제품과 제품 구조 Product and Its Structure
source : Sartori, L. G., "Maufacturing Information Systems", Addison-Wesley Publishing Company, 1988.
since November 13, 1997, last modified May 28, 2000, working,

제품기술(Product Technology)이란 부품과 가공방법을 선택하는 기술로써 제조업체의 핵심기술이다. Bill of Material (BOM) 시스템은 부품과 가공방법에 관한 정보를 정보 기술을 통하여 저장. 관리 하고 있다. BOM 시스템은 기술적인 응용프로그램과 Bussiness 응용 프로그램이 정보를 공유하므로써 두 시스템이 만나는 지점이며, 생산방법 설계, 생산 계획, 비용계산, 판매 카탈로그 제작, 그리고 주문처리 시스템등이 항시 조회하는 시스템이다. 그러므로 이 시스템은 전체 생산 시스템의 핵심적인 역할을 하며 접근의 용이성이 필요로 하는 시스템이다.

1. 부품번호의 기원

제품정보 (Product Information)의 시작은 제품을 실재로 재구성할수 있게 모양과 칫수를 기입한 그림(도면)이다. 도면의 작성(설계)이 끝나면 도면에 제조 프로세스 정보가 첨부 되어야 한다. 제조 프로세스 정보는 개념적인 공장 (Logical map of plant)를 구성하는 도면이 되기도 한다. 이에 따라 실제 가공 기계들이 장치된다.

이 설계 프로세스에서 주요 단계에 따라 관련된 부품에 대한 고유 식별자 (부품번호)가 필요하게 된다. 설계자가 부품번호를 임의로 결정할 수 있으나, 전사적인 번호 부여 체계가 없을 경우 생산부분에서는 많은 문제점을 야기한다. 예로 단일 부품에 서로 다른 부품을 부여했을 경우 프로토 제작에서는 따로 주문되어 제작이 완료되어도 큰 문제가 없으나, 실제 생산에서는 부품사이의 호환성, 재고 추적등의 주요한 문제가 발생할 수 있다. 아울러 전사적인 번호 부여 체계는 다른 여러 시스템과의 Interface를 할 수 있게 해주며, 이 번호체계를 생산 프로세스 (혹은 Operation 이나 Step)에 관련된 정보를 포함하게 함으로써 번호만으로 생산 프로세스를 확인할 수 있도록 할 수도 있다.

부품번호 체계의 가장 간단한 경우 - 재료와 최종 제품만을 고려

제품이 한 가지 방식으로 모두 자작되는 경우

기계 가공분야에서는 중간제품의 관리와 생산방법의 변화가 있을 수 있음

자작, 구매, 하청

부품번호가 변경되는 경우

2. Structure and Routings : Inventory and Process Flow

프로세스는 각 제조단계에서 적용되는 구현기술(Implementation techology)과 내부/외부적인 Interface 기제 (Interface device)를 고려하여 제품을 정의한다. 정보관리 관점에서, 부품 번호 체계는 프로세스를 두가지 통합적 측면인 Structure 와 Routing 으로 나누어 볼 수 있게 한다. Structure와 Routing은 부품번호 체계를 결정하는데 중요한 영향을 미친다. 아울러 Coding 체계의 변화는 전체 정보 시스템의 변화를 초래하므로 초기에 적합하게 결정되어야 한다.

Routing이란 특정 부품번호에 할당된 일련의 작업 (a sequence of operations)이다. 이 작업들의 집합이 모여서 전체 제조 프로세스를 구성하게 된다. 각 작업집합이 만나는 곳에서 내부/외부 Interface 기재를 설정하게 된다 (예로 볼트체결이나 용접을 통합 두 부품의 결합).

BOM이 가져야할 주요 속성으로는 Quantity per 와 Lead time을 들 수 있다. Quantity Per는 하나의 상위부품을 만들기 위한 부속품의 갯수를 표시하며, 가격산정과 생산예측에 사용된다. Lead time은 일단위로 표기되며 부품을 요청해서 제작완료되는 시간을 표시하므로 표준제작시간과 안전여유시간을 합한 값을 가진다. 만일 부품을 구입한다면 구입 lead time을 뜻한다.

BOM은 상위부품과 하위부품의 조립관계를 재귀적으로 표현하고 있다. 만일 부품이 구입품인 경우에는 할당된 Routin이 존재하지 않는다.

BOM Logic(혹은 제품구조) 과 Routing을 분리해서 생각하는 경우가 있다. 부품이나 재고관리는 BOM의 영역의 문제이고 공정관리 (Shop Flow Control)은 Routin과 관계가 많다. 제품구조를 강조하게 되면 생산중간품 (Work in Part)의 관리가 어렵게 되고 Routin을 강조하게 되면 중간품을 표현하는 Virtual 부품의 관리가 필요하게 된다.

설계변경

3. Options and Models

시장의 경쟁이 심화되면서 제품에 대한 요구의 다양화가 진행되었다. 이로 인해 제품의 Option에 대한 요구가 발생하였으며 이는 제품구조의 Flexiblity를 요구한다.

Option 과 모델을 BOM에서 다루기위해서, addaptive 와 exclusive한 두가지 접근방법이 있다. addaptive한 방법은 option 이 될수 있는 부품들 사이가 독립적인 경우 (자유로운 조합이 가능한 경우)이며 exclusive 한 경우는 option 부품간의 연관관계가 있어 package 개념이 필요한 경우에 사용한다.

4. 자료구조 The data model

시스템 수준의 Operation

  • Warehouse movement
  • Material requirment planning
  • Cost calculation

자료구조 수준의 Opeation

  • explosion :
    explosion은 입력으로 부품번호가 들어가서 출력으로 조립에 필요한 하위부품 정보가 나오는 Operation이며, 이를 재귀적으로 적용하면 Indented BOM을 구성한다
  • implosion :
    Implosion은 부품번호를 입력하면 이 부품으로 조립되는 모든 조립부품을 출력해 준다. 이는 Reorder를 내는데 사용된다. 보통 Implosion은 1 level 상위를 대상으로 한다.

PART-MASTER Table 의 Attributes

  1. Part Nbr : 부품번호, Primary Key
  2. Unit of Meas. : 측정 단위, Routing 단계에서 단위의 변경이 일어날 수 있다.
  3. Description : 부품설명
  4. Low Level : 부품 Tree에서 수평층 관계, material requirement plan (mrp)이나 가격계산에서 매우 매우중요한 역할을 한다. mrp에서는 Level 값이 하나씩 올라가며 Tree의 하부를 검색하고 가격계산에서는 반대현상이 일어난다. 최상위 완성품의 Low Level값은 0 이고 하위부품일 수록 정수값으로 높아진다. 이 Attribute는조립품과 부속품사이의 재귀적인 Loop가 생기는 것을 방지한다 (eq. A -> B -> A).
  5. Part Type : 조립품, 구입, 완성품 구별
  6. Lead time : 제작 또는 구입시 걸리는 시간
  7. EC Type : Engineering change 형태: 시간, 홋수, 혹은 usage (Phantom attribute와 관련)
  8. Phantom? : 대체가 가능한 품목사이의 관계를 나타내는 Pantom part 를 나타냄
  9. Option? : option, category, base에 관한 정보
  10. Lot Size : material handling의 기본 단위
  11. Controller : 부품의 책임자나 새로운 분류기준으로 사용

Row material인 철판, 철봉등은 다양한 형태로 재가공되므로 Part master로써 관리되기 어렵다. 철판, 철봉등이 가공되는 칫수나 형상에 따라 모두 부품번호를 부여한다면 너무 많은 관리 요소가 생기므로, 이를 가능하면 칫수등의 Linear 한 수치에 따른 분류를 할 필요가 있다. 이런 식으로 분류가 되면 Group으로 관리하기도 편리하며 각각을 필요에 따라 구분할 수도 있게 된다.

STRUCTURE Table의 Attributes

  1. Parenet Part : 조립되어 생성되는 조립품 (Key)
  2. Component : 조립되는 부품 (Key)
  3. Model Nbr : 모델번호 (Key)
  4. Quantity Per :
  5. LT Offset : Lead time offset, Routing에서의 평균 시간
  6. Yield : 수률, 부품으로 부터 조립품이 만들어지는 확률 (Routing 평균)
  7. Date Set : Structure가 생성된 날짜, Structure table에 있는 내용은 현재 사용중이며 Fire되면 table에서 삭제된다.
  8. Order Set : 고객의 요구에 의하여 생성된경우 Order 가 결정된 날짜

STRUCTURE Table은 Parente Part, Component, Model Nbr의 3개의 Attribute를 Key로 가지고 있다. 앞의 두개의 Attribute는 제품의 구조를 나타내고 마지막 Attribute는 모델별로의 구조를 표시한다. 그러므로 이 Table은 모델별 제품구조를 표현하고 있다.

ENGR-CHANGE Table 의 Attributes

  1. Date : 설변이 Issue가 된 날짜, 혹은 고유 번호를 주어도 좋음
  2. A/D/M : 설변의 형태 Addition/Deletion/ Modification
  3. Parent Part : STRUCTURE Table 참조
  4. Component : STRUCTURE Table 참조
  5. Model Nbr : STRUCTURE Table 참조
  6. Quantity Per : STRUCTURE Table 참조

ENGR-CHANGE Table은 매일 관리가 필요하다. ENGR-CHANGE의 최근날짜(전일)를 검색하여 설변일 일어날것은 STRUCTURE Table에 반영해야 한다. 만일 Deletion이 일어났을 경우 해당 STRUCTURE의 Attribute을 삭제하고 이정보를 일정기간동안 Backup 하여 놓는다. 변경이나 생성도 필요한 Operation을 따른다.

5. 주요 질의

Indented Bill은 부품의 전체 Tree 구조를 알수 있게 해준다. 이때 Tabel에서 정의한 leve을 보면 부품의 포함관계를 알 수 있다. Copy Bill은 전체 Tree 구조중의 부분 Tree를 Copy 하는 질의이다. 이 질의는 새로운 부품에 대한 BOM을 작성할 때 기존의 부붐을 많이 공유하므로 Copy 한 것의 일부분만 수정하여 새로운 BOM을 구성하면 되므로 매우 유효하다.

Relational db의 SQL을 이용할 경우 다음과 같은 기본 질의를 지원할 수 있다.

1 level explosion 과 implosion 

explosion:
SELECT *
  	FROM STRUCTURE
	WHERE Parent-Part = "A";

implosion:
SELECT *
	FROM STRUCTURE
	WHERE Component="C"

부품 이름등 부가적인 정보를 알고 싶을경우 Part-Master Tabel과 Join을 하여 결과를 보여준다. 말단의 부품까지 모든 Tree 구조를 보여주기 위해서는 다음과 같은 View와 Recusive Join을 하는 질의를 작성해야 한다. 이러한 Recursive join은 데이타베이스에 성능저하에 많은 영향을 주며 질의 자체가 항시 다시 Compile되기 때문에 관계형 데이타베이스를 기초한 BOM 프로세스 작성은 적합하지 않다.

CREATE VIEW BILL
	AS SELECT one.*, two.Component, two.Quantity-per
	FROM Structure one, Structure two
	WHERE one.Component = two.Parent       /*  1 level 이상 경우 처리 */
	OR	one.Componet NOT NULL;         /* 1 level  경우 처리 */

SELECT *
	FROM BILL
	WHERE Parent="A"

위의 결과를 실제 MS Access 7.0으로 구현한결과가 다음과 같다.

Structure
ID parent component description
1 A D
2 A E
3 B F
4 B G
5 C H
6 C I
7 H J
8 I K

위의 Record 에 대하여 아래와 같은 질의가 가능하며 그결과는 다음의 표와 같다. (잘못된 Query : C-H-J관계가 나타나야 함)

SELECT a.parent, a.compont, a.description
FROM structure AS a, structure AS b
WHERE a.component=b.parent or a.component is Not Null
GROUP BY a.parent, a.compont, a.description;
Multi level query
parent component description
A D
A E
B F
B G
C H
C I
H J
I K


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