본 고는 인공지능 기술이 특히 산업 공정 제어 분야에 응용되는 것에 대하여 기술한다. 그 내용은 크게 두 부분으로 나뉘어져 있으며, 처음 부분은 인공지능에 대하여 개괄적으로 기술하고 특히 산업 공정 제어 분야와 관련되는 인공지능의 기술에 대하여 설명한다. 다음 부분은 산업 공정 제어라는 응용분야의 특수적 상황을 설명하고 인공지능 기술이 실제로 어떻게 이 특수적 상황에 응용될 수 있는가에 대하여 기술한다. 단 여기서는 인공지능이 생산성 및 품질의 향상을 위하여 산업 공정 제어분야에 어떻게 응용되는가에 대하여 간략히 소개하며, 결코 기술적으로 상세한 내용을 기술하는 의도가 아님을 밝혀두고자 한다.
산업생산 공정의 많은 과정이 종래에는 주로 기술자와 운전자와 조업지식과 경험에 의존하고 있다. 그러나 전산화를 통해서 이러한 기술을 체계적으로 축적할 수 있게 되었지만, 공정상의 모니터링 시스템은 잦은 공정의 변경으로 재구성에는 상당한 노력이 들어간다.물론, 객체 지향언어를 이용하면 좀더 노력을 줄이고 용이하게 할 수는 있다. 그러나, 재 컴파일과 재구성에 시간이 필요이상으로 들어간다. 본 논문은 객체지향기술의 한 형태인 OLE 활용기술 중 OCX를 이용하여 구성요소의 변경측면의 유지 보수에서 상당한 효과서을 확보하였다. 이로 인한 생산 산업에 경쟁력을 확보하도록 산업생산공정의 모니터링 시스템 개발과 구축을 목표로 한다.
TFT-LCD(박막 트랜지스터 액정 디스플레이, Thin Film Transistor - Liquid Crystal Display) 산업은 현재 국가의 기간산업으로서 국제경쟁력을 갖추고 있는 몇 안되는 산업 분야 중 하나이다. 따라서, 본 논문에서는 통계적 공정 관리 및 품질 관리 관점에서 TFT-LCD 공정의 특징과 이에 필요한 요소들을 제안하고자 한다.
본 논문은 장치산업에서 적용되는 다변량 EWMA 공정제어와 통계적 공정감시 통합시스템을 제안한다. 본 논문에서 제안한 통합시스템은 자동공정제어(APC)의 예측, 조정기능과 통계적 정정감시(SPM)의 이상점 발견 및 제거등의 각각의 장점을 이용하였다. 기존의 다변량 EWMA연구는 데이타간의 독립성을 가정하였으나 본 논문은 데이타간의 종속적인 형태인 IMA(1,1)모델을 대상으로 하였다.
제조공정의 근간을 이루는 가열, 용해, 성형, 냉각등의 단위조직은 일반적으로 에너지이용면에서 매우 비효율적이므로 이들을 체계적으로 연결하면 어느 공정의 방출에너지를 다른 공정에 이용할 수 있다. 이 때 핀치기술(Pinch Technology)을 응용하면 기존 공장에 대해서는 에너지 및 비용절감의 가능성을, 신축공장에 대해서는 효율적인 에너지 사용을 위한 설계지침을 제공해 준다. 본 원고에서는 중소규모의 여러가지 산업공정에서의 핀치 기술의 적용실례를 밝혀준다.
과학과 산업의 발전에 따라 공정안전기술도 새롭게 발전되어 가고 있음에도 불구하고 공정산업에서의 폭발사고가 자주 발생하고 있으며, 사고가 발생할 경우 대규모의 인명 덴 재산 손실을 초래하여 왔다. 우리나라의 경우 화학장치 산업이 1960년대 시작되어 많은 부분들이 교체되어야 할 주기를 지났거나 교체해야 할 상태에 있고, 이에 따라 신설 또는 증설공사 등으로 폭발위험성이 높은 것으로 보고되고 있다. 화학공정에는 가연성 위험물이나 폭발성 물질들이 대량으로 취급되고 있기 때문에 비록 적은 공정이라도 화재나 폭발이 발생하면 대규모의 피해를 초래한다. 특히 화학공정산업에서 사고로 발생하는 손실의 2/3 이상이 폭발사고에 의한 것으로 보고되고 있다. 즉 총 손실의 약 75%가 폭발사고에 의한 것이며 약 20%가 화재이고 나머지는 독성과 관련된 것으로 나타나 있다. 화학공정에서의 폭발 사고에 의한 피해 관련정보는 많은 자료에 의해 보고되고 있다. 실제로 막대한 파괴와 인명손실을 가져오는 과압은 일반적으로 폭발에서 발생되는 최대 압력인 6-8kg/$\textrm{cm}^2$ 보다도 훨씬 낮다.(중략)
본 연구에서는 공정거래에 관련된 법·제도와 건설산업에서 발생하는 불공정거래의 사례를 분석하여, 건설산업의 공정성 평가요인을 건설산업의 주요 참여자별(원도급자와 하도급자)와 건설공사의 주요단계별(입찰·계약·시공단계)로 분류하여 도출하였다. 그 후, 종합 및 전문건설사업자 238명을 대상으로 설문조사를 수행하여, 그 평가요인의 중요도를 분석하고 공정성 지수를 개발하였다. 원도급자보다 하도급자가 건설산업의 공정성 수준을 낮게 인식하고 있었으며, 원도급자와 하도급자 모두 시공과정에서의 공정성이 가장 낮게 인식하는 것으로 분석되었다. 원도급자는 입찰단계와 계약단계, 하도급자는 계약단계의 공정성 수준을 가장 높게 인식하고 있었다. 제안된 건설산업의 공정성 지수를 사용한다면, 건설공사 참여자별 및 공사단계별로 공정성 향상이 필요한 요인을 도출할 수 있으며, 이를 기반으로 공정성 향상방안의 수립에 기여할 수 있을 것이다.
일반적으로 자동공정계획(CAPP) 시스템에서 사용되는 공정변수의 값들은 한번 적당한 값으로 선택되면 보통 변치 않고 늘 사용된다. 그러나 그것들은 작업상의 여러 조건들에 따라 변하기 마련이다. 이것을 반영하지 않은 공정계획은 정확할 수 가 없다. 본 논문에서는 작업조건 및 환경에 따라 변화하는 공정변수의 값들을 실제의 정확한 값으로 유지하기 위한 방법을 개발하였다. 공정의 성공 여부가 기존의 해당 공정변수의 값들에 반영되어 새로운 값을 구하는 알고리즘이 개발되었다. 한 공정이 선행공정과 얽혀 있는 경우(coupled processes)도 고려되었다. 개발된 알고리즘은 해석적인 방법으로 증명되었다.
EWMA관리도는 SPC 기술 중 가피원인을 탐지하는 기술이 최근품질특성에 가중치가 주어져 미래를 예측하는 능력이 우수하다. EWMA관리도와 EPC의 통합은 연속공정산업에서 성공적으로 사용되고 있다고 널리 인식되어 있다. 그러나, 이산적인 부품 제조공정의 탐지와 연속 생산공정 산업과 그중에서도 제조공정 산업에서의 이들 기법을 적용하기 위해서는 샘플링비율, 고장감지, 실시간 보정과 공정통제에 관한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 SPC와 EPC의 차이를 비교분석하고, 제조공정 산업에서 EWMA와 EPC를 성공적으로 통합하여 제품품질특성에 적용하여 변동을 감소시키는 사례연구를 제시하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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