정보 기술이 적용된 장비 및 운영 시스템의 발달로 실시간 운영 데이터를 수집할 수 있게 되었으며, 현재 많은 터미널이 생산성 분석을 위해 상세한 작업이력을 추적하고 있다. 터미널 운영자는 수집된 작업이력 데이터를 통해 운영 중 발생하는 문제점들을 해결할 수 있는 방안을 도출하기 원하지만, 방대한 양의 자료를 수작업으로 분석하기는 쉽지 않다. 본 연구에서는 터미널 운영 중 획득된 작업이력을 바탕으로 터미널 운영자가 원하는 컨테이너 터미널의 성능지표를 손쉽게 도출하기 위한 방안을 제시한다. 이를 위해 다양한 컨테이너 터미널의 환경과 운영 방식, 운영 장비 등을 지원하기 위해 범용적으로 사용될 수 있는 형식 프레임워크(formal framework)를 고안하였다. 본 연구에서 제안하는 프레임워크는 컨테이너 처리 객체라는 개념을 기반으로 터미널 형태, 로그 데이터, 장비의 워크플로우, 통계 처리 및 보고서를 각각 정의하는 사용자 명세 부분으로 구성된다. 그리고 제안된 프레임워크를 기반으로 터미널 성능 분석 시스템을 개발하여 그 유효성을 검증하였다.
정보 기술이 적용된 장비 및 운영 시스템의 발달로 실시간 운영 데이터를 수집할 수 있게 되었으며, 현재 많은 터미널이 생산성 분석을 위해 상세한 작업이력을 추적하고 있다. 터미널 운영자는 수집된 작업이력 데이터를 통해 운영 중 발생하는 문제점들을 해결할 수 있는 방안을 도출하기 원하지만, 방대한 양의 자료를 수작업으로 분석하기는 쉽지 않다. 본 연구에서는 터미널 운영 중 획득된 작업이력을 바탕으로 터미널 운영자가 원하는 컨테이너 터미널의 성능지표를 손쉽게 도출하기 위한 방안을 제시한다. 이를 위해 다양한 컨테이너 터미널의 환경과 운영 방식, 운영 장비 등을 지원하기 위해 범용적으로 사용될 수 있는 형식 프레임워크(formal framework)를 고안하였다. 본 연구에서 제안하는 프레임워크는 컨테이너 처리 객체라는 개념을 기반으로 터미널 형태, 로그 데이터, 장비의 워크플로우, 통계 처리 및 보고서를 각각 정의하는 사용자 명세 부분으로 구성된다. 그리고 제안된 프레임워크를 기반으로 터미널 성능 분석 시스템을 개발하여 그 유효성을 검증하였다.
Today, information technologies have been applied to operations in container terminals, and it is possible to collect operational log data due to development of equipment and operations technology. Terminal operators are collecting event log data and try to figure out the way of resolving operations...
Today, information technologies have been applied to operations in container terminals, and it is possible to collect operational log data due to development of equipment and operations technology. Terminal operators are collecting event log data and try to figure out the way of resolving operations problems. Operators want to analyze event logs to determine the causes of the operation problems, but it can hardly be done manually. In this paper, we suggest a formal framework to evaluate performance measures using the collected log data of operations in container terminals. The proposed formal framework supports different container terminal layout, operational processes, and equipment. Our formal framework is composed of specification of terminal layout, log data, workflow, statistics, and report, based on the concept of container handling objects. For validation of our framework, we have implemented a terminal performance analysis system based on the proposed framework.
Today, information technologies have been applied to operations in container terminals, and it is possible to collect operational log data due to development of equipment and operations technology. Terminal operators are collecting event log data and try to figure out the way of resolving operations problems. Operators want to analyze event logs to determine the causes of the operation problems, but it can hardly be done manually. In this paper, we suggest a formal framework to evaluate performance measures using the collected log data of operations in container terminals. The proposed formal framework supports different container terminal layout, operational processes, and equipment. Our formal framework is composed of specification of terminal layout, log data, workflow, statistics, and report, based on the concept of container handling objects. For validation of our framework, we have implemented a terminal performance analysis system based on the proposed framework.
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문제 정의
본 연구에서 제안하는 형식 프레임워크는 터미널 레이아웃 명세, 이벤트 로그 스키마 명세, 워크플로우 명세, 통계 명세, 보고서 명세로 구성되어 있다. 각 명세를 기술하기 위하여 본 연구에서는 특화된 언어를 개발하였다. 제안된 프레임워크의 검증을 위해 실제 터미널 이력을 바탕으로 각 명세 파일을 정의하였고, 이를 실행한 결과 컨테이너 터미널의 운영 성능지표를 도출할 수 있었다.
본 연구에서는 다양한 터미널의 배치 및 운영방안, 운영장비를 고려한 범용 형식 프레임워크를 제안하였다. 사용자가 직접 터미널의 환경 및 운영방법 등을 기술할 수 있게 지원함으로써 형식 프레임워크의 용이성 및 확장성을 제고하였다.
하지만 일반적으로 막대한 양의 작업이력이 수집되며, 이러한 데이터를 수작업으로 분석하기란 쉽지 않다. 이와 같은 어려움을 극복하기 위하여, 본 연구에서는 터미널의 작업이력을 바탕으로 각 장비의 작업을 분석하고, 그를 바탕으로 터미널의 운영 성능지표를 효과적으로 도출할 수 있는 형식 프레임워크(formal framework)를 제안한다.
제안 방법
또한 개발된 프로세스 모델과 표준 데이터가 상호운용성을 지원할 수 있도록 하여 수출입 화물에 대한 흐름파악이 용이하도록 하였다[1]. 김훈태와 이용한은 RFID 태그를 부착한 부품의 워크플로우 모델링 방법을 연구하고, RFID 시스템의 모델링 결과를 이용하여 정의된 워크플로우를 따라 이동하는 태그의 정확한 흐름 현황을 시스템에서 모니터링하고 판정하기 위한 알고리즘을 제안하였다[4].
[Figure 1]은 본 연구에서 제안하는 터미널 운영 성능지표를 도출하기 위한 형식 프레임워크의 구조를 보여준다. 다양한 컨테이너 터미널의 배치 형태 및 운영방안, 사용하는 장비 등을 지원하기 위하여, 본 프레임워크에서는 사용자가 직접 터미널의 배치형태 및 사용 장비의 워크플로우, 통계 수식 등을 직접 입력할 수 있다. 이를 통해 시스템의 유연성 및 확장성을 지원한다.
본 연구에서 제안하는 형식 프레임워크는 다양한 형태의 컨테이너 터미널 레이아웃 및 운영방법, 운영장비 등을 지원할 수 있도록 개발하였다. 형식 프레임워크는 사용자의 직접 입력을 통해 작업이력 데이터를 쉽게 처리할 수 있도록 지원함으로써 범용성과 활용도를 높였다.
사용자가 직접 터미널의 환경 및 운영방법 등을 기술할 수 있게 지원함으로써 형식 프레임워크의 용이성 및 확장성을 제고하였다. 본 연구에서 제안하는 형식 프레임워크는 터미널 레이아웃 명세, 이벤트 로그 스키마 명세, 워크플로우 명세, 통계 명세, 보고서 명세로 구성되어 있다. 각 명세를 기술하기 위하여 본 연구에서는 특화된 언어를 개발하였다.
본 연구에서 제안한 형식 프레임워크의 검증을 위해, 사용자 명세 파일을 해석하는 컴파일러 및 엔진을 구현하였다. 컴파일러는 명세 파일을 해석한 뒤 실행 파일을 생성하고, 생성된 실행 파일을 엔진이 구동하여 사용자가 입력한 통계 정보 및 보고서 파일을 생성한다.
컴파일러는 명세 파일을 해석한 뒤 실행 파일을 생성하고, 생성된 실행 파일을 엔진이 구동하여 사용자가 입력한 통계 정보 및 보고서 파일을 생성한다. 본 연구에서는 Python 2.7을 사용하여 처리기를 개발하였으며, 각 명세 파일의 실행 파일을 Python 소스 코드로 변환하여 사용한다.
CHO는 터미널 내에서 컨테이너를 취급하는 장비의 일반적인 모형으로, 각 장비의 작업능력, 워크플로우, 작업 시퀀스 정보를 표현한다. 본 연구에서는 터미널에서 컨테이너를 취급하는 장비의 동작을 크게 세 가지로 구분한다. 즉, 장비는 컨테이너를 집거나 싣는 동작, 컨테이너를 내리는 동작, 목표지점으로 이동하는 동작을 수행한다.
본 연구에서는 다양한 터미널의 배치 및 운영방안, 운영장비를 고려한 범용 형식 프레임워크를 제안하였다. 사용자가 직접 터미널의 환경 및 운영방법 등을 기술할 수 있게 지원함으로써 형식 프레임워크의 용이성 및 확장성을 제고하였다. 본 연구에서 제안하는 형식 프레임워크는 터미널 레이아웃 명세, 이벤트 로그 스키마 명세, 워크플로우 명세, 통계 명세, 보고서 명세로 구성되어 있다.
사용자는 본 연구에서 개발한 사용자 정의 언어를 사용하여 터미널의 배치(layout specification) 및 이벤트 로그 스키마(event log schema specification), 장비 워크플로우(workflow specification), 통계 항목(statistics specification), 보고서 형식(report specification)을 명세한다. 사용자가 정의한 명세 파일은 전용 컴파일러를 통해 실행 파일로 변환되며, 변환된 실행파일은 엔진을 통해 실행되어 사용자가 정의한 보고서 및 각종 통계 정보를 생성한다.
Muthiah et al.은 자동화 공장의 생산 효율성을 평가하기 위하여 OTE(overall throughput effectiveness) 지표를 제안하고, 자동화 공장의 하부조직을 직렬, 병렬, 조립, 확장으로 구분하고, 공장 레벨 성능(factory-level performance) 개념 및 OTE를 적용하여 공장의 생산능력을 평가했다[8]. Beamon은 제조 환경에서의 물류 처리 시스템을 분석하기 위해 사용되는 다양한 성능지표를 구하는 방법에 대해서 연구하고, 제조 시스템 전반에 걸친 작업 생산성을 비롯하여 이송장비의 이동거리 등과 같은 요소를 통해 시스템의 성능을 평가하였다[2].
이론/모형
또한 형식 프레임워크를 통해 터미널 운영장비의 작업 시퀀스를 도출하기 위해서 CHO(Container Handling Object)를 사용한다. CHO는 터미널 내에서 컨테이너를 취급하는 장비의 일반적인 모형으로, 각 장비의 작업능력, 워크플로우, 작업 시퀀스 정보를 표현한다.
성능/효과
안벽 크레인의 생산성이 하락된 시간대의 야드 트랙터 작업을 분석한 결과, 평균 이동시간은 타 시간대와 비슷하였지만, 야드에서의 대기 시간이 타 시간대에 비해 높았으며, 외부트럭을 위한 컨테이너 처리량이 타 시간대에 비해 높다는 것을 알 수 있었다. 결과적으로 야드 크레인이 외부트럭을 서비스하기 위해 많은 시간을 할애하여 야드 트랙터를 서비스하는 시간이 부족하게 되었다. 이는 안벽 크레인을 서비스하는 야드 트랙터의 회전율을 낮추게 되며, 따라서 안벽 크레인의 생산성이 하락하였음을 알 수 있었다.
컨테이너 터미널 운영자는 제안된 형식 프레임워크를 활용하여 다양한 환경의 터미널 운영에 대한 성능지표를 도출 할 수 있을 것으로 기대된다. 또한 도출된 운영 성능지표는 터미널 운영 시 발생하는 문제점을 분석하고 터미널 운영 개선 방안을 모색할 때, 유용한 정보를 제공할 수 있음을 확인하였다.
특정 작업 시간대의 안벽 크레인 생산성이 하락하였으며, 도출된 터미널의 운영 성능지표를 통해 다음과 같은 사실을 파악할 수 있었다. 안벽 크레인의 생산성이 하락된 시간대의 야드 트랙터 작업을 분석한 결과, 평균 이동시간은 타 시간대와 비슷하였지만, 야드에서의 대기 시간이 타 시간대에 비해 높았으며, 외부트럭을 위한 컨테이너 처리량이 타 시간대에 비해 높다는 것을 알 수 있었다. 결과적으로 야드 크레인이 외부트럭을 서비스하기 위해 많은 시간을 할애하여 야드 트랙터를 서비스하는 시간이 부족하게 되었다.
각 명세를 기술하기 위하여 본 연구에서는 특화된 언어를 개발하였다. 제안된 프레임워크의 검증을 위해 실제 터미널 이력을 바탕으로 각 명세 파일을 정의하였고, 이를 실행한 결과 컨테이너 터미널의 운영 성능지표를 도출할 수 있었다.
후속연구
형식 프레임워크는 사용자의 직접 입력을 통해 작업이력 데이터를 쉽게 처리할 수 있도록 지원함으로써 범용성과 활용도를 높였다. 성능지표의 도출 결과는 컨테이너 터미널 운영 중 발생하는 문제의 원인을 규명하는 정보로 활용할 수 있으며, 터미널의 운영 문제를 개선하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다.
컨테이너 터미널 운영자는 제안된 형식 프레임워크를 활용하여 다양한 환경의 터미널 운영에 대한 성능지표를 도출 할 수 있을 것으로 기대된다. 또한 도출된 운영 성능지표는 터미널 운영 시 발생하는 문제점을 분석하고 터미널 운영 개선 방안을 모색할 때, 유용한 정보를 제공할 수 있음을 확인하였다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
컨테이너 터미널은 어떻게 구성되어 있는가?
컨테이너 터미널은 컨테이너 선박이 접안하여 작업을 하는 선석(berth)과 컨테이너를 보관하는 장소인 장치장(yard), 컨테이너 터미널과 내륙을 연결하는 지점인 게이트(gate)로 구성되어 있다. 터미널의 작업 영역에 따라 사용하는 장비의 종류가 다양하다.
컨테이너 터미널에서 다양한 장비들이 사용되면서 어떤 문제가 발생하는가?
많은 컨테이너들을 빠른 시간에 양적하 하기 위해서 다양한 장비들이 사용된다. 투입된 장비들의 대수와 그들의 상호 작용, 터미널 운영방법 등의 영향으로 장비 간의 간섭 및 고장, 특정 지점에서의 병목 등 다양한 문제점들이 발생하게 된다. 터미널 운영 중 발생하는 이와 같은 문제점들은 터미널의 생산성을 떨어뜨리는 원인으로 작용한다.
컨테이너 터미널은 무엇인가?
컨테이너 터미널은 수출입 화물을 컨테이너 선박에 싣고 내리는 양하와 적하 작업을 수행하는 부두를 말한다. 많은 컨테이너들을 빠른 시간에 양적하 하기 위해서 다양한 장비들이 사용된다.
참고문헌 (9)
Ahn, K. R., Youn, K. Y., and Park, C., "BP modeling and data standardization for logistics cargo tracking process based on UN/CEFACT," The Journal of Society for e-Business Studies, Vol. 14, No. 4, pp. 299-313, 2009.
Beamon, B. M., "Performance, reliability, and performability of material handling systems," International Journal of Production Research, Vol. 36, No. 2, pp. 377-393, 1998.
Comuzzi, M., Vonk, J., and Grefen, P., "Measures and mechanisms for process monitoring in evolving business networks," Data and Knowledge Engineering, Vol. 71, pp. 1-28, 2012.
Kim, H. and Lee, Y.-H., "Workflow analysis for the process modeling of RFID systems," The Journal of Society for e-Business Studies, Vol. 15, No. 2, pp. 191-203, 2010.
Kim, K. H., "Decision-making problems for the operation of container terminals," Journal of the Korean Institute of Industrial Engineers, Vol. 33, No. 3, pp. 290-302, 2007.
Kim, S. and Choi, Y., "An AHP/DEA hybrid model for efficiency evaluation of container terminal," The Journal of The Korea Port Economic Association, Vol. 28, No. 2, pp. 179-194, 2012.
Lee, H., Designing of a Decision Support System for Solving Real-time Operation Problems in Container Terminals, Master's Thesis, Pusan National University, 2009.
Muthiah, K. M. N., Huang, S. H., and Mahadevan, S., "Automating factory performance diagnostics using overall throughput effectiveness (OTE) metric," International Journal of Advanced Manufacturing Technology, Vol. 36, pp. 811-824, 2008.
Zhang, H., and Kim, K. H., "Maximizing the number of dual-cycle operations of quay cranes in container terminals," Computers and Industrial Engineering, Vol. 56, pp. 979-992, 2009.
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