Crane systems are very important in industrial fields to carry heavy objects such that many investigations about control of the systems are actively conducted for enhancing its control performance. This paper presents an adaptive control approach using the model matching for a complex 3-DOF nonlinear crane system. First, the system model is linearized through feedback linearization method and then PD control is applied in the approximated model. This linear model is considered as nominal to derive corrective control law for a perturbed crane model using Lyapunov theory. This corrective control is primitively aimed to compensate real-time control deviation due to partially known perturbation. We additionally study stability analysis of the crane control system using Lyapunov perturbation theory. Evaluation of our control approach is numerically carried out through computer simulation and its superiority is demonstrated comparing with the classical control.
The study conducted statistical analysis of survey on the 239 workers participating in national Tower Crane installation/dismantlement in order to identify work environment and health hazard exposure of Tower Crane workers. Consequently for work related safety status of Tower Crane workers, the number of installation/dismantlement work was the highest at 15-20 times per month, and safety equipments were not arranged at work and they felt highly anxious when boarding on the Tower Crane. Furthermore, it is found that they feel anxious working in the influence of the weather, noise, vibration, wind, the sun ray, and structure characteristic. They have very low satisfaction in the insecureness of workplace and the work environment, and recognizes that their work affect highly on the health. 81.6% of workers have experienced accident at work, the cause of accidents were mainly due to poor work environment, and the health abnormality they have experienced were mostly fatigue and concentration reduction. For job stress, job demand and conflict in relationship were the highest sections. Total 66.5% of workers complained of musculoskeletal disorder related subjective symptom, and back pain patients were the highest of all groups.
The amount of international trade is rapidly increasing as a result of globalization. It is well known that as the size of a vessel becomes larger, the transportation cost per container decreases. That is, the economy-of-scale holds even in maritime container transportation. As a result, the sizes of containerships have been steadily increased for reducing transportation costs. In addition, various handling technologies and handling equipment have been introduced to increase the throughput capacities of container terminals. Quay crane (QC) that carries out load/unload operations plays the most important role among various handling equipment in terminals. Two typical examples of advanced QC concepts proposed so far are double trolley QC and supertainer QC. This paper suggests a method of estimating the expected value and the standard deviation of the container handling cycle time of the advanced QCs that involve several handling components which move at the same time. Numerical results obtained by the proposed estimation procedure are compared with those obtained by simulation studies. In order to demonstrate the advantage of advanced QCs, we compared their expected cycle times with those of a conventional QC.
Journal of Korean Society of Industrial and Systems Engineering
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v.46
no.1
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pp.68-75
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2023
In an automotive plant, an automated storage and retrieval system (ASRS) synchronizes material handling flows from a part production line to an auto-assembly line. The part production line transfers parts on small-/large-sized pallets. The products on pallets are temporarily stored on the ASRS, and the ASRS retrieves the products upon request from the auto-assembly line. Each ASRS aisle is equipped with narrow-/wide-width racks for two pallet sizes. An ASRS aisle with narrow-/wide-width racks improves both storage space utilization and crane utilization while requiring delicate ASRS aisle design, i.e., the locations of the narrow-/wide-width racks in an ASRS aisle, and proper operation policies affect the ASRS performance over demand fluctuations. We focus on operation policies involving a common storage zone using wide-width racks for two pallet sizes and a storage-retrieval job-change for a crane based on assembly-line batch size. We model a discrete-event simulation model and conduct extensive experiments to evaluate operation policies. The simulation results address the best ASRS aisle design and suggest the most effective operation policies for the aisle design.
This paper considers the rail crane scheduling problem which is defined as determining the sequence of loading/unloading container on/from a freight train. The objective is to minimize the weighted sum of the range of order completion time and makespan. The range of order completion time implies the difference between the maximum of completion time and minimum of start time of each customer order consisting of jobs. Makespan refers to the time when all the jobs are completed. In a rail freight terminal, logistics firms as a customer wish to reduce the range of their order completion time. To develop a methodology for the crane scheduling, we formulate the problem as a mixed integer program and develop three metaheuristics, namely, genetic algorithm, simulated annealing, and tabu search. To validate the effectiveness of heuristic algorithms, computational experiments are done based on a set of real life data. Results of the experiments show that heuristic algorithms give good solutions for small-size and large-size problems in terms of solution quality and computation time.
This study is concerned with a design algorithm to minimize the investment as well as maximize the throughput in automated warehouse system. A simulation model is designed and a solution methodology is proposed. The experiment, are conducted for the cases with 100, 90, 80, 70, 60, 50 and 0 % dual command policies in terms of the important factors such as the crane velocity, the height of system and the rack utilization. The results indicate that the throughput is slightly decreased when the ratio of dual command is decreased and the other characteristics however are not affected. The result also shows that the optimal rack should be designed for a crane to take the same amount of travel time for horizontal and vertical movement.
Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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v.19
no.2
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pp.63-68
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2020
In this study, we analyzed a cold draw (CD) bar packaging automation facility to examine its structural safety. The structural analysis focused on the frame part of the automatic packing machine for the CD round rod widely used in the industrial field, as well as the package supply device, banding suit, and crane part. As a result, we concluded that the structural safety for the banding suit, crane, and package supply device have been secured (safety factors of 9.8, 7.5, and 14.5, respectively). In addition, the safety factor of the transfer was 4.0.
This study presents a method for estimating the productivity of the ship operation in container terminal. The productivity of the ship operation is influenced by the specifications of each piece of equipment and layouts of the terminal, and the operational strategies. The handling equipments considered in this study are QC(Quay Crane), RMGC (Rail mounted gantry crane), and Transporter (TR). The simulation experiments are conducted to estimate the QC productivity based on the change of the design factors.
Journal of Korean Society of Industrial and Systems Engineering
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v.21
no.46
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pp.137-146
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1998
Most studies related to AS/RS are about operation policies or system designs. However, the studies on operation policy could not deal with various products using the single unit load system. In this paper, two different sized units are introduced and six different AS/RS operation policies are developed to process the different sized items. Computer simulation is used to evaluate AS/RS performances on various operation policies and to find the most effective operation policy for each case. The simulation model is developed using GPSS/PC and operation policies include COL-FIFO-SP, SIL-FIFO-SP, COL-RN-SP, COL-FIFO-LP, SIL-FIFO-LP and COL-RN-LP. The policies are evaluated based on the criteria of crane utilization, rack utilization, crane moving time, throughput and waiting time.
Journal of Korean Society of Industrial and Systems Engineering
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v.18
no.33
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pp.29-37
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1995
An Automated Storage/Retrieval Systems(AS/RS) has been gradually emphasized because of the change of production and distribution environment. This paper develops algorithm and Shortest Distance Model that can reduce the traveling time of a stacker crane for efficient operation of AS/RS. In order to reduce the traveling time of a stacker crane, we determine the order processing and then the sequencing of storage/retrieval for each item. Order processing is determined based on the SPT(Shortest Processing Time) concept considering a criterion of retrieval coordinate. The sequencing of storage/retrieval is determined based on the Shortest Distance Model by using a modified SPP(Shortest Path Problem) of network problem. A numerical example is provided to illustrate the developed algorithm and Shortest Distance Model.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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