• 한국건설관리학회:학술대회논문집
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• 한국건설관리학회 2008년도 정기학술발표대회 논문집
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• pp.184-192
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• 2008

현재, 전 세계적으로 건설 산업의 문제점으로 인식되고 있는 낮은 생산성, 숙련공 부족, 인력의 부족, 높은 재해율 등을 해결하기 위한 방법으로 낙후된 건설 생산시스템의 첨단 기술화를 위한 건설 자동화연구가 활발히 진행되고 있다. 국내에서도 1980년대부터 건설자동화 연구가 진행되고 있으며 기계화 및 반자동화를 통한 생력화를 위한 연구가 주로 진행되었다. 그러나 최근 IT기술의 비약적 발전과 함께 건설 로봇의 개발에 대한 관심이 집중되고 있으며 2006년 말부터 국토해양부의 건설기술혁신사업의 일환으로 토공자동화를 위한 지능형 굴삭시스템이 개발되고 있다. 본 논문에서는 지능형 굴삭시스템의 최종 개발 목표와 2차 년도까지 진행된 연구내용에 대하여 소개하고자 한다.

• 한국건설관리학회:학술대회논문집
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• 한국건설관리학회 2007년도 정기학술발표대회 논문집
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• pp.358-363
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• 2007

철근콘크리트 구조물 형태의 건설공사에 있어 철근공사는 구조적인 측면이나 공사비 비중으로 볼 때 매우 중요한 부분을 차지한다. 철근물량의 정확한 산출은 이러한 철근공사의 효과적인 관리를 위한 기본적인 업무로 볼 수 있으나, 기술의 발전이나 개선 노력에도 불구하고 여전히 철근 숙련공의 경험이나 인력에 의존하는 전 근대적인 방식에서 벗어나지 못하는 실정이다. 따라서 본 연구는 철근 물량을 부재별/배근별로 보다 신속하고 정확하게 산출하기 위한 전산프로그램의 개발을 목적으로 하며, 이를 위해 연결된 부재의 철근 배근 상태를 감안하여 이음길이와 정착 길이, 피복두께등을 고려한 물량산출 알고리즘을 개발하였다. 개발된 프로그램은 전문 인력의 판단이 아닌 논리적인 게산에 의해 신속하게 수량을 산출할 수 있으며, 설계 변경이 잦은 철근공사에 유연하게 대처할 수 있다는 장점을 지니며 물량산출 과정에서 나온 결과 값을 바탕으로 시공 상세도를 자동으로 작성하는 기능을 포함한다.

• 한국건설관리학회:학술대회논문집
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• 한국건설관리학회 2007년도 정기학술발표대회 논문집
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• pp.197-204
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• 2007

현재 건설산업 현장에서 나타나는 숙련공 부족 현상, 고령화 문제, 안전상의 문제로 인한 노무 생산성 저하, 임금 상승으로 인한 채산성 악화, 품직 확보의 어려움 및 시공기술 경쟁력의 약화는 국내 건설산업이 해결해야 할 필수적인 당면과제이다. 한편 위험${\cdot}$유해한 작업환경에서 운용되는 토공장비나 매립지에서의 다짐 및 복토공사, 지뢰 및 폭탄 등에 의한 폭발의 위험이 있는 장소에서의 토공작업, 극한지 공사와 같은 환경에서의 공사수요도 점차 늘어가고 있다. 이와 같은 상황에서 토공의 생산성, 품질 및 안전도를 확보하기 위해서는 지능화된 자동화 장비를 이용하여 효율적으로 작업을 수행할 수 있도록 해야 할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 지능형 굴삭시스템의 개발을 통하여 작업현장의 안전성을 제고하고 품질, 생산성 및 채산성을 향상시키고 선진외국에 비해 보다 진보되고도 경제성 확보가 가능한 건설 자동화 기술의 구현과 기술개발을 통해 국내 건설산업에 있어 새로운 Market Sector의 창출하고자 한다.

• 한국건설관리학회:학술대회논문집
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• 한국건설관리학회 2007년도 정기학술발표대회 논문집
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• pp.347-352
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• 2007

건설 산업의 숙련공 부족현상, 고령화 문제, 임금 상승으로 인한 채산성 악화, 품질의 균일성 및 안전성 확보 등은 향후 국내 건설 산업이 해결해야 할 당면 과제이다. 이러한 문제를 해결하기 위한 하나의 기술적인 접근방법으로써 국${\cdot}$내외에서는 건설 자동화에 대한 연구가 활발히 진행 중에 있으며, 최근 국내에서는 토공사 작업의 안전성을 확보하기 위해 백호(backhoe)를 대상으로 지능형 굴삭로봇을 개발하기 위한 연구가 진행 중에 있다. 본 연구에서는 지능형 굴삭 로봇을 개발하기 위해 필수적으로 요구되는 기반기술 중 실시간 지반형상 인식 및 토공량 자동산출을 위한 최신 요소기술을 분석하고 최적 대안을 제시하였으며, 이를 위해 국내외 문헌고찰 및 다양한 최신요소 기술의 분석을 통해 지반형상을 실시간으로 인식할 수 있는 5가지 요소기술들에 대한 분석을 선행하였다. 또한 로컬영역의 실시간 지반형상 인식 및 토공량 자동 산출을 위해 3차원 모델링 장비가 갖추어야할 주요 고려요소를 분석하고, AHP 기법을 이용하여 주요 고려요소별 가중치를 산정하고 각 요소기술별 선호지수를 도출하였다. 도출된 선호지수를 바탕으로 최신 요소기술 간의 우선순위를 선정함으로써 3차원 모델링 장비에 적용 가능한 최적 대안을 선정하였다.

• 한국건축시공학회지
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• 제21권5호
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• pp.387-396
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• 2021

건축공사에서 먹매김 공정은 건물의 구성요소를 계획된 위치에 정확히 형성하기 위한 기준이 되므로 높은 정밀도가 요구된다. 최근의 건축물 규모 증가 및 숙련공 부족 추세에서 먹매김 공사는 로봇 기반의 자동화 기술 도입을 통한 생산성 및 품질 향상 요구가 크게 나타나고 있으며, 특히 가장 선행되는 골조공사 먹매김 작업의 중요도 및 자동화 필요성은 더욱 크다고 할 수 있다. 이러한 배경에서 본 연구는 건축물 골조공사용 먹매김에 적합한 시공 자동화 시스템 개발 방향을 제시하고자 한다. 기존 유사 기술 고찰을 토대로 하여 5가지 구성기술과 17개의 세부 기술요소를 도출하였으며, 전문가 설문을 통한 중요도 평가를 수행하였다. 설문 결과, 열악한 주행 및 작업 환경에 대응하기 위한 주행부 및 마킹부 기술이 가장 중요한 구성기술로 파악되었으며, 이러한 환경에서 정밀도를 확보하기 위한 제어기술과 전반적인 프로세스의 자동화기술의 중요성이 높게 나타났다. 본 연구 결과는 향후 보다 실용적이고 효율적인 자동화 시스템 개발에 기여할 것이다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권6D호
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• pp.995-1002
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• 2006

건설기계는 건설 프로세스에서 자원들 중의 하나로 중요한 역할을 담당한다. 기계화 시공은 안전성과 더불어 생산성 및 품질을 향상 시키고 있다는 것은 명백하다. 국가 통계에 따르면 2005년 등록된 건설기계가 32만대를 넘어서고 있으나 최근에는 숙련공 부족, 임금상승 및 작업물량의 감소 등으로 건설기계사업자의 위기가 심화되고 있는 실정이다. 본 논문의 목적은 보다 나은 건설기계 활용을 위하여 개선된 관리 및 활용정책을 제안하는 것이다. 건설기계관리법을 개정하기 위하여 건설기계 분류 방법과 건설기계 조종사 면허체계를 새롭게 제시하였다. 연구의 목적을 달성하기 위하여 국내외 조종사 면허관련 법과 규정에 관한 문헌을 조사하였고, 건설기계 산업에 종사하는 전문가들과의 설문 및 인터뷰를 수행하였다. 본 연구의 결과는 건설생산성 및 건설기계 가동율을 향상 시킬 수 있는 건설기계관리법으로 개정하는데 중요한 참고자료로 사용될 수 있을 것이다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권6D호
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• pp.985-993
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• 2006

건설현장에서 기성 콘크리트 파일의 사용이 점차적으로 증가하고 있다. 파일기초를 형성하는 주요 작업들 중의 하나가 콘크리트 파일의 두부를 $800kg/cm^2$ 이상의 압력으로 파쇄하는 것이다. 일반적으로 파일 두부정리 작업은 크러셔와 3~4명의 숙련공에 의하여 실시된다. 최근 파일 두부정리에 관한 보고에 의하면 파일의 강도를 상당히 감소시키는 균열이 작업 중에 많이 발생하고 있고 파일 두부정리 작업이 매우 반복적이고 노동집약적인 것으로 나타났다. 기존의 파일 두부정리 작업의 생산성, 안전성, 품질을 향상시키기 위하여 두부정리 자동화 장비를 개발하기 위한 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 두부정리선을 인식하기 위한 센싱방법과 작동 프로세스 알고리즘을 제시하고 있다. 이것은 두부정리 자동화 장비를 개발하기 위하여 매우 중요하다. 제안된 센싱방법 중 1가지를 적용한 파일롯 타입의 두부정리 자동화 장비를 개발하였으며, 현장에서 기능을 실험하였다.

• 한국건설관리학회:학술대회논문집
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• 한국건설관리학회 2002년도 학술대회지
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• pp.539-542
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• 2002

도로면 유지보수를 시행함에 있어 노면의 파손정도에 따라 다양한 공법의 사용이 가능하나 크랙 실링 공법은 예방적 차원에서 도로면에 발생된 크랙을 초기에 효과적으로 보수할 수 있는 방법이다. 그러나, 교통량이 많은 대도시나 고속도로에서 시행되는 도로면 유지보수 작업의 경우 노무자가 열악한 작업환경 내에서 작업을 수행해야 하므로 안전성 확보에 문제가 있고, 도로면 유지보수 작업의 특성상 현장 노무자의 잦은 이직(labor turnover) 및 3D업종의 기피로 인한 숙련공 부족현상은 현 도로면 유지보수 작업의 생산성 및 품질 저하를 가져오고 있다. 선진 외국의 경우 크랙 실링 공법의 이점 및 도로 유지보수 공사의 위험 요소를 인식하여 자동화 장비의 개발을 통한 안전성, 생산성 향상 및 경제성 확보에 다양한 연구 노력을 기울이고 있으나, 국내의 경우 도로면 유지보수 공사를 위한 기술축적이나 자동화 장비 개발을 위한 시도는 매우 미약한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 도로면 유지보수 공법 중 크랙 실링 공법의 자동화를 통해 노무자의 안전사고를 방지하고, 품질 및 생산성 향상을 도모할 수 있는 크랙 실링 자동화 방안을 제시하고자 한다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제21권2호
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• pp.141-152
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• 2004

우주망원경용 비구면 반사경 가공 공정은 고정입자 연삭, 자유입자 래핑, 연마의 순서를 따른다. 숙련공에 의한 경험적 공정조절에 의해 목표 비구면을 가공하는 전통적 연삭 공정에서는 수 ${mu}m$ 높이의 표면 밑 손상을 남기며 뒤이은 자유입자 래핑 및 연마 공정에서 이를 제거하며 가공한다. 본 연구는 컴퓨터 수치 제어 연삭 공정진화 모델을 개발하여, 연삭가공을 통해 반사경 표면조도 최소 40nm이하, 가공 예측정확도 20nm급을 이루었다. 구체적인 방법론으로 초정밀가공기의 연삭모듈을 이용하여 연삭 휠 입자의 크기, 이송속도, 공작물 회전선속도 등 연삭 변수를 변화시키며 직경 20, 100mm Zerodur 소재를 초기 연삭하였다. 초기 연삭 변수와 측정된 표면조도와의 관계를 경험적 해석과 다 변수 회귀분석 해석 방법을 통하여 공정조절용 수치 연삭 모델을 구성하였다. 정량적 공정제어는 입력된 연삭변수들로부터 가공 후 표면조도를 예측하고, 측정된 표면조도를 이용하여 수치연삭 모델을 개량한 후 다음 가공에서 측정될 표면조도를 예측하는 순으로 만복 진행되었다. 본 연구에서는 CNC 연삭공정조절로부터 최소 평균 표면조도 36nm, 예측정확도 ${pm}20nm$를 얻었다. 이 연구결과는 정량적 연삭공정제어 모델을 사용하여 자유입자 래핑 공정을 수행할 필요 없이 연삭에서 직접 연마 공정으로 진행할 수 있는 획기적인 공정 효율 향상을 의미한다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.106-117
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• 2012

최근 국내에서 정착되고 있는 철근 공장가공은 절단손실 감소, 정밀도 향상 등의 장점과 도심지공사 증가, 숙련공 감소 등의 외부 요인으로 향후 비중이 증가할 것으로 예상된다. 그러나 공장가공을 하더라도 정척철근 (Straight rebar)을 사용하면 손실 발생 및 그로 인한 CO2배출 같은 환경 문제가 발생할 수밖에 없다. 이를 해결하기 위한 대안의 일환으로 코일철근(Bar in coil) 도입이 제안되었으나, 코일철근은 국내 미생산, 고가의 장비비 등의 이유로 국내 적용이 거의 전무하다. 또한 코일철근은 완전 자동화에 가까운 방식으로 가공되기 때문에 향후 높은 손실저감률과 가품질이 우수하여 국내 적용이 확대될 것으로 예상되나, 적용타당성 분석에 대한 연구가 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 최근 국내 생산이 시작된 코일철근의 특성과 코일철근 도입이 철근가공 산업에 미치는 영향을 분석, 철근가공 산업 선진화를 위한 기초연구로서 진행한다. 이를 위해 국내 철근가공 산업의 현황을 조사하고, 코일철근 도입시 산업적 측면에서 적용성과 경제적 측면에서 이해관계자의 손익 타당성을 분석하고 향후 연구방향을 제시한다.