생산 계획 산출 ■ 구축 현황 – 결과

26. 공정간 Balance 유지 수입 물량 감소 적정 재고 유지 중장기 계획 수립에 의한 가시성 증대 반제품 수입 계획 수립 공장 휴동 계획 수립 주문에 대한 만족률 및 납기 만족률 예측 적정 공장 배분으로 인한 주문 만족률 및 생산성 증가 What-ifSimulation 사용으로 인한 사용자의 편리성 증대 Simulation을 통해 가장 좋은 결과 선택 가능 ■ 기대 효과

27. 한국 타이어 Global SCM Project – 공장 계획 파트 구축 배경 현황 분석 ILOG를 이용한 System 구축 방안 구축 현황 기대 효과

28. 구축 배경 – Global SCM Project 한국타이어의 글로벌 경영 구주본부 Client: 410 로테르담 EDC 프랑크푸르트 런던 런던 5.헝가리공장 모스크바 토론토 디트로이트 하노버 ETC 미주본부 Client: 310 뉴저지 부다페스트 ATC 리옹 7th공장(예정) 중앙연구소 이스탄불 마드리드 JTC 밀라노 오사카 강소 멕시코 두바이 상해 가흥 3.강소공장 4.가흥공장 파나마 중국본부 Client: 610 CTC 제다 방콕 일본/호주 Client: 710 6th공장(예정) 상파울로 산티아고 시드니 [범례] 해외지점 Global Plants 기술센터 Global DC’s 사무소 현지법인 세계 7위(2006년) 진입이라는놀라운 성과를 바탕으로 지속 성장을 위한 Global 통합 관점에서의 SCM 역량 강화 필요. Globalization을 통한 성장 전략 판매 거점의 확대 생산 거점의 확대 통합 관리 필요성 증대

29. 구축 배경 – FP(공장계획) 생산계획 부문의 이슈 As-Is 생산계획 프로세스* 판매 SCP 생산관리 연간 판매생산계획 고객 Service 낮은 계획 준수 율 Demand 수요 예측 주문 접수 생산 목표 물량 산출 공급망 Speed 출하까지 시간이 길게 소요됨 > FP 연계성 강화 방안 제시 주간계획 수립 주간계획 검토 운영 Efficiency 변화 대응력이 약함 잦은 변동  생산성 저하 일간계획 수립 긴급 물량 조정 주문 진행 생산지시 및 관제

30. 현황 분석 – Balancing Issue • 한국타이어 생산계획은 이어진 2개 공정 제약을 동시 고려하면서 생산배치 가능 여부를 판단하여야 하나, 일반범용 패키지는 공정 별 순차적 생산 배치를 하기에 2개 이상의 공정 Balance를 고려하기 어려움 인치 교체 능력 설비 Type Mold 조수 교체 능력 설비 Type A공정 B공정 패키지 기능 GT FG A공정 설비 별 Schedule B공절 설비 별 Schedule 2 1 공정 별 순차적 배치 방식은 Model 상에 두 개 이상의 공정이 존재할 경우 심각한 Line Balance 이슈를 발생시킨다. GT의 과, 부족과 후속 공정 설비의 미배치 문제가 발생

31. 현황 분석 – 계획 조정 Issue • 또한 패키지는 Lot 단위 개념 하에서 생산 배치가 이루어지기에 Process 산업과 유사한 타이어 생산공정 흐름을 표현하기 어려우며 계획자에 의한 수작업 조정도 매우 어렵다 상황 1: 공정 내 물동 흐름 표현 상황 2: 계획 조정 사 용 자 요 구 기 능 공정A 계획 공정B 계획 계획 조정 월 화 수 월 화 수 월 화 수 1호기 50 50 1호기 50 50 200 교체 분산 등의 이유로 계획을 수동 조정 50 50 50 40 2호기 2호기 50 50 50 50 3호기 3호기 50 50 50 60 4호기 200 4호기 패 키 지 기 능 주문 A B 계획 조정 200 100 2호기 100 90 표현 불가 100 200 1.생산 Lot 분할 10 100 4호기 2.분할 Lot의 이동 100 100 10 200 100 유일한 방법은 Lot를 아주 작게 잘라야 함 설 명 • 계획 조정 시에도 패키지는 Lot 단위로 조정이 필요하기에 이를 작업하는 과정이 복잡하고 어렵다 • 실제 두 공정이 연결되어 있는 경우 공정 간 Balance를 파악하면서 스케줄 하기 매우 어렵다 • 타이어 공정은 Process 산업과 유사하게 공정 간 Lot가 나뉘고 합쳐짐이 빈번함 • Package는 주문과 생산 오더가 Lot 단위로 연계되어 있기에 Process 산업의 공정 흐름을 표현하기 어려움

32. 구축 방안 – (ILOG CPLEX 포함) 글로벌 SCM 시스템 구축은 범용패키지 적용. 일간생산계획 시스템은 범용패키지가 제공할 수 있는 기능이 한국타이어 요구사항과 Gap이 큼으로 최적화 Engine을 활용하여 개발. 글로벌 SCM 시스템 (패키지 적용) 1. 패키지를 기반 • 글로벌 SCM 영역 (수요관리, 자원운영계획, 납기약속)은 범용 패키지를 적용 • 글로벌 SCM은 문제의 범위와 복잡성 등을 감안 시 패키지 적용이 용이하고 효과적임 납기약속 수요관리 자원운영 계획 통합 SCM DB 2. 통합 SCM DB • 모든 Global SCM 정보는 통합 DB로 연계 관리하고 전세계에서 공유하도록 함 일간생산계획 시스템 (최적화 기반 개발) 3-1. 최적화 Engine 기반 (ILOG CPLEX) • 검증된 최적화 Engine을 활용하여 상세한 생산 제약을 감안하여 실행력 높은 계획 수립 • 최적화 전략 (납기, 생산성, Both 등) 선택 Option에 따른 다양한 계획 수립 모드 개발 최적화 ENGINE 계획 운영 및 분석 3-2. 계획 운영 편의성과 계획 분석 기능 강화 • Excel과 같은 계획 조정 기능 제공 • Rule 기반의 계획 정합성과 완결성 Check 기능 제공 (계획 운영 화면 또는 별도 Report) • 최적화 Engine과 연계를 통한 Interactive Scheduling Interactive Scheduling

33. 구축 현황 – Scope 대상 Plant 국내 2개 공장 8개 라인 동아시아 2개 공장 (안정화 중) 유럽 2개 라인 (진행 중) 기간 2008.3 ~ 2009.3 System 공정A/공정B 일별 규격별 장비별 생산계획 엔진 (월간: 라인별)  ILOG CPLEX V.11.1 공정A설비 조별 계획 엔진 (GT-재공 재고를 고려한 순환 생산 계획)  ILOG CPLEX V.11.1 Data Interface 및 엔진 수행 Control Daemon  Java

34. 구축 현황 – IBM & KSTEC IBM • Global SCM Project 전체 모듈 진행 • 현업 요구사항 취합 • System Design • KSTEC Role Scoping • 일정 관리 • 조직 관리(ABAP 개발팀, 데몬 개발팀, 운영 팀…) KSTEC • POC • 현업 요구사항 분석 • Mathematical Modeling (MIP Model) • Daemon 설계 & Initial Implementation • CPLEX Modeling • Implementation • 결과 Tuning

35. 구축 현황 – System (IPO) 주차 별 주문량 CPLEX Model 일자 별, 설비 별, 규격(제품)별, 할당 수량 CPLEX 11.1 Engine 주요 공정 설비정보 규격/설비 매칭 정보 설비 운영 제약 몰드 제약 몰드 교체 계획 설비 가동률 주문 달성 률 관리자 수정 사용자 확정 할당정보 구동시점 설비 상태 확정 생산 계획(3일) GT 감안 조별계획 조별 Engine

36. 구축 현황 – 결과 Balance(공정 A – 공정 B)를 감안한 계획 결과 산출 설비 교체, 몰두 교체 허용 범위내의 계획 결과 산출 확정구간후 설비 상태를 감안하여 생산성을 최대화 하는 결과 산출 생산성을 최대화 하면서 주간 계획 달성에 우선순위를 갖는 결과 산출 설비 Capacity 대비 주간 대상 량의 과부족 Feedback 수 주 간의 계획 산출로 주간 계획 가시성 확보 예상 생산 시점 가시화 규격 Grouping/설비 조건 변경/사용자 정의 제약 등을 반영한 결과 산출

37. 구축 현황 – 결과

38. 기대 효과 2009년2월 현재. 한국 타이어 Global SCM Project 진행 중 예상 효과 계획 측면 주간계획 가시성 증대 차주 계획 확정물량 증대 효율적인 계획 수립 가능(수출,내수 물량의 우선순위, 조합설정) 생산 측면 기준정보 관리 정합성 확보 효율적 설비 운영 매뉴얼 계획 변경 작업 축소 변동 사항 발생시 신속하게 합리적 신규 계획 도출 불필요한 Setup 감소로 생산성 증대 고객 만족 가시성을 기반으로 납기 예측, 납기 만족

39. Q & A kcso@kstec.co.kr소경철 수석 hm123@kstec.co.kr조한민 책임 39