예방교체를 고려한 드론 배송 스케쥴링 및 적정 운용 대수 산출에 관한 연구

초록

최근 학계에서는 기존 배송 서비스를 보완하면서 동시에 보다 신속한 고객서비스를 위해 드론을 활용하려는 시도가 이루어지고 있다. 다만, 이러한 드론 배송의 안전을 담보 할 수 있는 기술의 보완과 비용의 문제는 여전히 해결해야 할 중요한 과제로 남아있다. 드론을 배송에 활용하기 위한 선결과제는 크게 기술, 운영, 제도로 나뉘며, 본 논문은 이 중 드론의 운영에 관련된 문제에 초점을 맞추었다. 본 연구에서는 드론의 운영적 문제에서 내구성과 배송안정성을 고려하여 드론의 배송 계획을 산출하는 MINLP 모형을 제안하였다. 제안된 모형은 여러 대의 드론이 일정 시간 동안 운용되었을 때 예방교체를 통해 드론의 고장교체를 예방하고 배송과 교체 계획이 중복되지 않도록 하였다. 또한, MINLP 모형을 다중배낭계획 문제로 정의하여 빠르게 최적해에 가까운 값을 산출 할 수 있는 MULDRONE 알고리즘도 제안하였고 수치실험을 통해 유의함을 보였다. 마지막으로 알고리즘을 사용한 시뮬레이션을 통해 장기적인 관점에서 적절한 드론의 운용 대수를 산출하는 방법을 제시하였다.

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