향후 그 적용이 늘어날 항만, 공항에서의 시뮬레이션

본지는 (주)아이·이 시스템즈로부터 시뮬레이션의 정의와 각 업종 및 업체
별로 효과적인 시뮬레이션
방법 및 툴을 들어보는 기회를 마련했습니다. 독자들의 많은 관심을 부탁드
립니다.
- 편집자 주 -

(주)아이·이 시스템즈는 미국의 시뮬레이션 전문업체인 Auto Simuletion사
가 개발한 제조 및 물류시스템 전용의 3차원 시뮬레이션 소프트웨어인 Auto
mod와 Finlte Capacity Plannig & Scheduling 소프트웨어 Autosched를 국내
에 공급하고 있다.


지난 호에서는 자동차 생산라인에서의 시뮬레이션 사례와 그 적용에 대해
살펴 보았다.
지금까지 우리가 시뮬레이션을 접하는 대부분의 경우는 공장내의 물류시스
템, 생산라인 등이 대부분이었으나, 이번 호에서는 지역 유통물류 및 부두
항만, 도로, 공항, 철도 등 한층 넓어진 시뮬레이션 기법의 적용에 대한 일
부사례를 통해 우리 주변을 시뮬레이션이라는 관점에서 생각해 보면 어떨까
.

기존의 시뮬레이션으로 물류시스템을 아무리 최적화해도 각 지역의 물류센
터로의 효율적인 운송이 되지 않으면 별 효과가 없다. 이것은 마치 회사 주
차장이 아무리 설계가 잘 되었다 해도 회사앞 도로가 정체되면 아무 쓸모가
없는 것과 같다. 그래서 우선적으로는 각 Site의 물류시스템이 최적화되어
야 하겠고, 그 다음단계로 지역내의 운송계획이 필요한 것이다. 아니, 오히
려 지역내의 운송계획이 우선되어야 할 것이다.
동의대학교 황홍석 교수의 *A지역유통물류의 자동 차량운송계획모델*B 이라
는 논문을 보면 벌써 이러한 시도가 학술적으로도 연구되고 있음을 알 수
있다. 이 논문은 부산의 동의화물(주)의 부산지역 화물운송계획 문제를 여
러가지 시나리오에 따라 분석, 응용한 것으로, 앞으로도 이러한 연구는 계
속 증가할 것으로 보인다.

부두, 항만의 물류시스템 역시 굉장히 복잡한 시스템의 하나이다. 인천이나
부산같은 큰 항구가 있는 도시에 가본적이 있는 사람이라면 항구가 얼마나
복잡한 시스템인지를 쉽게 알 수 있을 것이다.
그래서 전 세계 주요항만들의 주요목표 중 하나는 운송 주체인 배의 빠른
회전률, 컨테이너의 가용률 및 항구 장비의 가동률 증가이다. 이러한 문제
에서도 역시 해결책으로 시뮬레이션이 채택된다.
항만 컨테이너 터미널의 시뮬레이션이라 함은 컴퓨터 내에 실제 항만을 실
제와 같이 나타내는 것이다. 이 시뮬레이션 모델에는 항만의 그래픽적인 표
현과 수학적 표현이 모두 구현되게 된다. 즉, 어떻게 컨테이너 터미널이 운
영될 지에 대한 통계적 계산에서부터 항만이 실제로 운영되는 비주얼한 모
습도 보여주게 되며, 이를 토대로 하여 항만의 엔지니어들은 장래 투자시스
템을 평가하고, 시스템을 최적화하며, 가용력을 분석, 그리고 적체공정을
결정한다.
가령 부지만 설정된 상황에서 컨테이너 터미널과 선적장소를 건설해야 한다
고 가정했을 경우, 시뮬레이션은 방대한 양의 자본투자가 이루어지기 전에
컴퓨터상에서 구축된 가상의 컨테이너 터미널의 운영을 엔지니어들이 경험
할 수 있기 때문에 대단한 이점을 가져오게 된다.
한편 컨테이너 터미널에 복잡하고 새로운 자동화된 장비의 채용은 터미널의
스토리지 뿐 아니라, 교통 물류 Layout, 그것의 효율성, 자본투자, 운영비
등에 영향을 미치게 된다.
한 예로 싱가폴의 PSA(Port of Singapore Authority)는 새로운 컨테이너 터
미널을 추가하기 위해서 ASI社와 시뮬레이션을 수행하였다. 그들은 Overhea
d Bridge Crane(OHBC), Rail-Mounted Gantry(RMG)와 Rubber-Typed Gantry(
RTG) 를 비교해보고, Automated Guided Vehicle(AGV) 와 Prime Mover(PM)를
비교하는 등 여러가지의 장비들을 비교, 평가해가며 시뮬레이션을 수행했
다.
이 과정에서 그들은 두가지 방법으로 시뮬레이션을 수행했는데, 하나는 컨
테이너 저장장소를 넓히는 방법이다. 단지 면적을 넓히는 것 뿐 아니라 컨
테이너를 최대한 높이 쌓는 방법까지 시뮬레이션 해보았다. 이것은 엔지니
어들의 경험에 의해서 분석된 값을 토대로 했다.
또 다른 방법은 크레인을 추가하여 Throughput을 높이는 방법이다. 이렇게
추가된 크레인 시스템을 분석하여 입출고되는 컨테이너의 수를 시뮬레이션
하였다.
이렇게 다양한 방법으로 시뮬레이션을 수행한 결과, 새로운 시스템을 구축
하는데 필요한 비용과 기간을 단축시킬 수 있었다. 즉 항구를 시뮬레이션
함으로써 항만설치 계획, 교통량 분석, 물류 운용 분석, 자동화, Resource
배치 등을 알 수 있게 된 것이다.

공항 역시 항만에서와 같이 시뮬레이션이 적용된다. 공항의 창고는 활주로,
출입구 및 대기장소, K-loader, 운반용 차량이나 수레, Forklift, 각종 Co
nveyor, 이동 통로 등의 다양한 아이템들로 구성되어 있기 때문에 수치적인
계산이나 사람이 직관으로 판단하기 매우 어렵다. 따라서 공항의 시스템들
은 시뮬레이션 방법이 가장 효과적이다.
Consolidated Frightways社는 ASI社의 Auto-ModII를 사용하여 공항의 창고
를 모델링하고, 시뮬레이션 해보았다. 그 결과 정확하고 효과적인 장비의
사용을 증가시켰고, 장비 배치를 보다 효과적으로 할 수 있었다. 또한 생산
성과 작업 처리량의 지속적인 향상을 가져올 수 있었다.
구체적으로 작업의 소요시간, Peak Time과 Lean Time의 작업 계획, 최적의
운반 차량과 Forklift 수, 일정 작업시간 내에 Offload되는 컨테이너의 수
등을 시뮬레이션을 통해 알아냄으로써 많은 비용을 절감했다.
다른 예로 Dayton Hub의 시뮬레이션을 들 수 있다. 여기서는 항공기 진입로
를 중심으로 모델링 하였는데, 하나의 모델을 시뮬레이션 함으로써 많은 시
행착오를 줄일 수 있었고, 그만큼의 시간과 함께 일년에 약 1백만 달러의
비용을 절감할 수 있었다. 그래서 10년동안 연간 성장률이 6% 정도만 되어
도 10년후에는 규모가 두배로 될 것이라고 한다.

이번 호에서는 앞으로 그 적용이 늘어날 시뮬레이션 분야들에 대해서 얘기
해 보았다. 전세계적으로 한창 시뮬레이션의 사용이 증가하는 요즘의 추세
에 비해서 국내에서 이러한 분야에서의 적용은 아직까지 한정되어 있는 편
이다.
현재 자기 주변의 System을 시뮬레이션을 할 수 있는가, 시뮬레이션을 통하
여 어떤 이익을 얻을 수 있는가를 한번 생각해 보고, 새로운 분야의 선구자
가 되어보는 것은 어떨까.