An alternative to traditional production planning and control systems such as MRP and JIT is the drum-buffer-rope(DBR). Using the DBR system, companies can achieve a large reduction of work-in-process (WIP) and finished-goods inventories (FGI), significant improvement in scheduling performance, and substantial earnings increase. The purpose of this paper is to analyze the effect of the DBR system in a serial production line. Using Markov process, we modeled a DBR system with three stages. For the model developed, we analyze the system characteristics and then present an optimization model for system design. The system performance is also analyzed through sensitivity analysis.
This paper suggests a detailed design of APS(Advanced Planning & Scheduling) system using the DBR (Drum-Buffer-Rope) which is a finite capacity scheduling logic of TOC(Theory of Constraints). Our design is composed of four modules; Network, Buffer, Drum and Subordination. The Network module defines the Product Network which is built from BOM and routings. The Buffer module inserts the Buffers into the Product Network. The Drum module describes detail procedures to create Drum Schedule on the CCR(Capacity Constraint Resource). The Subordination module synchronizes all non-constraints to the constraints by determining the length of Rope. This design documented by ARIS.
Goldratt의 제약이론의 출발점으로 알려져 있는 TOC DBR은, 창안된 이래 꾸준한 연구와 실제 적응을 통해 거의 모든 형태의 제조업체 현장관리에 광범위하게 사용되고 있다. 국내에서는, DBR의 본격적인 적응 사례가 아직 미미한 가운데 있지만, 현재까지 동아시아국가들을 제외한 전세계 산업국가에서 활발한 적용을 보이고 있으며 수많은 적응사례가 발표되고 있다. 본 논문에서는 TOC DBR을 성공적으로 적용한 외국 기업들의 사례를 살펴보므로써, 해당 제조업체의 적용 전 상황과적용 후의 경영개선 내용과 수준을 파악해 보며, 국내 제조업체 적응에 대한 가능성을 가늠해 보고자 한다.
Simulation plays a pivotal role in the analysis of complex systems. In this study, a job shop manufacturing system has been analyzed through DBR (Drum-buffer-rope) simulation. Specific attention has been put to examine the rate of due-date achievement. We first derived key factors affecting the system performance. We then developed ARENA simulation program based on DBR of TOC (Theory of Constraints) concepts. Based on the performance measure, factors, and experimental design, we obtained the results. We have drawn meaningful results through examination of the results. The results obtained from this study may provide a good base for practical applications.
A recently developed alternative to traditional production planning and control systems such as material requirement planning(MRP) and just-in-time(JIT) is the drum-buffer-rope(DBR). The DBR now being implemented in growing number of manufacturing organizations enables better scheduling and decision making on the shop floor. In implementing the DBR, however, an information system is usually needed to transmit the signal that runs from the constraint to material release. In this paper we propose a different mechanism to transmit the signal in the case that the demand of product is stable, which uses the well-known Kanban system. To improve the reality, this paper shows and example of the Kanban format, its operation, and calculation of the number of Kanbans.
The drum-buffer-rope(DBR) system is a finite scheduling mechanism that balances the flow of the production system. DBR controls the flow of materials through the plant in order to produce products in accordance with market demand, with a minimum of manufacturing lead time, inventory, and operating expenses. This paper integrates the best of MRP push system and JIT pull system with DBR system, efficiently adapts these logics to capacity constraint resources, and contributes to the evolution of synchronous manufacturing. The purpose of this paper is, thus, threefold. The first objective is to identify the frame of theory of constraints(TOC) and the logic of DBR scheduling. The second objective is to formulate the DBR constraint scheduling problems(DBRCSP) in a job shop environments. Finally, the paper is to suggest the solution procedure of DBRCSP for embedding TOC into MRP/JIT along with an numerical expression. In addition, illustrative numerical example is given.
DBR(Drum-Buffer-Rope)은 하나의 병목공정이 존재하는 생산라인을 드럼, 버퍼 그리고 로프로 구성하여 제약설비인 병목공정을 중심으로 효과적인 스케줄링을 수립하는 데 좋은 전략으로 알려져 있다. 하지만 최근 제품의 다양성이 증가되면서 공정의 복잡성이 높아지고, 자재 및 중간재의 재투입을 요구하는 공정이 많아지고 있다. 재투입 공정은 원자재가 완제품으로 생산될 때까지 동일한 설비에서 반복적으로 작업처리가 되어야 하므로 복잡한 작업환경을 가지게 된다. 본 연구는 기존의 흐름공정에서 우수한 성능을 보인 DBR 기반의 스케줄링 방법이 재투입이 있는 공정에서도 효과적으로 적용 가능한지 여부와 이를 위해서 추가적으로 검토되어야 할 전략들을 다루었다. 본 연구의 핵심은 재투입 공정에 DBR 방법을 적용하기 위하여 재투입 공정을 여러 개로 쪼개어 하나의 병목공정을 갖는 임의의 흐름공정(루프)으로 재구성한다는 점이다. 이러한 구조를 기반으로 본 연구에서는 두 가지 의사결정에 초점을 맞추어 생산 스케줄링 전략을 구성하였다. 첫째, 흐름공정마다 적정 수준의 재고수준과 안정적 생산성을 유지하기 위해 자재 투입시점과 적절한 투입량을 결정한다. 둘째는 각 공정별 상이한 작업 우선순위를 결정하는 방법이다. 본 연구는 실험을 위해 HP사의 TRC(Technology Research Center) 공정에 대한 시뮬레이션 모델을 설계하였고, DBR 기반 루프 스케줄링을 적용한 결과, cycle time의 감소 및 재공품재고의 루프 간 균형을 유지하는 것을 확인하였다.
업무프로세스관리(BPM) 시스템은 업무프로세스의 효율적인 실행, 통제 및 관리를 지원하는 소프트웨어 시스템으로서, 복잡한 프로세스를 자동화하고, 이를 효과적으로 관리하여 기업의 생산성 향상에 기여한다. 그러나, 상용시스템은 주로 프로세스의 자동화에 초점을 두고 있어 프로세스와 업무참여자 관점에서 효율적인 관리 방법을 제공하지 못하고 있다. 따라서, BPM 시스템은 프로세스 참여자와 전체 프로세스 효율성 향상의 관점에서 개선의 여지가 있다. 이에 본 논문에서는 업무프로세스를 보다 효율적으로 관리하는 새로운 방법을 제안한다. 제안한 방법은 업무참여자의 업무부하를 고려하여 전체 프로세스를 실행하는 방식으로서, 프로세스 참여자원 가운데 가장 큰 제약요소를 집중관리한다. 이러한 방식은 경영혁신이론으로 알려진 제약이론(Theory of Constraints)의 DBR (Drum-Buffer-Rope) 방법론을 기반으로 하고 있다. DBR 방법론을 활용하기 위해 우선, 업무프로세스와 DBR의 주적용모델의 차이점을 분석하고 업무프로세스에 적합한 드럼, 버퍼, 로프를 개발한다. 이를 토대로, 업무참여자의 업무부하와 프로세스 인스턴스 발생 패턴을 통제하는 BPM만의 DBR 방법론(BP-DBR, Business Process-DBR)을 제안한다. BP-DBR은 업무참여자의 업무환경과 전체프로세스의 효율성 개선에 기여할 것으로 기대한다. 이러한 기대효과를 증명하기 위해 기존 BPM의 프로세스 관리방법과 제안한 방법의 효과를 시뮬레이션 실험을 통해 비교한다.
유한버퍼를 갖는 시스템에 대한 분석은 광범위하게 연구되어 왔다. 하지만, 상수 공정시간을 갖는 시스템에 대해서도 안정 대기시간에 대한 고차평균과 꼬리확률에 대한 간결한 표현식은 소개된 적이 없다. 유한버퍼로 인한 차단현상으로 유발되는 복잡성 때문에 일반적인 대기행렬이론은 이를 적절히 다루지 못한다. 본 연구에서는 max-plus 대수를 활용한 기존 연구결과로 부터 상수 공정시간과 DBR (Drum-Buffer-Rope) 재고규칙을 따르는 라인생산시스템에서의 대기시간에 대한 간결한 표현식을 도출하였다.
인터넷을 이용한 사이버 거래가 빠른 속도로 증가함으로써 기업에게 있어 인터넷 쇼핑몰 구축은 더 이상 선택사항이 아닌 필수 사항이 되었다. 하지만 현재 사이버 거래 수준은 전통적 상거래 수준에 못 미칠뿐더러 거래 항목에 있어서도 매우 제한적인 것이 사실이다. 앞으로 사이버 거래는 계속적으로 증가하리라 전망되지만 제품의 특성 혹은 고객의 기호에 따라 전통적 상거래도 그 영역을 차지하며 함께 양립하여 발전할 것이다. 이에 본 연구에서는 기존의 상거래 시스템에 사이버 거래기능을 추가하는 모델을 제시한다. 먼저 지리적으로 멀리 떨어져 있는 유통망의 정보화를 위하여 인터넷 기술을 이용하고 공급체인(Supply Chain) 전체에 걸친 동기화를 위해 TOC(Theory of Constraint)의 DBR(Drum-Buffer-Rope) 스케줄링을 응용한다. 모든 생산 및 유통의 흐름 속도가 최종 분배 센타에 접수되는 고객의 요구에 따라 이루어지게 함으로써 공급체인 전체에 걸친 동기화를 이룰 수 있고 지속적인 버퍼 관리를 통하여서 재고의 절감은 물론 미출고의 발생도 최소화할 수 있다. 만약 분배 센타에 재고부족 현상이 일어날 경우에는 공급체인 상의 능력제약자원(Capacity Constraint Resource . CCR)을 찾아 개선 활동을 수행하며 공급체인의 흐름 속도를 능력제약자원에 맞추어 조절한다. 분배 센타에서 대리점 혹은 사이버 고객으로의 배송은 부분적 분할납품 Partial Transshipment : PT) 전략을 적용한다. 즉 각 분배 센타가 관리하는 수요지 중 인접한 지역을 부분적 분할납품 전략 적용 수요지로 선택하고 사이버 거래를 통해 생성된 물류가 부분적 분할납품 전략 적용 수요지에 분배되게 함으로써 각 분배 센타의 재고 완충역할을 수행하게 한다. 이에 따라 안전 재고 및 역 배송을 최소화 할 수 있을 뿐 아니라 미 출고로 인한 손실을 최소화하며 고객의 서비스를 일정하게 유지시킬 수 있을 것으로 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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