공정계획은 공작물을 원자재 형태의 초기단계로부터 원하는 형상의 마무리 단계까지 경제적이고 완전하게 가공할 수 있는 상세한 방법을 체계적으로 결정하는 것으로 정의되며, 형상으로부터 가공 공정을 추출하여 각 공정을 수행할 수 있는 공작기계 및 공구를 결정하는 과정이 공정계획의 출발점이 된다. 분산공정계획은 형상으로부터 추출된 각 공정에 적합한 가공작업, 공구 등과 같은 다양한 가공자원들을 서로 조합하여, 공작기계의 부하를 고려한 생산계획을 용이하게 수립할 수 있도록 한다. 본 연구에서는 분산공정계획 시스템을 위하여 가공자원 데이터베이스를 구축하고, 가공특징형상을 기반으로 한 작업공정 추출과 각 공정에 유용한 가공자원들을 조합하여 최적의 가공자원을 추출하기 위한 알고리즘을 제안하고 구현하였다.
Virtual Manufacturing System(VMS) is a computer model that represents the precise and whole structure of manufacturing systems and simulates their physical and logical behavior in operation. In this paper, a real time simulation for the virtual factory is proposed to integrate a process planning with scheduling under distributed environments. In order to communicate the information under distributed environments, we use a server/client concept using socket program and internet.
Bayer 공정은 가성소다를 이용하여 보오크사이트로부터 수산화알루미늄을 추출하는 공정이다. 그러나 보오크사이트 추출 후 1차 침전공정에서 반응한 보오크사이트 잔사는 침전시킴으로써 깨끗한 공정액을 분리하는 데 이때 침전되지 못한 다량의 분산성 고형물이 공정액 중에 존재하게 되는데 이를 분산성 보오크사이트(레드머드) 미립자라하며 보통 80-100mg/$\ell$의 농도를 나타낸다. 그러므로 이를 제거하기 위해 다음 공정인 입상여과필터 공정을 사용하는데 이때 필터링 효율증대를 위해 보조제로써 다량의 소석회(Ca(OH)$_2$)를 투여하여 공정액 중의 고형물을 농도를 8-100mg/$\ell$에서 5mg/$\ell$로 낮추는 공정을 사용하고 있다. 특히 국내 수산화알루미능 제조회사일 KC(주)의 경우 소석회 사용량이 일 10톤, 년간 약 3,600톤을 사용함으로써 소석회의 사용량에 따라 같은 량의 슬러지가 발생되게 된다. 따라서 여과후 발생되는 슬러지의 처리비용 문제(연간 9천만원)와 소석회의 미립자에 의한 공정액의 2차 오염과 제품 품질 저하(quality claim) 및 소석회 사용량에 따른 연간 원료비(연간 3억원) 등의 상당한 문제점을 나타내고 있는 실정이다. 아울러 최근 고품위 수산화알루미늄의 공급 요구에 따라 여과시 정제기준이 점차 낮아져 이제는 1mg/$\ell$ 이하를 유지하여야 하는 근본적인 문제에 봉착해있는 실정이다. 그러므로 본 연구에서는 소석회를 사용하는 입상여과법을 대체하기 위한 신공정개발을 추진하였으며, 그동안 카트리지여과법 등의 다양한 실험 결과로부터 최근 필터 보조제를 첨가하지 않는 물리적 여과방법인 세라믹 막 여과법의 적용 가능성을 확인하고 친환경공정인 세라믹 막 여과 실용화 공정 기술을 개발하였다. 세라믹 막 여과 법은 여과 보조제를 사용하지 않으므로 2차적인 슬러지 발생등의 환경문제를 발생하지 않으며, 공정액에 첨가제를 투입하지 않으므로 순환형 친환경공정으로 각광받을 수 있다. 본 연구에서는 고온, 고농도의 NaOH 수용액의 처리에 적합한 막소재와 발생될 수 있는 제반 문제점 등을 파악하였고, 장기간의 실험을 거쳐 최적 투과 압력(Trans membrane pressue), 세정 조건 및 주기, 막재질에 있어서 보강하여야 할 Point, 최적 운전 조건들을 토출해 내었고, 향후 실제 Plant에 적용할 계획이다.
최근 건설 프로젝트가 대형화 및 복잡화됨에 따라 다수의 하도급업체들이 참여하는 형태로 진행되고 있다. 특히 하도급업체들이 자체 자원을 운용하여 공사를 수행함에 따라, 기존의 원 도급업체가 주도하는 중앙집중식 조정방식은 실효성이 저하되고 있다. 하도급업체의 자원수급이 건설공사의 공정과 일치하지 않을 경우 해당업체의 공사가 지연될 뿐만 아니라, 다른 하도급업체의 공사들과 더 나아가 건설공사의 지연을 초래한다. 이에 따라, 관련 하도급 업체들이 해당공사에 공정변경이 생길 경우에 이에 맞추어 건설공사공정을 조정하는 새로운 건설공사공정변경의 분산조정에 관한 연구가 필요하다. 연구자는 건설공사 공정변경의 분산조정방식 및 이를 위한 소프트웨어 에이전트를 이용한 보상협의방법을 정의하였다. 본 연구는, (1) 타이밍 유틸리티의 새로운 정의, (2) 공정계획에 근거한 소프트웨어 에이전트간 중첩 협의를 위한 새로운 프로토콜, 그리고 (3) CPM (Critical Path Method) 에 근거한 소프트웨어 에이전트간 새로운 메시지 처리 알고리즘을 제시한다 위와 같은 연구결과를 검증하기 위해, 연구자는 컴퓨터 프로그래밍 랭귀지인 자바$(^{TM})$를 이용하여 다중 소프트웨어 에이전트 시스템의 프로토타입을 개발하여, 중앙집중식 조정방식과 비교하고, 실제 사용자를 대상으로 테스트를 수행하고, 시스템 성능검사를 마침으로서 공정변경 분산조정방식을 검증하였다. 이로서 본 연구는 현재의 건설공사 주체인 하도급업체의 자원수급의 효율성을 향상시키는데 필요한 방법을 정의하고, 구현하고, 검증함으로서 하도급업체의 이윤추구 및 건설공사의 성공적인 수행을 함께 달성할 수 있도록 한다.
This paper describes the development of an integrating method for process planning and scheduling activities for block assembly in shipbuilding. A block is composed of several steel plates and steel sections with the predetermined shapes according to the ship design. The parts which constitute the block are manufac- tured by cutting and/or bending operations, which are termed as machining operation in this paper. The machining operation is the first process for block assembly which influences the remaining block assembly processes. Thus process planning and scheduling for machining operation to manufacture parts for block are very important to meet the assembly schedule in the shipyard. An integrating method for process plan- ning and scheduling is developed by introducing the concept of distributed process planning and scheduling composed of initial planning, alternative planning and final planning stages. In initial planning stage, nesting parts information and machining emthods are generated for each steel plate. In alternative plan- ning stage, machine groups are selected and workcenter dispatching information is generated. In final planning stage, cutting sequences are determined. The integrated system is tested by case study. The result shows that the integrated system is more efficient than existing manual planning system.
플라즈마 공정은 집적회로 제작을 위한 미세 박막의 증착과 패턴닝에 핵심적으로 이용되고 있다. 본 연구에서는 플라즈마공정감시와 제어에 응용될 수 있는 모델을 제안한다. 본 모델은 광방사분광기 (Optical emission spectroscopy-OES)정보와 역전파 신경망을 이용해서 개발하였다. 제안된 기법은 Oxide 식각공정에서 수집한 데이터에 적용하였으며, 체계적인 모델링을 위해 공정데이터는 통계적 실험계획법을 적용하여 수집되었다. Raw OES 정보대신, Actinometric OES 정보를 이용하였으며, 신경망의 예측성능은 유전자 알고리즘을 이용해서 증진시켰다. OES의 차수를 줄이기 위해 주인자 분석 (Principal Component Analysis-PCA)을 세 종류의 분산(100, 99, 98%)에 대해서 적용하였다. 최적화한 모델의 예측에러는 323 $\AA/min$이었다. 이전에 PCA를 적용하고 은닉층 뉴런의 함수로 최적화한 모델의 예측에러는 570 $\AA/min$이었으며, 개발된 모델은 이에 비해 43% 증진된 예측 성능을 보이고 있다.
통합공정관리의 기본절차는 잡음이 내재하는 공정에 대하여 수정조치를 취하고, 수정활동 중 공정에 이상원인이 발생하면 관리도를 통하여 발생을 탐지하고 교정활동을 통하여 이를 제거하게 된다. 그러나 공정의 교정활동은 많은 시간과 비용을 수반하는 비생산적 요인을 유발할 수 있기 때문에 무조건적 교정활동은 생산성을 저하시키는 반대 급부도 동시에 내포하고 있다. 이 논문에서는 공정모형으로 ARIMA(0,1,1) 모형을 가정하고 공정 평균과 분산에 이상원인이 발생하는 경우 이를 탐지하는 절차를 소개하고, 이상신호의 시점에서 공정 잔여시간 동안 발생할 수 있는 미래손실에 기초하여 교정 활동의 여부를 판단하는 통합공정관리 절차를 제안한다.
소자 수율을 향상시키기 위해서는 웨이퍼 전체에 걸쳐 플라즈마 공정특성이 균일하게 분포되어야 한다. 본 연구에서는 Actinomeric 광 반사분광기 (Otical Emission Spectroscopy) 정보를 이용하여 식각률 비균일도에 대한 모델을 개발하였다. 제안된 기법은 Oxide 식각공정에서 수집한 데이터에 적용하였으며, 체계적인 모델링을 위해 공정데이터는 통계적 실험계획 법을 적용하여 수집되었다. 신경망의 예측성능은 유전자 알고리즘을 이용해서 증진시켰다. OES의 차수를 줄이기 위해 주인자 분석을 세 종류의 분산(100, 99, 98%)에 대해서 적용하였다. 개발된 모델은 발표된 이전의 모델에 비해 17% 증진된 예측성능을 보였다.
In this work, the optimal process has been designed by $L_9(3^4)$ orthogonal array and analysis of variance(ANOVA) for thermal-sprayed Ni-based hard coating. Ni-based hard coatings were fabricated by flame spray process on steel substrate. Then, the hardness test and observation of microstructure of the coatings were performed. The results of hardness test were analyzed by ANOVA. The ANOVA results demonstrated that the acetylene gas flow had the greatest effect on hardness of the coatings. The oxygen gas flow was found to have a neglecting effect. From these results, the optimal combination of the flame spray parameters could be predicted. The calculated hardness of the coatings by ANOVA was found to lie close to that of confirmation experimental result. Thus, it was considered that design of experiments design using orthogonal array and ANOVA was useful to determine optimal process of thermal-sprayed Ni-based hard coating.
최근 컨테이너 선박의 대형화, 고속화에 따라서 선사를 유치하기 위한 항만간의 경쟁이 치열해 지고 있다. 또한 컨테이너터미널의 가장 중요한 고객인 선사뿐만 아니라 다양한 고객인 운송사, 화주 등을 위한 서비스 제공에도 많은 노력을 해야 하는 상황에 직면하고 있다. 본 연구는 광양항 컨테이너터미널에서 추가적인 장비 구입과 새로운 운영시스템으로 전환 보다는 현 작업 조건하에서 터미널 구성원들이 중점을 두고 있는 장비 영역별 생산성 영향 요인들을 조사하고 이러한 요인들의 장비 작업계획 우선순위를 분석하여 생산성 향상을 위한 목표에 의의가 있다. 본 연구는 광양항 컨테이너터미널의 생산성 향상을 위하여 장비 작업계획 우선순위를 분석하기 위하여 각 하역장비 영역과 컨트롤 센터의 애로 공정 및 개선 사항을 분류, 선정하였으며, 여러 기준 하에서 의사결정을 하여야 하므로 다기준의사결정법으로 많이 사용되고 있는 AHP 분석기법을 이용하여 컨테이너터미널 분야에 종사하고 있는 현장 전문가 및 실무자들의 의견을 종합하여 분석하였다. 분석 결과, 측정 영역에 대한 중요도 평가는 조금씩 차이가 있는 것으로 나타났다. 야드장비 영역이 상대적으로 가장 중요하다고 판단되는 것으로 나타났으며, 이송장비 영역이 가장 낮은 중요도를 보였다. 현재 많은 애로공정이 발생하는 영역이 야드장비 부분이라는 것을 보여 주고 있다. 측정 지표에 대한 분석 결과에 따르면 야드 장비 영역은 양하작업시 블록 분산 장치, 이송장비 영역은 양 적하에 따른 YT수 적정 배분, 안벽장비 영역은 적하분 리마샤링, 컨트롤센터 영역은 생산성 유지가 상대적으로 중요도가 높은 것으로 나타났다. 환산가중치를 반영한 전체 우선순위에서는 양하작업시 블록 분산 장치가 가장 중요한 것으로 분석되었다. 본 연구는 광양항 컨테이너터미널 중 1개의 운영사를 대상으로 실증분석을 수행하였다. 따라서 본 연구결과에서 제시된 생산성 향상을 위한 장비 작업계획 우선순위가 광양항을 대표할 수 없다는 한계를 가지고 있으므로 더 정확한 분석을 위해서는 보다 다양한 표본을 대상으로 하는 연구가 필요하다. 또한 우선순위로 확정된 안을 시행할 경우 터미널 내에서 효과를 평가할 수 있는 방법에 대한 향후 연구가 요구된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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