[논문]고생산성 컨테이너 이송차량 모델 연구

김우선; 최용석

doi:10.5394/kinpr.2006.30.8.691

[국내논문] 고생산성 컨테이너 이송차량 모델 연구
A Study on the Model of the Container Transport Vehicle with High Productivity 원문보기

한국항해항만학회지 = Journal of navigation and port research, v.30 no.8 = no.114, 2006년, pp.691 - 697

김우선 (한국해양수산개발원 항만연구본부) , 최용석 (순천대학교 경영통상학부 물류학)

초록
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본 연구의 목적은 기존의 컨테이너터미널 이송차량의 기술대안을 분석하여 터미널 생산성을 높일 수 있는 고생산성이송차량 모델을 개발하는 것이다. 대안 개발을 위해 YT(Yard Tractor), S/C(Straddle Carrier), SHC(Shuttle Carrier), AGV(Automated Guided Vehicle) 등의 이송차량에 대한 기술적 사양을 분석하며, 이송차량의 기술단계별 세대를 분류하기 위하여 운영현황과 성능을 조사한다. 본 연구에서 제시하는 이송차량의 개발 대안은 향후 고생산성의 진보된 컨테이너 터미널에 유용하게 활용될 것이다.

Abstract ▼ AI-Helper

The objective of this study is to develop the alternative model of the container transport vehicle of high productivity for the purpose of the increase of terminal productivity. In order to develop the alternatives, we analyze the technical specification of existing transport vehicles such as YT(Yard Tractor), S/C(Straddle Carrier), SHC(Shuttle Carrier), and AGV(Automated Guided Vehicle) and investigate the operation and performance of transport vehicles to classify the technical generation. The development alternative of transport vehicle presented in this study will usefully be apply to advanced container terminal with higher productivity in near future.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 컨테이너터미널 내부에서 대량의 컨테이너를 이송하는 고효율, 고생산성의 이송차량 개발을 위해 기존의 컨테이너터미널 이송차량의 기술대안을 분석하여 터미널 생산성을 높일 수 있는 새로운 이송차량 대안을 개발하는 것이다. 대안 개발을 위해 YT, S/C(Straddle Carrier), SHC(Shuttle Carrier), AGV(Automated Guided Vehicle) 등의 이송차량에 대한 기술적 사양을 분석하며, 이송차량의 기술단계별 세대를 분류하기 위하여 운영현황과 성능을 조사하고, 새로운 타입의 이송차량 대안을 제시한다.

가설 설정

12,000TEU급 선박을 대상으로 할 경우 국내 조선소의 제원을 고려하여 선장을 350m로 가정하며(Table 2 참조), 이때의 물리적으로 작업 가능한 최대 안벽크레 인 대수는 7대 이다. 15, 000TEU 급 선박을 대상으로 할 경우 국제 기준에 따라 선장을 400m로 가정하여 최대 할당가능 안벽크레인 대수는 8대이다?9

제안 방법

12,000TEU급 선박의 경우와 15,000TEU급 선박의 경우를 나누어서 투입 C/C대수와 C/C당 할당 물량, C/C 생산성을 고려해서 투입 C/C 대수에 따른 개당 처리시간 주기를 분석하고, 개별 투입 C/C별 투입 이송차량수에 따른 최소 회전 시간을 분석한 결과는 Table 4에 제시하였다.
그리고, 무인단계는 AGV로 대표되며, 무인화 SC, SHC가 개발되었다. 기능측면에서는 YT, AGV로 대표되는 싣기방식과 SHC, SC로 대표되는 집기방식으로 개발되었다. 유무인단계인 5세대는 복합적인 기능을 가지면서 최신의 정보기술을 탑재하여 기술적 진보를 이룬 것으로 동적인 차량배차를 지원하는 위치제어방식을 가지고 있다.
대안 개발을 위해 YT, S/C(Straddle Carrier), SHC(Shuttle Carrier), AGV(Automated Guided Vehicle) 등의 이송차량에 대한 기술적 사양을 분석하며, 이송차량의 기술단계별 세대를 분류하기 위하여 운영현황과 성능을 조사하고, 새로운 타입의 이송차량 대안을 제시한다.
선박 대형화에 따른 선장, 선폭, 흘수 등 제원의 변화를 살펴보기 위하여 현재 운행 중인 선박, 조선사에서 건조중인 선박, 각 해운관련 전문기관에서 발표된 대형선박의 제원을 참고하여 선박규모와 가장 밀접한 관계에 있는 제원을 조사하였다.
이러한 컨테이너선의 대형화에 따라, 하역시스템의 생산성향상이 필요하다. 이를 위해 본 연구에서는 컨테이너터미널 내부에서 대량의 컨테이너를 이송하는 고효율, 고생산성의 이송차량개발을 위해 기존의 컨테이너터미널 이송차량의 기술대안을 분석하였으며, 터미널 생산성을 높일 수 있는 새로운 이송차량 대안 개발을 위해 YT, S/C, SHC, AGV 등의 이송차량에 대한 기술적 사양을 분석하며, 이송차량의 기술단계별 세대를 분류하고, 각 이송 장비별 싸이클타임의 구성을 분석하여 대기 및 작업 시간을 최소화할 수 있는 차세대 이송차량의 모델 대안을 개발하고, 싸이클타임 절감 효과를 산정하였다.
자가하역기능을 가진 이송차량으로 작업을 수행할 경우 자가하역기능을 이용한 대기 및 작업시간의 감소에 따른 싸이클타임 절감 효과(Saving Effects)⁶⁾를 분석하였다. 자가하역기능으로 15, 30, 45, 60%의 대기시간 및 작업시간의 절감 효과가 있을 경우 YT의 경우 각각 8, 16, 23, 31%의 싸이클 타임 절감효과가 있으며, SHC의 경우 9, 18, 27, 35%의 전체 싸이클타임 절감 효과가 있는 것으로 분석되었다.

성능/효과

1개당 처리시간은 81초가 산출된다. 15,000TEU급 선박의 하역작업을 위해 필요한 C/C 생산성은 시간당 49개 이상이어야 하며, C/C의 컨테이너 1개당 처리시간은 74초가 산출된다.
그리고 SHC와 SC와 같이 집기기능의 이송장비는 능동적인 방식에 따른 작업시간비율이 평균 345%로 높으며, 반대로 대기시간 비율이 낮다.
따라서, 본 연구에서 제안하는 고생산성 이송차량은 TC 및 C/C의 대기시간이 최소가 되도록 다양한 작업방식을 선택할 수 있다.
이송장비의 싸이클타임 구성을 상태정의 (State Definition) 를 통해 분석하고, YT, AGV, SC, SHC 네가지 이송장비의 싸이클타임을 분석한 결과 YT, AGV와 같은 싣기기능의 이송 장비의 경우 대기시간이 많은 비중을 차지했으며, SHC, SC 와 같이 집기기능의 이송장비의 경우 작업시간이 많은 비중을 차지 했다.
자가하역기능으로 15, 30, 45, 60%의 대기시간 및 작업시간의 절감 효과가 있을 경우 YT의 경우 각각 8, 16, 23, 31%의 싸이클 타임 절감효과가 있으며, SHC의 경우 9, 18, 27, 35%의 전체 싸이클타임 절감 효과가 있는 것으로 분석되었다.
지속적인 컨테이너화와 항만물동량의 증가에 따라 1980년대 평균 선박크기는 975TEU에서 현재는 2, 191TEU로 증가되었으며, 최대 선박크기 또한 1980년대 3Q57TEU에서 현재는 9, 200TEU로 증가되었다.

후속연구

따라서, 향후 초대형선의 취항에 대비하여 더 효율적이며, 더 생산적인 이송장비가 필요하며, 이를 위해서는 새로운 타입의 하이브리드 이송장비가 필요하다.
있다. 이러한 물동량 증가는 초대형 컨테이너선의 운항을 앞당기고 있으며, 초대형 컨테이너선의 운항이 예상되는 취항항로인 극동/유럽 항로와 극동/북미 항로상에 위치한 입지적 여건으로 인해 대량의 컨테이너화물을 처리하기 위한 고생산성의 하역시스템에 대한 기술개발이 필요하며, 특히, 고효율, 고생산성의 이송장비 개발이 절실히 필요하다.
향후 연구에서는 새로운 타입의 이송차량의 정확한 사양을 설정하고 생산성을 분석하며, 구체적인 운영로직과 적용방안을 도출해야 한다.

참고문헌 (8)

김우선(2006), "유인 이송장비 이동거리에 따른 특성 비교 분석", 월간 해양수산 3월호.
최용석 외(2004), "컨테이너터미널의 야드트랙터 소요대수 추정", 한국항해항만학회 제28권 6호
하태영 외(2004), "시뮬레이션을 이용한 자동호 컨테이너터미널의 AGV 운영평가", 한국항해항만학회 제28권 제10호

원문보기 상세보기
Bozer, Y. A. and Yen, C. K., Intelligent Dispatching Rules for Trip-based Material Handling Systems, Journal of Manufacturing Systems, 15(4), 1996, 226-239.

상세보기
Egbelu, P. J. and Tanchoco, J. M. A., Characterization of AGV Dispatching Rules, International Journal of Product ion Research, 22(3), 1984, 359-374.

상세보기
Kim, K. H. and Bae, J. W., A Dispatching Method for Automated Guided Vehicles to Minimize Delays of Containership Operation, International Journal of Management Science, 5(1), 1999, 1-25.

원문보기 상세보기
Neil Davison(2006), "What's driving investment in new port capacity?", TOC ASIA
Yang et al. (2004), "Simulation-based performance evaluation of transport vehicles at automated container terminals, OR Spectrum 26:149-170

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