• 제목/요약/키워드: 가상 공정 설계

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PRIDE 3D 시뮬레이터를 통한 공정셀 내부의 원격작업 가상검증 (PRIDE 3D Simulator for Virtual Verification of Remote Handling Procedures in Processing Cell)

  • 류동석;한종희;김성현;김기호;이종광
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.333-341
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    • 2017
  • 원자력 발전 이후에 누적되는 사용후핵연료를 해소하기 위한 다양한 연구가 시도되고 있으며, 특히 건식으로 사용후핵연료를 재활용하는 파이로 공정이 주목되고 있다. 파이로 공정의 공학규모 실증을 위하여 대형 공정셀을 구비한 PRIDE 시설이 구축되었다. 파이로 공정에 사용되는 용융염의 화학반응성을 고려하여, 공정셀 내부는 아르곤 분위기를 유지한다. 결과적으로, 작업자가 공정셀 내부에 진입할 수 없으며, 공정셀 내부에 설치된 모든 공정장치는 원격수단에 의해 공정셀 밖에서 원격조작을 통해 수행한다. 따라서, 공정셀에 설치되는 공정장치는, 설계단계에서 부터 원격작업을 고려하여 설계되어야 하며, 공정셀에 반입하기 전에 원격으로 작동이 가능한지 철저히 검증하여야 한다. 만약, 공정셀에 반입되어 작동하는 단계에서 문제가 발생하는 경우, 장치를 반출하여 수정한 후 재반입하기까지 많은 비용과 시간을 허비하게 된다. 공정장치의 원격성 검증을 위하여, 물리적인 목업을 사용할 뿐 아니라, 설계단계에서 3D 모델을 활용한 가상 검증이 가능하다. 본 연구는, 가상공간에 PRIDE 공정셀을 구성하고, 설계된 공정장치 3D 모델을 입력하여, 원격조작성을 검증하기 위한 PRIDE 3D 시뮬레이터 개발에 관한 것이다. 실제 PRIDE 공정셀의 형상과 공정셀에 설치되는 원격운전 및 유지보수 장치의 움직임을 가상공간에 구현하고, 공정장치의 3D 모델을 실제 설치할 장소에 위치할 수 있도록 하였다. PRIDE 공정셀에 설치될 전해공정장치의 전극교체 작업을 시뮬레이션 시나리오로 설정하여, 개발된 PRIDE 3D 시뮬레이터의 사용성을 검증하고자 하였다. 8단계로 이루어진 원격작업 시나리오를 구성하여, 각 단계의 원격작업을 성공적으로 모사함으로써, PRIDE 공정셀의 원격성 평가를 성공적으로 수행하였다.

모션분석 및 가상현실을 통한 제조공정 최적화 방안연구 (The Korea Convergence Society A Study on the Optimization of Manufacturing Process through Motion Analysis and Virtual Reality)

  • 김현종;홍정완;유연우
    • 한국융합학회논문지
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    • 제8권7호
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    • pp.23-28
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    • 2017
  • 제조업에 있어 효율적인 제조공정을 위해 기업의 생산성 향상 및 원가절감은 현 제조기업의 절실한 과제이다. 효율적인 제조공정 설계와 생산성향상을 위해 동작분석 및 가상현실기반의 테스트베드 연계시스템을 활용하여 불필요한 요소제거를 통해 효율적인 제조공정 방법을 연구한다. 가상의 사전 공정배치 시뮬레이션을 통한 최적화 검증 후 작업라인을 구축할 경우 추가적인 공정 수정 또는 보완에 소요되는 비용을 절감하고, 이는 결과적으로 기업의 제조경쟁력 향상이라는 실질적 효과를 도출할 수 있다. 본 연구를 통해 설계기간 단축, 설비개선, 자동화, 인간공학 실현, 프로세스 개선 등을 하여 생산성 향상, 품질 향상, 비용절감뿐만 아니라 안전 및 건강에 대한 직원만족을 달성할 수 있다.

Web 기반 도구를 이용한 자동화 복합 공정 제어 시스템의 가상실험실 구현 (Implementation of virtual laboratory for automation and complex process control systems using Web-based tool)

  • 한얼;박성무;허지웅;홍상은
    • 한국산학기술학회:학술대회논문집
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    • 한국산학기술학회 2008년도 춘계학술발표논문집
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    • pp.198-201
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    • 2008
  • 인터넷의 비약적인 발달은 제어시스템의 설계 및 운영에도 많은 영향을 미치게 되어 지금까지와는 전혀 다른 시스템 구현이 가능한 환경으로 만들어 가고 있다. 이와 같은 배경에서 본 연구에서는 LabVIEW를 이용한 복합 공정의 제어 및 모니터링을 Web을 기반으로 한 새로운 방법의 원격제어 시스템을 사용하여 가상실험실을 구현하였다. LS산전의 GLOFA-GM3와 미쓰비시의 MELSEC-Q PLC를 각각 TCP/IP와 RS-232C통신을 사용하여 복합공정 제어 시스템을 구현하였다. NI사의 LabVIEW 프로그램에서 지원하는 Web 출판 기능을 사용하여 웹상에서 50대의 Clint PC의 접속을 가능하게 하여 원격으로 접속, 학습이 가능하도록 가상실험실을 구현하였으며 학습자들은 원격으로 복합 제어공정을 실시간으로 학습할 수 있게 되었다. 나아가 Web 상에서 원격제어의 가능성을 활용하여 산업체에서의 활용범위를 넓히고, 가상 교육환경의 가능성을 열었다.

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가상현실과 증강현실 기반의 산업용 공정에 필요한 세부 제어 기술에 관한 연구 (Detailed Control Technology required for industrial processes based on virtual reality and augmented reality)

  • 이석희
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제25권9호
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    • pp.1214-1219
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    • 2021
  • 가상증강현실 기술은 하드웨어와 소프트웨어 기술의 발전으로 급속도로 성장하고 있는 실정이다. 이러한 가상증강현실을 활용한 산업적인 기술의 적용에 대한 관점은 초창기에 해당한다. 국내에서는 엔터테인먼트적인 요소로 시작하여 현재에는 교육, 문화, 광관 및 체육, 예술, 의료, 재난, 국방 분야에서도 많은 요구와 수요가 발생하고 있다. 본 논문에서는 향후 산업적 가상현실 기술과 증강현실 기술의 적용을 위한 공정의 활용에 관한 연구와 구체적인 공정을 대상으로 필요한 여러 가지 조작에 따른 기술의 설계에 관한 연구를 통하여 실제 산업적인 전반에 필요한 공정의 방법들을 가상현실과 증강현실기술을 통해서 훈련과 실제 공정에 필요한 서비스를 제공하기 위한 연구 결과를 담고 있다. 이를 통해서 향후 많은 산업적 응용이 가능할 수 있도록 제안하였다.

굴삭기공장의 로봇용접 작업장 설계에 대한 3D 시뮬레이선 사례 연구 (A Case Study of the Design of Robot Welding Station in an Excavator Factory Using 3D Simulation)

  • 문덕희;조현일;백승근
    • 한국시뮬레이션학회논문지
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    • 제15권1호
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    • pp.51-58
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    • 2006
  • 가상생산은 새로운 제품의 개발, 새로운 설비의 개발, 새로운 생산시스템의 개발에 활용할 수 있는 매우 유용한 기술이다. 이 기술을 사용하면 실제 생산활동이 수행되기 이전에 다양한 설계오류를 수정할 수 있다. 본 논문은 가상생산기술을 굴삭기 생산공정에 적용한 사례다. 굴삭기 상부 부품의 하나인 붐과 상판회전체의 최종 용접공정을 연구의 대상으로 선택하였다. CATIA를 이용하여 각 부품의 3D 모델과 치구의 3D 모델을 개발하였으며, IGRIP을 이용하여 용접공정의 3D 시뮬레이션 모델을 개발하였다. 이러한 3D 모델들을 치구의 설계검증과 로봇시스템의 동작경로 검증등에 활용하였다. 결과적으로 수동 용접공정을 로봇을 이용한 자동용접공정으로 전환하였으며, 그 과정에서 설계오류에 의해 발생하는 재 작업시간과 비용을 감축시켰다.

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Web 기반형 CAE 정보 전달 시스템 구현을 위한 유한 요소 해석 결과의 VRML 변환기술 개발 (Development of a Technique to Transfer Output from FEM Analysis to VRML Format for the Web Based CAE Information System)

  • 황호진;이영석;오재우;박만진;장동영
    • 한국시뮬레이션학회:학술대회논문집
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    • 한국시뮬레이션학회 2001년도 춘계 학술대회 논문집
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    • pp.88-95
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    • 2001
  • VR(Virtual Reality)의 개념이 제조공학 분야로 확대 적용되면서 설계분야에서의 가상조형 (Virtual Prototyping), 제조분야에서의 가상제조시스템(Virtual Manufacturing System)이라는 새로운 형태의 제조 시스템 및 설계기술이 차세대 제조기술로서 발전해 오고있으며 이런 가상제조방법(Virtual Manufacturing)은 컴퓨터를 이용하며 생산과정에서 제품뿐만이 아니라 유한요소해석을 유용하여, 공정까지도 모의실험을 하며 생산성(manufacturability), 최종 형태(final shape), 잔류 응력(residual stress), 제품 수명 주기(life-cycle)등과 같은 요소들의 최적화 정보를 제공하게 된다. 본 연구에서는 이러한 가상제조방법을 구현하기 위한 기초적 단계로서 가상단조기계를 가상현실기법을 이용하여 모델링하고 Java를 이용하여 모델링된 단조기계를 제어하고 제조되는 단조물에 대한 내부 응력 및 형태변환을 유한 요소법을 이용하여 분석하고 분석된 단조물의 자료를 WEB상을 통하여 닥 수 있게 유한 요소 해석결과를 VRML언어로 변환하는 작업을 수행하였다.

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센서와 가상 공정설계를 활용한 스마트 팩토리 구축 (The Built of Smart Factory Using Sensors and Virtual Process Design)

  • 소병업;신성식
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제12권6호
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    • pp.1071-1080
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    • 2017
  • 최근 4차 산업혁명과 스마트 팩토리라는 용어를 뉴스나 매체를 통해 자주 들을 수 있다. 하지만 스마트 팩토리에 대한 정보와 어떻게 스마트 팩토리를 구축해야 하는지에 대한 구체적인 가이드라인이 없기 때문에 기업들로부터 외면 받고 있다. 스마트 팩토리의 구축은 도입 목적을 고려하여 회사의 규모에 적합하게 수행되어야한다. 기존 논문 연구에서 국내 대 중 소기업들을 대상으로 스마트 팩토리 성공구축 사례들을 분석 하였다. 사례분석 결과, 대기업의 경우 일부공장을 대상으로 시범적으로 스마트 팩토리를 구축한 후 성공적으로 평가될 시 전체공장으로 확대시키는 전략이 효과적이다. 중소기업의 경우, 낮은 수준의 스마트 팩토리 구축레벨에서 높은 수준의 구축레벨로 업그레이드하는 것이 효과적이다. 본 논문에서는 전통제조업체를 1개 선정하고, 3D가상공정설계를 통해 병목 구간과 개선이 필요한 공정을 파악한 후 센서를 설치한다. 최종적으로 센서를 통해 수집 된 데이터를 분석한 후 공정을 개선하고, 생산성이 향상된 스마트 팩토리를 구축하여 그 효과를 검증해 보고자 한다.

전자상거래 환경하에서 가상생산 에이전트 개발 (Development of a Virtual Manufacturing Agent in EC Marketplace)

  • 최형림;김현수;이창호
    • 한국지능정보시스템학회:학술대회논문집
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    • 한국지능정보시스템학회 1999년도 추계학술대회-지능형 정보기술과 미래조직 Information Technology and Future Organization
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    • pp.213-220
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    • 1999
  • 최근 인터넷의 급속한 확산에 따른 전자상거래의 활성화는 조직과 규모 면에서 열세인 중소기업들의 판로 확장 및 홍보를 위한 새로운 대안으로 인식되고 있다. 그러나, 전자상거래 환경은 비약적으로 성장하고 있지만, 여전히 국내 중소기업들은 인력 및 자금의 상대적인 열세로 이러한 환경변화에 효과적으로 대응치못하고 있다. 본 논문은 이러한 문제를 해결하기위한 노력의 일환으로, 인터넷 상의 판매 에이전트를 지원할 수 있는 가상생산 에이전트(Virtual Manufacturing Agent)의 개발에 관한 내용을 담고 있다. 지금까지의 가상생산 시스템(Virtual Manufacturing Systme)에 관한 연구는 주로 설계, 공정, 제어 최적화에 그 초점을 두고 있으며, 가상생산 에이전트에 관한 연구는 이러한 문제를 지능형 에이전트 구조로 해결하고자 하였다. 본 논문에서는 이러한 기존의 연구와 달리 전자상거래 환경하에서 중소제조업체의 판매활동을 돕기 위한 판매에이전트를 실제 생산시스템과 연계하는 관점에서 가상생산 에이전트를 설계, 구현하였다.

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사례기반추론을 이용한 사출금형 공정계획시스템 (Intelligent Injection Mold Process Planning System Using Case Based Reasoning)

  • 최형림;김현수;박용성
    • 한국정보시스템학회:학술대회논문집
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    • 한국정보시스템학회 2001년도 추계학술대회 발표논문집:차세대 전상거래 시대의 비즈니스전략
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    • pp.327-339
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    • 2001
  • 사출금형 공정계획이란 금형설계를 완료한 후에 설계된 금형을 경제적, 효율적으로 생산하기 위하여 수행해야 할 제조공정에 대한 계획이다. 이러한 공정계획은 전문가의 경험에 의존함은 물론 많은 시간이 소요된다. 그리고 사출금형 공정계획은 현장경험을 토대로 완전 수작업에 의존하고 있으므로 공정계획전문가의 경험과 숙련 등에 따른 변동, 공정설계용 데이터의 부정확 등에 의한 공정계획 그 자체가 갖고 있는 부정확도에 따라 많은 문제점이 있다. 이러한 문제점과 함께 공정계획 전문가의 부족현상, CAD/CAM시스템의 보급 및 생산형태의 다품종소량화 현상에 따라 공정계획의 자동화가 필요하게 되었다. 본 논문에서는 사출금형 공정계획을 자동화하기 위해 사례기반추론(Case Based Reasoning)을 이용하였다. 사출금형의 공정계획은 성형품의 종류에 따라 다양하고 복잡하기 때문에 지식으로서 접근하는데는 한계가 있었다 그래서 본 논문에서는 전문가들의 경험지식을 이용한 사례기반추론을 이용한 공정계획시스템인 IIMPPS(Intelligent Injection Mold Process Planning System)를 개발하였다. 사례기반추론 공정계획 시스템을 개발하기 위해 과거 공정계획을 적합한 사례로서 표현 및 구성하고, 적절한 공정계획을 수립하기 위한 사례의 검색 및 조정방법을 제안하였다. 본 시스템은 차후에 가상생산 에이전트(최형림 등, 2000) 중에서 공정계획 에이전트의 엔진으로서 역할을 수행할 것이다.

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가변 구조를 갖는 적응 제어기의 설계에 관한 연구 (A Study on the Design of an Adaptive Controller with Variable Structure)

  • 홍연찬;최종헌
    • 전자공학회논문지B
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    • 제33B권1호
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    • pp.1-5
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    • 1996
  • 고전적인 선형 제어와 가변 구조 제어를 융합한 방식에서 가상 공정(nominal plant)을 적응 관측기로 대체하여 실제 공정의 출력과 가상 공정의 출력 간의 오차가 계속 잔존하게 되는 문제를 해결하였다. 적응 관측기로서는 지수 함수적으로 수렴하는 적응 관측기를 사용하였으므로, 실제 공정의 출력에 적응 관측기의 출력이 빠르게 수렴하여 오차가 잔존하지 않게 되어 제어 시스템의 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

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