[논문]컨테이너터미널에서 야드 트랙터 풀링시스템을 적용한 효율적인 운영 전략

신재영; 권순철

doi:10.5394/kinpr.2009.33.6.401

문제 정의

하지만 요즘 RFID, DGPS 등을 통한 실시간 모니터링에 대해서많은 연구가 되고 있으므로, 위치추적 시스템기술을 적용한 더효율적인 YT 풀링시스템을 구축할 수 있을 것이라고 기 대한다. 본 논문에서는 YT 풀링 의사결정 흐름의 첫 번째 단계인 QC 작업범위 결정에서, 현실적으로 QC의 작업범위에 영향을 미칠수 있는 요인을 도출해 보았다. 또 세 번째 단계인 YT 배정규칙을 시스템의 상황에 따라서 3가지로 나누어 모델을 제시하였다.
본 논문에서는 YT 풀링시스템을 운영하고 있는 터미널의 상황에 따라 각각 그에 맞는 YT 할당모형을 제시하였고, 향후 도입을 고려하고 있는 실시간 모니터링 시스템이 도입되었을 때를 고려한 모형도 연구해 보았다. 또 위 연구들과는 다른 시각으로 현실적인 면을 고려하기 위해서, 실제로 운영되고 있는 국내 컨테이너터미널의 내적.
본 논문에서는 YT 풀링운영에 영향을 미치는 요인을 실무에서 일하고 있는 전문가들을 대상으로 인터뷰하여 도출해 보았다. 또, 현재 컨테이너터미널의 상황에 따른 적절한 작업 할당모형을 제시하였고, 곧 도입이 예상되는 실시간 야드 모니터링시스템을 고려한 YT 할당모형도 연구하였다.
실험은 YT와 QC의 대수 변화에 따라서 최종작업의 시작시간이 어떻게 변화되는지, 또 데디케이트시스템과 YT 풀링시스템을 비교하여 YT 풀링시스템이 어느 정도 장비 효율의 향상을 가져오는지에 대해서 알아보았다.

가설 설정

이용하여 코딩하였다. 가정사항으로 한 선박 당 할당되는 QC수는 3대로 하였다. 실험 범위는 QC 3대 / 6대 / 9대 / 12대 / 15대까지 최대 5척의 선박까지 적용해보았고, 여기에 할당되는 YT수는 QC당 2대 / 3대 / 4대까지 대수를 변경해보며실험을 실시하였다.
세 번째 모델은 YT 풀링운영에 이러한 시스템이 도입된 상태라고 가정하여 모델링을 해보았다.

제안 방법

또 세 번째 단계인 YT 배정규칙을 시스템의 상황에 따라서 3가지로 나누어 모델을 제시하였다. 그리고 실험을 통해서 YT 풀링시스템의 효과를 살펴보고두 번째 단계인 YT 투입대수를 산정해 보았다.
RTLS 시스템에 대해서 설명하였다. 그리고 이를 적용하여 컨테이너터미널의 생산성을 향상시킬 수 있는 방안을 제시하였고, 시뮬레이션을 통해 검증하였다. 이어 박 등(2007)은 실시간 위치추적 기술인 Ad-Hoc을 이용하여 YT 풀링시스템을연구하였고, 시뮬레이션을 통해 분석하여 높은 효율을 입증하였다.
본 논문에서는 YT 풀링 의사결정 흐름의 첫 번째 단계인 QC 작업범위 결정에서, 현실적으로 QC의 작업범위에 영향을 미칠수 있는 요인을 도출해 보았다. 또 세 번째 단계인 YT 배정규칙을 시스템의 상황에 따라서 3가지로 나누어 모델을 제시하였다. 그리고 실험을 통해서 YT 풀링시스템의 효과를 살펴보고두 번째 단계인 YT 투입대수를 산정해 보았다.
또, 현재 컨테이너터미널의 상황에 따른 적절한 작업 할당모형을 제시하였고, 곧 도입이 예상되는 실시간 야드 모니터링시스템을 고려한 YT 할당모형도 연구하였다. 마지막으로 제시한 "할당 모형의 효과를 알아보고자 실험을 통해 데디케이트시스템과 YT 풀링시스템의 차이를 비교해 보았고, YT 풀링시스템이 데디케이트시스템에 비해서 QC의 대수가 많을수록 큰효과를 나타내는 것을 볼 수 있었다.
모델의 해법은 유휴 YT와 대상이 되는 QC간에 거리, 현재각 QC에 할당된 작업의 수, QC의 전체 작업완료시간에 대해서각 QC에 현재 상황에 따른 벌점을 부여하고 값이 가장 적은 QC에 YT를 할당하는 방식으로 모든 작업에 YT가 할당 될 때까지 반복한다. 이 해법은 각 작업에 대해서 벌점을 부여하고값의 정렬을 통해 최소값을 배정하는 것으로 쉽게 작업을 할당할 수 있다.
가정사항으로 한 선박 당 할당되는 QC수는 3대로 하였다. 실험 범위는 QC 3대 / 6대 / 9대 / 12대 / 15대까지 최대 5척의 선박까지 적용해보았고, 여기에 할당되는 YT수는 QC당 2대 / 3대 / 4대까지 대수를 변경해보며실험을 실시하였다. 작업량은 QC당 50개의 작업을 할당하였다.
하지만 모델은 비교적 단순하고 현실적이지 안았다. 안 둥(彌6)은 자동화 트랜스퍼 크레인(ATC, Automated Transfer Crane)을 이용한 수평 자동화장치장에 YT를 배정하고 ATC 작업 할당 휴리스틱 기법과 YT 풀링이 적용된 배정 휴리스틱 기법을 조합하여 그 효과를 분석하였다. 최 등(2(炀), 최 등(2(X)6)은 컨테이너터널의 생산성 향상에 영향을 주는 시스템에 YT 풀링시스템을 하나의 파트로포함하여 시뮬레이션을 통해 검증하였고, 생산성 향상에 효율적임을 증명하였다.
요인도출은 YT 풀링에 대해서 잘 알고 있는 실무자와의 인터뷰를 통해서 도출하였다. 인터뷰 대상은 YT 풀링시스템을운영하고 있거나 운영준비중인 터미널의 운영팀 / 전산팀 실무자 및 터미널 프로그램 개발자로 총 12명을 대상으로 하였다.
위에서 제시했던 할당모형 가운데 마지막으로 제시하였던 일정시간 간격 내에 YT n대를 m대의 QC에 할당하는 모형을 대상으로 데디 케 이트시스템과 YT 풀링 시스템의 효과를 비 교하기위해서 실험을 해보았다.

대상 데이터

결과와 비교해 보았다. 데이터는 QC 3대, 작업 수 30개, YT 6대로 하였다. 도출된 결과 값을 보면 최적해의 경우 1129, 휴리스틱의 경우 11기로 약 3.
실험은 인텔 코어2듀오 콘로 E6400 컴퓨터에서 이루어졌고, JAVA를 이용하여 코딩하였다. 가정사항으로 한 선박 당 할당되는 QC수는 3대로 하였다.
통해서 도출하였다. 인터뷰 대상은 YT 풀링시스템을운영하고 있거나 운영준비중인 터미널의 운영팀 / 전산팀 실무자 및 터미널 프로그램 개발자로 총 12명을 대상으로 하였다. 실제로 터미널에서 YT 풀링시스템 방식을 운영하고 있는 실무자를 대상으로 하였기 때문에 YT풀링에 실질적으로 영향을 미치는 현실적인 요인을 도출할 수 있었고, 실제로 이루어지고 있는 YT 풀링의 작업흐름도 자세히 알 수 있었다.

데이터처리

위 모형의 최적해를 C-Plex를 이용하여 도출하였고, 휴리스틱 결과와 비교해 보았다. 데이터는 QC 3대, 작업 수 30개, YT 6대로 하였다.

성능/효과

또, 현재 컨테이너터미널의 상황에 따른 적절한 작업 할당모형을 제시하였고, 곧 도입이 예상되는 실시간 야드 모니터링시스템을 고려한 YT 할당모형도 연구하였다. 마지막으로 제시한 "할당 모형의 효과를 알아보고자 실험을 통해 데디케이트시스템과 YT 풀링시스템의 차이를 비교해 보았고, YT 풀링시스템이 데디케이트시스템에 비해서 QC의 대수가 많을수록 큰효과를 나타내는 것을 볼 수 있었다.
결론적으로 YT 풀링시스템은 작업 범위에 포함되는 QC의수가 많을수록 YT에 작업을 할당할 수 있는 경로가 다양하여더 효율적인 계획을 할 수가 있다. 또, QC의 수에 따른 YT의수는 많이 투입 할수록 더 좋은 결과를 나타내지만 점차적으로효율이 줄어들기 때문에 터미널에서 요구되는 생산성과 시설투자비 등을 고려하여 적정 YT 수를 도출해야 한다.
효율을 백분율로 나타낸 그래프이다. 그래프를보면 QC가 15대인 경우 20%~23%가량의 효율을 보였고, QC 수가 줄어들수록 80%대의 효율을 보였으며 QC가 3대인 경우에는 5%대를 하회하여 크게 효율을 볼 수 없는 것으로 나타났다. 실제로 현재 QC 3대~4대를 대상으로 YT풀링을 적용하고있는 H터미널의 경우 이전 시스템인 데디케이트시스템과 비교하여 YT 풀링시스템 도입으로 16~17%의 효율을 보인다고 조사되었다.
7%의 차이로 최적해에 근접한 것으로 나타났다. 도출되는데 까지 걸린 시간은 최적해의 경우 약 20시간 정도 걸린 것에 비해서 휴리스틱은 0.1 초 이내로 해를도출하여 실제로 활용도 면에서도 무리 없이 사용할 수 있을것으로 나타났다.
데이터는 QC 3대, 작업 수 30개, YT 6대로 하였다. 도출된 결과 값을 보면 최적해의 경우 1129, 휴리스틱의 경우 11기로 약 3.7%의 차이로 최적해에 근접한 것으로 나타났다. 도출되는데 까지 걸린 시간은 최적해의 경우 약 20시간 정도 걸린 것에 비해서 휴리스틱은 0.
도출된 결과를 보면 먼저 터미널의 규모나 차선의 수에 따라 YT풀링의 운영에 많은 변화를 가져 올 수 있으므로 영향이 있을 것으로 나타났다. 또, 자동화와 모니터링 수준에 따라 운영의 변화가 있을 수 있으므로 영향을 주는 요인으로 나타났다.
것으로 나타났다. 또, 자동화와 모니터링 수준에 따라 운영의 변화가 있을 수 있으므로 영향을 주는 요인으로 나타났다. 운영부분에서 나타난 결과를 보면 YT 풀링시스템을 운영한 기간에 따라서 북항과 신항에서 다른 결과를 나타내었다.
2, 3과 같이 도출되었다. 먼저 데디케이트시스템의 실험결과를 보면 QC대수가 많아 질수록 작업 완료시간이 조금씩 늦어지는 것을 볼 수 있다. 이러한 현상은 목적함수값을 모든 QC중에 가장 늦게 완료되는 QC의 값으로 설정하여부분적으로 늦게 작업이 완료되는 QC가 발생하기 때문에 QC 수가 많을수록 결과 값이 조금씩 커지는 것으로 해석 된다.
원인을살펴보면 북항의 경우를 보면 최초 터미널 운영시에 YT를 데디 케이트 시스템으로 운영하다가 YT 풀링시스템으로 운영을바꾸어 각 부분의 작업자들이 바로 적응하지 못하여 운영한 기간이 YT 작업범위 결정에 영향을 미친다고 반응을 보였다. 반면에 신항의 경우 터미널 최초 운영시부터 YT 풀링시스템을사용하여 곧바로 적응하였기 때문에 YT 풀링시스템을 운영한기간이 영향을 미칠것이라고 생각하지 않는 것으로 나타났다. 작업자의 경우 YT 풀링 범위를 크게 할수록 플래너와 언더맨이 작업상 더 고려할부분이 많아지고 복잡해져서 안 좋은 방향으로 영향을 미친다고 나타났고, QC/TC 기사들의 작업은 숙련도에 따라서 작업량을 조절하는 등 풀링에 영향을 준다고 하였다.
운영부분에서 나타난 결과를 보면 YT 풀링시스템을 운영한 기간에 따라서 북항과 신항에서 다른 결과를 나타내었다. 원인을살펴보면 북항의 경우를 보면 최초 터미널 운영시에 YT를 데디 케이트 시스템으로 운영하다가 YT 풀링시스템으로 운영을바꾸어 각 부분의 작업자들이 바로 적응하지 못하여 운영한 기간이 YT 작업범위 결정에 영향을 미친다고 반응을 보였다. 반면에 신항의 경우 터미널 최초 운영시부터 YT 풀링시스템을사용하여 곧바로 적응하였기 때문에 YT 풀링시스템을 운영한기간이 영향을 미칠것이라고 생각하지 않는 것으로 나타났다.
인터뷰를 통해서 실제로 YT 풀링시스템에 영향을 미치는 요인들이 단순히 배정규칙, QC / YT수 등에만 의존하는 것이 아니라 위에 도출된 요인들과 같이 실무적인 부분에서 YT 풀링운영에 영향을 미치는 다양한 요인들이 있다는 것을 알 수 있었다. 이러한 현상은 아직까지 국내의 컨테이너터미널이 "풀링 운영에 익숙하지 않고, 시스템이 미흡해서 오는 현상이라고볼 수 있다.

후속연구

하지만 실제로는 QC와 YT의 대수가 많아질수록 작업을 처리하는데 많은 혼란을 가져 오게 되고, 작업 간섭이 많이발생하게 된다. 그렇기 때문에 2장에서 조사하였던 YT풀링에영향을 미치는 요인을 고려하여 현재 터미널의 환경에 가장 알맞은 적용범위와 QC/YT 수를 결정해야 할 것이고, 이는 추후연구되어 적용되면 YT 풀링운영에 큰 효과를 줄 것으로 기대된다.
그렇기 때문에 향후 YT 풀링 시스템의 범위결정에 영향을 미치는요인을 통계적 기법으로 분석하고 이를 모형화 함으로써 실무적으로 활용 가능한 모델을 연구하고자 한다. 그리고 지금까지는 대상 선박이 결정되어 있는 상태에서 YT 풀링 범위를 정하였지만, 시간을 반영하여 선박의 접안이나 출항을 고려한 확률적이고 유동적인 상황까지 고려한 YT 풀링시스템에 대해서도연구해 볼 수 있을 것이다.
그렇기 때문에 향후 YT 풀링 시스템의 범위결정에 영향을 미치는요인을 통계적 기법으로 분석하고 이를 모형화 함으로써 실무적으로 활용 가능한 모델을 연구하고자 한다. 그리고 지금까지는 대상 선박이 결정되어 있는 상태에서 YT 풀링 범위를 정하였지만, 시간을 반영하여 선박의 접안이나 출항을 고려한 확률적이고 유동적인 상황까지 고려한 YT 풀링시스템에 대해서도연구해 볼 수 있을 것이다.
YT 풀링시스템이 한계를 가지는 것은 아직 정확한 분석이 이루어지지 않았고, 새로운 운영시스템에 대한 적응이 부족하며, 시스템이 잘 발달되지 않는 등의 영향이 있기 때문이다. 앞으로 YT 풀링에 대한 정확한 분석과 발전된 시스템이 적용된다면 YT 풀링은 더 나은 효율을 보여줄 것이다.
실제로 터미널에서 YT 풀링시스템 방식을 운영하고 있는 실무자를 대상으로 하였기 때문에 YT풀링에 실질적으로 영향을 미치는 현실적인 요인을 도출할 수 있었고, 실제로 이루어지고 있는 YT 풀링의 작업흐름도 자세히 알 수 있었다. 인터뷰를 통해도출된 요인은 추후 실무적으로 활용 가능한 모형을 구축하는데 기여를 할 것으로 기대된다.
이러한 현상은 아직까지 국내의 컨테이너터미널이 "풀링 운영에 익숙하지 않고, 시스템이 미흡해서 오는 현상이라고볼 수 있다. 추후 연구에서는 위 요인들을 고려하여 터미널환경에 맞는 YT풀링 운영방안 연구가 필요할 것이다.
이러한 방법은 유휴 YT가 발생하는 순간의 작업만 고려할 수 있으므로 후에 일어날 작업에 좋지 않은 영향을 미쳐서 전체적으로 좋지 않은 결과가 나타날 수도 있다. 하지만 요즘 RFID, DGPS 등을 통한 실시간 모니터링에 대해서많은 연구가 되고 있으므로, 위치추적 시스템기술을 적용한 더효율적인 YT 풀링시스템을 구축할 수 있을 것이라고 기 대한다. 본 논문에서는 YT 풀링 의사결정 흐름의 첫 번째 단계인 QC 작업범위 결정에서, 현실적으로 QC의 작업범위에 영향을 미칠수 있는 요인을 도출해 보았다.
하지만 QC들의 작업 완료시간을 정확히 알지 못하기 때문에 작업을 2개 이상 할당 받았을 경우 오차가 발생 하여 작업의 지연이 발생할 수도 있다. 향후 시스템이 발전된다면 이 모델의 적용이 가능할 것이다.

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