개요
TBS 컨설팅(TBS Consulting Ltd)은 벨기에 마나지(Manage) 지역에 있는 NLMK의 MSC 시설에서 철강 서비스 센터의 처리량을 1.5배 증가시키는 데 도움을 주었습니다. 처리량 증가는 시설 레이아웃 및 수정 사항을 분석하기 위해 시뮬레이션 모델을 사용하여 얻은 결과였습니다. 이 사례 연구는 기업들이 솔루션을 위해 어떻게 협력했는지 자세히 설명합니다.
TBS 컨설팅은 2013년부터 애니로직의 파트너였습니다. 그들은 FMCG(일상 소비재), 철강, 석유 및 가스 산업의 전문가로서 관련 경영, 물류 및 IT 컨설팅 서비스를 제공합니다. TBS는 100개 이상의 프로젝트를 수행했으며 솔루션에 시뮬레이션 모델링을 정기적으로 사용하고 있습니다. MSC는 철강 서비스 센터 현대화 프로젝트의 일환으로 TBS를 선택하여 사양을 개발하고 모델을 구현했습니다.
MSC는 유럽에서 광범위한 띠강(Strip Steel) 서비스를 제공합니다. 가구, 무거운 금속 프레임과 가벼운 금속 프레임, 자동차 산업에 사용되는 열간압연강판, 산세척강판, 냉간압연강판, 아연도금강판에 중점을 두고 있습니다. 대부분의 철강은 도로를 통해 적시 배달로 공급됩니다. 이 센터에서는 연간 200,000톤 이상을 처리합니다.
문제
MSC는 시설의 처리량을 1.5배 증가시키기 위해 일련의 현대화 작업을 시행할 계획이었습니다. 시설의 레이아웃을 변경하면 처리량이 증가할 수 있으며, 엔지니어들은 분석을 위해 다음의 몇 가지 고려 사항을 확인했습니다:
- 생산 라인의 설치 또는 재배치
- 크레인 추가
- 규모 측정
- 컨베이어 설치
- 추가 게이트 개방
많은 상호 관련 요인이 처리 능력에 영향을 미칠 수 있지만 모든 재구성은 시설의 제약 조건에 맞아야 하며 바람직한 처리량을 제공해야 합니다.
시설의 영역은 철도, 운하, 사유지에 의해 제한되어 새로운 생산 라인을 설치할 공간이 제한되어 있습니다. 그 제한된 공간은 또한 완제품을 싣고 도착하는 트럭들에도 문제가 되는데, 충돌 사고를 방지하기 위해 특별한 예방 조치를 필요로 하기 때문입니다.
코일을 생산 라인에 적재하려면 기존의 강력한 크레인 두 대 중 하나가 필요합니다. 또한 크레인이 이동하는 장소에는 완성된 강철 코일을 라인에서 내리기 위한 공간이 필요합니다.
추가 생산 라인은 시설의 많은 여유 공간을 차지하고 선적 전 완제품의 보관 공간을 축소시킬 것입니다. 그 결과 수출 활동에도 영향을 미칠 수 있습니다.
모든 솔루션은 고객의 수요와 코일 공급의 계절적 변동뿐만 아니라 매일 도착하는 트럭들의 높은 변동성도 고려해야 합니다.
해결책
프로젝트의 첫 번째 단계에서 TBS와 MSC는 전체 생산 주기를 포괄하는 모델의 세부 기술 사양에 합의했습니다. 모델이 다루는 범위는 시설에 코일이 도착하는 것에서부터 생산 및 보관을 포함하여 완제품 배송에 이르기까지 다양했습니다. 이 모델은 운영자, 크레인 및 생산 라인과 같은 상세한 운영 데이터뿐만 아니라 전반적인 현장 관점을 제공했습니다.
기술 사양은 합의된 사용자 요구 사항뿐만 아니라 모델에서 사용하기 위한 입력, 출력 및 통계 분포를 결정하는 프로젝트 개발의 토대를 형성하기 때문에 매우 중요했습니다.
사양에 따라 프로젝트는 다음의 세 가지 추가 개발 단계를 거쳤습니다:
- 시설을 그대로 재현한 AS-IS 모델 구축
- 계획의 실험 및 분석
- 시나리오 분석 및 일일 계획을 위한 도구 제공
AS-IS 모델에는 시설을 있는 그대로 표현했으며, 과거 데이터로 시뮬레이션을 실행하여 정확성을 검증했습니다. 그런 다음 모델을 사용하여 다양한 시나리오를 테스트하고 결과를 비교했습니다. 마지막으로 용이한 사용자 입력을 구현함으로써, 도구를 사용하여 일상적인 작업을 구성하거나 연간 일정을 분석하는 것과 같은 계획 작업을 수행했습니다.
시뮬레이션 모델은 분석을 지원하고 다양한 실험 유형을 허용하여 통찰력을 쌓는 데 도움을 주었습니다. 예를 들어 엔지니어들은 2D 및 3D 시각화를 통해 모델이 모델 논리에 포착되지 않았을 수 있는 고려 사항들을 설명하고 있는지 확인할 수 있습니다.
크레인 제어의 경우, 자재 취급 라이브러리에 포함된 표준 오버헤드 크레인은 작업자의 움직임을 고려하지 않습니다. 작업자는 이동식 리모컨으로 오버헤드 크레인을 제어합니다. 크레인 작업자는 안전 규정을 준수하기 위해 특정 경로를 따라야 하지만, 애니로직의 사용자 정의 기능은 설계자가 쉽게 크레인 하중이 자체 작동 경로를 따라 이동하도록 지정할 수 있게 했습니다.
크레인 작업자와 크레인 경로의 차이를 고려하면 병목 현상을 식별하는 데 중요한 시간 제약 정보를 얻을 수 있습니다.
그러나 시각화를 생략한 실험은 매개 변수 변형을 이용한 대량 실행과 같은 더 빠른 실험을 가능하게 했습니다.
전반적으로 이 모델은 코일 또는 시트 이동, 트럭 도착 및 출발, 코일 처리 및 작업자의 활동과 같은 각 작업에 대한 자세한 데이터를 수집했습니다.
성능 지표로 총 생산 중량, 총 출하 중량, 자원 가동률 등의 데이터가 포함된다. 시뮬레이션 실행 간 수집되는 모든 정보는 Excel에서 추가 분석을 위해 내보내기 할 수도 있다.
TBS는 애니로직 시뮬레이션 소프트웨어를 사용하여 MSC용 모델을 구현했습니다. 시뮬레이션 모델링은 쉽게 검증, 전달 및 이해할 수 있는 중요한 분석 방법을 제공합니다. 또한 프로젝트의 모든 이해 관계자에게 복잡한 시스템에 대한 명확한 통찰력을 제공합니다.
결과
이 모델은 가장 중요한 자원과 관련 위험을 식별하는 데 도움이 되며 의사 결정의 효율성을 확인할 수 있게 해줍니다(예: 다른 배치 정책 또는 새 크레인 추가). 또한 트럭 운영에서의 병목 지점도 찾을 수 있습니다.
시뮬레이션 모델링은 MSC 관리팀이 시설에 대한 최적의 구성을 선택하고 생산성을 확인하는 데 도움이 되었습니다. 그들의 분석은 NLMK의 일반 전략에 따라 새로운 CTL 생산 라인의 설치가 생태적 요소를 크게 개선시켜 줄 것이라는 사실을 보여주었습니다.
크레인 및 게이트 효율성의 분석 결과, 크레인 한 대가 병목 현상을 일으켜 평균 가동률이 70%대에 머물고 있었으며, 그로 인해 트럭들이 대기해야 하는 기간도 있었다는 사실을 알 수 있었습니다.
크레인 작업자와 크레인 경로의 차이를 고려하면 병목 현상을 식별하는 데 중요한 시간 제약 정보를 얻을 수 있었습니다.
계절적 변동으로 인한 철강 서비스 센터의 병목 현상 때문에 들어오는 트럭의 일부가 예정된 다음 일정을 놓칠 정도로 오래 기다려야 한다는 사실을 알 수 있었습니다. 소수에 불과하지만 이러한 지연은 추가적인 혼란을 유발할 수 있는 연쇄 효과를 일으킬 수도 있습니다.
초기 결과 이후 경영진은 이제 이 모델을 사용하여 일일 운영 계획을 수립할 뿐만 아니라, 도착 계획과 코일 보관을 최적화하여 추가적인 개편 작업의 수를 줄이려고 합니다.
앞으로는 보관 정책, 작업 일정 및 장비 선택을 미세 세부적으로 조정할 계획입니다. 마지막으로, 이 모델은 극한 조건의 실험과 분석에 사용할 수 있습니다.
2021 애니로직 컨퍼런스의 프레젠테이션 비디오에서 프로젝트에 대해 자세히 알아볼 수 있습니다.
