로봇 산업을 위한 공급망 설계 방안 연구

Abstract

로봇산업은 기술의 발전과 고령화 사회 진입에 따라 노동력을 대체할 수 있는 미래 산업이며, 첨단신기술 분야의 복합체로 신산업을 촉진하는 산업이다. 로봇산업은 다양한 기술이 필요한 대규모 조립산업이며 이로 인해 복잡한 공급망의 문제가 발생되고 있다. 로봇산업의 복잡한 공급망의 최적화 문제는 생산 및 물류 계획 수립 방법이 변화함에 따라 중소 부품 제조 기업의 경쟁력에 큰 영향을 주고 있다. 본 연구는 로봇 산업계의 기업 간 협력 체계 마련을 위한 공급망 구성 방안을 2단계로 나누어서 제시하고자 한다. 기존의 통합 생산 및 물류 계획 수립을 위한 연구들에서는 대개의 경우 단일 수리모형으로 모든 공급 사슬 환경에 대하여 제약사항을 고려하여 최적해를 도출하여 적용하려고 하는 경우가 많이 있었다. 통합 생산 및 물류계획 수립문제의 특성상 혼합정수계획법으로 모델링된 수리모형을 현실적으로 풀어내기 위해서는 문제가 다루고자 하는 기업의 대상이 증가함에 따라 최적해를 도출하는데 소요되는 계산시간이 기하급수적으로 증가하게 되는 경우가 일반적이어서 업무 현장에서 활용할 수 있는 가능 시간 내에 최적해를 구하기가 현실적으로 불가능한 한계가 발생하였다. 본 연구에서는 이러한 기존 연구들의 한계를 극복하고, 각 물류 거점의 시점별 재고량, 각 운송로의 시점별 운송량, 생산 거점의 생산량 등을 계산하기 위하여, 2단계로 나누어서 최적해를 구하도록 하는 통합 생산 및 물류 관리 수리모형을 제안하였다. 또한 유전 알고리듬(Genetic Algorithm)을 활용하여 업무 현장에서 활용이 가능한 시간 안에 해를 구할 수 있도록 함으로써, 효율성과 정확성을 모두 갖춘 지능형 통합 생산 및 분배 관리 시스템을 개발하였다. 본 연구에서 제안된 유전 알고리듬은 2단계로 나뉘어진 최적화 기법의 최적 목적식 값과 비교하여 5% 미만의 적은 차이를 보이면서도, 계산 시간에 있어서는 현저히 빠른 시간 내에 가능해에 접근하고 있음을 실증하고 있다. 수배송 계획에서는 최적값과 가까우면서도 보다 빠르게 해를 구할 수 있는 방법으로 타부서치 알고리듬의 개념을 활용하여 단시간내에 최적해에 근사한 결과를 도출하였다. 본 연구 결과를 활용하면 Supply Shain의 생산 및 분배 관리를 효율화할 수 있는 IT Solution의 엔진으로 탑재하여 적용하는 것이 가능하며, 글로벌 경쟁 하에서 효율적인 업무수행을 뒷받침할 수 있는 로봇 산업계의 여러 기업의 협업을 위한 IT 시스템을 개발하고 완성하는 데 기여할 수 있을 것이다.