로트 스트리밍 (Lot Streaming)
쉽게 풀면
100개짜리 주문을 1공정에서 전부 끝낸 뒤 2공정으로 옮기면 2공정은 그동안 놀게 됩니다. 대신 25개씩 네 묶음으로 나눠 첫 묶음이 끝나자마자 2공정으로 보내면 두 공정이 동시에 돌아가 전체 시간이 크게 줄어듭니다. 이렇게 로트를 쪼개 흘려보내는 것이 로트 스트리밍입니다.
왜 중요한가
로트 분할은 설비 추가 없이 리드타임을 줄이는 가장 직접적인 수단 중 하나이며, 린 생산의 단일흐름(1개 흘리기)은 로트 스트리밍의 극단적 형태입니다. 서브로트 수와 크기를 어떻게 정하느냐에 따라 완료시간, 재공재고, 운반 횟수가 달라지므로 최적 분할 문제가 독립된 연구 주제가 되었습니다.
어떤 절차인가
로트 스트리밍은 한 작업(로트)을 서브로트로 나눠 앞 공정에서 일부가 끝나는 대로 다음 공정으로 보내는 결정 문제입니다. 결정할 것은 크게 세 가지입니다.
- 서브로트 수: 몇 개로 나눌 것인가
- 서브로트 크기: 크기를 같게 할지(동일), 공정마다 같은 분할을 쓰되 크기를 달리할지(일관), 공정마다 다르게 나눌지(가변)
- 순서와 대기: 서브로트의 처리 순서, 기계가 서브로트 사이에 쉬는 것(유휴)을 허용할지
준비시간이 서브로트마다 필요한지, 서브로트 사이 이송시간이 있는지에 따라 모형이 달라지며, 목적함수는 대개 완료시간(메이크스팬)이나 평균 흐름시간입니다(Trietsch & Baker, 1993).
언제 쓰고 무엇을 얻나
설비를 늘리지 않고 완료시간을 줄이고 싶을 때 쓰입니다. 가장 단순한 경우로 효과를 보겠습니다. 가상의 예(계산함): 100개 로트가 기계 1, 기계 2를 차례로 거치고, 두 기계 모두 개당 1시간이 걸리며 준비·이송시간은 없다고 합니다. 로트를 k개의 같은 크기 서브로트로 나누면 완료시간은 100 + 100/k시간입니다.
| 서브로트 수 k | 완료시간(시간) |
|---|---|
| 1(분할 없음) | 200 |
| 2 | 150 |
| 4 | 125 |
| 10 | 110 |
| 100(개당 이송) | 101 |
처음 몇 번의 분할이 효과가 크고, 그 뒤로는 이득이 빠르게 줄어듭니다. 실제 공정에서는 서브로트가 늘수록 준비시간, 이송 횟수, 관리 부담이 늘어 이득을 상쇄하므로 최적 분할 수는 이 상충 관계로 정해집니다. 여러 작업·여러 기계로 넓히면 최적화 난이도가 올라 혼합정수계획이나 메타휴리스틱이 쓰입니다(Chang & Chiu, 2005).
논문에는 이렇게 적는다
- 공정 구조(기계 수, 흐름작업인지 등)와 작업 수
- 서브로트 유형(동일·일관·가변), 유휴 허용 여부, 준비시간·이송시간 가정
- 목적함수(메이크스팬, 흐름시간, 비용)와 해법(해석적 결과, 정수계획, 휴리스틱)
- 비교 기준: 분할하지 않은 경우 대비 개선율. 개선율은 가정에 크게 좌우되므로 가정과 함께 적어야 합니다.
- 계산 시간과 문제 규모
논문에서는 이렇게 쓰입니다
실제 논문에서
이 용어를 직접 쓴 국내 논문 문장을 아직 수집하지 못했습니다. 수집되는 대로 출처와 함께 싣겠습니다.
예시 문장
아래는 용어의 쓰임을 보여 주려고 만든 예시로, 실제 논문에서 가져온 문장이 아닙니다.
두 공정 라인에서 로트를 나눠 흘린 결과 전체 완료시간이 줄었다는 뜻입니다.
묶음 크기를 똑같이 할 때와 다르게 할 때 결과가 어떻게 다른지 비교했다는 의미입니다.
조금 더 깊게 보면
서브로트는 동일 크기(equal), 일관 크기(consistent, 모든 공정에서 같은 분할), 가변 크기(variable, 공정마다 다른 분할)로 구분되며, 서브로트 간 준비시간과 이송시간, 유휴시간 허용 여부(no-idling)에 따라 모형이 달라집니다.
2기계 단일 작업 문제는 기하급수적 서브로트 크기가 최적임이 알려져 있고, 다작업·다기계 문제는 NP-난해하여 혼합정수계획과 메타휴리스틱이 함께 쓰입니다.
로트를 균등하게 나누는 방식과 공정별로 크기를 달리하는 가변 분할이 있으며, 분할 수가 늘수록 반출입 준비시간이 누적되므로 최적 분할 수는 준비시간과 이동시간의 상충으로 결정됩니다.
주의할 점
서브로트를 많이 나눌수록 완료시간은 줄지만 운반·취급 횟수와 추적 관리 부담이 늘어납니다. 공정 간 준비시간이 로트 단위가 아니라 서브로트 단위로 발생한다면 분할 이득이 상쇄될 수 있으므로 준비시간 구조를 먼저 확인해야 합니다. 공정 간 이동에 별도 운반 장비가 필요하면 분할 자체가 추가 물류비용을 낳아, 이론적 완료시간 단축이 실제 비용 절감으로 이어지지 않을 수 있습니다.
헷갈리기 쉬운 용어
‘로트’와 ‘배치’가 들어간 생산 용어는 대상이 다릅니다.
| 용어 | 한 줄 설명 | 결정하는 것 |
|---|---|---|
| 로트 스트리밍 | 하나의 로트를 서브로트로 나눠 공정 간 작업을 겹치게 함 | 한 작업을 어떻게 쪼개 흘릴지 |
| 로트사이징 문제 | 기간별 수요를 맞추며 준비비용과 재고비용의 합을 최소화 | 언제 얼마나 생산할지 |
| 배치스케줄링 | 여러 작업을 묶어 함께 처리하도록 순서와 그룹을 정함 | 어떤 작업을 함께 묶을지 |
참고 문헌
- Trietsch, D., & Baker, K. R. (1993). Basic techniques for lot streaming. Operations Research, 41(6).
- Potts, C. N., & Baker, K. R. (1989). Flow shop scheduling with lot streaming. Operations Research Letters, 8(6).
- Chang, J. H., & Chiu, H. N. (2005). A comprehensive review of lot streaming. International Journal of Production Research, 43(8).
표의 기준값은 위 문헌에 근거한 관례이며, 분야·학술지마다 다른 기준을 쓸 수 있습니다.