[논문]고성능 안벽크레인의 터미널 하역 생산성 비교분석

하태영; 최용석

doi:10.5394/kinpr.2005.29.6.547

고성능 안벽크레인의 터미널 하역 생산성 비교분석
A Comparative Study on Productivity of High Performance Quay Crane in Container Terminal 원문보기

한국항해항만학회지 = Journal of navigation and port research, v.29 no.6 = no.102, 2005년, pp.547 - 553

하태영 (한국해양수산개발원, 해운물류항만연구센터) , 최용석 (한국해양수산개발원, 해운물류항만연구센터)

초록
AI-Helper

본 연구에서는 수직배치형 장치장 블록형태의 자동화 컨테이너 터미널을 대상으로 안벽에서 컨테이너의 양${\cdot}$적하 작업을 수행하는 안벽크레인(Q/C)에 대한 하역생산성을 평가해 보았다. 분석 대상이 되는 안벽크레인의 유형으로 기존의 싱글트롤리 타입외에 차세대 안벽크레인으로 인식되고 있는 듀얼트롤리 더블트롤리, 수직순환식의 하역방식을 가지는 네 가지 장비이다. 이들은 각기 다른 방식으로 선박의 컨테이너를 하역하며, 이들 각각에 대해 기계적 생산성과 순작업 생산성을 산출해 보았다. 특히, 안벽크레인의 순작업 생산성을 산출하기 위해 각 장비에 대한 시뮬레이션 모델을 수립하고 이를 적용한 시뮬레이션 시스템을 개발하였으며, 개발된 시뮬레이션 시스템을 통해 내 가지 안벽크레인에 대한 다양한 시뮬레이션이 수행되었다.

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this paper is to evaluate the quay crane productivity in automated container terminal with perpendicular yard layout. In particular, four quay crane (single trolley/dual trolley/double trolley/supertainer) are considered to evaluate the productivity on the terminal performance. Each quay crane load or unload containers by a different process. For each quay crane, two productivities are considered and compared: mechanical productivity, net productivity. As the net productivity of quay crane is significant, in this paper, an application of simulation model to simulate automated container terminal is developed and a wide variety of computational experiments were conducted.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

순 작업 생산성의 경우는 장비 간의 대기시간을 고려해야 하며, 이는 하역작업 시 이송, 야드 장비와의 연계상황에서 발생하므로 수리적인 분석에 매우 어려움이 있다. 따라서, 본 연구에서는 시뮬레이션을 통해 안벽크레인의 순 작업 생산성을 산출하였다.
본 연구에서는 안벽크레인의 하역작업 과정을 묘사할 수 있는 시뮬레이션 모델을 수립하였다. 모델의 설계는 정의된 작업상태와 상태 전이 도를 토대로 크레인의 하역작업을 작업상 태의 반복적인 과정으로 표현한 것으로, 이러한 상태 정의와 상태 전이 도는 분석의 목적에 따라 작업상태와 상태 전이 도를 재구성하여 사용할 수 있는 이점을 가지고 있다.
본 연구에서는 컨테이너 터미널에서 서로 상이한 작업방식과 싸이클타임을 가지는 4가지 유형(싱글, 듀얼, 더블, 수직 순환식식)의 안벽크레인에 대해 기계적. 순 작업 생산성으로 구분하여 생산성을 비교분석하였다.
이에, 본 연구에서는 이송 장비의 주행속도와 운행 대수를 고려한 현재의 터미널 하역시스템 구성에서 다음과 같은 Q/C의 유형별 운영전략지표를 작성해 보았다.
현재, 안벽크레인 하역 생산성을 더욱 향상시킬 수 있는 다양한 작업방식의 차세대 안벽크레인의 개념 및 기술개발이 이 루어 지고 있는 상황에서, 본 연구는 차세대 안벽크레인으로 부각되고 있는 듀얼트롤리, 더블 트롤리, 수직 순환식 크레인의 하역 생산성을 기계적 생산성 및 순 작업 생산성 측면에서 기존의 싱글 트롤리와 비교분석해 보았다. 본 연구의 결과를 통해 기존의 터미널 하역 생산성을 향상시킬 수 있는 차세대 안 벽 크레인의 개발 방향을 수립할 수 있을 것으로 본다.

제안 방법

1개의 트롤리에 대해 총 5가지 상태 정의와 전이 도로 구성된 시뮬레이션 모델을 설계하였다.
따라서, 본 연구에서는 안벽크레인의 기계적 생산성과 순작 업 생산성을 비교평가 대상으로 하며 기계적 생산성은 작업싸 이클에 기준한 수치계산으로, 순 작업 생산성은 수립된 모형에 의한 시뮬레이션 분석을 통하여 산출하도록 한다.
분석 결과에서 기계적 생산성에서는 더블 트롤리, 수직 순환식, 듀얼, 싱글순으 로 생산성이 우수하였고, 순 작업 생산성에서는 장비 효율성과 하역시스템 측면에서 더블 트롤리와 수직 순환식이 동일한 수치를 보였다. 마지막으로 분석 결과를 정리하여 안벽크레인의 유형별 운영전략지표를 작성하였다.
순 작업 생산성으로 구분하여 생산성을 비교분석하였다. 비교분석에서는 작업 싸이클 타임과 작업방식을 고려한 수치적 계산 방법으로 기계적 생산성을 산출했으며, 이송 장비와 야드 장비로 구성된 시뮬레이션 방법을 적용하여 순 작업 생산성을 산출하였다. 분석 결과에서 기계적 생산성에서는 더블 트롤리, 수직 순환식, 듀얼, 싱글순으 로 생산성이 우수하였고, 순 작업 생산성에서는 장비 효율성과 하역시스템 측면에서 더블 트롤리와 수직 순환식이 동일한 수치를 보였다.
본 연구에서는 컨테이너 터미널에서 서로 상이한 작업방식과 싸이클타임을 가지는 4가지 유형(싱글, 듀얼, 더블, 수직 순환식식)의 안벽크레인에 대해 기계적. 순 작업 생산성으로 구분하여 생산성을 비교분석하였다. 비교분석에서는 작업 싸이클 타임과 작업방식을 고려한 수치적 계산 방법으로 기계적 생산성을 산출했으며, 이송 장비와 야드 장비로 구성된 시뮬레이션 방법을 적용하여 순 작업 생산성을 산출하였다.
시뮬레이션 분석은 1개 선석(350m)에 수직 배치 형태의 장 치장 구조(7개 블록)를 가지는 자동화 터미널을 대상으로 하였으며, 이송장비오卜 야드 장비의 연계성을 고려하여 분석하였다.
야드 장비의 작업설정은 블록당 2대가 본선 작업에 투입되는 경우(14대)를 대상으로 하였으며, 이송 장비의 작업설정은 Q/C와 조별 작업을 수행하므로 Q/C당 2〜7대를 투입하여 운행속도(2.0m/s 6.0m/s)에 따라 Q/C의 생산성 변화를 분석하였다.

성능/효과

비교분석에서는 작업 싸이클 타임과 작업방식을 고려한 수치적 계산 방법으로 기계적 생산성을 산출했으며, 이송 장비와 야드 장비로 구성된 시뮬레이션 방법을 적용하여 순 작업 생산성을 산출하였다. 분석 결과에서 기계적 생산성에서는 더블 트롤리, 수직 순환식, 듀얼, 싱글순으 로 생산성이 우수하였고, 순 작업 생산성에서는 장비 효율성과 하역시스템 측면에서 더블 트롤리와 수직 순환식이 동일한 수치를 보였다. 마지막으로 분석 결과를 정리하여 안벽크레인의 유형별 운영전략지표를 작성하였다.
생산성에서 차이를 보인 Q/C에 대해 살펴보면, 싱글 Q/C의 경우 3.0m/s(5대), 4.0m/s(4대), 5.0nVs(3대), (S.Orr/sCZ대) 지점, 듀얼 Q/C의 경우 3.0m/s(6대), 4.0m/s(5대), 5.0m/s(4대) 지점 을 기점으로 각각 상대적으로 기계적 생산성이 높은 Q/C와 차이를 보이기 시작했으며, 이는 AGV의 운행속도가 증가할 수도 더욱 커지는 현상을 보였다.
이상의 내용에서 Q/C의 하역 생산성은 터미널의 하역시스템 구성(이송 장비, 야드 장비 연계)에 따라, 기계적 생산성과 순작 업 생산성에서 많은 차이를 보이는 것을 알 수 있다. 이것은 높은 기계적 생산성이 반드시 높은 순 작업 생산성을 가지지는 않은 다는 것을 의미하는 것으로 따라서, 현재, 터미널의 하역 시스템 여건에 가장 적합한 안벽크레인 유형을 선택할 필요가 있다고 판단된다.
평균 주행속도 2.0m/s 운행 시에는 4가지 유형의 Q/C가 기계적 생산성에 상관없이 Q/C의 순 작업 생산성은 거의 차이가 없는 것으로 분석되었다. 평균 주행속도 3.
0m/s 운행 시에는 4가지 유형의 Q/C가 기계적 생산성에 상관없이 Q/C의 순 작업 생산성은 거의 차이가 없는 것으로 분석되었다. 평균 주행속도 3.0m/s 이상부터는 AGV의 운행 대수에 따라 각 Q/C의 순 작업 생산성에 분명한 차이를 보였다.
한편, 기계적 생산성이 상대적으로 높은 더블과 수직 순환식 Q/C의 경우는 AGV의 주행속도와 운행 대수에 무관하게 거의 동일한 생산성을 나타내는 것으로 분석되었다. 이것은 현재의 이송 장비의 주행속도(최대 6.

후속연구

본 연구에서 제시된 Q/C의 운영전략지표는 자동화 터미널의 설계에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 본다.
현재, 안벽크레인 하역 생산성을 더욱 향상시킬 수 있는 다양한 작업방식의 차세대 안벽크레인의 개념 및 기술개발이 이 루어 지고 있는 상황에서, 본 연구는 차세대 안벽크레인으로 부각되고 있는 듀얼트롤리, 더블 트롤리, 수직 순환식 크레인의 하역 생산성을 기계적 생산성 및 순 작업 생산성 측면에서 기존의 싱글 트롤리와 비교분석해 보았다. 본 연구의 결과를 통해 기존의 터미널 하역 생산성을 향상시킬 수 있는 차세대 안 벽 크레인의 개발 방향을 수립할 수 있을 것으로 본다.

참고문헌 (5)

최용석, 김우선, 하태영(2004), '컨테이너터미널의 야드 트랙터 소요대수 추정', 한국항해항만학회지, 제28권, 제6호, 549-555

원문보기 상세보기
하태영, 최용석, 김우선(2004), '자동화 컨테이너 터미널의 이송장비 운영평가를 위한 시뮬레이션 모델', 한국항해항만학회 2004년 춘계학술대회 논문집, pp. 443-449
C. Davis Rudolft III(2001), 'Container-crane Productivity: Can it Keep up with Container Ship Size Increase?', Port Technology International 14th Edition
Michael A. Jordan, SE.(1997), 'Super Productive Cranes', presented at TOC Europe, Marcelona, June 3-5
Michael A. Jordan, S.E.(2002), 'Quay Crane Productivity', presented at TOC Americas, Miami, November

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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