DOI QR코드

DOI QR Code

Design and Analysis of Efficient Operation Sequencing in FMC Robot Using Simulation and Sequential Patterns

시뮬레이션과 순차 패턴을 이용한 FMC 로봇의 효율적 작업 순서 설계 및 분석

  • Kim, Sun-Gil (Department of Information Management Engineering, Korea University) ;
  • Kim, Youn-Jin (Department of Information Management Engineering, Korea University) ;
  • Lee, Hong-Chul (Department of Information Management Engineering, Korea University)
  • 김선길 (고려대학교 정보경영공학전문대학원 정보경영공학과) ;
  • 김연진 (고려대학교 정보경영공학전문대학원 정보경영공학과) ;
  • 이홍철 (고려대학교 정보경영공학전문대학원 정보경영공학과)
  • Received : 2010.05.13
  • Accepted : 2010.06.18
  • Published : 2010.06.30

Abstract

This paper suggested the method to design and analyze FMC robot's dispatching rule using the Simulation and Sequential Patterns. To do this, first of all, we built FMC using simulation and then, extracted signals that facilities call a robot, saved it as the log type. Secondly, we built robot's optimal path using the Sequential Pattern Mining with the results of analyzing the log and relationship between machine and robot actions. Lastly, we adapted it to the A corp.'s manufacturing line for verifying its performance. As a result of applying the new dispatching rule in FMC, total throughput and total flow time decrease because of decreasing material loss time and increasing robot utility. Furthermore, because this method can be applied for every manufacturing plant using simulation, it can contribute to advance total FMC efficiency as well.

본 논문에서는 FMC 로봇의 생산성 향상을 위해 시뮬레이션과 순차 패턴 기법을 이용해 로봇의 패턴을 분석하고 최적의 로봇 작업 우선순위규칙(Dispatching Rule)을 설계하는 방법을 제시하였다. 이를 위해, 먼저 FMC를 시뮬레이션으로 설계하고 각 설비가 로봇에게 요청하는 신호를 추출 해 이를 로그(Log) 형태로 생성, 저장하였다. 그 후, 이 로그를 데이터 마이닝 기법 중 하나인 순차 패턴 분석을 이용해 설비의 신호와 로봇간의 연관된 순서를 분석 하여 로봇의 최적 이동 경로를 도출하는 방법을 제시하였다. 또한, 사례연구를 통하여 FMC의 적용성에 대한 효율성 을 입증하였다. 도출된 최적의 패턴을 국내 A사 생산라인에 적용한 결과 작업물 대기시간(Loss Time)의 감소와 로봇 이용률의 향상, 작업물의 총 처리량의 증가와 평균 처리시간 감소를 가져왔다. 또한, 이러한 신호의 패턴을 이용한 분석 방법은 신호와 동작간의 로그를 저장, 데이터베이스화하여 시스템 상에서 로봇의 작업 우선순위규칙을 도출할 수 있게 하므로, 작업자의 오랜 노하우(Know-How) 없이도 로봇 운영의 문제점을 파악하고 그 개선안을 제시할 수 있다. 이러한 방법을 통해 FMC 뿐만이 아닌 로봇을 사용하는 모든 분야에 설비의 신호와 로봇 동작간의 그 연관관계를 분석하고 최적의 운영법칙을 설계, 운영하여 생산성 향상에 크게 기여할 것으로 기대된다.

Keywords

References

  1. 박양병. "로보트 중심 FMC에서 최적 로보트 서비스 이동정책을 위한 연구.", 한국시뮬레이션학회 논문지, 제1권, 제1호, pp. 55-63, 1992.
  2. 윤정익. "FMC반송용 로봇의 선견형 운영방법.", 한국시뮬레이션학회 논문지, 제17권, 제4호, pp. 249-257, 2008.
  3. F.T.S.Chan. "Effects of Dispatching and routing Decisions on the Performance of a Flexible Manufacturing System.", International journal of advanced manufacturing technology ,v.21 no.5 ,pp.328-338 ,2003. https://doi.org/10.1007/s001700300038
  4. ShopSarper, H. Henry, M. "Combinatorial Evaluation of Six Dispatching Rules in A Dynamic Two-machine Flow Shop.", Omega, v.24, no.1, pp.73-81, 1996. https://doi.org/10.1016/0305-0483(95)00049-6
  5. Stecke K. E, Solberg J. J. "Loading and control policies for a flexible manufacturing system.", International Journal of Production Research, Vol19, pp. 481-90, Sept.-Oct, 1981. https://doi.org/10.1080/00207548108956679
  6. Slalanil m, sarker bhaba r and waikaravinash m. "Comparative study of some priority dispatching rules under different shop load.", Production planning & control, v.6, no.4, ,pp.301-310, 1995. https://doi.org/10.1080/09537289508930284
  7. M. Kizil, M. Ozbayrak, T.C. Papadopoulou. "Evaluation of dispatching rules for cellular manufacturing.", International journal of advanced manufacturing technology, v.28, no.9, pp.985-992, 2006. https://doi.org/10.1007/s00170-004-2439-2
  8. Jayamohan M.S, Rajendran C. "Development and analysis of cost-based dispatching rules for job shop scheduling.", European journal of operational research , v.157, no.2, pp.307-321, 2004. https://doi.org/10.1016/S0377-2217(03)00204-2
  9. Agnetis A. "Scheduling no-wait robotic cells with two and three machines.", European journal of operational research, v.123, no.2, pp.303-314, 2000. https://doi.org/10.1016/S0377-2217(99)00258-1
  10. Restrepo, Indira Molina and Balakrishnan S. "Fuzzy-based methodology for multi-objective scheduling in a robot-centered flexible manufacturing cell.", Journal of intelligent manufacturing, v.19, no.4, pp.421-432, 2008. https://doi.org/10.1007/s10845-008-0093-5
  11. AgrawalR, SrikantR. "Fast Algorithms for Mining Association Rules in Large Databases.", Very large data bases, pp.487-499, 1994.
  12. P.Tan, M. Steinbach and V. Kumar. "Introduction to Data Mining.", Addison Wesley(2005)
  13. AgrawalR, SrikantR. "Mining Sequential Patterns.", Data Enginnering, Proceedings of the Eleventh International Conference on, pp.3-14, 1995.