• 에너지공학
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• 제28권2호
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• pp.18-35
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• 2019

한국지역난방공사에서 난지 물재생센터의 하수처리 설비로 부터 발생하는 $45,300m^3$/일의 바이오가스를 연료로 1,500 kW, 2대 규모의 엔진 발전기를 운영하고 있다. 그러나 바이오가스 발전 플랜트의 실제 운영 경험이 미미하고, 축적된 기술 및 노하우 부족으로 가스엔진의 잦은 고장과 정지로 많은 경제적 손실이 발생하고 있다. 따라서 이 발전 플랜트의 안정적인 운영을 위한 기술적 근본 대책 마련이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 난지 물재생센터의 하수처리장에서 발생하는 바이오가스를 이용한 가스엔진 플랜트의 일련의 공정상의 문제점을 확인하고, 각 단계별 문제점을 최소화 하여 실제 운전의 최적화 방안을 마련하였다. 먼저 고장 정지의 주요 원인인 발생가스의 정제를 위해 현재 사용 중인 활성탄에 대한 성분분석 및 흡착실험을 통해 활성탄의 흡착능력 품질 기준 마련을 위한 여건을 조성하였다. 또한, 불순물을 최소화하기 위한 활성탄의 교체주기의 기준수립, 황화수소 측정주기 강화, 활성탄 국산화, 설비개선 등 바이오플랜트 운영기준 강화 및 개선방안을 적용하여 실제운전에 적용하였다. 그 결과 가스엔진 1호기는 530%, 2호기는 250%의 정상운전 가동시간이 증가되는 운영실적을 보였다. 또한 통풍구의 설비개선을 통해 작업공정을 줄이고, 정상 운전시간과 가동률을 높일 수 있었다. 경제적으로도 77,000천원/년의 매출증대 효과를 나타냈다, 이와 같이 운영기준의 강화 및 개선방안을 적용하여, 바이오가스 플랜트의 고장 정지를 줄이고 가동률을 높여, 안정적인 운영을 하는 것이 현실적인 바이오가스 플랜트의 최적 운영방안으로 판단된다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2016년도 제53차 동계학술대회논문집 24권1호
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• pp.87-90
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• 2016

현재 한국 군부대에서 사용되고 있는 표적구동장치는 1990년도에 만들어진 재래식 장비로서 노후화 및 부품교체 난제로 인하여 지속적인 시스템의 오류와 이에 따른 장비 가동률 저하 등의 문제로 실전적인 사격 훈련이 어렵다. 이에 본 연구에서는 보다 효과적인 훈련을 진행하고자 복합 구동 표적장치를 개발하였다. 본 연구에서 개발된 복합 구동 표적장치는 Up-down, Swing, Turn, Rotary 방식의 표적 구동을 원격으로 제어하여 다양한 사격 및 전술 훈련 적용 가능하도록 제작되었으며, 또한 사격진행 통제 결과를 통제관 혼자서 총괄 운용이 가능한 모니터링 시스템을 구축하였다. 그리고 현재 각 부대에 설치되어 있는 표적구동장치 및 전술훈련 컨트롤러는 유선을 통한 시리얼통신 및 중앙 분배식 전원공급시스템으로서 운영설비를 위하여 과도한 배관배선 등의 공사가 별도로 시행되어야 하는 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결할 수 있도록 무선 통신시스템방식을 적용하여 다양한 훈련지역에 호환 적용될 수 있는 장비를 개발함으로써 훈련장 시설건립을 위한 부담을 줄이고, 운영의 극대화를 확보할 수 있도록 경제적, 기술적 효과를 추구하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2009년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
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• pp.191-193
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• 2009

최근 국내 신재생에너지설비의 설치가 급증하고 있다. 전국적으로 신재생에너지원의 설비가 산재되어 있음에도 불구하고 관리 및 운영 시스템은 미비한 수준이다. 따라서 사후관리 체계 구축과 설비 이용률 향상을 목적으로 가동현황을 파악하여, 신재생에너지원의 효율적인 관리와 통합 운영을 위한 시스템이 필요하다. 이를 위해 본 논문에서는 통신 및 모니터링 기술기준에 제정된 공용규격에 따라 다수의 계측기와 데이터를 수집, 변환, 저장하고, 중앙서버로 데이터를 전송할 수 있는 시스템을 구현하여 더욱 효율적인 신재생에너지원의 운영을 돕는다. 본 시스템은 신재생에너지원의 계측기와 RS-232 혹은 RS-485를 이용한 하위통신을 하여 관리에 사용될 여러 정보를 수집하여 저장한다. 상위통신으로 PIRP(Platform Independent Reporting Protocol)에 맞는 데이터로 변환하여 중앙서버에 데이터를 보내게 된다. 또 한, 유저가 원한다면 중앙서버에서 과거의 데이터를 획득할 수 있도록 시스템을 구현하였다.

• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제23권3호
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• pp.497-513
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• 2014

비용을 보상하는 원가규제 방식으로 알려진 투자보수율 규제 또는 총괄원가주의 규제의 경우 피규제자는 비용을 부풀리려는 유인을 갖게 마련이다. 그런데 생산공장별 원가를 규제자가 파악하고 이들 간의 경쟁을 유도하는 경우에는 단기적으로 '수인의 딜레마' 상황이 나타나 원가 과대보고와는 방향이 다른 원가 과소보고 방향으로의 비용왜곡 요인이 발생할 수 있다. 변동비 반영 전력시장의 경우 발전기의 운전시간이 늘어날수록 실제변동비와 등록변동비 간의 차이는 점점 커지게 되지만 복합화력 발전사들은 가동률과 발전량을 높게 유지하기 위해 등록변동비를 유지시키려는 전략적 선택을 할 수 있다. 그 결과 궁극적으로 수익성이 악화되고 신규설비에 대한 투자를 유도하지 못하며 설비예비율은 적정 이하로 떨어지는 '수인의 딜레마' 상황이 나타날 수 있다. 이에 따라 발전사들의 자기변동비가 실제 효율과 유사하도록 관련 규정을 개정할 필요가 있다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.230-238
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• 2023

식품제조 중소기업들은 원물 투입부터 최종 팔렛타이징까지 대부분 노동집약적이고 수작업으로 구성되어 있다. 최근 로봇과 센서 데이터 기술요소 적용으로 스마트화 디지털화로 변화하는 추세이다. 본 연구에서는 식품제조기업에서 적용 설비 역량보다 작업자가 속도를 따라가지 못하는 반복작업 공정 2가지를 선정하였으며, 이를 3D 시뮬레이션을 활용하여 개선 효과성을 규명하고자 한다. 꼬치 조립 후 작업자들이 계량 후 포장하는 공정과 무작위로 공급되는 냉동식품류를 계량-내·외포장-팔렛타이징 일괄 수작업 공정 2개를 선정하였다. 가동률, 생산량, 투입 작업자 수를 검증 지표로 선정하였다. 3D 개선 공정 시뮬레이션 결과 생산량은 각각 기존보다 13.5%, 56.8% 증가했으며, 특히 팔렛타이징 로봇 적용 공정에서 높은 효과성을 보였다. 두 공정 모두 가동률과 투입인력 수는 감소함에 따라 작업자에게 피로도가 높은 공정을 로봇으로 대체 적용할 수 있어 작업 과부하를 개선할 수 있는 결과를 나타냈다. 본 연구 결과를 바탕으로 3D 시뮬레이션을 활용하여 식품계량 및 포정 공정에 로봇을 도입함으로써 개선된 공정의 성능을 정량적으로 사전 검증의 가능성을 확인할 수 있었다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2009년도 추계학술발표논문집
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• pp.574-577
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• 2009

본 논문은 외판원 문제(TSP: Traveling Salesman Problem)를 이용하여 로봇중심의 FMC(Flexible Manufacturing Cell)에서 반송 로봇의 작업순서를 설계하는 방법을 제시하였다. 이를 위해, 먼저 다수의 설비와 반송 로봇으로 구성된 대표적인 로봇 중심의 FMC를 가상으로 설계한 후, 실험계획법을 이용하여 다양한 조건에서의 주요 반응변수들의 인과관계를 규명하였다. 실험결과, 처리량, 반송로봇의가동률, 그리고 Buffer의 평균 대기 작업물의 수가 주요 반응변수들로 선정되었으며, 이를 기반으로 순서기반 조합최적화 문제인 TSP로 로봇 작업순서를 설계하였다. 제안한 방법과 기존의 방법을 비교하기 위해서 시뮬레이션을 수행 한 결과 제안된 TSP 방법이 기존의 방법 보다 반송 로봇의 교착 (Deadlock) 상태를 방지하여 처리량 등 주요 반응변수들 모두를 향상 시키는 결과를 가져왔다. 더불어,이 방법은 본 연구에서 제시한 FMC 뿐 아니라 반도체나 LCD(Liquid Crystal Display) 생산 공정과 같이 반송 로봇에 의해 구성되어 있는 장치 산업분야에 적용가능하다는 측면에서 큰 효과가 기대된다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2018년도 제58차 하계학술대회논문집 26권2호
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• pp.161-164
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• 2018

최근 제조업의 근로 시간 단축 및 전문 노동력의 감소로 인하여 발생할 수 있는 문제를 개선할 수 있는 스마트 팩토리(Smart Factory)가 주목받고 있다. 스마트 팩토리는 생산품의 불량률을 줄이고, 숙련공 없이 비숙련공만으로 현장 가동이 가능하다는 점 등의 긍정적 효과를 기대할 수 있다. 그러나 스마트 팩토리는 높은 설비 도입 비용, 업무 시스템 재설계 등의 문제점이 등이 있으며, 특히 보안의 취약성이 심각하다. 그렇기 때문에 많은 기업이 현실에서 스마트 팩토리를 도입하는 어려움을 겪고 있다. 본 논문에서는 스마트 팩토리의 다양한 보안 사고를 유형 및 정형화시키고 여러 보안 사고를 유발하는 취약한 부분을 구체화하여 스마트 팩토리의 보안 연구의 방향성을 제시하고자 한다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제28권2호
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• pp.42-49
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• 2008

제주 행원 풍력발전단지 내의 풍력발전시스템을 대상으로 연도별 풍력발전시스템의 운전특성과 고장원인이 분석되었다. 이용된 데이터는 2005년과 2006년 4월에서 9월 사이의 기상데이터와 풍력발전기의 운전데이터이다. 그 결과, 풍력자원은 해에 따라 변동이 있음을 확인할 수 있었고, 풍력발전기의 발전량 역시 해에 따라 변동함을 알 수 있었다. 또한 풍력발전기의 고장 또는 정지로 인하여 발전량이 떨어지고 있음을 확인하였고, 후류로 인한 발전량 손실도 추정할 수 있었다. 같은 해에 풍력발전기 1, 2호기를 운전 개시하였지만, 고장 또는 정지원인은 일관성이 없이 다양함을 알 수 있었다. 이 연구에서 시스템이 가장 많은 시간동안 정지한 원인은 기어박스와 요잉장치의 고장으로 분석되었다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.249-257
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• 2008

본 논문에서는 로봇 한 대를 중심으로 여러 설비들이 제어되는 Flexible Manufacturing Cell(FMC)에서 로봇의 대기위치 선정과 작업물 선택 의사결정을 위하여 Q-learning 알고리즘을 응용한 방법을 제시하였다. 이를 위해 하나의 로봇과 다수의 설비로 구성된 전형적인 가상의 FMC를 시뮬레이션으로 설계, 제안한 알고리즘을 적용하여 다른 대안과의 비교 분석을 실시하였다. 비교결과 적용된 알고리즘이 로봇가동률을 높여 평균 처리시간, 총 처리량 모두 향상시키는 결과를 가져왔다. 또한, 이 방법은 본 논문에서 제시한 정보뿐 아니라 그 우선순위와 가중치에 따라 다른 정보들을 손쉽게 추가하여 적용할 수 있으므로 FMC의 생산성 향상에도 크게 기여할 것으로 기대된다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.21-29
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• 2018

4차 산업혁명 시대의 도래와 함께 스마트 팩토리의 개념이 대두되면서 설비가동률과 생산성에 악영향을 미치는 설비 오류의 발생을 데이터 분석 기법을 통해 예측하고자 하는 노력이 이루어지고 있다. 데이터 분석 기법을 활용하여 설비 오류를 예측하기 위해서는 설비 오류가 발생한 상황과 설비 오류 유형을 명시한 데이터인 설비 오류 이력이 필요하다. 하지만 많은 제조 현장에서는 설비 오류 유형이 정확하게 정의/분류가 되지 않아 설비를 운영하는 작업자가 자신의 경험적 판단에 의거하여 정형화되지 않은 텍스트의 형태로 설비 오류 유형을 작성하고, 이에 따라 데이터 분석 기법의 적용이 어렵다. 따라서 본 논문에서는 수기로 작성된 설비 오류 이력을 활용하여 설비 오류 유형을 파악하고 구조화하기 위한 구절 네트워크 구축 방법을 제안하고자 한다. 구체적으로, 단어를 쓰임새에 따라 분류한 용도 딕셔너리를 활용하여 비정형의 텍스트 데이터로부터 설비 오류 유형을 의미하는 구절을 추출하고, 추출된 구절 간의 유사도를 계산하여 네트워크를 구축한다. 제안하는 방법의 성능을 실제 제조 기업의 설비 오류 이력 데이터를 활용하여 검증하였으며, 본 연구의 결과는 텍스트 데이터에 기반한 설비 오류 유형 구조화와 나아가서는 설비 오류 발생 예측에 이용할 수 있을 것을 기대한다.