시뮬레이션을 통한 계획 검증

SpoolId System Simulation

Start date Finish date Start date Finish date Spool_1 18-11-5 9:00 18-11-5 15:00 18-11-5 9:00 18-11-5 15:00 Spool_2 18-11-8 8:00 18-11-8 13:00 18-11-8 8:00 18-11-8 13:00 Spool_3 18-11-8 14:00 18-11-8 20:00 18-11-8 14:00 18-11-8 20:00 Spool_4 18-11-10 0:00 18-11-10 6:00 18-11-10 0:00 18-11-10 6:00 Spool_5 18-11-7 1:00 18-11-7 7:00 18-11-7 1:00 18-11-7 7:00 Spool_6 18-11-12 12:00 18-11-12 18:00 18-11-12 12:00 18-11-12 18:00 Spool_7 18-11-3 6:00 18-11-3 12:00 18-11-3 6:00 18-11-3 12:00 Spool_8 18-11-3 6:00 18-11-3 12:00 18-11-3 6:00 18-11-3 12:00 Spool_9 18-11-11 15:00 18-11-11 21:00 18-11-11 15:00 18-11-11 21:00 Spool_10 18-11-6 21:00 18-11-7 4:00 18-11-6 21:00 18-11-7 4:00

… … … … …

Spool_429 18-11-17 6:00 18-11-17 10:00 18-11-17 6:00 18-11-17 10:00 Spool_430 18-11-15 16:00 18-11-15 20:00 18-11-15 16:00 18-11-15 20:00 Spool_431 18-11-12 2:00 18-11-12 6:00 18-11-12 2:00 18-11-12 6:00 Spool_432 18-11-19 15:00 18-11-19 19:00 18-11-19 15:00 18-11-19 19:00 Spool_433 18-11-8 20:00 18-11-8 23:00 18-11-8 20:00 18-11-8 23:00 Spool_434 18-11-5 14:00 18-11-5 18:00 18-11-5 14:00 18-11-5 18:00 Spool_435 18-11-19 20:00 18-11-20 0:00 18-11-19 20:00 18-11-20 0:00 Spool_436 18-11-8 16:00 18-11-8 19:00 18-11-8 16:00 18-11-8 19:00 Spool_437 18-11-19 7:00 18-11-19 11:00 18-11-19 7:00 18-11-19 11:00 Spool_438 18-11-19 14:00 18-11-19 18:00 18-11-19 14:00 18-11-19 18:00 Table 29 Result for Comparing between system data and simulation data

7.3.2 작업 시간의 변동성을 고려한 계획 수립

배관재 설치 관리 시스템에서 수립된 계획이 제약조건을 위배하지 않고 합리 적으로 수립되었는지를 확인한 후, 작업 시간의 변동성을 고려한 계획을 수립 함으로써 현실적인 계획을 수립하고자 한다. 배관재 설치 작업에 가장 중요한 리소스는 직접 배관재를 설치하는 인력이라고 할 수 있다. 인력은 자동화된 설 비처럼 고정된 작업 시간으로 작업을 수행할 수 없다. 실제 작업 시간은 일반 적으로 표준 작업 시간을 기준으로 일정 범위의 변동성이 고려된다고 할 수 있 다. 따라서 작업 시간에 정규 분포를 적용하여 작업 시간의 변동성을 고려한 배관재 설치 계획을 수립해보았다. 작업 시간에 표준 편차를 0.25로 설정하였으 며, 작업 시간이 감소하는 경우 보다 증가하는 경우가 더 많을 것이라고 판단 하여 최소 시간은 작업 시간보다 15분 적고, 최대 시간은 작업 시간보다 30분 많을 수 있도록 정의하였다. 이를 통해 출력한 결과는 아래 Table 30과 같다.

결과적으로 시뮬레이션을 실행했을 때는 정규분포에 따른 작업 시간의 변동성 이 고려된 것을 확인할 수 있다. 전체 리드타임 측면에서도 배관재 설치 관리 시스템으로 수립한 계획의 리드타임은 약 19일, 시뮬레이션을 통한 계획의 리 드타임은 약 22일인 것을 확인할 수 있었다. 이를 통해 작업 시간의 변동성을 고려한 현실적인 계획을 수립할 수 있다는 것을 확인할 수 있었다. 실제 조선 소에서는 배관재의 재질에 따른 용접 방법이나 직경에 따라 표준 작업 시간과 실제 작업 시간의 차이를 분석할 수 있을 것이며, 이를 시뮬레이션에 적용함으 로써 현실적인 배관재 설치 계획을 수립 가능할 것이라고 판단된다.

Spool no Cycle time System Simulation

Start date Finish date Start date Finish date Spool_219 10 18-11-2 3:00 18-11-2 13:00 18-11-2 3:00 18-11-2 12:59 Spool_406 4 18-11-2 7:00 18-11-2 11:00 18-11-2 7:00 18-11-2 11:17 Spool_214 8 18-11-2 8:00 18-11-2 16:00 18-11-2 8:00 18-11-2 15:51 Spool_222 11 18-11-2 9:00 18-11-2 20:00 18-11-2 9:00 18-11-2 20:01 Spool_223 11 18-11-2 9:00 18-11-2 20:00 18-11-2 9:00 18-11-2 20:12 Spool_204 5 18-11-2 12:00 18-11-2 17:00 18-11-2 12:00 18-11-2 16:53 Spool_220 10 18-11-2 14:00 18-11-3 0:00 18-11-2 15:51 18-11-3 1:41 Spool_215 8 18-11-2 17:00 18-11-3 1:00 18-11-2 17:00 18-11-3 0:52 Spool_280 8 18-11-2 17:00 18-11-3 1:00 18-11-2 20:01 18-11-3 4:13 Spool_33 6 18-11-2 20:00 18-11-3 2:00 18-11-2 20:12 18-11-3 2:11

… … … … …

Spool_279 6 18-11-19 14:00 18-11-19 20:00 18-11-24 2:37 18-11-24 8:33 Spool_438 4 18-11-19 14:00 18-11-19 18:00 18-11-24 3:31 18-11-24 7:27 Spool_112 5 18-11-19 15:00 18-11-19 20:00 18-11-24 5:26 18-11-24 10:27 Spool_180 5 18-11-19 15:00 18-11-19 20:00 18-11-24 6:08 18-11-24 11:15 Spool_432 4 18-11-19 15:00 18-11-19 19:00 18-11-24 7:27 18-11-24 11:24 Spool_18 6 18-11-19 18:00 18-11-20 0:00 18-11-24 8:33 18-11-24 14:29 Spool_342 5 18-11-19 19:00 18-11-20 0:00 18-11-24 10:27 18-11-24 15:39 Spool_313 4 18-11-19 20:00 18-11-20 0:00 18-11-24 11:15 18-11-24 15:41 Spool_340 4 18-11-19 20:00 18-11-20 0:00 18-11-24 11:24 18-11-24 15:31 Spool_435 4 18-11-19 20:00 18-11-20 0:00 18-11-24 14:29 18-11-24 18:26

Table 30 Result for comparing with variability in work time

제 8 장 결론

본 연구에서는 의장 비율이 높아짐에 따라 발생하는 계획 방법 부재 및 설치 오류에 대한 문제점을 해결하기 위한 목적으로 수행되었다. 다양한 의장 중 가 장 많은 비율을 차지하는 배관재를 고려하여, 배관재 설치와 관련된 요소를 관 리하기 위한 배관재 설치 관리 시스템을 개발하였다. 배관재 설치 관리 시스템 은 배관재 설치와 관련된 요소인 설치 순서, 시간, 리소스를 관리하기 위한 시 스템이다. 배관재 설치 관리 시스템의 목적은 배관재 설치 순서를 기반으로 합 리적인 배관재 설치 계획을 수립하는 것이라고 할 수 있다. 따라서 이와 같은 역할을 수행하기 위해 배관재 설치 순서 최적화 알고리즘과 배관재 설치 계획 수립 알고리즘을 개발하였다. 개발한 알고리즘을 기반으로 시스템을 구축하기 위한 DTO와 비즈니스 컴포넌트 모델을 설계하고, 이를 바탕으로 배관재 설치 관리 시스템 개발을 완료하였다. 또한 조선소의 배관재 관련 실데이터를 적용 함으로써 결과를 검증하는 작업도 수행하였으며, 시뮬레이션을 통한 계획을 검 증하는 작업도 수행하였다.

배관재 설치 관리 시스템 개발 연구는 아래와 같이 4가지 관점에서 의의가 있다.

첫째, 배관재의 속성정보와 3D 의장 설계 모델과 같은 의장 설계 시 출력되 는 배관재 관련 정보를 바탕으로 효율적인 배관재 설치 순서를 결정할 수 있 다.

둘째, 배관재 설치순서 최적화 작업을 수행할 때, 각 공정변수 별 가중치를 다르게 설정할 수 있도록 배관재 설치 관리 시스템을 개발함으로써, 조선소의 작업 환경에 따라 효율적인 설치 순서를 결정할 수 있다.

셋째, 배관재 설치 순서 정보와 계획과 관련된 제약조건을 적용한 배관재 설 치 계획을 수립함으로써, 작업 물량 산정 수준이 아닌 상세한 배관재 설치 계 획을 수립할 수 있다.

넷째, 배관재 설치 계획 및 작업 시 고려되어야 하는 배관재 설치 순서, 작업

시간과 설치 완료일과 같은 시간 요소, 인력이나 크레인과 같은 리소스 요소를 하나의 통합된 시스템에서 관리할 수 있다.

결과적으로 배관재 설치 관리 시스템 개발을 통해 배관재 설치와 관련된 요 소를 통합 관리할 수 있고, 이를 통해 실무자의 주관적인 판단을 최소화할 수 있으며 배관재 설치 관리 시스템이 실무자의 의사 결정 지원을 위한 도구가 될 수 있다고 할 수 있다.

배관재 설치 관리 시스템 개발 연구를 기반으로 향후에는 다양한 연구가 확 장되어 수행될 수 있다. 먼저 조선소에서 사용하는 표준 작업 시간과 실제 작 업 시간과의 차이를 분석하여, 분석한 작업 시간을 고려한 보다 합리적인 배관 재 설치 계획 수립에 대한 연구가 수행될 수 있다. 또한 Digital twin을 구축함 으로써 잦은 변경 사항에도 시뮬레이션 기반의 계획 수립이 즉시 이루어질 수 있기 위한 시스템에 대한 연구가 수행될 수 있다.

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