KR102252785B1 - Shipping liner operational manageability estimation method for resilient port operations - Google Patents

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Abstract

컨테이너 항만은 정박지, 블록, 게이트 등 다양한 서브시스템으로 구성되어 있으며, 컨테이너가 처리되는 다른 종류의 장비들로 구성되어 있다. 과거 수십 년 동안 각 서브시스템에서의 처리 효율을 높이고, 비생산적 이동을 제거하고, 이들간의 핸드쉐이크 액티비티(handshake activities)를 동기화함으로써 컨테이너 항만의 운영 능력을 향상시키는 것에 대해 많은 연구가 이루어져 왔다. 예기치 않은 이벤트가 운영 과정에서 컨테이너의 워크플로우에 지장을 주지 않는 한, 표준화된 운영 프로세스를 바탕으로 각 선박에 대한 컨테이너의 처리 활동을 효율적으로 스케줄링함으로써 높은 운영 성과를 달성한다. 따라서, 컨테이너 워크플로우의 관리성을 살펴 운영 프로세스를 효과적으로 통제할 필요가 있다. 본 발명은 이벤트 기반 학습 접근법을 사용하여 운영 프로세스에서 컨테이너 워크플로우의 운영 차이를 분석하고, 분석 결과로부터 제안된 관리 요소(즉, 물류, 장비 및 시간)를 고려하여 운영 관리성을 평가한다. 다양한 선사의 선박을 위한 컨테이너 항만의 운영 관리성을 평가하기 위해 실제 데이터셋에서 비교실험이 수행되었다.Container ports are composed of various subsystems such as marinas, blocks, and gates, and are composed of different types of equipment that handles containers. In the past decades, many studies have been conducted on improving the operational capacity of container ports by increasing processing efficiency in each subsystem, eliminating unproductive movement, and synchronizing handshake activities between them. As long as unexpected events do not interfere with the container's workflow in the operation process, high operational performance is achieved by efficiently scheduling container handling activities for each vessel based on a standardized operation process. Therefore, it is necessary to effectively control the operation process by looking at the manageability of the container workflow. The present invention analyzes the difference in operation of the container workflow in the operation process using an event-based learning approach, and evaluates operation manageability by considering the management factors (ie, logistics, equipment, and time) suggested from the analysis result. Comparative experiments were performed on actual datasets to evaluate the operational manageability of container ports for ships of various shipping companies.

Description

탄력적 항만 운영을 위한 선사 운영 관리성 평가 방법{Shipping liner operational manageability estimation method for resilient port operations}Shipping liner operational manageability estimation method for resilient port operations}

본 발명은 선사 운영 관리성 평가 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 탄력적 항만 운영을 위한 선사 운영 관리성 평가 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a shipping carrier operation manageability evaluation method, and more particularly, to a shipping carrier management management evaluation method for flexible port operation.

저속 스트리밍과 단축된 정시 요구사항 하에서 컨테이너 트래픽이 계속 증가함에 따라 주요 항만에 있어 경쟁적 항만 산업에서의 요구를 충족하도록 운영 능력에 대한 기술 구현이 촉발된다. 높은 운영 능력은 컨테이너 워크플로우(container workflows; CWs)을 따라 비생산적인 이동을 제거하고, 서로 다른 유형의 처리 장비를 가진 서브시스템 간의 핸드쉐이크 액티비티(handshake activities)를 동기화하고, 처리 장비의 작동주기를 개선하고, 고급 스케줄링 알고리즘을 시스템에 구현함으로써 나타난다. 운영 능력 개선을 위한 (자동화된) 컨테이너 항만의 운영 스케줄과 전략 분야에 대해 많은 연구가 이루어져 왔다.As container traffic continues to increase under low-speed streaming and shortened on-time requirements, the implementation of technologies for operational capabilities is triggered at major ports to meet the demands of the competitive port industry. High operational capability eliminates unproductive movement along container workflows (CWs), synchronizes handshake activities between subsystems with different types of processing equipment, and improves the operating cycle of processing equipment. And, by implementing advanced scheduling algorithms in the system. Much research has been done on the (automated) container port operation schedule and strategy to improve operational capabilities.

최근의 조사연구(비특허문헌 6, 7, 8, 10 및 16 참조)에 따르면, 새로운 운영 프로세스를 도입하고, 처리 장비를 업그레이드하고, 의사결정 서브시스템(즉, 정박지, 야드, 블록, 게이트 등) 중 운영 프로세스를 통합함으로써 개선될 수 있다고 보고되었다. 운영 능력은 일반적으로 서브시스템의 효율성과 활용도를 나타내는 생산성, 선박 호출, 선박 전환 시간 및 기타 지표로 평가된다(비특허문헌 14 참조). 운영 효율에 중점을 둔 성과 측정에 집중하는 것은, 운영이익과 처리량 간, 그리고 운영비용과 운영이익 간의 매우 긍정적인 연관성을 보고한 Lun 등에 따르면 합리적이다(비특허문헌 18 참조). 컨테이너 항만을 위한 많은 상업적 의사결정 지원 패키지도 운영 능력을 개선하기 위해 다양한 기능을 적용한다(비특허문헌 15 참조).According to recent research studies (see non-patent documents 6, 7, 8, 10 and 16), new operational processes are introduced, processing equipment is upgraded, and decision-making subsystems (i.e. marinas, yards, blocks, gates, etc.) ), it was reported that it could be improved by integrating the operational process. Operational capabilities are generally evaluated in terms of productivity, vessel call, vessel transition time, and other indicators representing the efficiency and utilization of the subsystem (see Non-Patent Document 14). The focus on performance measurement with a focus on operational efficiency is reasonable according to Lun et al., who reported a very positive association between operating profit and throughput, and between operating cost and operating profit (see Non-Patent Document 18). Many commercial decision support packages for container ports also apply various functions to improve operational capabilities (see Non-Patent Document 15).

비록 항만 운영자들이 운영 능력을 향상시키는데 많은 주의를 기울였지만, 최근 항만에 대한 와해성 이벤트가 항만 인접 산업의 경제적 손실에 직접적인 영향을 끼치고, 순차적 영향이 공급망에 있어 다른 항만에 영향을 미치기 때문에, 항만 주변의 공급망 프레임워크를 이해하는 것이 요구된다(비특허문헌 27 참조). 공급망 관점은 항만 운영자들이 운영의 탄력성을 관리하도록 한다. Liu 등(비특허문헌 17 참조)은 해상 네트워크 취약성을 분석하기 위해 실제 선사의 항로상 항만을 조사하였다. 제안된 분석 프레임워크는 조사된 해상공급망의 건전성을 보장하기 위해 해운사, 항만, 항만국과 같은 이해관계자들에게 가치있는 경영적 시사점을 생성하는 데 기여할 수 있다. Almutairi 등(비특허문헌 1 참조)은 모든 시나리오(예컨대, 교통 혼잡, 경기 침체, 고운영비, 환경 완화)에 걸쳐 계획의 우선 순위를 정하기 위해 복수의 이해당사자 그룹(예: 터미널 사용자 그룹, 터미널 서비스 제공자 그룹, 커뮤니티 그룹)의 참여 수준을 해결하는 항만 운영을 위한 탄련적 분석 프레임워크를 제시하였다. 저자들은 계획의 중요도 순위를 방해하는 시나리오와 이해당사자 그룹의 공동의 영향을 검토하였다.Although port operators have paid great attention to improving operational capabilities, the recent port disruption event has a direct impact on the economic loss of the industry adjacent to the port, and the sequential effect affects other ports in the supply chain. It is required to understand the surrounding supply chain framework (see Non-Patent Document 27). The supply chain perspective allows port operators to manage operational resilience. Liu et al. (Refer to Non-Patent Document 17) investigated only ports along the actual shipping route in order to analyze the vulnerability of maritime networks. The proposed analysis framework can contribute to creating valuable management implications for stakeholders such as shipping companies, ports, and port states to ensure the soundness of the investigated maritime supply chain. Almutairi et al. (see Non-Patent Literature 1) have multiple stakeholder groups (e.g., terminal user groups, terminal services) to prioritize planning across all scenarios (e.g., traffic congestion, recession, high operating costs, environmental mitigation). Provides a robust analysis framework for port operation that solves the level of participation of provider groups and community groups). The authors reviewed the common impact of stakeholder groups and scenarios that hindered the priority ranking of the plan.

항만 공급망 관리는 생산업체와는 다른 시각이 필요하다. 조직구조 면에서 항만은 단독판매(항만)와 다중구매(선사) 서비스 시스템에 관여하고, 제조회사는 단독구매(업체)와 다중공급 제조 시스템이라는 특징을 가질 수 있다. 시장 및 위험 구조 측면에서, 항만은 독과점적 해운 시장으로부터 특이적 요구에 직면하는 반면, 생산업체는 비교 시장으로부터 프레임워크적인 요구에 직면하는 것으로 추정된다(비특허문헌 21 참조). Cheon 등(비특허문헌 11 참조)에 의하면, 선사들은 정기 선적의 경우 처리능력의 모호성이 적은 항구를 선호하지만, 긴급 선적의 경우 모호한 항구를 선호한다. 이 점에서, 따라서 항만 운영자들은 다른 선사들의 특성을 고려하여 선사에 지장을 덜 주는 서비스를 제공하기 위해 운영 능력뿐만 아니라 운영 프로세스의 관리성을 개선해야 한다.Port supply chain management needs a different perspective from that of manufacturers. In terms of organizational structure, ports are involved in single sales (ports) and multiple purchases (shipping) service systems, and manufacturers can have the characteristics of single purchases (companies) and multi-supply manufacturing systems. In terms of market and risk structure, it is estimated that ports face specific demands from the monopoly shipping market, while producers face framework demands from comparative markets (see Non-Patent Document 21). According to Cheon et al. (Refer to Non-Patent Document 11), shipping companies prefer ports with less ambiguity in handling capacity for regular shipments, but prefer ambiguous ports for urgent shipments. In this regard, accordingly, port operators should improve the management of operational processes as well as operational capabilities in order to provide services that less disruptive to ships, taking into account the characteristics of other ships.

한 가지 관심은 이러한 기술을 가진 컨테이너 항만이 원하는 결과를 낼 수 있는지 여부이다. 예를 들어, 자동화는 일반적으로 운영 능력을 향상시키기 위한 인기 있는 기술로 알려져 있지만, Mileski 등은 원하는 처리량에 있어서의 운영 안정성의 수준이 자동화 기술을 도입하는 주된 동기가 되고, 운영 프로세스 전체에서 생산 능력 관리가 필수적임을 실증적으로 분석하였다. 컨테이너 항만 시스템은 서브시스템과 다른 유형의 장비 상에서 컨테이너 처리 시 운영 프로세스를 표준화하였다. 표준화된 운영 프로세스를 바탕으로 운영 전략과 알고리즘을 개발 및 실행하였다. 따라서 항만 운영자가 운영 성과를 달성할 필요가 있을 때 운항 프로세스 상에서 선박 및 수하인을 위한 효과적인 CWs 관리는 가치 있는 일이다.One concern is whether only container ports with these technologies can produce the desired results. For example, while automation is generally known as a popular technology for improving operational capabilities, Mileski et al. believe that the level of operational stability at the desired throughput is the main motive for introducing automation technology, and production capacity throughout the operational process. It was empirically analyzed that management was essential. The container port system standardizes the operational process when handling containers on subsystems and other types of equipment. Based on the standardized operation process, operation strategies and algorithms were developed and executed. Therefore, effective management of CWs for ships and consignees in the navigation process is valuable when port operators need to achieve operational performance.

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- 비특허문헌 27 : Zhang Y, Lam JSL. Estimating economic losses of industry clusters due to port disruptions. Transportation Research Part A: Policy and Practice 2016; 91: 17-33.-Non-Patent Document 27: Zhang Y, Lam JSL. Estimating economic losses of industry clusters due to port disruptions. Transportation Research Part A: Policy and Practice 2016; 91: 17-33.

- 비특허문헌 28 : Zhou Y, Li C, Zhou C, Luo H. Using Bayesian network for safety risk analysis of diaphragm wall deflection based on field data. Reliability Engineering and System Safety 2018; 180: 152-167.-Non-Patent Document 28: Zhou Y, Li C, Zhou C, Luo H. Using Bayesian network for safety risk analysis of diaphragm wall deflection based on field data. Reliability Engineering and System Safety 2018; 180: 152-167.

본 발명은 선사 운영 관리성 평가 방법으로서, 이벤트(액티비티 처리) 분석 프레임워크에 따른 CWs를 조사하여 운영 프로세스의 관리성을 상정하고, 특정 CWs 관리의 구성요소를 제안 및 통계적 추정 모델을 통해 해당 관리요소에 의해 구성된 관리성 향상에 시사점을 제공하는 탄력적 항만 운영을 위한 선사 운영 관리성 평가 방법과, 이를 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램 및 이를 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체를 제공하고자 한다.The present invention is a method for evaluating the management of shipbuilding operations, by investigating CWs according to the event (activity processing) analysis framework, assuming the manageability of the operation process, and suggesting the components of specific CWs management and managing them through a statistical estimation model. It is intended to provide a method for evaluating the ship's operation manageability for flexible port operation that provides implications for improving the manageability composed by the elements, a computer program for executing it, and a computer-readable recording medium recording the same.

상기 과제를 해결하기 위한 제1 양태로서 본 발명은, 컨테이너 워크플로우 분석을 통한 선사 운영 관리성 평가 방법으로, 컨테이너 항만 정보 시스템의 데이터베이스로부터 이벤트 로그를 추출하여 컨테이너 워크플로우를 생성하는 단계; 및 계획된 컨테이너 워크플로우와 실제 컨테이너 워크플로우 간의 운영 차이를 파악하는 단계;를 포함하되, 상기 이벤트 로그는 컨테이너 ID를 나타내는 아이디 속성, 수행 작업을 나타내는 액티비티 속성, 작업 시간을 나타내는 시간 속성 및 수행 장비를 나타내는 자원 속성을 포함하고, 상기 컨테이너 워크플로우의 구성요소로, 상기 수행 작업에 관한 물류 요소, 상기 수행 장비에 관한 장비 요소 및 상기 작업 시간에 관한 시간 요소를 포함하는 탄력적 항만 운영을 위한 선사 운영 관리성 평가 방법을 제공한다.As a first aspect for solving the above problems, the present invention provides a method for evaluating a ship's operation manageability through container workflow analysis, comprising: generating a container workflow by extracting an event log from a database of a container port information system; And determining an operational difference between the planned container workflow and the actual container workflow; wherein the event log includes an ID attribute indicating a container ID, an activity attribute indicating a task to be performed, a time attribute indicating a work time, and a performing equipment. Shipping carrier operation management for flexible port operation including resource attributes indicated, and including logistics elements related to the performing work, equipment elements related to the performing equipment, and time elements related to the working time as components of the container workflow Provides a method for assessing sex.

또한, 상기 물류 요소는 상기 수행 작업의 종류 및 순서에 관한 것이고, 상기 장비 요소는 상기 수행 장비의 할당에 관한 것이고, 상기 시간 요소는 작업 종료 시간에 관한 것인 탄력적 항만 운영을 위한 선사 운영 관리성 평가 방법을 제공한다.In addition, the logistics element relates to the type and order of the performed operation, the equipment element relates to the allocation of the performing equipment, and the time element relates to the work end time. Provides an evaluation method.

또한, 상기 물류 요소의 차이는 (1×t) 행렬로 표시되는 작업 벡터 및 (t×t) 행렬(이상의 행렬에서, t는 계획된 컨테이너 워크플로우 작업 및 실제 컨테이너 워크플로우 작업의 합집합의 원소의 개수)로 표시되는 컨텍스트 벡터의 연산으로 구해지는 것을 특징으로 하는 탄력적 항만 운영을 위한 선사 운영 관리성 평가 방법을 제공한다.In addition, the difference between the logistics elements is the number of elements in the union of the (1 × t ) task vector and ( t × t ) matrix (in the above matrix, t is the planned container workflow task and the actual container workflow task). Provides a method for evaluating shipboard operation manageability for flexible port operation, characterized in that it is calculated by calculating a context vector represented by ).

또한, 상기 작업 벡터는 하기 알고리즘 1에 따라 결정되고, 상기 컨텍스트 벡터는 하기 알고리즘 2에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 탄력적 항만 운영을 위한 선사 운영 관리성 평가 방법을 제공한다:In addition, the work vector is determined according to the following Algorithm 1, and the context vector is determined according to the following Algorithm 2;

[알고리즘 1][Algorithm 1]

Figure 112019035704777-pat00001
Figure 112019035704777-pat00001

알고리즘 1에서, j는 컨테이너 워크플로우의 인덱스이고, N j 는 계획된 컨테이너 워크플로우 작업 및 실제 컨테이너 워크플로우 작업의 합집합이고, dN j 의 작업 인덱스(d=1, ···, t)이고, A j j 번째 컨테이너 워크플로우의 작업 벡터이고, nd d d 번째 작업이고,

Figure 112019035704777-pat00002
j 번째 컨테이너 워크플로우에서 d 번째 작업의 성분이고,In Algorithm 1, j is the index of the container workflow, N j is the union of the planned container workflow task and the actual container workflow task, and d is the task index of N j (d =1, ..., t). , A j is the task vector of the j th container workflow, nd d is the d th task,
Figure 112019035704777-pat00002
Is a component of the d- th task in the j- th container workflow,

[알고리즘 2][Algorithm 2]

Figure 112019035704777-pat00003
Figure 112019035704777-pat00003

알고리즘 2에서,

Figure 112019035704777-pat00004
는 j 번째 컨테이너 워크플로우에서 d 번째 및
Figure 112019035704777-pat00005
번째 작업 사이의 성분이고,
Figure 112019035704777-pat00006
는 j 번째 컨테이너 워크플로우에서 d 번째 및
Figure 112019035704777-pat00007
번째 작업 사이의 작업 전환 수이고, T j j 번째 컨테이너 워크플로우의 컨텍스트 벡터이다.In Algorithm 2,
Figure 112019035704777-pat00004
Is the d- th and
Figure 112019035704777-pat00005
Is the component between the first tasks,
Figure 112019035704777-pat00006
Is the d-th and
Figure 112019035704777-pat00007
Is the number of task transitions between th task, and T j is the context vector of the j th container workflow.

또한, 상기 작업 벡터 및 상기 컨텍스트 벡터의 연산은 하기 알고리즘 3에 따라 수행되는 것을 특징으로 하는 탄력적 항만 운영을 위한 선사 운영 관리성 평가 방법을 제공한다:In addition, there is provided a method for evaluating a ship's operation manageability for flexible port operation, characterized in that the operation of the work vector and the context vector is performed according to Algorithm 3 below:

[알고리즘 3][Algorithm 3]

Figure 112019035704777-pat00008
Figure 112019035704777-pat00008

알고리즘 3에서, ∧는 및(and)이다.In Algorithm 3, ∧ is and (and).

또한, 상기 장비 요소의 차이는 하기 알고리즘 4에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 탄력적 항만 운영을 위한 선사 운영 관리성 평가 방법을 제공한다:In addition, there is provided a method for evaluating the ship's operation manageability for flexible port operation, characterized in that the difference between the equipment elements is determined according to the following Algorithm 4:

[알고리즘 4][Algorithm 4]

Figure 112019035704777-pat00009
Figure 112019035704777-pat00009

알고리즘 4에서, tj 번째 컨테이너 워크플로우의 작업 수이고, D는 계획된 컨테이너 워크플로우의 작업 집합이고,

Figure 112019035704777-pat00010
j 번째 컨테이너 워크플로우의 d 번째 작업의 수행 장비이고, m d 는 계획된 컨테이너 워크플로우의 d 번째 작업의 장비이다.In Algorithm 4, t is the number of tasks in the j th container workflow, D is the set of tasks in the planned container workflow,
Figure 112019035704777-pat00010
Is the equipment of the d- th task of the j- th container workflow , and m d is the equipment of the d- th task of the planned container workflow.

또한, 상기 시간 요소의 차이는 하기 알고리즘 5에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 탄력적 항만 운영을 위한 선사 운영 관리성 평가 방법을 제공한다:In addition, there is provided a method for evaluating the management of shipbuilding operations for flexible port operation, characterized in that the difference in the time factor is determined according to the following Algorithm 5:

[알고리즘 5][Algorithm 5]

Figure 112019035704777-pat00011
Figure 112019035704777-pat00011

알고리즘 5에서, ET는 계획된 컨테이너 워크플로우의 예상 실행 시간이고, ET j j 번째 컨테이너 워크플로우의 시간 차이이고, [Dj = {nd 1 , nd 2 , · ··, nd t }]는 j 번째 컨테이너 워크플로우의 작업 집합이고, Sd j Ed j 는 각각 j 번째 컨테이너 워크플로우에서 d 번째 작업의 시작 시간 및 종료 시간이고, LPET j 가 양이 되도록 하는 양의 값이다.In Algorithm 5, ET is the estimated execution time of the planned container workflow, ET j is the time difference of the j th container workflow, and [ Dj = { nd 1 , nd 2 , · ··, nd t }] is the j th It is the working set of the container workflow, Sd j and Ed j are the start and end times of the d- th task in the j- th container workflow, respectively, and LP is a positive value that makes ET j positive.

또한, 상기 파악된 운영 차이로부터 컨테이너 워크플로우의 상기 각 구성요소가 차이를 가질 확률로 나타내고, 선사의 상대적 연관 정도를 비교하여 각 선사의 운영 관리성을 추정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄력적 항만 운영을 위한 선사 운영 관리성 평가 방법을 제공한다.In addition, the step of estimating the operational manageability of each shipping company by representing the probability of each component of the container workflow having a difference from the identified operational difference, and comparing the relative degree of association of the shipping company; characterized in that it further comprises Provides a method of evaluating the management of shipbuilding operations for flexible port operation.

또한, 상기 각 구성요소가 차이를 가질 확률은 하기 수학식 1로 나타내는 것을 특징으로 하는 탄력적 항만 운영을 위한 선사 운영 관리성 평가 방법을 제공한다:In addition, the probability of each component having a difference is provided by the following equation (1), characterized in that it provides a method for evaluating the ship's management manageability for flexible port operation:

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112019035704777-pat00012
Figure 112019035704777-pat00012

수학식 1에서,

Figure 112019035704777-pat00013
는 선사(s)의 구성요소(e)가 차이를 가질 확률이고, n se s 선사의 e 구성요소의 차이이고, n s s 선사의 구성요소 차이의 합이다.In Equation 1,
Figure 112019035704777-pat00013
It is a variety (s) component (e) the probability that the difference, n se is the difference between the components of the e s shipping, n s is the sum of the components of the difference s offering.

또한, 상기 선사의 상대적 연관 정도는 하기 수학식 2의 승산비(odds ratio)로 나타내는 것을 특징으로 하는 탄력적 항만 운영을 위한 선사 운영 관리성 평가 방법을 제공한다:In addition, the relative degree of association of the ships is provided by a method for evaluating the ship's operation manageability for flexible port operation, characterized in that it is represented by an odds ratio of Equation 2 below:

[수학식 2][Equation 2]

Figure 112019035704777-pat00014
Figure 112019035704777-pat00014

수학식 2에서,

Figure 112019035704777-pat00015
m 선사에 대한 l 선사의 구성요소(e)의 승산비이고,
Figure 112019035704777-pat00016
l 선사의 구성요소(e)가 차이를 가질 확률이고,
Figure 112019035704777-pat00017
m 선사의 구성요소(e)가 차이를 가질 확률이다.In Equation 2,
Figure 112019035704777-pat00015
Is the odds ratio of the component ( e ) of l line to m line,
Figure 112019035704777-pat00016
And l is the component (e) is likely to have a difference in variety,
Figure 112019035704777-pat00017
Is the probability that the component ( e ) of the line m has a difference.

또한, 상기 선사의 상대적 연관 정도는 하기 수학식 3의 승산비(odds ratio)로 나타내는 것을 특징으로 하는 탄력적 항만 운영을 위한 선사 운영 관리성 평가 방법을 제공한다:In addition, the relative degree of association of the ships is provided by a method for evaluating the ship's operation manageability for flexible port operation, characterized in that it is represented by an odds ratio of Equation 3 below:

[수학식 3][Equation 3]

Figure 112019035704777-pat00018
Figure 112019035704777-pat00018

수학식 3에서,

Figure 112019035704777-pat00019
m 선사에 대한 l 선사의 p 구성요소 대신 q 구성요소가 차이를 가질 확률에 관한 승산비이고, n lq l 선사의 q 구성요소의 차이이고, n lp l 선사의 p 구성요소의 차이이고, n mq m 선사의 q 구성요소의 차이이고, n mp m 선사의 p 구성요소의 차이이다.In Equation 3,
Figure 112019035704777-pat00019
Is the multiplication ratio of the l p component instead of the probability that q component have a difference brings about the m variety, n lq is a difference between the q component of the l variety, n lp is the difference between the p component of l gives And n mq is the difference between the q component of the m line, and n mp is the difference between the p component of the m line.

또한, 상기 운영 차이를 파악하는 단계는, 1 이하의 탄력성 기준을 부여하여 탄력성 기준이 낮을수록 구성요소의 차이가 같거나 감소하도록 하는 알고리즘을 적용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄력적 항만 운영을 위한 선사 운영 관리성 평가 방법을 제공한다.In addition, the step of determining the difference in operation includes applying an algorithm that allows the difference of components to be equal or decreased as the elasticity criterion is lower by assigning an elasticity criterion of 1 or less. Provides a method for evaluating the management of shipbuilding operations.

또한, 상기 과제를 해결하기 위한 제2 양태로서 본 발명은, 상기 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 제공한다.In addition, as a second aspect for solving the above problem, the present invention provides a computer program for executing the method.

또한, 상기 과제를 해결하기 위한 제3 양태로서 본 발명은, 상기 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체를 제공한다.In addition, as a third aspect for solving the above problem, the present invention provides a computer-readable recording medium in which a computer program for executing the method is recorded.

본 발명에 따른 탄력적 항만 운영을 위한 선사 운영 관리성 평가 방법은 물류, 장비, 시간의 세 가지 관리 요소의 관점에서 컨테이너 항구의 운영 프로세스 관리 필요성을 상정하고, 프로세스 분석 프레임워크를 제공한다.The method for evaluating the management of shipbuilding operations for flexible port operation according to the present invention assumes the need for management of the container port's operation process in terms of three management elements: logistics, equipment, and time, and provides a process analysis framework.

또한, 본 발명은 최근의 이벤트 기반 학습 접근법인 프로세스 마이닝에 적용을 위해 세 가지 관리 요소의 운영 차이를 파악하는 알고리즘을 제공한다.In addition, the present invention provides an algorithm for grasping the operating differences of three management elements for application to process mining, which is a recent event-based learning approach.

또한, 본 발명에서 통계적 추정 모델은 학습 성과를 분석하고 세 가지 관리 요소에 의해 구성된 관리성 향상에 시사점을 제공한다.In addition, the statistical estimation model in the present invention analyzes learning outcomes and provides implications for improving manageability composed of three management elements.

본 발명에서는 6개월에 걸쳐 4개 선사의 정기선박에 대해 수집된 실제 데이터셋이 분석 결과에 사용되었으며, 비교 결과는 다른 선사들이 운영 차이를 통제하기 위해 관리 요소에 의해 구성되는 다른 수준의 운영관리성을 필요로 한다는 것을 보여준다.In the present invention, the actual data set collected for the regular ships of 4 ships over 6 months was used in the analysis result, and the comparison result was a different level of operation management, which is configured by management elements to control the operating differences of different ships. Show that you need sex.

도 1은 컨테이너 항만에서의 컨테이너 처리 프로세스를 나타낸 모식도,
도 2는 본 발명에서 제안하는 프로세스 마이닝 및 통계분석을 통합한 프로세스 분석 프레임워크를 나타낸 모식도,
도 3은 본 발명에서 물류 차이 분석 예를 설명하는 도면,
도 4는 본 발명에서 장비 차이 감지 예를 설명하는 도면,
도 5는 본 발명의 실험예에서 단순화된 관리된 CWs를 나타낸 흐름도,
도 6은 본 발명의 실험예에서 휴리스틱 마이닝으로 파악된 CWs를 나타낸 흐름도,
도 7은 본 발명의 실험예에서 탄력성 기준에 따른 선사에 대한 물류 차이의 관찰 비율을 나타낸 그래프,
도 8은 본 발명의 실험예에서 탄력성 기준에 따른 선사에 대한 장비 차이의 관찰 비율을 나타낸 그래프,
도 9는 본 발명의 실험예에서 탄력성 기준에 따른 선사에 대한 시간 차이의 관찰 비율을 나타낸 그래프,
도 10은 본 발명의 실험예에서 탄력성 기준에서 선사 1의 선박에 대한 선사 2의 선박에서의 장비 차이 대신 물류 차이가 발생할 확률(물류-장비), 시간 차이 대신 물류 차이가 발생할 확률(물류-시간) 및 시간 차이 대신 장비 차이가 발생할 확률(장비-시간)을 나타낸 그래프,
도 11은 본 발명의 실험예에서 탄력성 기준에서 선사 1의 선박에 대한 선사 3의 선박에서의 장비 차이 대신 물류 차이가 발생할 확률(물류-장비), 시간 차이 대신 물류 차이가 발생할 확률(물류-시간) 및 시간 차이 대신 장비 차이가 발생할 확률(장비-시간)을 나타낸 그래프,
도 12는 본 발명의 실험예에서 탄력성 기준에서 선사 1의 선박에 대한 선사 4의 선박에서의 장비 차이 대신 물류 차이가 발생할 확률(물류-장비), 시간 차이 대신 물류 차이가 발생할 확률(물류-시간) 및 시간 차이 대신 장비 차이가 발생할 확률(장비-시간)을 나타낸 그래프.
1 is a schematic diagram showing a container processing process in a container port;
2 is a schematic diagram showing a process analysis framework incorporating process mining and statistical analysis proposed in the present invention;
3 is a diagram illustrating an example of analysis of differences in logistics in the present invention;
4 is a diagram illustrating an example of detecting a difference in equipment in the present invention;
5 is a flowchart showing simplified managed CWs in an experimental example of the present invention;
6 is a flowchart showing CWs identified as heuristic mining in an experimental example of the present invention;
7 is a graph showing the observation ratio of the difference in logistics for the shipping line according to the elasticity criterion in the experimental example of the present invention;
8 is a graph showing an observation ratio of differences in equipment for ships according to the elasticity criterion in the experimental example of the present invention;
9 is a graph showing the observation ratio of the time difference with respect to the line according to the elasticity criterion in the experimental example of the present invention;
10 is a probability of occurrence of a difference in logistics instead of a difference in equipment in the ship of carrier 2 with respect to the ship of carrier 1 in the elasticity criterion in the experimental example of the present invention (logistics-equipment), probability of occurrence of a difference in logistics instead of the time difference (logistics-time ) And a graph showing the probability that the equipment difference will occur (equipment-time) instead of the time difference,
11 is a probability of occurrence of a difference in logistics instead of a difference in equipment in the ship of carrier 3 with respect to the ship of carrier 1 in terms of elasticity in the experimental example of the present invention (logistics-equipment), probability of occurrence of a difference in logistics instead of the time difference (logistics-time ) And a graph showing the probability that the equipment difference will occur (equipment-time) instead of the time difference,
12 is a probability of occurrence of a difference in logistics instead of the difference in equipment in the ship of carrier 4 with respect to the ship of carrier 1 in the elasticity criterion in the experimental example of the present invention (logistics-equipment), probability of occurrence of a difference in logistics instead of the time difference (logistics-time ) And a graph showing the probability that the equipment difference will occur (equipment-time) instead of the time difference.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였고, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 부여하였다. 또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and similar reference numerals are assigned to similar parts throughout the specification. In addition, throughout the specification, when a certain part "includes" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components unless otherwise stated.

본 발명에 따른 탄력적 항만 운영을 위한 선사 운영 관리성 평가 방법은 이벤트(액티비티 처리) 분석 프레임워크에 따른 컨테이너 워크플로우(container workflows, 이하 'CWs' 또는 'CW'로 칭하기도 한다.)를 조사하여 운영 프로세스의 관리성을 상정하고, 물류, 장비 및 시간과 같은 컨테이너 워크플로우 관리의 세 가지 구성요소를 제안한다.The method for evaluating the management of shipboard operations for flexible port operation according to the present invention is conducted by investigating container workflows (hereinafter, referred to as'CWs' or'CW') according to the event (activity processing) analysis framework. It assumes the manageability of the operation process and proposes three components of container workflow management such as logistics, equipment and time.

따라서, 본 발명은 컨테이너 워크플로우 분석을 통한 선사 운영 관리성 평가 방법으로, 컨테이너 항만 정보 시스템의 데이터베이스로부터 이벤트 로그를 추출하여 컨테이너 워크플로우를 생성하는 단계; 및 계획된 컨테이너 워크플로우와 실제 컨테이너 워크플로우 간의 운영 차이를 파악하는 단계;를 포함하되, 상기 이벤트 로그는 컨테이너 ID를 나타내는 아이디 속성, 수행 작업을 나타내는 액티비티 속성, 작업 시간을 나타내는 시간 속성 및 수행 장비를 나타내는 자원 속성을 포함하고, 상기 컨테이너 워크플로우의 구성요소로, 상기 수행 작업에 관한 물류 요소, 상기 수행 장비에 관한 장비 요소 및 상기 작업 시간에 관한 시간 요소를 포함하는 탄력적 항만 운영을 위한 선사 운영 관리성 평가 방법을 개시한다.Accordingly, the present invention provides a method for evaluating the management of shipbuilding operations through container workflow analysis, comprising: generating a container workflow by extracting an event log from a database of a container port information system; And determining an operational difference between the planned container workflow and the actual container workflow; wherein the event log includes an ID attribute indicating a container ID, an activity attribute indicating a task to be performed, a time attribute indicating a work time, and a performing equipment. Shipping carrier operation management for flexible port operation including resource attributes indicated, and including logistics elements related to the performing work, equipment elements related to the performing equipment, and time elements related to the working time as components of the container workflow Disclosing a method for evaluating sex.

또한, 본 발명에 따른 탄력적 항만 운영을 위한 선사 운영 관리성 평가 방법은 상기 파악된 운영 차이로부터 컨테이너 워크플로우의 상기 각 구성요소가 차이를 가질 확률로 나타내고, 선사의 상대적 연관 정도를 비교하여 각 선사의 운영 관리성을 추정하는 단계;를 더 포함할 수 있다.In addition, the method for evaluating the operational manageability of ships for flexible port operation according to the present invention is represented by the probability that each component of the container workflow will have a difference from the identified operating difference, and the relative degree of association between the ships is compared to each shipping company. Estimating the operational manageability of the; may further include.

세 가지 관리 구성요소의 관점에서 CWs를 살펴보면 취약한 운영 스케줄, 정보 차이, 부적절한 처리 능력 및 기타 예기치 못한 이벤트로 인한 시간에 따른 CWs의 차이가 발생할 수 있다(비특허문헌 17 참조). 본 발명에서는 3개의 관리 요소에 대한 계획된 CWs와 실제 CWs 간의 운영 차이를 파악하고, 서로 다른 선사의 선박으로부터 생성된 CWs 간의 비교 분석을 실시하고, 통계 분석의 추정에 근거하여 운영 관리성을 추정한다.Looking at CWs from the perspective of the three management components, differences in CWs over time may occur due to weak operating schedules, information differences, inappropriate processing power, and other unexpected events (see Non-Patent Document 17). In the present invention, the operational difference between the planned CWs and the actual CWs for the three management elements is identified, a comparative analysis is performed between CWs generated from ships of different ships, and operational manageability is estimated based on the estimation of statistical analysis. .

운영 차이는 관리 요소를 통합하는 맞춤형 프로세스 마이닝 기법인 이벤트 기반 학습 접근법으로 파악된다. 프로세스 마이닝은 기본적으로 데이터 마이닝의 일종이지만 이벤트 로그에서 관찰된 동작을 설명하는 프로세스 모델의 자동 구성을 목표로 하는 반면, 데이터 마이닝은 이전에 발견되지 않은 관계와 패턴에 대한 데이터 분석이다(비특허문헌 23 참조). 컨테이너 처리 이벤트 데이터는 프로세스 실행 중 발생한 일의 이력을 포함하는 방식으로 정리할 수 있으므로, 이벤트 데이터의 활용은 작업 현장에서 은폐된 작업과 예상치 못한 작업이 발생한 것에 대한 실용적 분석을 가능하게 한다. 파악된 차이 결과는 선사의 운영 관리성을 추정할 때 통계적 분석의 샘플이 된다. 샘플의 (지역) 승산비 추정은 운영 차이에 대한 시사점을 제공한다.Operational differences are identified with an event-based learning approach, a customized process mining technique that integrates management elements. While process mining is basically a kind of data mining, it aims at the automatic construction of a process model that describes the behavior observed in the event log, whereas data mining is the analysis of data on previously undiscovered relationships and patterns (non-patent literature 23). Container handling event data can be organized in a way that includes the history of events that occurred during process execution, so the use of event data enables practical analysis of hidden and unexpected tasks occurring in the workplace. The determined difference result is a sample of statistical analysis when estimating the ship's operational manageability. The sample's (regional) odds ratio estimates provide implications for operational differences.

차이를 분석할 때, 시스템 신뢰성에 관한 연구는 시스템 실패 예측과 감지를 이해하기 위해 데이터 분석과 학습 접근법을 적용하고 있다. Yuan 등(비특허문헌 26 참조)은 시스템의 이벤트 로그와 이벤트 시퀀스를 분석하고 실패 예측을 위해 적합한 통계 모델을 제안하였다. Reder 등(비특허문헌 22 참조)은 비지도 k-평균 클러스터링(unsupervised k-means clustering)을 통해 데이터셋에서 규칙을 추출하여 운영 및 유지보수 전략을 개발하였다. Gehl 등(비특허문헌 9 참조)과 Zhou 등(비특허문헌 28 참조)은 과거 데이터셋에 근거하는 베이지안 네트워크 접근법(Bayesian network approaches)을 채용하고, 인프라 시스템의 리스크 분석을 실시하였다. Barabadi와 Ayele(비특허문헌 4 참조)은 데이터가 거의 없을 경우 Bayesian 네트워크와 함께, 과거 데이터셋에 기초한 복구율 분석에 가장 적합한 회귀 모델을 선택하는 프레임워크를 개발하였다. 실패 감지에 관한 연구와는 달리, 이 연구는 차이 감지가 CWs에 대한 스케줄링 활동에 대한 운영 프로세스의 적합성에 관심이 있기 때문에 프로세스 마이닝 접근법을 통해 CWs에 대해 운영 차이를 감지한다.When analyzing differences, studies on system reliability apply data analysis and learning approaches to understand system failure prediction and detection. Yuan et al. (Refer to Non-Patent Document 26) analyzed the event log and event sequence of the system and proposed a statistical model suitable for predicting failure. (See Non-Patent Document 22) Reder et unsupervised k - to extract the rules in the data set by the mean clustering (unsupervised k -means clustering) developed the operation and maintenance strategy. Gehl et al. (see Non-Patent Document 9) and Zhou et al. (See Non-Patent Document 28) adopted Bayesian network approaches based on past datasets and conducted risk analysis of infrastructure systems. Barabadi and Ayele (refer to Non-Patent Document 4) developed a framework for selecting the most appropriate regression model for recovery rate analysis based on past datasets with the Bayesian network when there is little data. Unlike studies on failure detection, this study detects operational variances for CWs through a process mining approach, since variance detection is concerned with the suitability of operational processes to scheduling activities for CWs.

본 발명은 운영 프로세스에서 CWs를 조사함으로써 선사용 항만 운영 관리성 측정 프로세스를 제안한다. 이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 이벤트 기반 학습 기법을 통해 운영 차이를 식별하고, 통계 데이터 분석을 통해 차이 결과의 함의를 해석하는 프레임워크적인 접근법을 개발하는 데 기여한다. 이는 학습 접근법을 이용하여 컨테이너 항만의 운영 관리성을 추정하기 위한 첫 번째 연구로 사료된다.The present invention proposes a process for measuring the operational manageability of a port used by ships by examining CWs in the operation process. In order to achieve this object, the present invention contributes to developing a framework approach that identifies operational differences through event-based learning techniques and analyzes the implications of differences results through statistical data analysis. This is considered to be the first study to estimate the operational manageability of container ports using a learning approach.

이하에서는, 프로세스 마이닝 기법에서 CWs와 프로세스 탐색 알고리즘에 대한 예비 연구에 관한 내용을 정리하고, 세 가지 관리 요소에서 차이 분석 프레임워크를 소개하고, 실제 실험 결과를 통해 본 발명의 발견에 대해 자세히 설명한 후 결론을 도출한다.In the following, the contents of the preliminary research on CWs and the process search algorithm in the process mining technique are summarized, the difference analysis framework is introduced in the three management elements, and the discovery of the present invention is explained in detail through actual experimental results. Draw conclusions.

운영 프로세스에 대한 전제조건Prerequisites for the operational process

본 항목에서는 컨테이너 항만의 표준화된 운영 프로세스에 대한 CWs를 설명하고, 프로세스 마이닝 접근법을 소개한다.This section describes CWs for the standardized operation process of container ports, and introduces a process mining approach.

(1) 컨테이너 항만 서브시스템에 대한 CWs(1) CWs for the container port subsystem

컨테이너 항만은 서로 다른 운송 모드 간에 컨테이너를 이송하기 위한 시설로 선박으로부터 철도 또는 도로로의 컨테이너 흐름을 처리 및 통제하기 위한 활동/서비스 패키지를 제공하고, 그 반대의 경우도 있다. 컨테이너 항만의 주요 작업 대상물은 컨테이너로, 크레인, 트럭, 캐리어와 같은 다양한 처리 장비가 컨테이너 처리를 수행한다. 컨테이너 처리 프로세스는 항만 특성 및 컨테이너 유형에 따라 다르지만, 일반적인 컨테이너 처리 프로세스는 도 1과 같이 하역(Discharging), 선적(Loading), 인수(Receiving)(게이트 인), 인도(Delivering)(게이트 아웃)의 4가지 유형으로 분류할 수 있다. 각 처리 과정은 CWs라고 불리는 유닛 컨테이너를 넘겨주는 많은 작업으로 구성된다.Container ports are facilities for transporting containers between different modes of transport, providing an activity/service package for handling and controlling the flow of containers from ships to rail or roads, and vice versa. The main object of the container port is a container, and various processing equipment such as cranes, trucks, and carriers performs container processing. The container handling process differs depending on the port characteristics and container type, but the general container handling process is as shown in Fig. 1 for discharging, loading, receiving (gate-in), and delivery (gate-out). It can be classified into 4 types. Each process consists of a number of tasks handing over unit containers called CWs.

하역 처리 프로세스의 CWs는 다음과 같다. 선박이 도착하면 안벽 크레인(Quay Cranes; QCs)이 QC 작업 스케줄에 따라 선박으로부터 컨테이너를 하역한다. 컨테이너는 운반 차량에 중계되어 야적장(storage yard)으로 운송되고, 야드 크레인(Yard Cranes; YCs)에 의해 일시적으로 야드 슬롯(Yard Slots; YSs)에 보관된다. 목적지에 따라 컨테이너를 다른 선박으로 운송하거나 검사 후 트럭이나 열차로 운송하기 위해 게이트를 통해 인도될 수 있다. 전자는 선적에 대한 처리 프로세스와 관계가 있고, 후자는 인도에 대한 프로세스와 관계가 있다. 선적에 대한 처리 프로세스는 하역 프로세스의 역순이다. YC는 컨테이너를 들어올려 이송 차량에 적재하고, 이 차량은 QCs가 해당 선박에 컨테이너를 적재하는 부두로 컨테이너를 운반한다. 인수에 관한 처리 프로세스에 대해서는, 도로 트럭이 컨테이너를 가지고 항만으로 들어와, 통상 YCs에 의해 YSs에 임시로 보관되는 야적장으로 운반한다.The CWs of the handling process are as follows. When the ship arrives, Quay Cranes (QCs) unload containers from the ship according to the QC work schedule. Containers are relayed to transport vehicles, transported to storage yards, and temporarily stored in Yard Slots (YSs) by Yard Cranes (YCs). Depending on the destination, the container can be transported by other ships or delivered through a gate for transport by truck or train after inspection. The former relates to the handling process for shipment, and the latter to the process for delivery. The handling process for shipment is the reverse of the unloading process. YC lifts the container and loads it into a transport vehicle, which transports the container to the dock where QCs loads the container into the vessel. Regarding the handling process for the takeover, road trucks come into the port with containers, usually transported by YCs to the yard, which is temporarily stored in YSs.

컨테이너 항만은 서브시스템 및 처리 장비에 대한 컨테이너 처리 활동을 통제하고, 이들 사이의 데이터 처리를 관리하는 선진 정보 시스템(비특허문헌 15 참조)을 보유하고 있다. 각각의 액티비티 처리는 컨테이너 처리 프로세스 전체에 걸쳐 대량의 이벤트 로그를 생성한다. 계획된 CWs와 실제 CWs의 운영 차이는 이벤트 로그 분석으로 파악될 수 있다. 본 발명에서는 데이터로부터 운영 차이를 학습하기 위해 프로세스 마이닝 접근법을 채택한다.The container port has an advanced information system (see Non-Patent Document 15) that controls container processing activities for subsystems and processing equipment, and manages data processing between them. Each activity processing generates a large number of event logs throughout the container processing process. The operational difference between planned CWs and actual CWs can be identified by event log analysis. The present invention adopts a process mining approach to learn operational differences from data.

(2) 프로세스 마이닝 및 그 발견 알고리즘(2) Process mining and its discovery algorithm

프로세스 마이닝은 프로세스 분석을 위한 프로세스 모델을 발견하는 데 널리 사용되어 왔다. 프로세스 발견(process discovery), 순응도 검사(conformance checking) 및 확장(enhancement)의 세 가지 프로세스 마이닝 기법 중 본 발명은 프로세스 발견에 초점을 맞춘다. 프로세스 발견의 기본 개념은 간단하다: 시스템으로부터 이벤트 로그를 추출하고, 이벤트 로그에서 작업 동작을 설명하는 적절한 프로세스 모델을 구성한다(비특허문헌 12 참조). 이 프로세스는 또는 조인/분할, 조인/분할 및 루프와 같은 많은 구조들로 구성된다. 한정된 수의 프로세스 사례에 대한 이벤트를 포함하는 이벤트 로그를 고려하여 프로세스 마이너는 이벤트 로그에 동작을 정확하게 요약하고 일반성(충분한 동작을 허용)과 특수성(너무 많은 동작을 허용하지 않음) 사이의 올바른 균형을 맞추는 모델을 발견한다. 이벤트 로그의 동작을 정확하게 기술하는 모델을 이용함으로써 성능 병목현상의 파악이나 기존 규정에 맞지 않는 프로세스 모델에서의 경로의 로컬화 등 고도의 분석이 가능하다. α-알고리즘(α-algorithm)(비특허문헌 24 참조), 유전 프로세스 마이닝(genetic process mining)(비특허문헌 20 참조), 휴리스틱 마이닝(heuristic mining)(비특허문헌 25 참조), 퍼지 마이닝(fuzzy mining)(비특허문헌 13 참조)과 같은 마이닝 알고리즘에 관한 다양한 프로세스 발견 기법이 있다.Process mining has been widely used to discover process models for process analysis. Among the three process mining techniques of process discovery, conformance checking and enhancement, the present invention focuses on process discovery. The basic concept of process discovery is simple: extract the event log from the system and construct an appropriate process model that describes the operation behavior in the event log (see Non-Patent Document 12). This process also consists of many structures such as join/split, join/split and loop. Considering an event log containing events for a finite number of process cases, the process miner accurately summarizes the actions in the event log and strikes the right balance between generality (allowing enough actions) and specificity (not allowing too many actions). Find a model that fits. By using a model that accurately describes the behavior of the event log, advanced analysis is possible, such as identifying performance bottlenecks or localizing paths in process models that do not conform to existing regulations. α-algorithm (refer to non-patent document 24), genetic process mining (refer to non-patent document 20), heuristic mining (refer to non-patent document 25), fuzzy mining There are various process discovery techniques for mining algorithms, such as mining) (see Non-Patent Document 13).

α-알고리즘은 동시성을 적절히 처리할 수 있는 최초의 프로세스 발견 알고리즘 중 하나로, 모든 허용 가능한 바이너리 시퀀스에 관해서 이벤트 로그가 완전하다고 가정하고, 이벤트 로그에 노이즈가 포함되어 있지 않다고 가정한다. 따라서, α-알고리즘은 노이즈와 이벤트 로그의 불완전성에 민감하다. 더욱이, 본래 α-알고리즘은 짧은 루프나 비로컬(non-local), 비자유(non-free) 선택 구조를 발견할 수 없다. 그럼에도 불구하고, α-알고리즘은 단순하며 많은 아이디어들이 더 복잡하고 강력한 기술에 내재되어 있다. 프로세스 발견 알고리즘의 초기 접근법은 로컬 검색이었고, 비자유 선택, 보이지 않는 작업 및 중복 작업과 같은 사소하지 않은 구성을 발견할 수 없었다.The α-algorithm is one of the first process discovery algorithms that can properly handle concurrency. It assumes that the event log is complete for all allowable binary sequences, and that the event log does not contain noise. Therefore, the α-algorithm is sensitive to noise and imperfections of the event log. Moreover, the original α-algorithm cannot find short loops or non-local, non-free selection structures. Nevertheless, the α-algorithm is simple and many ideas are embedded in more complex and powerful technologies. The initial approach of the process discovery algorithm was local search, and it was not possible to find non-trivial configurations such as non-free choices, invisible tasks, and redundant tasks.

글로벌 검색을 지원하는 유전 프로세스 마이닝은 de Medeiros 등(비특허문헌 3 참조)에 의해 개발되었다. 유전 프로세스 마이닝은 일반 유전 알고리즘과 유사한 4개의 주요 단계로, (a) 개시, (b) 선택, (c) 재생 및 (d) 종료가 있으며, 그 개념은 적절한 내부 표현의 정의, 적절한 적합도 측정 및 전체 검색 공간 커버를 보장하는 유전 연산자 등 세 가지 주요 관심사를 해결해야 한다. 유전 프로세스 마이닝은 직무 의존성을 나타내는 인과 행렬의 관점에서 검색 공간을 정의하며, 계산 시간의 상당한 개선을 위해 초기 개체군을 제공할 필요가 있다. 내부 표현을 지정하고 초기 개체군을 결정하면 적절한 적합도 함수가 요구된다. 적합도 함수는 개체(즉, 프로세스 모델)가 이벤트 로그의 동작을 얼마나 잘 재현할 수 있는지를 평가하고, 그 결과 알고리즘을 구동하여, 유전 연산자를 이용하여 각 세대의 새로운 개체를 구축한다. 유전 프로세스 마이닝은 노이즈와 불완전성을 처리할 수 있고 쉽게 채택 및 확장될 수 있기 때문에 유연하고 견고하다. 적합도 함수를 변경함으로써 특정 구성에 대한 선호도를 부여할 수 있다. 이러한 유전 프로세스의 장점에도 불구하고 대형 모델과 로그에는 효율적이지 않다. 허용 가능한 적합도를 가진 모델을 발견하는 데 매우 오랜 시간이 걸릴 수 있다.Genetic process mining to support global search was developed by de Medeiros et al. (see Non-Patent Document 3). Genetic process mining has four main steps similar to normal genetic algorithms: (a) initiation, (b) selection, (c) regeneration, and (d) termination, the concept of which is to define appropriate internal representations, measure appropriate fit, and Three main concerns must be addressed: genetic operators that ensure full search space coverage. Genetic process mining defines the search space in terms of a causal matrix representing job dependence, and it is necessary to provide an initial population for a significant improvement in computation time. When the internal representation is specified and the initial population is determined, an appropriate fitness function is required. The goodness-of-fit function evaluates how well an entity (i.e., a process model) can reproduce the behavior of the event log, and then runs the algorithm, constructing a new entity for each generation using genetic operators. Oilfield process mining is flexible and robust because it can handle noise and imperfections and can be easily adopted and extended. You can give preference to a specific configuration by changing the fitness function. Despite the advantages of these genetic processes, they are not efficient for large models and logs. It can take a very long time to find a model with an acceptable fit.

Weijters 등(비특허문헌 25 참조)은 휴리스틱 마이닝이라고 하는 휴리스틱 기반의 프로세스 발견 방법을 개발하였다. 휴리스틱 마이닝은 직접적 의존성, 동시성 및 직접적이지 않은 연계성의 세 가지 유형의 활동과 이벤트 로그 사이의 관계에 관한 이벤트의 빈도를 취한다. 휴리스틱 마이닝의 기본 개념은 빈번하지 않은 경로를 모델에 통합해서는 안 된다는 것이다. 휴리스틱 마이닝은 이벤트 로그의 이벤트 간 종속 빈도를 사용하여 종속성 그래프(dependency graph)를 구성한다. 이 단계에서는 종속 임계값, 양의 관찰 임계값 및 최적 임계값에 대한 상대값의 세 가지 임계값 매개변수를 사용하여 노이즈와 낮은 빈도의 동작을 구별한다. 휴리스틱 마이닝의 주요 아이디어는 가장 높은 종속성 측정만을 고려하는 종속성 그래프에서 전제조건의 인과 행렬을 도출하는 것이다. 인과 행렬은 활동 간의 서로 다른 종속 관계를 구별하며, 결과적으로 AND/XOR-splits/joins를 성공적으로 식별하고 프로세스 모델에 나타낼 수 있다.Weijters et al. (see Non-Patent Document 25) developed a heuristic-based process discovery method called heuristic mining. Heuristic mining takes the frequency of events related to the relationship between the event log and the three types of activity: direct dependence, concurrency and non-direct connectivity. The basic concept of heuristic mining is that infrequent paths should not be incorporated into the model. Heuristic mining constructs a dependency graph using the frequency of dependencies between events in the event log. In this step, three threshold parameters are used: the dependent threshold, the positive observation threshold, and the relative value to the optimal threshold to differentiate between noise and low frequency behavior. The main idea of heuristic mining is to derive a causal matrix of preconditions from a dependency graph that considers only the highest dependency measure. The causal matrix distinguishes between different dependencies between activities, and consequently AND/XOR-splits/joins can be successfully identified and represented in the process model.

퍼지 마이닝은 주제도지도학(thematic cartography) 방법을 사용하여 프로세스에 대한 동적 뷰를 제공한다. 주제도지도학에서 주요 개념은 일반화인데, 시간이 지남에 따라 변할 수 있는 특정한 세부사항으로부터 추상화하는 것이다. 퍼지 마이닝에서는 두 가지 지표인 중요도와 상관관계가 확인된다. 중요도 지표는 이벤트 발생 빈도와 그 순서를 계산한다. 우선 관계가 자주 관찰될수록 더 중요하다. 상관관계 지표는 이벤트가 얼마나 밀접하게 관련되어 있는지를 측정하며, 그것은 그들이 공유하는 데이터나 액티비티 명칭의 유사성에 의해 측정될 수 있다. 프로세스 모델 생성에 있어 퍼지 마이닝은 중요하고 상관관계가 있는 이벤트의 정도에 기초하여 프로세스를 단순화한다. 즉, 중요도가 높은 동작은 유지되고, 동작이 매우 상관성이 높지만 중요도가 낮은 경우 이벤트가 클러스터로 집계되고, 동작의 상관성이 낮은 경우 배제된다. 이러한 측정을 바탕으로 이벤트 로그에 대한 뷰를 동적으로 생성할 수 있다. 이를 통해 분석자는 프로세스 모델의 특정 측면을 확대 및 축소할 수 있다.Fuzzy mining provides a dynamic view of the process using thematic cartography method. The main concept in thematic map cartography is generalization, the abstraction from specific details that can change over time. In fuzzy mining, two indicators of importance and correlation are confirmed. The importance index calculates the frequency and sequence of events. First of all, the more often the relationship is observed, the more important it is. Correlation indicators measure how closely events are related, which can be measured by the similarity of the data or activity names they share. In creating a process model, fuzzy mining simplifies the process based on the degree of important and correlated events. That is, an action with high importance is maintained, and when the action is highly correlated, but when the importance is low, the events are aggregated into a cluster, and when the correlation of the action is low, it is excluded. Based on these measurements, a view of the event log can be dynamically created. This allows analysts to zoom in and out on certain aspects of the process model.

차이 분석 프레임워크Difference Analysis Framework

본 항목에서는 도 2와 같이 프로세스 발견을 통해 운영 차이 분석을 위해 개발된 프로세스 분석 프레임워크를 소개한다. 프레임워크는 컨테이너 항만 정보 시스템의 데이터베이스로부터 이벤트 로그를 추출하여 CWs를 생성하고((1) 항목), 물류, 장비 및 시간의 세 가지 관점에서 계획된 CWs와 실제 CWs 간의 운영 차이를 분석하고((2) 항목), 분석 결과를 마련하여 운영 관리성을 추정한다((3) 항목)). 프레임워크는 CWs 세트를 위한 이벤트 로그를 추출하는 것으로 시작한다. CWs는 하기 표 1 및 표 2에 제시된 바와 같이, 수행된 컨테이너 처리 작업의 순서 형태로 생성된다. 생성된 CWs에는 계획된 작업 이력과 실제 작업 이력이 포함되며, 이 이력은 하위 항목에서의 프로세스 발견과 차이 감지에 모두 유용하다.This section introduces a process analysis framework developed for analyzing operational differences through process discovery as shown in FIG. 2. The framework generates CWs by extracting event logs from the database of the container port information system (item (1)), and analyzes the operational differences between planned CWs and actual CWs from three perspectives: logistics, equipment, and time ((2) ) Item), and the analysis results are prepared to estimate operational manageability ((3) item)). The framework starts by extracting the event log for a set of CWs. CWs are generated in the order of the container processing operations performed, as shown in Tables 1 and 2 below. The generated CWs include the planned work history and the actual work history, which is useful for both process discovery and difference detection in sub-items.

(1) 이벤트 로그 및 CWs 생성(1) Event log and CWs generation

제안된 프레임워크는 이벤트 로그의 추출에 프로세스 마이닝 기법을 활용하여 CWs를 생성하고, 이들의 운영 차이를 평가한다. 일반적으로 이벤트 로그는 케이스로 구성된 시스템 데이터베이스로부터 추출된 것이고, 여기서 케이스는 이벤트로 구성된다. 케이스에서 이벤트는 특별한 이벤트의 연속인 추적의 형태로 표현된다. 케이스는 속성을 가질 수 있고, 각각의 케이스에는 각 이벤트가 한 번만 나타나는 것과 같은 한정적인 이벤트 시퀀스인 특수한 의무적 속성 자취가 있다. 이벤트 로그는 케이스의 집합으로, 각 이벤트가 전체 로그에서 최대 한 번 나타난다. 이벤트 로그에 타임스탬프가 포함된 경우, 추적의 순서는 이러한 타임스탬프를 고려해야 한다(비특허문헌 23 참조).The proposed framework generates CWs using process mining techniques to extract event logs, and evaluates their operational differences. In general, event logs are extracted from a system database composed of cases, where cases are composed of events. In a case, an event is expressed in the form of a trace, a series of special events. Cases can have attributes, and each case has a special mandatory attribute trace, which is a definite sequence of events such that each event appears only once. The event log is a set of cases, and each event appears at most once in the entire log. When a timestamp is included in the event log, the order of tracing should take this timestamp into account (see Non-Patent Document 23).

프로세스 마이닝은 종종 "이력(history)", "감사 추적(audit trail)" 또는 "트랜잭션 로그(transaction log)"라고 불리는 시간 순서의 이벤트 시퀀스를 추출한다. 각 이벤트는 작업 또는 액티비티(즉, 프로세스에서 명확한 단계)을 말하며, 추출된 이벤트 로그는 "아이디(identification)", "액티비티(activity)", "시간(time)" 및 "자원(resource)"의 네 가지 속성으로 구성된다. "아이디"와 "액티비티" 속성은 각각 케이스와 이벤트를 가리킨다. 본 발명에서는 아이디, 액티비티, 시간 및 자원의 네 가지 속성은 각각 컨테이너 ID, 수행 작업, 작업 종료 시간 및 수행 장비를 말하며, 이들은 터미널 운영 시스템의 데이터베이스 실체이다.Process mining extracts a sequence of chronological events often referred to as "history", "audit trail" or "transaction log". Each event refers to an action or activity (ie, a distinct step in the process), and the extracted event log is the number of "identification", "activity", "time" and "resource". It consists of four attributes. The "ID" and "Activity" attributes refer to cases and events, respectively. In the present invention, the four attributes of ID, activity, time, and resource refer to container ID, task to be performed, task end time, and equipment to be performed, respectively, and these are database entities of the terminal operating system.

Figure 112019035704777-pat00020
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CWs는 작업 종료 시간의 오름차순으로 각 컨테이너 ID의 수행된 작업을 배열하여 생성된다. 다음 작업은 이전 작업을 완료한 후에만 시작할 수 있으므로, 작업 종료 시간은 작업 순서를 만드는 유일한 요소이다. 속성을 바탕으로 추출한 샘플 이벤트 데이터인 상기 표 1의 예시적 이벤트 데이터를 활용하여 CWs의 생성 방법을 설명한다. 컨테이너 TCKU02의 경우, YardJobGateIn, QuayJobLoad 및 YardJobLoad의 3개의 작업이 포함되어 있다. 작업 종료 시간에 의해 해당 작업을 오름차순으로 정렬할 때 TCKU02의 컨테이너 CW는 하기 표 2에 제시된 바와 같이, YardJobGateIn → YardJobLoad → QuayJobLoad 가 된다.CWs are generated by arranging the performed tasks of each container ID in ascending order of the task end time. Since the next task can only be started after completing the previous task, the task end time is the only factor in the task sequence. A method of generating CWs will be described using the exemplary event data in Table 1, which is sample event data extracted based on attributes. For container TCKU02, it contains 3 jobs: YardJobGateIn, QuayJobLoad and YardJobLoad. When sorting the jobs in ascending order by job end time, the container CW of TCKU02 becomes YardJobGateIn → YardJobLoad → QuayJobLoad as shown in Table 2 below.

Figure 112019035704777-pat00021
Figure 112019035704777-pat00021

(2) 차이 분석(2) Analysis of differences

개별 컨테이너는 계획된 또는 미리 정의된 워크플로우의 순서에 따라 처리되며, 사전 할당된 장비는 컨테이너 항만의 서브시스템을 통해 액티비티 처리를 수행한다. Bezerra 등(비특허문헌 5 참조)은 (i) 드물거나 빈번하지 않은 이벤트, (ii) 통상적인 변동 범위를 벗어난 상태, (iii) 예기치 않은 결과, 또는 (iv) 정상적인 형태나 규칙으로부터의 일탈과 같은 업무 프로세스에서 비정상적인 상황에 대한 일반적인 정의를 기술하였다. (i) 및 (ii)는 데이터베이스로부터 이벤트 데이터를 추출할 때 이벤트 데이터의 노이즈와 관련되며, (iii) 및 (iv)는 업무 프로세스의 예외적인 업무 실행과 관련된다. Beczerra 등이 제공하는 이상 상황(특히, 정의 (iii) 및 (iv))의 일반적 정의에 근거하여(비특허문헌 5 참조), 본 발명은 이 차이를 사전 할당된 장비로 계획된 워크플로우로 수행하지 않는 개별 컨테이너의 워크플로우로 간주한다. 세 가지 관리 요소에 대응하여, 프레임워크는 본 조사에서 많은 현장 운전자가 인정하는 가장 중요한 CW 차이인 물류, 장비 및 시간 차이의 세 가지 유형의 운영 차이를 감지한다. 물류 차이는 실제 CWs와 처리 프로세스에 따라 계획된 CWs의 유사성을 측정한다. 장비 차이는 사전 할당되지 않은 장비로 컨테이너를 처리할 때 CWs를 감지한다. 시간 차이는 CWs에 따른 액티비티 처리의 시간 차이를 측정한다.Individual containers are processed according to a sequence of planned or predefined workflows, and pre-allocated equipment performs activity processing through the container port's subsystem. Bezerra et al. (see Non-Patent Literature 5) include (i) rare or infrequent events, (ii) conditions outside the range of normal fluctuations, (iii) unexpected results, or (iv) deviations from normal forms or rules. The general definition of abnormal situations in the same business process is described. (i) and (ii) are related to the noise of the event data when extracting event data from the database, and (iii) and (iv) are related to the exceptional business execution of the business process. Based on the general definition of anomalous situations (especially definitions (iii) and (iv)) provided by Beczerra et al. (see Non-Patent Document 5), the present invention does not make this difference in a planned workflow with pre-allocated equipment. It is regarded as an individual container's workflow. In response to the three management factors, the framework detects three types of operational differences: logistics, equipment and time differences, the most important CW differences recognized by many field operators in this survey. Logistics differences measure the similarity between actual CWs and planned CWs according to the processing process. Equipment differences detect CWs when handling containers with equipment that has not been pre-allocated. The time difference measures the time difference in processing an activity according to CWs.

물류 차이 분석Logistics difference analysis

물류 차이는 계획된 CWs의 순서에서 액티비티 처리를 용이하게 하기 위하여 CW에 대한 운영 통제의 가능성을 이해하도록 한다. 물류 차이를 분석할 때 작업 벡터와 컨텍스트 벡터를 구축할 필요가 있다. 작업 벡터는 계획된 CW와 비교하여 실제 j 번째 CW의 동일한 작업의 유무를 감지하기 위해 사용되는 반면, 컨텍스트 벡터는 계획된 CW와 비교하여 j 번째 CW의 작업 순서를 감지하기 위한 것이다. 작업 벡터 및 컨텍스트 벡터는 0에서 1까지의 값의 형태로 결과를 나타낸다. 값이 1에 가까울 경우 j 번째 CW가 계획된 CW와 유사할 가능성이 높음을 의미한다. j 번째 CW의 작업 및 컨텍스트 벡터는 각각 하기 표 3 및 표 4의 두 가지 과정으로 구성될 수 있다.Logistics differences allow understanding of the possibility of operational control over CWs to facilitate the processing of activities in the planned sequence of CWs. When analyzing logistical differences, it is necessary to construct a work vector and a context vector. The task vector is used to detect the presence or absence of the same task of the actual j- th CW compared to the planned CW, while the context vector is used to detect the task sequence of the j-th CW compared to the planned CW. The task vector and context vector represent the result in the form of values from 0 to 1. If the value is close to 1, it means that the j- th CW is likely to be similar to the planned CW. The task and context vector of the j- th CW may be composed of two processes shown in Tables 3 and 4, respectively.

Figure 112019035704777-pat00022
Figure 112019035704777-pat00022

Figure 112019035704777-pat00023
Figure 112019035704777-pat00023

작업 및 컨텍스트 벡터는 각각 매트릭스 (1×t) 및 (t×t)로 구성된다. AT가 각각 계획된 CW의 작업 및 컨텍스트 벡터가 되도록 하고,

Figure 112019035704777-pat00024
는 계획된 CW의 d 번째 및 d 번째 작업 사이의 요소가 되도록 한다. ∧ 및 ∨는 각각 'and' 및 'or'를 나타낸다. j 번째 CW에 대한 물류 차이는 하기 알고리즘 3으로 계산될 수 있다. 계획된 CW의 작업 및 컨텍스트 벡터도 각각 위의 두 가지 과정에 따라 계산될 수 있다.The task and context vectors are composed of matrices (1× t ) and ( t × t ), respectively. Let A and T be the work and context vectors of the planned CW, respectively,
Figure 112019035704777-pat00024
Is the element between the d- th and d- th tasks of the planned CW. ∧ and ∨ represent ' and ' and ' or ', respectively. The logistical difference for the j- th CW can be calculated with Algorithm 3 below. The task and context vector of the planned CW can also be calculated according to the above two processes, respectively.

[알고리즘 3][Algorithm 3]

Figure 112019035704777-pat00025
Figure 112019035704777-pat00025

Figure 112019035704777-pat00026
Figure 112019035704777-pat00027
는 각각 작업 및 컨텍스트를 이용하여 유사도를 측정하기 위한 것이다. 유사도는 차이의 역개념이라는 점에 유의한다. 도 3은 CWs 1 및 2의 물류 차이의 예를 보여주고 있다. 계획된 CW는 순차적으로 작업 1, 2, 3, 4로 구성되며, CW1 및 CW2는 순차적으로 작업 1, 2, 3 및 작업 1, 3, 2, 4, 5로 구성된다. 계획된 CW과 비교하여 CW1 및 CW2의 워크플로우 차이는 CW1에는 작업 4가 없고, CW2에는 작업 시퀀스가 다른 추가 작업 5가 있다는 것이다.
Figure 112019035704777-pat00026
And
Figure 112019035704777-pat00027
Is to measure the similarity using task and context, respectively. Note that similarity is the inverse concept of difference. 3 shows an example of the difference in logistics between CWs 1 and 2. The planned CW consists of tasks 1, 2, 3, and 4 sequentially, and CW1 and CW2 sequentially consists of tasks 1, 2, and 3 and tasks 1, 3, 2, 4, and 5. The difference in the workflow of CW1 and CW2 compared to the planned CW is that CW1 has no task 4, and CW2 has an additional task 5 with a different task sequence.

계획된 CW의 작업 집합과 CW1 및 CW2의 합집합은 각각 N 1 ={1, 2, 3, 4} 및 N 2 ={1, 2, 3, 4, 5}가 될 수 있다. 계획된 CW의 모든 작업이 N 1 의 요소로 포함되므로, N 1 과 비교한 계획된 CW(A)의 작업 벡터는 {1, 1, 1, 1}이 될 수 있다. 마찬가지로, N 1 에 4가 있지만 CW1에는 없기 때문에 N 1 과 비교한 CW1(A1)의 작업 벡터는 {1, 1, 1, 0}이 될 수 있다. 계획된 CW에 작업 5가 없으므로 N 2와 비교한 계획된 CW(A)의 작업 벡터는 {1, 1, 1, 1, 0}이 될 수 있다. 마찬가지로, CW2에 있는 모든 작업이 N 2 의 요소로 포함되므로 N 2 와 비교한 CW2(A2)의 작업 벡터는 {1, 1, 1, 1, 1}이 될 수 있다.The planned working set of CW and the union of CW1 and CW2 can be N 1 ={1, 2, 3, 4} and N 2 ={1, 2, 3, 4, 5}, respectively. Because all of the proposed CW operation include, as an element of N 1, operation of the proposed CW vector (A) compared to the N 1 may be {1, 1,1,1}. Similarly, since there is 4 in N 1 but not in CW1 , the working vector of CW1 (A1 ) compared to N 1 can be {1, 1, 1, 0}. Since there is no task 5 in the planned CW, the task vector of the planned CW( A ) compared to N 2 can be {1, 1, 1, 1, 0}. Similarly, the working vector of CW2 (A2) as compared to N 2, because all the operation is included as an element of N 2 in the CW2 may be {1, 1, 1, 1, 1}.

계획된 CW와 CW1을 비교할 때 AA 1 의 교집합 및 합집합 요소의 수를 각각 구한다. 즉, AA 1 = 3 및 AA 1 = 4 이다. 동일한 방식으로 계획된 CW를 CW2와 비교하면, AA 2 의 교집합 및 합집합 요소의 수는 AA 2 = 4 및 AA 2 = 5로 구해진다. 계획된 CW에서는 작업 간 1, 2 및 3회 전환이 각각 {1→2, 2→3, 3→4}, {1→3, 2→4} 및 {1→4}에서 발생하였다. CW1에서는 작업 간 1 및 2회 전환이 각각 {1→2, 2→3} 및 {1→3}에서 발생하였다. CW2에서는 작업 간 1, 2, 3 및 4회 전환이 각각 {1→3, 3→2, 2→4, 4→5}, {1→2, 3→4, 2→5}, {1→4, 3→5} 및 {1→5}에서 발생하였다. 계획된 CW, CW1 및 CW2에서 작업 간의 전환을 인식함으로써, 도 3과 같이 컨텍스트 벡터(T, T 1 , T 2 )를 구한다.

Figure 112019035704777-pat00028
은 T 및 T1의 모든 요소의 합으로 계산되기 때문에 6.833(=1 + 1/2 + 1/3 + 1 + 1/2 + 1 + 1 + 1/2 +1)이다.
Figure 112019035704777-pat00029
은 T 및 T1에서 모두 0이 아닌 요소의 합으로 계산되기 때문에 5(=1 + 1 + 1/2 + 1/2 + 1 + 1)이다. 같은 방법으로,
Figure 112019035704777-pat00030
Figure 112019035704777-pat00031
는 각각 10.75(=1 + 1/2 + 1/2 + 1 + 1/2 + 1 + 1/2 + 1 + 1/3 + 1/4 + 1 + 1/2 + 1 + 1/2 + 1/3 + 1) 및 6.667(=1 + 1/2 + 1/2 + 1 + 1/3 + 1/3 + 1/2 + 1 + 1 + 1/2)로 계산된다. CW1 및 CW2의 물류 차이는 각각 0.74 및 0.71로 구해진다. 따라서, CW1은 작업 구조 면에서 CW2와 비교하여 계획된 CW와 더 유사할 가능성이 있다.When comparing the planned CW and CW1, the number of intersection and union elements of A and A 1 is obtained, respectively. That is, AA 1 = 3 and AA 1 = 4. Comparing CW planned in the same way with CW2, the number of intersection and union elements of A and A 2 is obtained as AA 2 = 4 and AA 2 = 5. In the planned CW, 1, 2, and 3 transitions between tasks occurred at {1→2, 2→3, 3→4}, {1→3, 2→4} and {1→4}, respectively. In CW1, one and two transitions between tasks occurred at {1→2, 2→3} and {1→3}, respectively. In CW2, 1, 2, 3, and 4 transitions between tasks are respectively {1→3, 3→2, 2→4, 4→5}, {1→2, 3→4, 2→5}, {1→ It occurred in 4, 3→5} and {1→5}. By recognizing the transition between tasks in the planned CW, CW1 and CW2, context vectors ( T , T 1 , T 2 ) are obtained as shown in FIG. 3.
Figure 112019035704777-pat00028
Is 6.833 (=1 + 1/2 + 1/3 + 1 + 1/2 + 1 + 1 + 1/2 +1) because it is calculated as the sum of all elements of T and T1.
Figure 112019035704777-pat00029
Is 5(=1 + 1 + 1/2 + 1/2 + 1 + 1) because it is calculated as the sum of non-zero elements in both T and T1. In the same way,
Figure 112019035704777-pat00030
And
Figure 112019035704777-pat00031
Is 10.75 each (=1 + 1/2 + 1/2 + 1 + 1/2 + 1 + 1/2 + 1 + 1/3 + 1/4 + 1 + 1/2 + 1 + 1/2 + 1 /3 + 1) and 6.667 (=1 + 1/2 + 1/2 + 1 + 1/3 + 1/3 + 1/2 + 1 + 1 + 1/2). The logistical differences between CW1 and CW2 are obtained as 0.74 and 0.71, respectively. Therefore, it is possible that CW1 is more similar to the planned CW compared to CW2 in terms of the work structure.

장비 차이 분석Equipment difference analysis

장비 차이로 액티비티 처리를 수행할 때 작업(CWs에 따른 컨테이너)과 장비 사이의 계획된 할당을 확인할 수 있도록 한다. 장비 차이는 하기 알고리즘 4에 의해 감지된다. [t]는 j 번째 CW의 작업 수이고, D는 계획된 CW의 작업 집합이고,

Figure 112019035704777-pat00032
j 번째 CW의 d 번째 작업의 수행 장비이고, m d 는 계획된 CW의 d 번째 작업의 장비이다.When performing activity processing with equipment differences, it makes it possible to check the planned allocation between tasks (containers according to CWs) and equipment. Equipment differences are detected by Algorithm 4 below. [ t ] is the number of jobs in the j- th CW, D is the set of jobs in the planned CW,
Figure 112019035704777-pat00032
Is the equipment for the d- th task of the j- th CW , and m d is the equipment for the d- th task of the planned CW.

[알고리즘 4][Algorithm 4]

Figure 112019035704777-pat00033
Figure 112019035704777-pat00033

도 4는 CWs 1 및 2의 장비 차이의 예를 보여주고 있다. CW1의 수행된 장비는 계획된 CW의 장비와 동일하지만, CW2는 계획된 CW와 비교하여 2대의 다른 장비(Vehicle 07 및 RMG 04)가 있다. 따라서, MD1 및 MD2는 각각 1 및 0.5로 계산된다. 요컨대, CW1은 수행된 장비의 관점에서 CW2보다 계획된 CW와 더 유사하다고 간주된다.4 shows an example of the equipment difference between CWs 1 and 2. The implemented equipment of CW1 is the same as that of the planned CW, but CW2 has two different equipment compared to the planned CW (Vehicle 07 and RMG 04). Thus, MD1 and MD2 are calculated as 1 and 0.5, respectively. In short, CW1 is considered more similar to the planned CW than CW2 in terms of the equipment performed.

시간 차이 분석Time difference analysis

시간 차이는 할당된 장비가 CWs에 따라 컨테이너에 대한 액티비티 처리를 수행할 때 처리 효율을 확인할 수 있도록 한다. 시간 차이는 계획된 실행 시간과 비교하여 실제 컨테이너 처리 시간의 차이를 측정한다. ET가 계획된 CW의 예상 실행 시간이 되도록 하고, ET j j 번째 CW의 시간 차이, D j = {nd 1 , nd 2 , ···, nd t }는 j 번째 CW의 작업 집합, S dj E dj 는 각각 j 번째 CW에서 d 번째 작업의 시작 시간 및 종료 시간이 되도록 한다. j 번째 CW의 실제 작업 시간은

Figure 112019035704777-pat00034
로 계산되며, ET j 는 하기 알고리즘 5로 계산될 수 있다.
Figure 112019035704777-pat00035
는 실제 작업 시간이 계획된 시간 도과 여부에 따라 음 또는 양의 값을 가지며, 큰 양의 상수를 더하면 항상 양의 값을 갖는다. LP는 큰 양의 값이다.
Figure 112019035704777-pat00036
ET와 같으면 LP는 그 값을 유지하게 되고, 그렇지 않으면
Figure 112019035704777-pat00037
ET의 차이만큼 줄어든다. 물류 및 장비 차이와 같이, 시간 차이도 0과 1 사이에 평준화한다. 값이 1에 가까울 경우, 실제 컨테이너 처리 시간은 계획된 실행 시간과 보다 유사한 것으로 간주된다는 것을 의미한다.The time difference makes it possible to check the processing efficiency when the allocated equipment performs the activity processing for the container according to the CWs. The time difference measures the difference in actual container processing time compared to the planned execution time. Let ET be the expected execution time of the planned CW, ET j is the time difference of the j- th CW, D j = { nd 1 , nd 2 , ··· , nd t } is the working set of the j- th CW, S dj and Let E dj be the start time and end time of the d- th job in the j- th CW, respectively. The actual working time of the j-th CW is
Figure 112019035704777-pat00034
And ET j can be calculated with Algorithm 5 below.
Figure 112019035704777-pat00035
Has a negative or positive value depending on whether the actual working time exceeds the planned time, and always has a positive value when a large positive constant is added. LP is a large positive value.
Figure 112019035704777-pat00036
If is equal to ET , LP maintains that value, otherwise
Figure 112019035704777-pat00037
It decreases by the difference between and ET. Like logistics and equipment differences, time differences are equalized between 0 and 1. If the value is close to 1, it means that the actual container processing time is considered more similar to the planned execution time.

[알고리즘 5][Algorithm 5]

Figure 112019035704777-pat00038
Figure 112019035704777-pat00038

(3) 통계 분석을 통한 관리성 평가(3) Evaluation of manageability through statistical analysis

운영 차이의 분석 결과는 하기 표 5와 같은 분할표의 형태가 될 수 있다. 분할표를 구성할 때, 관심이 되는 범주의 변수들 간의 통계적 상호의존성을 추정할 수 있다(비특허문헌 2 참조). 차이 감지 결과에 기초하여, (로컬) 승산비는 운영 차이 전반에 걸쳐 선사의 운영 관리성을 적절하게 추정할 것이다.The analysis result of the operating difference may be in the form of a contingency table as shown in Table 5 below. When constructing a contingency table, it is possible to estimate the statistical interdependence between variables of a category of interest (see Non-Patent Document 2). Based on the difference detection results, the (local) odds ratio will adequately estimate the ship's operational manageability across operational differences.

Figure 112019035704777-pat00039
Figure 112019035704777-pat00039

선사 1이 물류 차이를 가질 확률

Figure 112019035704777-pat00040
Figure 112019035704777-pat00041
로 나타낸다. 선사 1의 장비 및 시간 차이에 대해서는 각각
Figure 112019035704777-pat00042
Figure 112019035704777-pat00043
로 나타낸다. n 11 , n 12 n 13 은 각각 선사 1의 물류, 장비 및 시간 차이에 대해 관찰로 감지된 수를 나타내고, n 1 n 11 , n 12 n 13 의 합을 나타낸다.
Figure 112019035704777-pat00044
> 1.0 일 경우, 선사 1의 운영 프로세스는 다른 차이보다 물류 차이를 가질 확률이 더 높다. 선사에 대한 시간 및 장비의 차이도 마찬가지이다.Probability of shipping company 1 to have a logistical difference
Figure 112019035704777-pat00040
silver
Figure 112019035704777-pat00041
Represented by For shipper 1's equipment and time difference,
Figure 112019035704777-pat00042
And
Figure 112019035704777-pat00043
Represented by n 11 , n 12 and n 13 represent the number of observations for the difference in logistics, equipment and time of shipping line 1, respectively, and n 1 represents the sum of n 11 , n 12 and n 13.
Figure 112019035704777-pat00044
If> 1.0, shipping company 1's operating process is more likely to have a logistical difference than any other difference. The same is true of the differences in time and equipment for ships.

선사들 사이의 상대적 연관성과 관련하여, 승산비가 유용한 함의를 제공할 것이다. 선사 1및 2의 물류 차이에 대한 상대적 연관 정도는 승산비

Figure 112019035704777-pat00045
로 나타낸다. 즉, 선사 1의 물류 차이가 발생할 확률은 선사 2보다
Figure 112019035704777-pat00046
배 더 높다.
Figure 112019035704777-pat00047
의 값이 1.0에서 멀리 있을 때, 선사 1에서 물류 차이에 대한 연관 정도가 더 큰 것을 알 수 있다.With respect to the relative associations between ships, odds ratios will provide useful implications. The relative degree of correlation between shipping companies 1 and 2 to the difference in logistics is the odds ratio.
Figure 112019035704777-pat00045
Represented by In other words, the probability of a difference in logistics between shipping company 1 is more
Figure 112019035704777-pat00046
Times higher.
Figure 112019035704777-pat00047
When the value of is far from 1.0, it can be seen that the degree of correlation to the logistical difference in shipping company 1 is greater.

로컬 승산비는 선사 및 차이 사이의 함의를 추정하는 데 적합하다.

Figure 112019035704777-pat00048
는 선사 1에 대한 비차이(non-discrepancy) 대신 물류 차이가 발생할 확률이 선사 2에 대하여
Figure 112019035704777-pat00049
배로 추정된다는 것을 의미한다. 이와 유사하게,
Figure 112019035704777-pat00050
를 통해 선사 1에 대한 장비 차이 대신 물류 차이가 발생할 확률이 선사 2에 대하여
Figure 112019035704777-pat00051
배로 추정될 수 있다.The local odds ratio is suitable for estimating the implications between the line and the difference.
Figure 112019035704777-pat00048
Is the probability of a logistical difference occurring instead of a non-discrepancy for shipping company 1.
Figure 112019035704777-pat00049
It means that it is estimated to be a doubling. Similarly,
Figure 112019035704777-pat00050
The probability of a logistical difference occurring instead of the equipment difference to the shipping company 1 is increased with respect to the shipping company 2.
Figure 112019035704777-pat00051
It can be estimated as a ship.

실험예Experimental example

6개월 이상 4개 선사의 정기 선박에 대한 실제 데이터셋을 한국 컨테이너 항만으로부터 수집하였다. 하역, 선적, 게이트 인 및 게이트 아웃 프로세스와 관련된 이벤트 로그를 추출할 때 이벤트 로그로부터 약 18,620 건의 이벤트를 획득하고, 항만에 도착할 때 평균 4척의 컨테이너 선박으로부터 1,233 건의 CWs가 생성된다. 실증실험에 있어, 보관공간 할당 및 QC 작업일정이 준비되고, 개별 컨테이너의 워크플로우 등을 참조해야 한다고 상정한다. 각 QC에는 개별 컨테이너의 적재(하역) 순서와 선박의 지정된 위치로 구성된 작업 일정이 있다. 일반적으로 한국의 컨테이너 항만은 적재 및 하역 작업 시 QC에 3~4대의 차량을 할당한다는 점에 유의한다. 재정리(remarshalling) 및 일반관리(housekeeping) 작업은 작업 과정의 단순화를 위해 제외된다. YCs는 야드 블록에서 주로 도로 트랙과 차량이 요구하는 다양한 종류의 작업을 처리하기 때문에, 컨테이너 처리에 YC를 명시하지 않는다.Actual data sets of regular ships of 4 shipping companies over 6 months were collected from Korean container ports. When extracting event logs related to unloading, loading, gate-in and gate-out processes, approximately 18,620 events are obtained from the event log, and 1,233 CWs are generated from an average of 4 container ships upon arrival at the port. In the demonstration experiment, it is assumed that storage space allocation and QC work schedule are prepared, and the workflow of individual containers should be referenced. Each QC has a work schedule consisting of the order of loading (unloading) individual containers and the designated location of the ship. Note that in general, container ports in Korea allocate 3 to 4 vehicles to QC for loading and unloading operations. Remarshalling and housekeeping tasks are excluded to simplify the work process. YCs do not specify YC in container handling, because YCs mainly handle the various kinds of work required by road tracks and vehicles in yard blocks.

도 5는 관리된 CW라고 하는 컨테이너 항만에서 관리되는 단순화된 CW를 보여주고 있다. 이벤트에는 게이트 인(GF), 하역(GD), 시프트를 위한 하역(SD), 하역을 위한 리프트 오프(DF), 베이 시프트 오프(YY), 다른 블록 또는 구역 시프트(YO), 다른 블록 또는 구역 시프트 오프(YF), 게이트 아웃을 위한 리프트 온(GO), 선적을 위한 리프트 온(LO), 선적(GL) 및 시프트를 위한 선적(SL)을 위한 야드 작업이 포함된다. 일반적으로, 개별 컨테이너는 사전에 할당된 장비(관리된 CWs와 동일)로 계획된 워크플로우에 따라 처리된다. 다만, 전술한 바와 같이, 사전에 워크플로우를 정확하게 정의했더라도 (실제) 수행된 워크플로우가 관리된 CWs에 비해 다양할 수 있다. 이는 프로세스 마이닝을 통해 이벤트 로그로부터 CWs를 발견하고 관리된 CWs와 비교함으로써 쉽게 확인할 수 있다.5 shows a simplified CW managed in a container port called a managed CW. Events include Gate In (GF), Unloading (GD), Unloading for Shift (SD), Lift Off for Unloading (DF), Bay Shift Off (YY), Shifting to Another Block or Zone (YO), and Another Block or Zone. Yard operations for shift-off (YF), lift-on for gate-out (GO), lift-on for shipment (LO), shipment (GL) and shipment for shift (SL) are included. In general, individual containers are processed according to a planned workflow with pre-allocated equipment (same as managed CWs). However, as described above, even if the workflow is accurately defined in advance, the (actually) performed workflow may be more diverse than the managed CWs. This can be easily verified by discovering CWs from event logs through process mining and comparing them with managed CWs.

도 6은 계획된 작업과 실행된 작업 간의 차이 분석의 필요성과 이러한 차이 발생의 원인을 보여주고 있다. 도 6은 휴리스틱 마이닝을 사용하여 파악된 CWs를 나타낸다. 휴리스틱 마이닝은 각 노드가 이벤트를 나타내는 종속성 그래프 구조를 가지고 있다. 노드 번호는 해당 노드에서 발생하는 총 이벤트 수(예컨대, GD는 14,202회 발생), 호의 숫자는 두 이벤트 사이에 발생하는 흐름(예컨대, GD와 DF 사이에 4,157회 발생) 및 호 사이의 신뢰성 의존도(예컨대, GD와 DF 사이에 신뢰성 의존도가 0.998)을 나타낸다. 이벤트 간 신뢰성 의존도는 두 이벤트 사이의 양 및 음의 발생률의 차이를 양 및 음의 발생률에 1을 더한 값으로 나눈 값으로 계산한다(Weijters et al. 2006). 도 6에서는 관리된 CW에서는 설명할 수 없는 3개의 비정상적인 CWs를 감지할 수 있었다(이는 차이로 볼 수 있다). 붉은 점선은 비정상적인 CWs를 나타낸다. 예를 들어, DF 및 SL 사이의 연결은 관리된 CWs에는 나타나지 않는 반면, 파악된 CW에는 나타난다(②로 표시). DF 및 SL의 연결은 일부 컨테이너가 야드로부터 픽업 없이 QC에 의한 시프트를 위해 적재되었음을 나타낸다. 이 컨테이너들은 일반 야드에서 적재되는 대신 QC 하에 적재되었다.6 shows the necessity of analyzing the differences between the planned and executed tasks and the causes of these differences. 6 shows CWs identified using heuristic mining. Heuristic mining has a dependency graph structure where each node represents an event. The node number is the total number of events occurring in the node (e.g., 14,202 occurrences of GD), the number of calls is the flow that occurs between two events (e.g., 4,157 occurrences between GD and DF) and reliability dependence between calls ( For example, the reliability dependence between GD and DF is 0.998). The reliability dependence between events is calculated by dividing the difference in the positive and negative incidence between two events by the positive and negative incidence plus 1 (Weijters et al. 2006). In FIG. 6, three abnormal CWs that cannot be explained in the managed CW could be detected (this can be seen as a difference). Red dotted lines indicate abnormal CWs. For example, the link between DF and SL does not appear in managed CWs, whereas it appears in identified CWs (marked by ②). The connection of DF and SL indicates that some containers have been loaded for shift by QC without pickup from the yard. These containers were loaded under QC instead of being loaded on the regular yard.

물류, 장비 및 시간 차이는 상기 알고리즘 3 내지 5에 의해 계산되며, 이에 대한 기술 통계를 하기 표 6에 나타내었다. 100 분(minutes)의 큰 양의 값(LP)을 사용하여 시간 차이를 감지한다는 점에 유의한다. 세 가지 유형의 차이에 대한 감지 수준은 바람직한 탄력성 기준에 따라 결정된다. 탄력성 기준이 높을수록 감지 수준이 높아진다. 예를 들어 탄력성 기준으로 1.0을 적용할 때 CW에 대해 계획된 프로세스와 실제 프로세스 간의 차이(difference)가 차이(discrepancy)로 계산된다. 도 7 내지 9에서 볼 수 있듯이, 감지된 차이의 관찰은 탄력성 기준을 낮출 때 분명히 감소한다.Logistics, equipment, and time differences are calculated by the above algorithms 3 to 5, and descriptive statistics are shown in Table 6 below. Note that a large positive value (LP) of 100 minutes is used to detect the time difference. The level of detection for the three types of differences is determined by the desired elasticity criterion. The higher the elasticity criterion, the higher the level of detection. For example, when applying 1.0 as the elasticity criterion, the difference between the planned and actual processes for CW is calculated as discrepancy. As can be seen in Figures 7-9, the observation of the perceived difference clearly decreases when lowering the elasticity criterion.

Figure 112019035704777-pat00052
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하기 표 7은 탄력성 기준을 1.0으로 했을 때 선사 1, 2, 3의 선박에서 물류, 장비 및 시간 차이가 발생할 확률을 나타내고 있다. 하기 표 7의 승산비 추정에 따르면, 특히, 선사 1은 선사 4보다 물류 차이가 발생할 확률이 1.032배 높은 반면, 선사 4의 시간 차이가 발생할 확률은 선사 1의 1.053배 높다. 한편, 선사 2는 물류 및 장비 차이가 발생할 확률이 선사 3보다 각각 1.105배 및 1.444배 높다.Table 7 below shows the probability of occurrence of differences in logistics, equipment, and time in ships of carriers 1, 2, and 3 when the elasticity criterion is set to 1.0. According to the odds ratio estimation in Table 7 below, in particular, carrier 1 has a 1.032 times higher probability of occurrence of a logistical difference than carrier 4, while the probability of occurrence of a time difference between carrier 4 is 1.053 times higher than that of carrier 1. On the other hand, shipping company 2 has a 1.105 times and 1.444 times higher probability of logistics and equipment differences than shipping company 3, respectively.

하기 표 8은 추정된 승산비에 기초하여 탄력성 기준에 대한 선사 순위, 즉, 상대적인 연관도를 서로 비교할 때, 차이를 토대로 한 선사 순위를 나타내고 있다. 1.0의 탄력성 기준으로, 가장 높은 차이로부터 가장 낮은 차이로의 순위는 선사 2, 3, 1, 4 로 나타났다. 장비 및 시간 차이에 대해서도 유사하게 설명된다. 장비 및 시간 차이는 각각 선사 2, 1, 4, 3 및 선사 4, 3, 1, 2 순위로 나타났다.Table 8 below shows the ranks of ships based on the difference when comparing the ranks of ships with respect to the elasticity criterion, that is, relative degrees of association based on the estimated odds ratio. With the elasticity criterion of 1.0, the ranking from the highest difference to the lowest difference was found to be 2, 3, 1, and 4. The equipment and time differences are similarly explained. The differences in equipment and time were ranked by ships 2, 1, 4, 3 and ships 4, 3, 1, and 2, respectively.

Figure 112019035704777-pat00053
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Figure 112019035704777-pat00054
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항만 운영자가 높은 탄력성 기준(즉, 0.98~1.00의 탄력성 기준)을 갖는 선박에 대한 CWs의 운영 프로세스를 통제할 때, 선사 2의 선박에 대해서는 컨테이너의 워크플로우와 작업-장비 할당을, 선사 4의 선박에 대해서는 항만에서의 단위 장비의 처리 효율에 대해 보다 주의를 기울일 것을 권고한다. 탄력성 기준을 낮출 경우(즉, 0.97의 탄력성 기준)에는 운영자가 선사 1의 선박에 대해서는 CWs의 운영 프로세스 통제 및 단위 장비의 처리 효율을, 선사 2의 선박에 대해서는 작업 장비 할당에 더 많은 주의를 기울일 것을 권고한다.When the port operator controls the CWs' operational process for ships with a high elasticity criterion (i.e., a elasticity criterion of 0.98 to 1.00), the container workflow and work-equipment allocation for ships in Shipping 2 For ships, it is recommended to pay more attention to the efficiency of processing unit equipment at the port. If the elasticity criterion is lowered (i.e., the elasticity criterion of 0.97), the operator should pay more attention to the CWs' operational process control and processing efficiency of unit equipment for ship 1's and work equipment allocation for ship 2's. Recommended.

하기 표 9는 선사 전체의 상대적 연관도 및 로컬 승산비 추정을 통한 세 가지 유형의 차이로서, 탄력성 기준이 1.0으로 설정되었을 때 선사 1, 2, 3의 선박이 서로 다른 선박에 대하여 다른 유형의 차이 대신에 물류, 장비 및 시간 차이를 가질 확률을 나타내고 있다. 선사 1에서 장비 및 시간 차이 대신 물류 차이가 발생할 확률은 선사 3에서보다 각각 0.791배 및 0.945배 높은(0.209배 및 0.055배 낮은) 반면, 선사 1에서 시간 차이 대신 장비 차이가 발생할 확률은 1.195배 높은 것으로 추정된다. 한편, 선사 3에서 장비 및 시간 차이 대신 물류 차이가 발생할 확률은 선사 4에서보다 각각 1.261배 및 1.113배 높은 반면, 선사 3에서 시간 차이 대신 장비 차이가 발생할 확률은 선사 4에서보다 0.883배 높은(0.117배 낮은) 것으로 추정된다. 이는 선사 1의 선박에 비해 선사 3의 선박에서 작업 장치 할당이나 단위 장치 효율보다는 CWs에 대한 운영 통제에 대한 운영자의 주의가 필요하지만, 관리 프로세스의 초점은 선사 3에 비해 선사 1의 선박에서 단위 장치 효율로부터 작업 장비 할당으로 옮겨갈 것으로 기대된다는 것을 의미한다. 그럼에도 불구하고, 선사 3의 선박은 선사 1의 선박이 선사 4의 선박보다 단위 장비 효율 대신 작업 장비 할당 관리에 더욱 집중하도록 하게 할 가능성이 높다. 선사 3의 선박은 선사 1의 선박이 단위 장비 효율 대신 CWs의 운영 통제 관리에 덜 집중하도록 하게 할 가능성이 높으나, 선사 4의 선박은 선사 1의 선박이 같은 관리에 더욱 집중하도록 하게 할 가능성이 높다.Table 9 below shows the differences between the three types through estimation of the relative association of the entire shipping company and the local odds ratio.When the elasticity criterion is set to 1.0, the differences between ships 1, 2, and 3 differ from each other with respect to different ships. Instead, it represents the probability of having a difference in logistics, equipment and time. The probability of logistic differences instead of equipment and time differences in Shipping Line 1 is 0.791 times and 0.945 times higher (0.209 times and 0.055 times lower) than in Shipping Line 3, respectively, while the probability of equipment differences occurring instead of time differences in Shipping Line 1 is 1.195 times higher. It is estimated to be. On the other hand, the probability of logistics differences instead of equipment and time differences in shipping company 3 is 1.261 times and 1.113 times higher than that in shipping carrier 4, respectively, whereas the probability of equipment differences occurring in shipping company 3 instead of time differences is 0.883 times higher than in shipping company 4 (0.117). Times lower). This requires the operator's attention to control the operation of CWs rather than allocating work devices or unit device efficiency in ships of ships 1 compared to ships of ships 1, but the focus of the management process is unit devices in ships of ships 1 compared to ships 3. It means that it is expected to move from efficiency to work equipment allocation. Nevertheless, ships of shipper 3 are likely to make ships of shipper 1 more focus on managing the allocation of work equipment instead of efficiency of unit equipment than ships of shipper 4. Shipping company 3's ship is likely to cause ship 1's ship to focus less on the operational control management of CWs instead of unit equipment efficiency, while shipping company 4's ship is more likely to force ship 1's ship to focus more on the same management. .

Figure 112019035704777-pat00055
Figure 112019035704777-pat00055

이전의 분석에서는 탄력성 기준의 극한을 설정하였다. 탄력성 기준을 낮추면 운영 차이가 발생할 가능성이 낮아질 것으로 예상된다. 그러나, 낮은 탄력성 기준은 운영 차이에 대한 항만의 높은 준비성으로 해석될 수 있다. 탄력성 기준의 수준은 또한 선사에 대한 운영 관리성을 추정하는 데 중요할 수 있다. 도 10 내지 12는 선사 1의 관점에서 탄력성 기준에 대한 세 가지 유형의 차이에 대한 추정 로컬 승산비 변화를 나타낸다. 추정 승산비는 도 7 내지 9에서 도출된 차이의 관찰에 크게 의존한다. 특히, 선사 2의 선박에서 단위 처리 효율(시간 차이) 대신 작업 장비 할당(장비 차이)과 일치하지 않을 확률은 항상 선사 1의 선박의 경우보다 높고, 일반적으로 탄력성 기준을 낮출 때 더 높아진다(도 10). 이러한 증가 경향은 선사 2의 선박보다 선사 1의 선박에서 덜 효율적인 단위 처리(시간 차이)가 더욱 관찰되는 것에서 비롯된다. 또한, 덜 효율적인 단위 처리(시간 차이)의 관찰에서, 선사 2의 선박의 감소율은 작업 장비 할당(장비 차이)이 일치하지 않는 경우보다 평균 25% 높다. 도 12에서 변동 확률은 선사 1의 선박에서 관찰은 꾸준히 감소하지만 장비 및 시간 차이의 관찰은 단계적으로 감소하는 것에서 비롯된다.In the previous analysis, the limit of the elasticity criterion was established. Lowering the elasticity criterion is expected to reduce the likelihood of operating gaps. However, the criterion of low resilience can be interpreted as a high readiness of the port for operational differences. The level of elasticity criterion can also be important in estimating operational manageability for a shipping company. 10 to 12 show changes in estimated local odds ratios for the three types of differences with respect to the elasticity criterion from the viewpoint of line 1. The estimated odds ratio is highly dependent on the observation of the differences derived in Figs. 7-9. In particular, the probability of not coincident with the work equipment allocation (equipment difference) instead of unit processing efficiency (time difference) in the ship of Shipping Line 2 is always higher than that of the ship of Shipping Line 1, and generally higher when the elasticity criterion is lowered (Fig. 10). ). This trend of increase is due to the fact that less efficient unit processing (time difference) is observed in ships of ship 1 than ships of ship 2. In addition, in the observation of less efficient unit processing (time difference), the reduction rate of ships in Shipping Line 2 is, on average, 25% higher than when the working equipment allocation (equipment difference) does not match. In FIG. 12, the probability of change is derived from the fact that the observation of the ship of ship 1 steadily decreases, but the observation of the equipment and time difference gradually decreases.

운영 프로세스 상의 컨테이너 흐름을 효율적으로 관리함으로써 운영 성과를 달성할 수 있기 때문에, 실제 CWs가 운영 프로세스에 따라 계획되어 있는 CWs를 얼마나 가깝게 따르고 있는지를 측정하는 CWs의 운영 차이를 통제하는 것이 중요하다. 운영 차이는 물류, 장비 및 시간 차이의 세 가지 관리 요소로 구분되었으며, 이들 세 가지 관리 요소를 추정하여 운영 관리성을 측정할 수 있었다. 제안된 프로세스 마이닝 접근법은 이벤트 로그로부터 CWs의 운영 차이를 발견하고, (로컬) 승산비 추정 모델은 관리 요소의 관점에서 운영 관리성을 추정한다.Because operational performance can be achieved by efficiently managing the container flow in the operational process, it is important to control the operational differences between CWs, which measure how closely actual CWs follow the planned CWs according to the operational process. The operational difference was divided into three management factors: logistics, equipment, and time difference, and the operational manageability could be measured by estimating these three management factors. The proposed process mining approach discovers the operational differences of CWs from the event log, and the (local) odds ratio estimation model estimates operational manageability in terms of management factors.

본 발명의 실험예는 4개 선사에 대한 컨테이너 항만의 실제 데이터셋을 사용하여 수행되었다. 비교 결과는 다른 선사들이 운영 차이를 통제하기 위해 관리 요소에 의해 구성되는 다른 수준의 운영관리성을 필요로 한다는 것을 보여준다. 탄력성 기준은 운영 차이 감지에 유효하며, 차이 관찰의 상대적인 비율 때문에 선사들 간의 추정 운영 관리성이 다양하였다.The experimental example of the present invention was carried out using the actual data set of container ports for 4 ships. The comparison results show that different shipping companies require different levels of operational manageability, organized by management elements, to control operational variances. The elasticity criterion is effective for detecting operational differences, and due to the relative ratio of differences observation, the estimated operational manageability among shipping companies was varied.

이상 설명된 본 발명의 일 실시예에 따른 탄력적 항만 운영을 위한 선사 운영 관리성 평가 방법은 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당 업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크, 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The above-described method for evaluating ship management management for flexible port operation according to an embodiment of the present invention may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer components and recorded in a computer-readable recording medium. . The computer-readable recording medium may include program instructions, data files, data structures, and the like alone or in combination. The program instructions recorded in the computer-readable recording medium may be specially designed and configured for the present invention, or may be known and usable to those skilled in the computer software field. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical recording media such as CD-ROMs and DVDs, and magneto-optical media such as floptical disks. optical media), and hardware devices specially configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine language codes such as those produced by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device may be configured to operate as one or more software modules to perform the processing according to the present invention, and vice versa.

이상으로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참고하여 상세하게 설명하였다. 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.In the above, preferred embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings. The description of the present invention is for illustrative purposes only, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to understand that other specific forms can be easily modified without changing the technical spirit or essential features of the present invention.

따라서, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미, 범위 및 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, the scope of the present invention is indicated by the claims to be described later rather than the detailed description, and all changes or modified forms derived from the meaning, scope and equivalent concepts of the claims are included in the scope of the present invention. It must be interpreted.

Claims (14)

컴퓨터에 컨테이너 워크플로우 분석을 통한 선사 운영 관리성 평가 방법을 실행시키기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램으로, 상기 평가 방법은,
컨테이너 항만 정보 시스템의 데이터베이스로부터 이벤트 로그를 추출하여 컨테이너 워크플로우를 생성하는 단계; 및
계획된 컨테이너 워크플로우와 실제 컨테이너 워크플로우 간의 운영 차이를 파악하는 단계;를 포함하되,
상기 이벤트 로그는 컨테이너 ID를 나타내는 아이디 속성, 수행 작업을 나타내는 액티비티 속성, 작업 시간을 나타내는 시간 속성 및 수행 장비를 나타내는 자원 속성을 포함하고,
상기 컨테이너 워크플로우의 구성요소로, 상기 수행 작업에 관한 물류 요소, 상기 수행 장비에 관한 장비 요소 및 상기 작업 시간에 관한 시간 요소를 포함하고,
상기 파악된 운영 차이로부터 컨테이너 워크플로우의 상기 각 구성요소가 차이를 가질 확률로 나타내고, 선사의 상대적 연관 정도를 비교하여 각 선사의 운영 관리성을 추정하는 단계;
를 더 포함하는 탄력적 항만 운영을 위한 선사 운영 관리성 평가 방법을 실행시키기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
A computer program stored in a medium in order to execute a method for evaluating the shipbuilding operation manageability through container workflow analysis on a computer, the evaluation method comprising:
Generating a container workflow by extracting an event log from a database of a container port information system; And
Including; identifying operational differences between the planned container workflow and the actual container workflow
The event log includes an ID attribute indicating a container ID, an activity attribute indicating a task to be performed, a time attribute indicating a work time, and a resource attribute indicating a performing equipment,
As a component of the container workflow, including a logistic element related to the performing work, an equipment element related to the performing equipment, and a time factor related to the working time,
Estimating the operational manageability of each shipping company by representing the probability of each component of the container workflow having a difference from the identified operational difference, and comparing the relative degree of association of the shipping company;
A computer program stored in the medium in order to execute the method for evaluating the ship's operation manageability for flexible port operation further comprising a.
제1항에 있어서,
상기 물류 요소는 상기 수행 작업의 종류 및 순서에 관한 것이고, 상기 장비 요소는 상기 수행 장비의 할당에 관한 것이고, 상기 시간 요소는 작업 종료 시간에 관한 것인 탄력적 항만 운영을 위한 선사 운영 관리성 평가 방법을 실행시키기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
The method of claim 1,
The logistics factor relates to the type and order of the performing work, the equipment factor relates to the allocation of the performing equipment, and the time factor relates to the work end time. A computer program stored on a medium to run it.
제2항에 있어서,
상기 물류 요소의 차이는 (1×t) 행렬로 표시되는 작업 벡터 및 (t×t) 행렬(이상의 행렬에서, t는 계획된 컨테이너 워크플로우 작업 및 실제 컨테이너 워크플로우 작업의 합집합의 원소의 개수)로 표시되는 컨텍스트 벡터의 연산으로 구해지는 것을 특징으로 하는 탄력적 항만 운영을 위한 선사 운영 관리성 평가 방법을 실행시키기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
The method of claim 2,
The difference between the logistical factors is the operation vector represented by the (1 × t ) matrix and the (t × t ) matrix (in the above matrix, t is the number of elements in the union of the planned container workflow task and the actual container workflow task). A computer program stored in a medium to execute a method for evaluating a ship's operation manageability for flexible port operation, characterized in that it is obtained by calculating a displayed context vector.
제3항에 있어서,
상기 작업 벡터는 하기 알고리즘 1에 따라 결정되고, 상기 컨텍스트 벡터는 하기 알고리즘 2에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 탄력적 항만 운영을 위한 선사 운영 관리성 평가 방법을 실행시키기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램:
[알고리즘 1]
Figure 112020141069412-pat00056

알고리즘 1에서, j는 컨테이너 워크플로우의 인덱스이고, Nj 는 계획된 컨테이너 워크플로우 작업 및 실제 컨테이너 워크플로우 작업의 합집합이고, dNj 의 작업 인덱스(d=1, ···, t)이고, Aj j 번째 컨테이너 워크플로우의 작업 벡터이고, ndd d 번째 작업이고,
Figure 112020141069412-pat00057
j 번째 컨테이너 워크플로우에서 d 번째 작업의 성분이고,
[알고리즘 2]
Figure 112020141069412-pat00058

알고리즘 2에서,
Figure 112020141069412-pat00059
는 j 번째 컨테이너 워크플로우에서 d 번째 및
Figure 112020141069412-pat00060
번째 작업 사이의 성분이고,
Figure 112020141069412-pat00061
는 j 번째 컨테이너 워크플로우에서 d 번째 및
Figure 112020141069412-pat00062
번째 작업 사이의 작업 전환 수이고, Tj j 번째 컨테이너 워크플로우의 컨텍스트 벡터이다.
The method of claim 3,
The work vector is determined according to Algorithm 1 below, and the context vector is determined according to Algorithm 2 below:
[Algorithm 1]
Figure 112020141069412-pat00056

In Algorithm 1, j is the index of the container workflow, N j is the union of the planned container workflow task and the actual container workflow task, and d is the task index of N j (d =1, ..., t). , A j is the task vector of the j th container workflow, nd d is the d th task,
Figure 112020141069412-pat00057
Is a component of the d- th task in the j- th container workflow,
[Algorithm 2]
Figure 112020141069412-pat00058

In Algorithm 2,
Figure 112020141069412-pat00059
Is the d- th and
Figure 112020141069412-pat00060
Is the component between the first tasks,
Figure 112020141069412-pat00061
Is the d-th and
Figure 112020141069412-pat00062
Is the number of task transitions between th task, and T j is the context vector of the j th container workflow.
제4항에 있어서,
상기 작업 벡터 및 상기 컨텍스트 벡터의 연산은 하기 알고리즘 3에 따라 수행되는 것을 특징으로 하는 탄력적 항만 운영을 위한 선사 운영 관리성 평가 방법을 실행시키기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램:
[알고리즘 3]
Figure 112020141069412-pat00063

알고리즘 3에서, ∧는 및(and)이다.
The method of claim 4,
A computer program stored in a medium to execute a method for evaluating ship management management for flexible port operation, characterized in that the calculation of the work vector and the context vector is performed according to Algorithm 3 below:
[Algorithm 3]
Figure 112020141069412-pat00063

In Algorithm 3, ∧ is and (and).
제2항에 있어서,
상기 장비 요소의 차이는 하기 알고리즘 4에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 탄력적 항만 운영을 위한 선사 운영 관리성 평가 방법을 실행시키기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램:
[알고리즘 4]
Figure 112020141069412-pat00064

알고리즘 4에서, [t]는 j 번째 컨테이너 워크플로우의 작업 수이고, D는 계획된 컨테이너 워크플로우의 작업 집합이고,
Figure 112020141069412-pat00065
j 번째 컨테이너 워크플로우의 d 번째 작업의 수행 장비이고, md 는 계획된 컨테이너 워크플로우의 d 번째 작업의 장비이다.
The method of claim 2,
A computer program stored in the medium to execute the method for evaluating the shipboard operation manageability for flexible port operation, characterized in that the difference between the equipment elements is determined according to the following Algorithm 4:
[Algorithm 4]
Figure 112020141069412-pat00064

In Algorithm 4, [ t ] is the number of jobs in the j th container workflow, D is the set of jobs in the planned container workflow,
Figure 112020141069412-pat00065
Is the equipment of the d- th task of the j- th container workflow , and m d is the equipment of the d- th task of the planned container workflow.
제2항에 있어서,
상기 시간 요소의 차이는 하기 알고리즘 5에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 탄력적 항만 운영을 위한 선사 운영 관리성 평가 방법을 실행시키기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램:
[알고리즘 5]
Figure 112020141069412-pat00066

알고리즘 5에서, ET는 계획된 컨테이너 워크플로우의 예상 실행 시간이고, ETj j 번째 컨테이너 워크플로우의 시간 차이이고, [Dj = {nd1 , nd2 , · ··, ndt }]는 j 번째 컨테이너 워크플로우의 작업 집합이고, Sdj Edj 는 각각 j 번째 컨테이너 워크플로우에서 d 번째 작업의 시작 시간 및 종료 시간이고, LPETj 가 양이 되도록 하는 양의 값이다.
The method of claim 2,
A computer program stored in a medium in order to execute the method for evaluating the shipboard operation manageability for flexible port operation, characterized in that the difference in the time factor is determined according to the following Algorithm 5:
[Algorithm 5]
Figure 112020141069412-pat00066

In Algorithm 5, ET is the estimated execution time of the planned container workflow, ET j is the time difference of the j th container workflow, and [ Dj = { nd 1 , nd 2 , · ··, nd t }] is the j th It is the working set of the container workflow, Sd j and Ed j are the start and end times of the d- th task in the j- th container workflow, respectively, and LP is a positive value that makes ET j positive.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 각 구성요소가 차이를 가질 확률은 하기 수학식 1로 나타내는 것을 특징으로 하는 탄력적 항만 운영을 위한 선사 운영 관리성 평가 방법을 실행시키기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램:
[수학식 1]
Figure 112020141069412-pat00067

수학식 1에서,
Figure 112020141069412-pat00068
는 선사(s)의 구성요소(e)가 차이를 가질 확률이고, nse s 선사의 e 구성요소의 차이이고, ns s 선사의 구성요소 차이의 합이다.
The method of claim 1,
A computer program stored in a medium to execute a method for evaluating ship management management for flexible port operation, characterized in that the probability of each component having a difference is represented by Equation 1 below:
[Equation 1]
Figure 112020141069412-pat00067

In Equation 1,
Figure 112020141069412-pat00068
It is a variety (s) component (e) the probability that the difference, n se is the difference between the components of the e s shipping, n s is the sum of the components of the difference s offering.
제9항에 있어서,
상기 선사의 상대적 연관 정도는 하기 수학식 2의 승산비(odds ratio)로 나타내는 것을 특징으로 하는 탄력적 항만 운영을 위한 선사 운영 관리성 평가 방법을 실행시키기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램:
[수학식 2]
Figure 112020141069412-pat00069

수학식 2에서,
Figure 112020141069412-pat00070
m 선사에 대한 l 선사의 구성요소(e)의 승산비이고,
Figure 112020141069412-pat00071
l 선사의 구성요소(e)가 차이를 가질 확률이고,
Figure 112020141069412-pat00072
m 선사의 구성요소(e)가 차이를 가질 확률이다.
The method of claim 9,
A computer program stored in a medium in order to execute a method for evaluating the management of a ship for flexible port operation, characterized in that the relative degree of association of the ships is represented by an odds ratio of Equation 2 below:
[Equation 2]
Figure 112020141069412-pat00069

In Equation 2,
Figure 112020141069412-pat00070
Is the odds ratio of the component ( e ) of l line to m line,
Figure 112020141069412-pat00071
And l is the component (e) is likely to have a difference in variety,
Figure 112020141069412-pat00072
Is the probability that the component ( e ) of the line m has a difference.
제9항에 있어서,
상기 선사의 상대적 연관 정도는 하기 수학식 3의 승산비(odds ratio)로 나타내는 것을 특징으로 하는 탄력적 항만 운영을 위한 선사 운영 관리성 평가 방법을 실행시키기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램:
[수학식 3]
Figure 112020141069412-pat00073

수학식 3에서,
Figure 112020141069412-pat00074
m 선사에 대한 l 선사의 p 구성요소 대신 q 구성요소가 차이를 가질 확률에 관한 승산비이고, nlq l 선사의 q 구성요소의 차이이고, nlp l 선사의 p 구성요소의 차이이고, nmq m 선사의 q 구성요소의 차이이고, nmp m 선사의 p 구성요소의 차이이다.
The method of claim 9,
A computer program stored in a medium in order to execute a method for evaluating the management of a ship for flexible port operation, characterized in that the relative degree of association of the ships is represented by an odds ratio of Equation 3 below:
[Equation 3]
Figure 112020141069412-pat00073

In Equation 3,
Figure 112020141069412-pat00074
Is the multiplication ratio of the l p component instead of the probability that q component have a difference brings about the m variety, n lq is a difference between the q component of the l variety, n lp is the difference between the p component of l gives And n mq is the difference between the q component of the m line, and n mp is the difference between the p component of the m line.
제1항에 있어서,
상기 운영 차이를 파악하는 단계는, 1 이하의 탄력성 기준을 부여하여 탄력성 기준이 낮을수록 구성요소의 차이가 같거나 감소하도록 하는 알고리즘을 적용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄력적 항만 운영을 위한 선사 운영 관리성 평가 방법을 실행시키기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
The method of claim 1,
The step of determining the operational difference comprises applying an algorithm that allows the difference of components to be equal or decreased as the elasticity criterion is lower by assigning an elasticity criterion of 1 or less. A computer program stored on a medium to execute the operational manageability evaluation method.
삭제delete 제1항의 컴퓨터 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.A computer-readable recording medium on which the computer program of claim 1 is recorded.
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