화학공학소재연구정보센터
Korean Chemical Engineering Research, Vol.44, No.2, 149-159, April, 2006
유전 알고리즘을 이용한 고분자제품의 생산일정 관리 프로그램 개발
Development of Production Scheduling Management Program using Genetic Algorithm for Polymer Production
E-mail:
초록
본 연구는 고분자제품을 생산하는 실제 조업 중인 한 화학공장에서 발생되는 최적 생산일정을 얻어내고 그 결과를산업에서 비전문가가 사용할 수 있도록 하는 프로그램을 작성한 것이다. 이를 위해 최적 생산계획의 목적함수를 생산량 환산 손실량(톤)으로 한 최적화용 모델을 작성하였고 최적화를 위해 유전 알고리즘을 적용하였다. 이 공장에서는 3가지 제품이 생산된다. 주요 생산품은 두 가지이나 제품 교체시 발생하는 저급 제품을 싼 가격에 판매하므로 총 3가지제품으로 볼 수 있다. 하지만, 제품별로 포장의 종류가 bulk 제품, 국내용 포장제품, 수출용 포장제품 등 3가지(저급제품은 포장 종류가 한 가지)이다. 이 산업체는 여러 가지의 포장 종류에 따른 수요가 늘어 납기일에 제품을 완성하는데어려움을 격고 있다. 본 연구에서는 정확한 모델링을 위해 현장 조업상황과 제약조건을 현실감 있게 구성하였고 이 모델을 바탕으로 최적의 생산일정을 찾아내는 S/W 프로그램을 개발하였다. 최적화에 사용된 유전알고리즘은 본 산업체의 공정특성을 최대한 반영하여 최적 해를 이끌어 내어 주었다. 그 결과 기존공정의 생산일정에 비해 50% 이상의 손실액 감소를 얻어내었다.
This research is a development of useful S/W program for real industry about optimal product schedulingin real plant for manufacturing polymer products. For this, we used a fine model with total amount of losses inweight(ton) as an objective for optimal scheduling and a genetic algorithm for optimization in this factory they manufac-ture three different products. Major products are A and B but the product which can be process in the period of productschange over. They also sells them as a chap product in market. The major products have several types of packing process-bulk, pack for domestic market, pack for export. The demands of product with each packing type are increased, and fre-quently they failed keep the deadline for sail. Based on realistic production situation, we composed a fine modeling for opti-mal scheduling. And we also develop a S/W program for optimal scheduling which can be used by non-specialist inscheduling problem. We used a modified genetic algorithm and it gave us a better solution in process. We can have a resultof reducing the total amount of losses in weight by half compared with the losses when existing production schedule.
  1. Jung JH, “Optimal Scheduling and Automation Model for Multi-product Batch Processes,” Ph.D. Thesis (1994)
  2. Niwa T, Chem. Eng., 100(6), 102 (1993)
  3. Niwa T, “Transferable Vessel-type Multi-purpose Batch Process,” Proc. Fourth Intl. Symp. on Proc. Systems Engng, Montebello, Canada (1991)
  4. Shimatan T, Okuda O, Chem. Eng., 99(10), 181 (1992)
  5. Wiede W, Reklaitis GV, Comput. Chem. Eng., 11(4), 345 (1987) 
  6. Wiede W, Reklaitis GV, Comput. Chem. Eng., 11(4), 357 (1987) 
  7. Wiede W, Kuriyan K, Reklaitis GV, Comput. Chem. Eng., 11(4), 337 (1987) 
  8. Realff MJ, Shah N, Pantelides CC, Comput. Chem. Eng., 20(6-7), 869 (1996) 
  9. Pinto JM, Grossmann IE, Ind. Eng. Chem. Res., 34(9), 3037 (1995) 
  10. Bhatia T, Biegler LT, Ind. Eng. Chem. Res., 35(7), 2234 (1996) 
  11. Pinto JM, Grossmann IE, Comput. Chem. Eng., 21(8), 801 (1997) 
  12. Grau R, Espuna A, Puigjaner L, Comput. Chem. Eng., 20(S), 1143 (1996)