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문제 정의
- 본 절에서는 그림 3에서 제시한 제약 조건들을 만족하도록 대상 컨테이너들의 목표 위치를 결정하는 휴리스틱 RFSDH(Re-handling-Free Slot Determination Heuristic)"]를 소개한다. RFSDH에 의하여 결정된 컨테이너들의 목표 위치는 본 연구에서 탐색을 위한 초기 해로 사용된다.
- 3장에서는 초기해 생성 방안, 부분 순서를 도출하는 방안, 그리고 현재해로부터 이웃해를 생성하는 방안에 대하여 기술한다. 또한 도출된 부분 순서의 제약하에서 트랜스퍼 크레인간 간섭을 고려하여 실행 가능한 재정돈 계획을 수립하는 방안도 함께 소개한다. 4장에서는 제안한 방안을 적용한 실험결과를 정리하여 분석하고, 마지막 5장에서 결론과 향후 연구로 매듭을 짓는다.
- 이에 비해 본 연구에서 제시하는 방안은 적하 순서가 결정된 후 개별컨테이너의 베이 내 위치까지 고려하여 재정돈을 계획하는 문제를 다루고 있다. 또한 본 연구는 하나의 크레인을 사용한다고 가정한 기존 연구와는 달리 복수 크레인을 활용하는 계획올 수립한다.
- 현재 해를 변형하여 이웃해를 생성하고, 생성된 이웃해가 유효한지 판단하는 방안도 함께 제시한다. 또한 부분 순서의 제약하에 각 컨테이너 이동 작업을 크레인에 순차적으로 할당함으로써 실행 가능한 재정돈 계획을 수립하는 방안을 소개한다.
- 본 논문에서는 담금질 알고리즘(simulated annealing) [1]을 이용하여 복수의 트랜스퍼 크레인을 활용하는 재정돈 계획을 수립하는 방안을 제안한다. 본 제안 방안은 흩어져 있는 대상 컨테이너들을 옮겨놓을 목표 위치를 탐색의 대상으로 삼는다.
- 하나이다. 본 논문에서는 담금질 알고리즘을 활용하여 재정돈 계획을 수립하는 방안을 제안하였다. 본 제안 방안은 대상 컨테이너들의 목표 위치를 탐색의 대상으로 삼아 해로 표현하고, 컨테이너들의 목표 위치를 바꾸어 이웃해를 생성하였다.
- 본 연구는 재정돈 계획을 위한 휴리스틱을 소개한 기존 연구[6]를 확장하여, 컨테이너들의 목표 위치를 담금질 알고리즘으로 탐색함으로써 보다 효율적인 재정돈계획을 수립하는 방안을 제안한다.
- 본 연구에서는 선석에 수평으로 배치된 장치장 블록에서 교차가 허용되지 않는 크레인들을 대상으로 재정돈 계획을 수립하였다. 향후 선석에 수직으로 배치된 블록과 교차 가능한 크레인들이 설치된 경우에도 효율적인 재정돈 계획을 수립하기 위하여 본 제안 방안을 확장하는 연구가 요청된다.
- 재정돈 작업 시에 재취급이 발생하면 트랜스퍼 크레인(이하 크레인)이 수행하여야 하는 부가적인 작업이 발생하므로 재정돈 소요 시간이 늘어날 수 있다. 본 연구에서는 이 두 제약 조건을 지키면서 작업 소요 시간이 가능한 짧은 계획을 수립하고자 한다. 둘 이상의 크레인을 재정돈에 활용하는 경우 이들간에는 물리적 간섭에 의하여 동시에 작업이 불가능한 거리가 있으므로 이를 고려하여 재정돈 계획을 수립하여야 한다.
- 간의 이동 순서를 결정하여야 한다. 본 절에서는 부분 순서로부터 구체적인 크레인 작업 계획을 수립하고 평가하는 방안을 소개한다.
- 본 절에서는 탐색을 위하여 현재해를 변형하여 이웃 해를 생성하는 방안을 소개한다. 그림 7의 (a)는 현재해를 보이고 있다.
- 따라서 적하 대상이 되는 컨테이너 가장치장으로 반입되는 시점에 적하 작업을 고려하여 장치할 위치를 적절히 결정하는 것이 이상적이다. 수출 컨테이너가 터미널에 반입되는 시점에는 해당 컨테이너를 실을 선박, 목적항, 무게와 같은 정보가 함께 통지되므로, 터미널에서는 사전에 장치장 공간 계획을 수립하여 동일한 종류(규격, 선박, 목적항, 무게 등을 고려하여 구분)의 컨테이너들을 지정한 공간에 모아 장치함으로써 트랜스퍼 크레인의 불필요한 이동을 최소화하고자 한다. 1) 하지만 환적(trans-shipment)》화물의 처리, 장치할 공간의 부족, 컨테이너 정보의 미비叫 그리고 트랜스퍼 크레인이 현재 수행하고 있는 다른 작업들에 대한 지연 최소화 등의 이유로 항상 적하 작업에 유리하도록 컨테이너들을 장치하지 못할 수 있다.
- 이 연구에서는 대상 컨테이너들의 초기위치와 적하 순서를 동시에 고려하여 그림 3의 두 가지 제약 조건을 만족하는 각 컨테이너의 목표 위치를 결정하는 휴리스틱과 결정된 목표 위치를 초기 위치 및 적하 순서와 함께 고려하여 컨테이너 이동을 위한 부분순서를 도출하는 방안을 소개하였다. 또한 이렇게 생성한 부분 순서로부터 간단한 그리디(greedy) 휴리스틱을 이용하여 크레인 작업 계획을 생성하는 방안도 함께 제안하였다.
- 현재 해를 변형하여 이웃해를 생성하고, 생성된 이웃해가 유효한지 판단하는 방안도 함께 제시한다. 또한 부분 순서의 제약하에 각 컨테이너 이동 작업을 크레인에 순차적으로 할당함으로써 실행 가능한 재정돈 계획을 수립하는 방안을 소개한다.
가설 설정
- 하나의 블록에는 총 33개 베이가 있으며, 각 베이는 자동화 컨테이너 터미널에서 많이 활용되는 6단 9열로 구성되었다고 가정하였다. 대상 컨테이너들의 적하 순서는 임의로 생성하였으며, 총 196개(4개 베이 분량)의 컨테이너를 재정돈하는 계획을 수립한다고 가정하였다. 재정돈에는 교차 불가능한 두 대의 크레인을 사용하며, 크레인들이 상호 간섭 없이 작업할 수 있는 최소 거리는 5베이로 두었다.
- 재정돈하기 전에 대상 컨테이너들이 위치한 베이를 원천 베이(source bay)라 부르며, 컨테이너들을 재정돈하여 모을 베이를 목표 베이(target bay)라 부른다. 본 연구에서는 재정돈 수행 이전에 목표 베이들이 비워져 있다고 가정하였다. 그림에서는 두 개의 원천 베이 Si과 S2에 대상 컨테이너들이 쌓여져 있으며, 각 대상 컨테이너를 어느 목표 베이로 옮길 지와 해당 목표 베이 내에서의 적하 순서를 각각 문자와 숫자로 표시하고 있다.
- 이 연구에서는 크기가 달라 상호 교차 가능한 두 대의 크레인을 운영한다고 가정하고, 각 컨테이너의 장치장 내 예상 체류 시간을 이용하여 옮길 대상 컨테이너들올 선정하는 방안을 제안하였다. 이 연구는 Kim과 Bae의 연구 ⑸와 같이 명시적인 적하 계획이 수립되기 전에 이후에 발생할 작업들에 대비하여 컨테이너들을 미리 옮기는 상황을 가정하였다.
- 예를 들어 2G의 경우 크레인 4가 2번째로 이동시킬 컨테이너이다. 이 예에서는 2대의 크레인 4와 B를 재정돈에 활용한다고 가정하였다. 크레인 A의 경우 7W 스 2G 3 5W 3 3G T 5G T 2W 순서로 작업을 수행하고, 크레인 日는 7G 分 4G 9 4W T 6G T 3W 순서로 작업을 수행하기로 계획되었다.
- 각 노드에는 해당 크레인이 위치할 베이 번호를 숫자로 나타내었으며, 화살표에는 상태 전이에 필요한 동작과 소요 시간을 기입하였다. 이해를 돕기 위하여 동작 소요 시간은 간단한 수치를 사용하였다 4 B 두 크레인이 최소 2베이 간격 이상 떨어져 있어야 작업이 가능하다고 가정하였다. 상태 전이 그래프로 시뮬레이션을 수행해보면 그림 11의 (a)와 같이 크레인 厶가 상태 a2, 그리고 크레인 B가 상태 如일 때 간섭이 발생함을 알 수 있다.
- 분석한다. 하나의 블록에는 총 33개 베이가 있으며, 각 베이는 자동화 컨테이너 터미널에서 많이 활용되는 6단 9열로 구성되었다고 가정하였다. 대상 컨테이너들의 적하 순서는 임의로 생성하였으며, 총 196개(4개 베이 분량)의 컨테이너를 재정돈하는 계획을 수립한다고 가정하였다.
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