• 한국시뮬레이션학회:학술대회논문집
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• 한국시뮬레이션학회 1999년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.100-104
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• 1999

실제 생산공장에서 행해지는 작업 방법이나, 제조 과정을 사전에 보여질 수 있다면 작업 환경에서 일어나는 문제점 등을 미리 예측 할 수도 있고, 공간활용 및 효율적인 운영이 가능할 것이다. 본 연구는 주어진 공장 내에서 최적 배치를 위한 물류의 이동 및 적재 시스템 구축을 위한 단계로써 기존의 P업체를 대상으로 가상 공장 Simulation 시스템을 구축하였다. 가상 공장 시스템은 VR(Virtual Reality)기법을 적용하여 생산 과정 모습을 재현하도록 구현하였다. 가상 공장을 구축하여 기존 공장의 문제점을 지적하고 효율적인 운영을 위한 방안을 제안하였으며 각 부서별 재배치도 제안하였다. 구현된 가상공장은 트윈기, 인플레이션기, 인쇄기 등으로 구성되며, 생산 공정의 가상 시뮬레이션을 통하여 실제 생산라인 및 장비의 효율성을 평가하였고 생산 과정을 수행하여 신 방비의 사용 여부를 분석할 수 있었다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.652-655
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• 2011

건축, 구조, 기계, 전기, 토목, 조경 등 IT와 관련된 다양한 산업 분야에서는 각 산업의 기획, 생산, 운영등 단계별로 다양한 주제를 가지고 논의 및 시뮬레이션을 통하여 각 업체별로 의사를 개진해 나간다. 그러나 업종별 공정에 맞는 커뮤니케이션이 원활히 이루어져 나가기는 힘들다. 이러한 이유 중 가장 큰 부분은 데이터들이 다양한 뷰어(Viewer)들을 통하여 2차원적으로 보는 부분이 큰 비중을 차지하는 것에 비해 실제 결과물은 3차원적으로 다루어지고 있기 때문에 과정과 결과간의 격차로 인하여 벌어지는 문제가 크다. 각각 다양한 분야에서 생산되는 데이터들의 불확실성, 표현의 애매모호함으로 인하여, 이전 공정 단계에서 받은 데이터들을 현재의 공정 단계에 맞는 데이터로 변환되는 과정이 생긴다. 불필요한 과정들이 반복되는 사이 모든 공정이 지연되고, 많은 예산이 소모되는 등 많은 문제들이 발생되고 있다. 따라서 본 연구에서는 다채널을 활용한 VR 시뮬레이터로 몰입감을 높이고, 실제와 유사한 실감형 시뮬레이션으로 엔지니어링 VR 시뮬레이션이 가능함을 알 수 있었다. 향후에는 사용자의 용도와 목적에 따라 다양한 분야에서 활용의 범위가 넓을 것으로 기대되며, 많은 공간과 비용이 드는 현재의 다채널 시뮬레이터 형태를 보다 공간과 비용의 소모가 적고, 이동성을 갖춘 이동형 다채널 VR 시뮬레이터에 관한 연구가 필요하다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.141-144
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• 2010

건설공사 프로젝트는 기획, 설계, 시공, 운영 및 유지관리 등 각 단계의 다양한 참여 주제에 의해 프로젝트가 진행되고 각 분야 간 원활한 의사소통을 통한 협업으로 일을 진행해 나간다. 그러나 각 단계별 커뮤니케이션이 원활히 이뤄지기가 힘들며, 이러한 단계별 분절의 가장 큰 이유 중 하나가 실제적 결과물은 3차원 기반인 것에 비해, 그 과정이 2차원 CAD 시스템에 의존하는 결과와 과정의 격차 때문이다. 그로 인해 각 관련 분야에서 발생되는 정보의 불확실성, 부정확성, 표현의 애매모함 등으로 인해 재작업 및 불필요한 작업이 빈번히 발생하여 전체적인 공정의 지연 및 비용의 문제, 결과물의 품질에 대한 문제가 발생하고 있다. 또한 도면에서의 한계점인 거리감, 공간감 등 실제 사람이 느끼는 Scale감을 알 수 없어 공간에 대한 이해도가 떨어지는 한계점을 극복하지 못하고 있으며 1인칭 작업운영 방식으로 인하여 협업 설계과정에서 원활한 팀워크를 유도 할 수 없다. 따라서 본 연구에서는 협업설계 과정에서 기본설계 단계를 지원하는 설계 도구로서 건축모델의 단순 시각화에서 벗어나 가상공간에서 몰입형 VR 시뮬레이션을 구현하기 위하여 프로토타입 응용을 개발 하였고, 이것을 "Digital Studio"에 구현하여 즉각적인 공간 시뮬레이션을 통하여 실제 시공 전에 문제점들을 검토 및 보완하고 전체적으로는 생산성 향상과 설계 과정 중 오류를 최소화하기 위한 VR시뮬레이션 시스템의 제안 및 Viewer 모듈을 개발 하였다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.93-101
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• 2006

근래에 작업자의 근골격계 질환이 산업현장의 주요한 논제로 등장하였다. 이러한 문제를 줄이기 위하여 다양한 방법들이 사용되고 있는데 그 중의 하나가 제품설계, 치구설계, 작업장 설계를 할 때 작업자의 안전을 최대한 확보하도록 설계단계에서 개선을 하는 것이다. 최근에 급속히 발전하고 있는 3D 시뮬레이션 기술을 사용하면 작업장을 설계하는 단계에서 제품 및 치구의 3D 도면을 이용하여 가상의 작업공간을 구축한 후 작업자의 작업 자세를 사전에 검증해 볼 수 있기 때문에 작업장 구축 후 발생할 수 있는 많은 문제점들을 사전에 검증하여 설계실패비용을 최소화할 수 있다. 본 논문은 3D 작업자 시뮬레이션을 이용하여 굴삭기 공장의 특정한 공정을 대상으로 개선 및 최적화를 하기위한 연구다. 먼저 CATIA를 이용하여 제품과 치구 등 작업장 구축을 위한 3D 모델을 개발하였다. 그리고 IGRIP, DPM. Human 등의 개발도구를 복합적으로 이용하여 작업장에서의 작업내용을 시뮬레이션 할 수 있는 모델을 개발한 후 작업 자세에 대한 분석을 수행하였다. 분석결과는 작업장을 개선하는데 이용하였다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제29권2호
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• pp.11-20
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• 2020

제조환경이 더욱 복잡해짐에 따라 전통적인 시뮬레이션만으로는 실시간 현장 결과를 평가하는 데 많은 어려움을 겪고 있다. 이를 극복하기 위한 대안으로 Digital Twin개념이 활발히 논의되고 있지만, 제품설계 단계에 국한되어 연구가 진행되고 있는 실정이다. 본 연구는 Digital Twin개념이 생산 공정 프로세스에 적용되기 위한 Digital Twin 기반 제조환경 프레임워크를 제시하였다. 구성요소는 실제 생산환경인 물리적 시스템과 데이터베이스, 그리고 가상 시스템인 트윈 모델을 제안하였다. 본 연구에서는 Arena 소프트웨어와 엑셀 VBA를 활용하여 컨베이어 시스템을 대상으로 간단한 Digital Twin 기반 제조시스템을 모의실험하였다. 실험결과 트윈 모델이 실제 물리적 시스템의 실시간 데이터를 전송받아 동일한 시간단위로 작동됨을 확인하였고, 엑셀 VBA에서 축적된 실시간 데이터와 학습 데이터를 기반으로 조정된 파라미터를 생성하고 있음을 확인하였다. 또한, 간단한 모의실험을 통해 Digital Twin 모델 구동 방법을 제안하였으며, Digital Twin 모델의 구현 가능성을 보여주었다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제25권4호
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• pp.21-30
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• 2016

최근 자동 생산 시스템은 PLC (Programmable Logic Controller) 제어 프로그램을 일반적으로 사용하고 있다. 생산제품의 수명 주기가 길지 않기 때문에 공법과 라인 및 설비 변경이 자주 일어난다. 대부분, 기존 공정을 바탕으로 이루어지고 설비의 위치 및 제어정보를 수정한다. PLC 제어 프로그램 또한 기존 공정을 바탕으로 수정이 이루어진다. 새로운 제어 프로그램을 검증하기 위해서는 실제 생산 시스템을 구축하기 전에 가상의 공간에서 실제 공정과 같이 구성하여 순차적으로 공정이 진행되는 지 확인할 수 있는 방법이 필요하다. 본 연구는 순차제어(sequential control)와 병목현상 처리에 유용한 Timed-FSA를 기반으로 하는 논리적인 모델링 방법을 사용한다. 기존에 연구되었던 I-O 모델링과 I-O 모델링에서 요구되었던 하나의 설비에 다양한 상태의 정의를 통해 사용자의 시간과 공수를 절감하기 위한 기존 모델링에 페트리네트의 토큰(Petri Nets Coloured Token) 개념을 추가한 확장된 I-O 모델링 방법을 제안한다. 예제 설비를 통하여 사용자의 모델링 시간을 절감하는 실험과 사용자 평가를 통해 제안하는 확장된 I-O 모델링의 편의성을 검증한다.

• 한국건설관리학회:학술대회논문집
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• 한국건설관리학회 2008년도 정기학술발표대회 논문집
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• pp.256-261
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• 2008

최근 사회 경제적 요구의 증가, 건설기술 및 공법의 발전, 고객의 다양화 등 건설 환경의 급격한 변화로 인해 고층건물이 과거에 비해 크게 증가하고 있으며, 고층화 및 고급화 경향에 따라 고층 오피스공사의 외부마감으로만 사용되던 커튼월공사가 고층 아파트 및 주상복합의 외부마감으로 확대 사용되고 있다. 전체 공사비의 $10{\sim}15%$를 차지하는 주요공정인 커튼월 공사는 최근 공기단축을 목적으로 골조공사가 시작한 일정시점 이후부터 커튼월 공사를 동시에 시작하는 방식인 적층공법이 많이 사용되고 있다. 하지만 커튼월 적층공법은 두 작업이 동시에 진행됨으로써 발생되는 작업간 간섭에 의해 커튼월 공사의 공기가 지연이 되는 문제점이 있는데, 노무자 투입에 관한 방법론과 전산화 시스템의 부재로 인해 효율적인 해결책이 제시되지 못하고 있는 실정이다. 이를 위한 방안으로 가상공간에서 실제공사를 수행하기 전 미리 문제점을 예측하고 분석할 수 있는 건설 시뮬레이션 기법이 있지만 아직 건축공사에는 그 적용이 전무한 실정으로 이 논문에서는 대표적인 건설 시뮬레이션 기법인 사이클론을 이용하여 커튼월 적층공법의 작업 프로세스 일반화 모델을 개발하여 노무 및 장비 자원의 투입량에 따른 작업 생산성을 예측하였다. 이 연구의 결과는 현장관리자의 노무 및 장비 투입을 위한 효과적인 의사결정 도구로 활용될 수 있으며, 공기지연 시 원인분석 도구로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제33권2호
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• pp.1-11
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• 2024

사이버물리시스템은 제조 환경의 물리적 시스템과 가상 공간을 연결하여 시뮬레이션을 가능하게 하는 기술이다. 이 기술의 주요 과제 중 하나는 두 환경 간 원활한 통신을 구현하는 것으로 복잡한 제조 공정에서는 다양한 제조설비의 프로토콜에 대응할 수 있어야 하며, 다수의 데이터를 지연과 오류 없이 송수신할 수 있어야 한다. 이에 본 연구에서는 실시간 시뮬레이션 가능한 사이버물리시스템 구성을 위한 에이전트 모델 구성 방법을 제안한다. 이를 위해 데이터 수집부를 독립된 에이전트 모델로 설계한 후, 이를 기존 시뮬레이션 도구와 효과적으로 통합하여 전체 구조를 개발하였다. 제안한 구조에 대한 구동검증과 신뢰성 파악을 위해 실제 스마트 의류생산 마이크로 팩토리 시스템의 여러 장비와 연동하여 데이터 수집 기능에 대한 실증을 수행했다. 실증은 데이터 수집 주기와 관련된 데이터 지연과 및 데이터 결측에 대한 실험을 진행하였다. 결과적으로 제안된 CPS 구성 방법은 비교적 큰 통신 지연 없이 다양한 내부 데이터 수집과 다양한 장비의 데이터 포맷 및 통신 프로토콜에 적용 가능한 유연성을 보여주며, 비교적 간단하게 CPS 구성을 가능하게 한다. 따라서 제조 업계에서 혁신을 촉진하고 생산 라인의 효율성을 향상시키며, 유지보수 비용을 절감하는 데 도움이 될 것으로 기대된다.