[논문]우리나라에 적합한 자동화 터미널의 운영시스템 모델 설계

홍동희

우리나라에 적합한 자동화 터미널의 운영시스템 모델 설계
Optimized design for operating system model of automated container terminal in Korea 원문보기

동북아 중심 항만의 기반을 다지기 위해 자동화터미널의 건설이 시급히 요청되고 있다. 따라서 우리나라에 적합한 자동화터미널의 운영시스템 설계방안을 제시하고자 한다. 본 논문에서는 자동화터미널의 운영시스템이 추구해야할 목표를 충족시키며 각 자동화 장비를 통한 화물의 수출입 이동경로에 따라 운영시스템의 기본 모델을 4가지로 구분하고, 여러 입력 요소들을 변경시켜 가며 Trial and Error 방법을 통하여 동적으로 분석해 나감으로서 최적의 운영시스템 모델을 설계하였다 본 논문의 운영시스템에서 기술한 장비들은 Quay Crane을 제외한 모든 야드 장비가 완전자동화를 전제로 한 것이다.

Construction of automated terminal is urgently demanded to gain the foundation of hub-port in north east Asia. Therefore I suggest an adequate operating system model of automated terminal in Korea. In this paper the aim of automated terminal operating system is satisfied, four basic models are divided according to moving course of export and import cargo of each automated equipments, several input data are changed and analyzed dynamically by Trial and Error method, and then an optimized operating system model is designed. It is a Premise that all the yard equipments described in this paper must be automatic except quay crane.

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문제 정의

계획하고 있다. 따라서 이 연구에서는 향후 개발되어야 할 우리나라 여건에 적합한 자동화 항만의 운영시스템 모델을 설계하고자 한다.
비교 평가할 수 있다. 여기에서는 각 모델들이 장비의 이동경로를 중심으로 설계했기 때문에 반출입시의 cycle time을 측정하는 생산성 측면을 비교해보고자 한다.

가설 설정

게이트관리 : 자동화 터미널의 게이트는 타워형 구조물에 영상처리 시스템으로 운영하는 것이 바람직하다.

제안 방법

야드 기초설계가 완성되면 제 2단계로 최적화작업에 들어간다. 상세한 각 블록 모델링을 수행하며 각 화물정보, 판단기준, 제약조건 및 초기 슬롯 시뮬레이션을 만족하면 야드 설계로 들어가고 그렇지 않으면 다시 블록 모델링을 수행하면서 조건이 만족할 때까지 계속적으로 재작업을 한다. 이 과정에서 하역 부하량 모델링을 실시하고 야드장치분포, 하역기기 조건을 감안하여 작업을 수행한다.
수출입 운송패턴을 만족시키면 동선체계 최적화, 각 단계 및 목표를 최적화하여 터미널 layout을 향상시키고 본선하역 우선원리를 적용하여 하역 시뮬레이션을 수행하고 최종적으로 모델 layout 설계를 확정짓는다. 이러한 과정을 본 논문에서는 4가지 모델을 설계하여 결과를 비교, 최적에 해당하는 모델을 선택한다. 다음의 그림 5는 야드 시뮬레이션의 설계 과정을 나타낸 것이다.
이 조건에는 터미널의 안벽길이, 선석수, 자동화장비의 기준사양 등과 같은 터미널의 정보, 운영정보, 취급가능물량과 대상 지역의 화물별 분포비율과 같은 화물정보, 설계를 위한 판단기준, 주변환경과 여건에 적합한지를 판단하는 조건 등이 있다. 이러한 정보를 바탕으로 야드 시뮬레이션을 수행하기 위한 기초작업에 들어가며, 여기에서는 단적 수별 소요 TGS(TEU Ground Slot), 일별 처리 물동량, 운송수단별 처리 물동량 등에 관한 데이터를 산출하고 기본 장비와 컨테이너 사양, 이송차량 및 선박사양 등을 정한다.
자동화 터미널의 운영 시스템을 다음과 같이 4가지 모델로 나누어 설계를 추진하였는데, 환적, 수입, 수출물량 발생시 각 자동화 장비를 통한 컨테이너의 이동경로에 따라각 모델별로 구분하였다. 본 운영 시스템에 적용된 장비들은 Quay Crane을 제외한 전 야드장비가 완전 자동화를 전제로 한 것이다.
전제와 공통조건이 완성되면 제 1단계인 초기 야드 배치 모델링과 야드 기초설계에 들어가며 이 과정에서 각종 정보를 바탕으로 본선하역능력, 장비설계사양 및 운영계획, 야드 기본배치계획, 동선체계 모델링, 각 Slot 모델링을 계획한다. 야드 기초설계가 완성되면 제 2단계로 최적화작업에 들어간다.
이 과정에서 하역 부하량 모델링을 실시하고 야드장치분포, 하역기기 조건을 감안하여 작업을 수행한다. 제 2단계를 완성하면 완성된 layout을 바탕으로 layout을 개선한 후 제 2단계에서 만족된 야드 설계를 가지고 수출입 운송패턴을 만족하는지 여부를 검토하여 만족하지 못하면 반복적으로 실시하며 이 단계에서 야드 장비사양의 최적화작업을 실시한다. 수출입 운송패턴을 만족시키면 동선체계 최적화, 각 단계 및 목표를 최적화하여 터미널 layout을 향상시키고 본선하역 우선원리를 적용하여 하역 시뮬레이션을 수행하고 최종적으로 모델 layout 설계를 확정짓는다.

성능/효과

모델 3을 제외한 모델 1, 2, 4의 경우 수입과 수출 컨테이너의 도달시간이 동일하며 이중 레일과 연계되는 도달시간의 경우 모델 2가 가장 우수하고(모델 2> 모델 4>모델 1의 순), 트럭과 연계되는 경우는 모델 1이 가장 짧은 시간을 보이고 있다(모델 1>모델 2>모델 4의순), 모델 3의 경우에는 운영체제가 근본적으로 수입과 수출 시 연계되는 장비의 종류가 달라 두 값의 차이를 보이고 있다. 따라서 4개의 모델을 비교해본 결과 전반적으로 모델 2가 레일, 트럭의 연계 시와 수입과 수출 흐름에 있어 가장 짧은 cycle time을 보이고 있는데, 이것은 가장 간단하고 단순한 야드 운영체제에 기인한 것으로 판단된다.
그러나 현실적으로 비용측면과 기존의 수작업 또는 반자동화 작업의 흐름을 도외시할 수 없으며, 그에 따라 기존의 작업 흐름을 최적화하고, 기존장비와 자동화장비의 대체로 작업의 혼선이 발생하지 않는 방법이 가장 효율성을 기대할 수 있을 것이다. 따라서 이 논문에서 제시한 모델 2의 방법이 위의 상황을 가장 만족시킬 수 있다고 할 수 있다. 그러나 이 논문에서 분석한생산성 측면뿐 만 아니라 토지활용도, 작업의 단순화 정도, 그리고 인건비를 포함한 기타 소요비용 등을 종합적으로 비교 분석하여야만 보다 정확한 운영시스템 설계가 이루어질 것이다.

후속연구

따라서 이 논문에서 제시한 모델 2의 방법이 위의 상황을 가장 만족시킬 수 있다고 할 수 있다. 그러나 이 논문에서 분석한생산성 측면뿐 만 아니라 토지활용도, 작업의 단순화 정도, 그리고 인건비를 포함한 기타 소요비용 등을 종합적으로 비교 분석하여야만 보다 정확한 운영시스템 설계가 이루어질 것이다.
달라진다. 그러나 현실적으로 비용측면과 기존의 수작업 또는 반자동화 작업의 흐름을 도외시할 수 없으며, 그에 따라 기존의 작업 흐름을 최적화하고, 기존장비와 자동화장비의 대체로 작업의 혼선이 발생하지 않는 방법이 가장 효율성을 기대할 수 있을 것이다. 따라서 이 논문에서 제시한 모델 2의 방법이 위의 상황을 가장 만족시킬 수 있다고 할 수 있다.

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