This thesis is concerned with the carousel storage systems with a storage and retrieval (S/R) robot for handling a unit-load. The systems have been used in a broad range of applications in industries.
First part of this thesis is devoted to developing a cycle time model for estimating the throughput performance under the situation that a system operator, which is usually a micro-computer, can utilize the information on the succeeding order in carousel system. Under randomized storage assignments policy, the expected cycle times are determined for both single and dual command cycles.
In second part of this thesis, two variations of the standard carousel system are introduced. One is the double carousel system and the other the carousel system with two S/R robots. In order to evaluate the throughput performance of both systems, the cycle time models are developed for both single and dual command cycles. These variations can be considered as alternatives at the design stage of carousel system.
Third part of this thesis deals with a class-based storage assignment policy in the standard carousel system. Three kinds of boundary shapes are considered. Under 2-class-based storage assignment policy, the cycle time models are developed from which throughput performances are presented for various values of system parameters.
Finally, we consider a retrieval sequencing problem, which determines a sequence of retrieval requests to maximize the throughput performance. As a performance measure other than the throughput, energy consumption of the carousel rack is introduced. A simple heuristic procedure is proposed which considers both performance measures. With the simulation experiments, the procedure is compared with the existing ones.
최근 산업체에서 공장 자동화에 대한 관심이 고조됨에 따라 자동창고 시스템에 대한 수요가 증대되고, 적지않은 수의 자동창고 시스템이 설치, 운영되고 있다. 현재 운영되고 있는 시스템은 대부분이 단위 적재형 자동창고 시스템(unit-load AS/RS)인데, 전자 제품이나 의약품 등과 같은 소형의 물품을 저장하는데 적합한 회전형 자동창고 시스템(carousel storage system)에 대한 수요가 점증할 것으로 예상된다. 본 연구에서는 회전형 자동창고 시스템의 효율적 운영을 위한 입고 정책(storage assignment policy) 및 출고 정책(retrieval policy)을 다루었다.
제 2 장에서는 회전형 자동창고 시스템에서 다음에 처리해야 할 주문에 대한 정보가 주어진 경우, 시스템의 수행도를 평가하기 위한 주기시간 모형을 개발하였다. 임의저장규칙 하에서 단일 명령 (single command) 및 이중 명령 (dual command) 수행 시의 평균 주기시간을 결정하였다.
제 3 장에서는 시스템의 수행도를 향상시키기 위한 표준형 회전창고 시스템의 두 가지 변형 시스템이 소개되었다. 그중 하나가 두개의 구동장치에 의하여 상단 랙(rack)과 하단 랙이 독립적으로 회전이 가능한 이층 회전창고 시스템(double carousel system)으로, 입출고 기기(S/R robot)의 효율을 향상시켜 시스템의 입출고 성능을 향상시킬 수 있다. 다른 하나는 하나의 회전랙에 대하여 두대의 입출고 기기가 각각 입고 및 출고 작업을 수행하는 회전창고 시스템이다. 이 장에서는 위에 언급된 각각의 시스템에 대하여 효율적인 운영 정책을 제시하고, 시스템의 수행도를 평가하기 위한 주기시간 모형을 개발하였다.
제 4 장에서는 계급할당(class-based) 저장규칙을 회전형 자동창고 시스템에 적용하였다. 두개의 class를 갖는 시스템에서, class 간의 경계 모양에 대해 3 가지 모양을 제안하였는데 이 중 일반적 모양에 대하여 시스템의 수행도를 평가하기 위한 주기시간 모형을 개발하였다. 주기시간 모형을 통해 주기시간을 최소화시키는 class 간의 경계모양이 결정되었다.
제 5 장에서는 이중 명령에 의해 주문이 처리 될 때 출고 주문들을 재배열하여 평균 주기시간을 감소시키기 위한 문제(retrieval sequencing problem)가 다루어졌다. 회전형 자동창고 시스템의 운영 특성을 고려한 간단한 발견적(heuristic) 기법이 제안되었고, 시스템의 수행도를 평가할 수 있는 분석적(analytic) 모형이 개발되었다. 모의실험(simulation)을 통해 제안된 기법이 다른 방법들과 비교되어, 이 기법이 에너지 소비 측면이나 주기시간 면에서 우수한 방법임을 보였다.