[Challenge #02 – 해설편] AGV는 몇 대가 적당했을까?

🧪 [Challenge #02 – 해설편] AGV는 몇 대가 적당했을까?

생산성과 효율 사이, 최적의 AGV 수를 찾아가는 시뮬레이션 분석

---

⚙️ 모델링 진행 과정

1️⃣ 레이아웃 배치 및 기본 세팅

• 공정 흐름: Start → B zone (Station B) → A zone (Station A) → End
• 각 공정 앞에 Marker 객체 배치 → AGV의 Pick/Drop 위치 지정
• 운송 경로:
  • Track 또는 Line 객체를 이용하여 AGV의 이동 경로 구성
  • AGVPool에서 출발 → Marker → 다음 Marker → 복귀 순환
• 공간 구조:
  • 회전 반경 0m → AGV가 제자리 회전 가능
  • 좁은 공간 내 최단 동선 구현 용이

---

2️⃣ 로직 제작

• AGV 제어 방식: AGVPool에서 AGV 명령 단일 발행 (1회성 명령)
• 각 공정 완료 시:
  • Method 사용하여 Source , A , B 에서 작업 명령 Queue 입력
  • Source 작업 Seq Queue 추가 - B 가 Source 다음 공정이기 때문에 해당 Station 상태를 보고 명령을 넣는다.

--Source exit ctrl

waituntil B_1.set = false or  B_2.set = false or  B_3.set = false -- Waituntil B1 Station Empty

if B_1.set = false
	B_1.set := true
elseif B_2.set = false
	B_2.set := true
else
	B_3.set := true
end

seq.push(?.name) -- Set Seq queue
seq.push("")

 

• B , A 구역 Station Logic

waituntil A_1.set = false or  A_2.set = false  or  A_3.set = false -- B only

seq.push(?.name)
seq.push("")

• AMR seq 별 명령 수행 - Queue object , Seq_top variable object , observer ctrl

-- param attribute: string, oldValue, newValue: string
-- param attribute: string, oldValue: string
param newValue: string

var A :object

waituntil AGVPool.NumIdleAGVs > 0
var agv := agvPool.getIdleAGV
seq.pop
switch newValue
case ""
case "Source"
	agv.destination := O_M
	waituntil agv.destinationwasreached
	wait loadunloadTIme
	source.mu.move(agv)
	if B_1.empty = true
		agv.destination := B_1_M
		waituntil agv.destinationwasreached
		wait loadunloadTIme
		agv.mu.move(B_1)
	elseif B_2.empty = true
		agv.destination := B_2_M
		waituntil agv.destinationwasreached
		wait loadunloadTIme
		agv.mu.move(B_2)
	else
		agv.destination := B_3_M
		waituntil agv.destinationwasreached
		wait loadunloadTIme
		agv.mu.move(B_3)
	end
	agv.destination := AGVPool
	waituntil agv.destinationwasreached
case "A_1"
	agv.destination := A_1_M
	waituntil agv.destinationwasreached
	wait loadunloadTIme
	A_1.mu.move(agv)
	agv.destination := Marker
	waituntil agv.destinationwasreached
	wait loadunloadTIme
	agv.mu.move(Conveyor)
	agv.destination := AGVPool
	waituntil agv.destinationwasreached
	A_1.set := false
case "A_2"
	agv.destination := A_2_M
	waituntil agv.destinationwasreached
	wait loadunloadTIme
	A_2.mu.move(agv)
	agv.destination := Marker
	waituntil agv.destinationwasreached
	wait loadunloadTIme
	agv.mu.move(Conveyor)
	agv.destination := AGVPool
	waituntil agv.destinationwasreached
	A_2.set := false
case "A_3"
	agv.destination := A_3_M
	waituntil agv.destinationwasreached
	wait loadunloadTIme
	A_3.mu.move(agv)
	agv.destination := Marker
	waituntil agv.destinationwasreached
	wait loadunloadTIme
	agv.mu.move(Conveyor)
	agv.destination := AGVPool
	waituntil agv.destinationwasreached
	A_3.set := false
case "B_1"
	if A_1.set = false
		A_1.set := True
		A := A_1
	elseif A_2.set = false
		A_2.set := True
		A := A_2
	else
		A_3.set := True
		A := A_3
	end

	agv.destination := B_1_M
	waituntil agv.destinationwasreached
	wait loadunloadTIme
	B_1.mu.move(agv)
	if A = A_1
		agv.destination := A_1_M
		waituntil agv.destinationwasreached
		wait loadunloadTIme
		agv.mu.move(A_1)
	elseif A = A_2
		A_2.set := True
		agv.destination := A_2_M
		waituntil agv.destinationwasreached
		wait loadunloadTIme
		agv.mu.move(A_2)
	else
		A_3.set := True
		agv.destination := A_3_M
		waituntil agv.destinationwasreached
		wait loadunloadTIme
		agv.mu.move(A_3)
	end
	B_1.set := false
	agv.destination := AGVPool
	waituntil agv.destinationwasreached
case "B_2"
	if A_1.set = false
		A_1.set := True
		A := A_1
	elseif A_2.set = false
		A_2.set := True
		A := A_2
	else
		A_3.set := True
		A := A_3
	end

	agv.destination := B_2_M
	waituntil agv.destinationwasreached
	wait loadunloadTIme
	B_2.mu.move(agv)
	if A = A_1
		A_1.set := True
		agv.destination := A_1_M
		waituntil agv.destinationwasreached
		wait loadunloadTIme
		agv.mu.move(A_1)
	elseif A = A_2
		A_2.set := True
		agv.destination := A_2_M
		waituntil agv.destinationwasreached
		wait loadunloadTIme
		agv.mu.move(A_2)
	else
		A_3.set := True
		agv.destination := A_3_M
		waituntil agv.destinationwasreached
		wait loadunloadTIme
		agv.mu.move(A_3)
	end
	B_2.set := false
	agv.destination := AGVPool
	waituntil agv.destinationwasreached
case "B_3"

	if A_1.set = false
		A_1.set := True
		A := A_1
	elseif A_2.set = false
		A_2.set := True
		A := A_2
	else
		A_3.set := True
		A := A_3
	end

	agv.destination := B_3_M
	waituntil agv.destinationwasreached
	wait loadunloadTIme
	B_3.mu.move(agv)
	if A = A_1
		A_1.set := True
		agv.destination := A_1_M
		waituntil agv.destinationwasreached
		wait loadunloadTIme
		agv.mu.move(A_1)
	elseif A = A_2
		A_2.set := True
		agv.destination := A_2_M
		waituntil agv.destinationwasreached
		wait loadunloadTIme
		agv.mu.move(A_2)
	else
		A_3.set := True
		agv.destination := A_3_M
		waituntil agv.destinationwasreached
		wait loadunloadTIme
		agv.mu.move(A_3)
	end
	B_3.set := false
	agv.destination := AGVPool
	waituntil agv.destinationwasreached
end

agv.isidle := true

• 조건: AMR이 작업 후 반드시 AGVPool로 복귀

• AMR 속성:
  • Capacity: 1
  • HomeLocation: AGVPool
• 대기 로직 고려: AGV가 복귀 중인 상황에서 새로운 Job이 대기하도록 설계

---

3️⃣ 실험 계획법 - ExperimentManager

• 실험 목적: AGV 수에 따른 생산성과 효율성 비교
• 변수: AGV 수량 (1, 2, 3, 4 ....)
• 고정 조건:
  • 공정 처리시간 (60초)
  • 시뮬레이션 기간 (7일)
  • Source 간격 (Interval Source, 수치 고정)
• 측정 항목:
  • 총 생산량 (Units Per Day)
• 실험 방식:
  • Experiment Manager 
  • 결과는 표 형태로 비교 분석

📊 실험 조건 복습

• 공정 흐름: Start → B → A → End
• 공정 처리시간:
  • B zone: 60초
  • A zone: 60초
• AMR 설정:
  • 회전 반경 0m (제자리 회전)
  • 용량 1, 명령 1회 수행 후 AGVpool 복귀
• 목표: 일일 생산량 600개 이상
• 시뮬레이션 기간: 7일

---

🧪 실험 결과 요약

AGV 대수 별 일일 생산량 (UPD)

 

1대	225개	병목 발생
2대	433개	일부 개선
3대	645개	✅ 목표 달성
4대	623개	✅ 목표 달성 Idle 증가, 일부 병목 발생
5대	728개	✅ 목표 달성 Idle 증가, 일부 병목 발생 최대 Capa 도달

 

※ 실험 수치는 예시입니다. 실제 결과에 맞게 수정해주세요.

---

🔍 분석

• AGV 1대일 때는 명확한 병목이 발생하며, Waiting Time이 매우 큽니다.
• 2대로 늘리면 생산량이 크게 증가하지만 목표치에는 미달
• 3대에서 생산량 600개 이상 달성, Waiting Time과 Idle Time도 균형 잡힘
• 4대로 늘리면 생산량은 소폭 증가하지만 Idle Time이 급증 → 효율 저하
• 5대로 늘리면 해당 라인 최대 생산 Capa 도달

---

📌 결론

• 최적 AGV 수: 3대
• 투자 대비 수익 측면에서, 3대가 생산성과 효율의 균형점
• AGV를 더 늘리면 생산량은 정체되고 Idle만 증가 → 과잉 투자
• 최대 Capa가 중요할 경우 5대 배치 고려
• 다운로드