[논문]자동화항만의 야드 운영시스템 레이아웃 설계

홍동희; 정태충

doi:10.3745/kipstd.2003.10d.1.101

자동화항만의 야드 운영시스템 레이아웃 설계
Optimized Design for Yard Operating System Layout of Automated Container Terminal 원문보기

정보처리학회논문지. The KIPS transactions. Part D. Part D, v.10D no.1, 2003년, pp.101 - 108

초록
AI-Helper

동북아 중심 항만의 기반을 다지기 위해 자동화항만의 건설이 시급히 요청되고 있다. 따라서 우리나라에 적합한 자동화항만의 운영시스템 레이아웃 설계방안을 제시하고자 한다. 본 논문에서는 자동화항만의 운영시스템이 추구해야말 목표를 충족시키며, 각 자동화 장비를 통한 화물의 수출입 이동경포에 따라 운영시스템의 모델을 4가지로 구분하고 여러 입력 요소들을 변경시켜 가며 시행착오를 거쳐 동적으로 분석해 나감으로서 최적의 운영시스템 모델을 선정하고, 그에 대한 수출입화물별 야드 운영시스템 레이아웃을 설계하였다. 특히 미래의 자동화항만에서는 어떠한 자동화 장비를 사용하느냐에 따라 그 생산성이 달라진다. 그러나 현실적으로 비용측면과 현재의 작업 흐름을 도외시 할 수 없기 때문에 현재의 작업을 최적화하고 현재의 사용 장비와 자동화 장비의 대체로 작업의 혼선이 발생하지 않은 방법을 선택하여 레이아웃을 설계하였다. 본 논문의 야드 운영시스템에서 기술한 장비들은 Q/C(Quay Crane)을 제외한 모든 야드 장비가 완전자동화를 전제로 한 것이다.

Abstract ▼ AI-Helper

Construction of automated terminal it urgently demanded to gain the foundation of hub-port in north east Asia. Therefore we suggest an adequate operating system layout 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 selected, and designed for yard operating system layout on the basis of the selected model. Particularly, the productivity of automated port is up to the kind of automated equipments. However, because expense and present work process must be considered actually. In order to prevent confusion of the work, the method to optimize the present work and substitute prevent equipments and automated equipments was designed. It is a premise that ail the yard equipments described in this paper must be automatic except quay crane.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

대안 모델들 중 RMGC-2 모델이 생산성 측면에서 높은 달성도를 보이고 있음을 알 수 있으나, 현재 우리나라에서 운영되고 있는 기존 항만의 운영모델과의 경제성 측면을 비교해 보고자 한다. 경제성이란 항만이 동일한 조건과 서비스 수준 하에서 운영될 때 항만의 생산성을 감안한 개발 및 운영비용을 비교하는 것으로 설명할 수 있다.
따라서 이 연구에서는 향후 개발되어야 할 우리나라 여건에 적합한 자동화 항만에 있어, 항만 생산성에 가장 중요한 요소인 야드의 운영시스템 레이아웃에 대한 최적의 설계 방안을 제시하고자 한다.
비교 평가할 수 있다. 여기에서는 각 모델들이 자동화장비의 이동경로를 중심으로 설계했기 때문에 생산성 측면에서 반출입시의 cycle time》을 비교해 보고자 한다.

가설 설정

또한 재래식 및 자동화 항만 건설을 2005 〜2010년까지 완료하고 2011년 이후 개장하는 것으로 가정하며, 재래식과 자동화 형태의 항만 개발에 따른 비용은 크게 항만건설비, 하역장비비, 항만운영비로 구분한다.
게이트를 벗어나는 것까지를 포함한다. 이와 같은 야드 부분에서의 시뮬레이션은 물론 선박 도착 분포와 항만에 설치된 하역장비의 하역 시간 분포 및 고장 시간 분포 그리고 화주의 요구에 의한 트럭의 도착 시간 분포 등에 따라 확률적으로 상호 의존관겨】[1, 3]에 있지만 본 논문에서는 이들이 상호 독립적인 것처럼 가정하여 시뮬레이션을 실시한다. 이러한 가정은 이론적으로는 모순되지만 현실적으로 다음과 같은 이유로 설득력을 가지고 있다.

제안 방법

여기에서는 주요 기반 시설의 경제적 내용연수를 투자 완료 후 30년으로 한다. 또한 본 논문에서는 미래비용을 순현재가치법(Net Present Value)을 중심으로 비교 검토한다.
실시한다. 수출입 운송패턴을 만족시키면 동선체계 최적화, 각 단계 및 목표를 최적화하여 터미널 레이아웃을 향상시키고 본선하역 우선 원리를 적용하여 하역 시뮬레이션을 수행하고 최종적으로 모델 레이아웃 설계를 확정 짓는다. 이러한 과정을 본 논문에서는 4가지 모델을 설계하여 결과를 비교, 최적에 해당하는 모델을 선택한다.
시뮬레이션의 결과로 야드 운영시스템의 레이아웃을 설계하는 데에는 많은 노력을 필요로 함으로 4개의 모델들을 작성하여 이를 토대로 시뮬레이션을 실행하고 그 결과를 비교함으로서 최적의 모델을 도출하도록 한다.
경제성이란 항만이 동일한 조건과 서비스 수준 하에서 운영될 때 항만의 생산성을 감안한 개발 및 운영비용을 비교하는 것으로 설명할 수 있다. 여기에서는 자동화장비와 야드 운영시스템 레이아웃, 그리고 운영 측면을 고려하여 기존 모델로서 재래식 항만인 광양항 1단계(4선석) 레이아웃 설계와 비교한 것이다.
이러한 정보를 바탕으로 야드 시뮬레이션을 수행하기 위한 기초작업에 들어간다. 이 기초작업에는 단적 수별 소요 TGS, 일별 처리 물동량, 운송수단별 처리 물동량 등에 관한 데이터를 산출하고 기본 장비의 사양과 컨테이너 사양, 이송차량 및 선박 사양 등을 정한다.
이 연구의 주요 내용으로는 안벽 능력과 장치장 능력 및 개발 전제 조건과 소요 TGS를 산정하였고, 야드 운영시스템에 대한 4가지 모델 설계안을 제시하여 각 모델별로 자동화 운영부문과 생산성 측면의 반출입시 cycle time을 비교 평가하였다.
수출입 운송패턴을 만족시키면 동선체계 최적화, 각 단계 및 목표를 최적화하여 터미널 레이아웃을 향상시키고 본선하역 우선 원리를 적용하여 하역 시뮬레이션을 수행하고 최종적으로 모델 레이아웃 설계를 확정 짓는다. 이러한 과정을 본 논문에서는 4가지 모델을 설계하여 결과를 비교, 최적에 해당하는 모델을 선택한다. 다음의 (그림 2)은 야드 시뮬레이션의 설계 과정을 나타낸 것이다.
자동화 터미널의 운영시스템을 다음과 같이 4가지 모델로 나누어 설계를 추진하였는데, 환적, 수입, 수출물량 발생시각 자동화 장비를 통한 컨테이너의 이동 경로에 따라 각 모델별로 구분하였다. 본 운영시스템에 적용된 장비들은 Q/C 를 제외한 전 야드 장비가 완전 자동화를 전제로 한 것이다.
전제와 공통조건이 완성되면 제1단계인 초기 야드 배치모델링과 야드 기초설계에 들어가며 이 과정에서 각종 정보를 바탕으로 본선하역능력, 장비설계 사양 및 운영계획, 야드 기본배치계획, 동선체계 모델링, 각 Slot 모델링을 계획한다.
제2단계를 완성하면 완성된 레이아웃을 바탕으로 레이아웃을 개선한 후 제2단계에서 만족된 야드 설계를 가지고 수출입 운송패턴을 만족하는지 여부를 검토하여 만족하지 못하면 반복적으로 실시하며 이 단계에서 야드 장비 사양의 최적화 작업을 실시한다. 수출입 운송패턴을 만족시키면 동선체계 최적화, 각 단계 및 목표를 최적화하여 터미널 레이아웃을 향상시키고 본선하역 우선 원리를 적용하여 하역 시뮬레이션을 수행하고 최종적으로 모델 레이아웃 설계를 확정 짓는다.

대상 데이터

다만 자동화에 따른 일부 새로운 업무에 인력이 추가된다. RMGC-2 모텔의 인력은 Ballis 의 논문에서 네덜란드 항만인 ECT의 인원을 산출한 자료를 적용하였다[12].

성능/효과

대안 모델들 중 RMGC-2 모델이 생산성 측면에서 높은 달성도를 보이고 있음을 알 수 있다. 따라서 RMGC-2 모델의 자동화 운영 방안을 토대로 수출입 화물별로 야드 운영시스템의 레이아웃을 설계하면 다음과 같다.
둘째, 야드의 장치 공간이 부족하여 선 측의 하역작업이 지연되는 경우는 없다.
OHBC 모델의 경우에는 운영체제가 근본적으로 수입과 수출 시 연계되는 장비의 종류가 달라 두 값의 차이를 보이고있다. 따라서 4개의 모델을 비교해 본 결과 전반적으로 RMGC-2 모델이 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 RMGC-2 보델의 방법을 토대로 레이아웃을 설계하는 것이 위의 상황을 가장 만족시킬 수 있다고 할 수 있다. 그러나 이 논문에서 설계한 야드 운영시스템 레이아웃대로 운영이 되기 위해서는 무엇보다도 해당 자동화 장비들의 개발이 우선적으로 이루어져야 하며, 특히 우리나라의 기술로 개발이 이루어질 때 보다 더 높은 경제적 가치가 있을 것이다.
이상과 같은 두 모델의 연간 비용을 현재가치로 환산하여 누적시켜 나갈 때 (그림 7)에 나타낸 바와 같이 항만 개장 이후 3년부터는 RMGC-2 모델 비용이 기존 모델의 비용보다 낮아지게 됨을 알 수 있다. 이와 같은 결과는 RMGC- 2 모델에 의한 항만의 건설이 자동화에 따른 유도되는 많은 타 분야의 경제적.

후속연구

따라서 이 논문에서 제시한 RMGC-2 보델의 방법을 토대로 레이아웃을 설계하는 것이 위의 상황을 가장 만족시킬 수 있다고 할 수 있다. 그러나 이 논문에서 설계한 야드 운영시스템 레이아웃대로 운영이 되기 위해서는 무엇보다도 해당 자동화 장비들의 개발이 우선적으로 이루어져야 하며, 특히 우리나라의 기술로 개발이 이루어질 때 보다 더 높은 경제적 가치가 있을 것이다. 하지만 현재는 기술 개발이 그렇지 못한 상황이어서 시급히 기술개발을 필요로 한다.
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 RMGC-2 보델의 방법을 토대로 레이아웃을 설계하는 것이 위의 상황을 가장 만족시킬 수 있다고 할 수 있다.
실제로 자동화 항만과 재래식항만을 동시에 운영하고 있는 외국의 경우 전체 운영비에 대한 인건비 비중이 자동화인 경우 25%인데 반하여 재래식인 경우는 44%에 달하고 있다[10]. 앞으로 기술이 발전하면 더욱 높은 생산성을 보일 것으로 기대되며, 노동자들의 파업으로 인한 작업중단도 크게 줄고 작업자가 직접 작업에 투입되지 않으므로 산업재해도 대폭 경감시킬 수 있다.

참고문헌 (15)

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상세보기
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Ward, T. A. and R. Johansen, 'Simulation Analysis in Terminal Planning, Pier 300 Marine Terminal Port of Los Angeles,' presented at Planning and Research Seminar, AAPA, Tempa, Florida, pp.24-26, April, 1996
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상세보기
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Savelsbergh, M. and M. Sol, 'DRIVE : Dynamic Routing of Independent Vehicles,' Operations Research, Vol.46, No.4, pp.474-490, 1988

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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