제4차 산업혁명은 IoT(Internet of Things) 빅데이터(BigData) 인공지능 등 다양한 기술들의 융합을 통하여 스마트 공장(Smart factory) 구현을 목표로 새로운 산업화를 시도하고 있다. 스마트 공장 실현을 위해서 다양한 이종기계들 간의 유연한 데이터 교환 방법이 가능한 통신 기술이 필요하고 표준 기술을 기반 생산 장비의 확장성이 고려될 수 있어야 한다. 본 연구에서는 이종기기를 포함하는 다수의 생산 설비로부터 데이터를 수집 및 통합하고, 모든 생산 장비를 감시할 수 있는 MTConnect기반 이종 공작기계 상태 정보 및 가공 정보 관리시스템을 제안한다. 개발된 시스템 기술은 유연 자동화 생산 라인의 핵심 기술로서 오류 검출, 가공 상태 관리 등 무인 자동화 라인의 중요한 정보를 제공 및 관리하는 기술을 제공할 수 있다.
본 논문에서는 단일 링크 유연 암 선단위치의 강건제어를 수행하기 위하여 새로운 형태의 퍼지 슬라이딩모드 제어기를 제안하였다. 우선 시스템 불확실성의 경계치를 알고 있다는 가정하에 슬라이딩모드 제어기를 먼저 설계하였다. 슬라이딩 모드 제어기 설계시 주어진 시스템의 슬라이딩모드 운동 중 안정성을 보장하는 슬라 이딩 평면을 최적제어기법으로 설계하였으며, 리칭상태를 최소화 시킴으로써 빠른 응답과 불확실성에 대하여 더욱 강건함을 얻도록 하기 위해서 주어진 초기 조건을 고려하는 이동 슬라이딩 평면을 적용하였다. 또한, 직접 측정이 어려운 속도 상태 변수들의 예측값을 구하기 위하여 비연계 저차 관측기를 설계하였다. 이와같이 설계 된 슬라이딩모드 제어기는 적용시 시스템에 존재하는 떨림현상으로 인하여 실제적인 진동제어 시스템에 적용하는데 어려운 점을 갖고 있다. 따라서 이러한 떨림현상을 감소시키기 위하여 슬라이딩 모드 제어기와 퍼지제어기를 연계시킨 퍼지-슬라이딩 모드 제어기를 구성하였다. 퍼지제어기 설계시 미리 규정된 슬라이딩 평면식과 오차 공간상의 상태점과의 관계로부터 퍼지제어규칙을 선정해 제어기를 설계하였다. 이와 같이 구성된 제어기에 대한 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하여 떨림현상 감소 효과와 불확실성에 대한 강건성 유지를 입증하였다.
기업의 웹 기반 인트라넷 시스템은 객체지향 언어로 개발되고, 데이터의 관리는 RDBMS를 이용하여 구축된다. 두 시스템은 이질적 패러다임에 기인하여 모델의 불일치성을 발생시킨다. 이 문제를 해결하고자 사용되는 ORM 프레임워크는 RDB의 테이블과 객체지향 언어의 객체를 매핑하는 구조로 응용프로그램의 개발이 복잡하고, 변경에 유연하지 못하여 기업형 인트라넷 시스템의 개발 및 유지보수에 어려움을 준다. 본 연구에서는 기존 ORM 프레임워크의 복잡성을 해소하고, 변경에 유연하여 기업의 인트라넷 시스템에 적합한 퍼시스턴스 프레임워크를 제안한다. 제안한 퍼시스턴스 프레임워크는 테이블의 엔티티와 객체를 매핑하는 매핑 메타정보가 불필요하고, 소스코드를 자동 생성하여 개발 및 유지보수의 편의성을 제공하고, 변경에 유연하다. 제안 프레임워크는 Hibernate, iBATIS와의 테스트 결과 iBATIS와는 처리속도가 비슷했으나 iBATIS는 대용량 데이터 처리시 문제를 나타냈으며, Hibernate보다 약 3배 빠른 속도를 보였다.
최근에 유연관절로봇의 제어는 로봇시스템에 있어서 다양한 적용가능성이 증가하고 있기 때문에 점점 그 중요성이 커지고 있다. 본 논문에서는 유연관절로봇의 제어에 있어서 적분슬라이딩모드제어기와 백스테핑제어기법을 도입하여 강인성을 증가시키는 방법을 제안한다. 슬라이딩모드제어기를 사용하여 강인성을 향상시키기 위해서는 제어대상이 정합조건을 만족시켜야 하는데 유연관절로봇은 이 조건을 만족시키지 못한다. 유연관절로봇은 링크측과 모터측으로 나누어 생각할 수 있고 각 측에 외란이 존재하나 실제입력은 모터측에 존재하기 때문에 링크측 외란은 정합조건을 만족시킬 수 없으므로 슬라이딩모드제어기로 제거하기가 어렵다. 이에 본 논문에서는 백스테핑을 도입하여 이러한 비정합 문제를 해결함으로써 링크측 외란의 영향을 제거할 수 있도록 한다. 이와 더불어 임피던스제어 성능을 가질 수 있도록 적분슬라이딩모드제어기를 함께 사용한다.
지금까지 착륙장치에 대한 다물체 동역학은 주로 구조물을 강체로 가정하여 지상하중 및 지상거동에 대해 활발한 연구가 진행되어 왔고, 실제 착륙장치 개발에 사용되고 있으나 강체 다물체 동역학에서는 구성품들을 대부분 강체로 가정하기 때문에 해석결과에 많은 오차가 포함될 수 있다. 특히 착륙장치 시스템의 경우 지상 충격시 3축 방향으로 매우 큰 하중이 발생하고 이로 말미암아 구조 변형이 크게 발생한다. 따라서 구조물을 강체 대신 실제에 보다 가까운 유연체로 모델링을 하는 유연 다물체 동역학 해석을 도입하면 보다 정확한 해석결과를 얻을 수 있다. 반면, 유연 다물체 동역학 해석을 실시하기 위해서는 동역학 모델 및 유한요소 모델 등을 준비하는데 상당한 시간과 기술이 요구된다. 본 연구에서는 반디호에 장착된 복합재 판스프링 착륙장치 구조물을 모델로 지상충격하중 및 동적거동을 예측할 수 있는 프로그램을 개발하였다.
공개키 기반 기술의 인기와 웹 기반의 다양한 응용서비스는 기존 단일인증시스템에 대한 새로운 도전이 되었다. 본 논문에서는 단일인증의 편의성과 통합적인 사용자관리 이외에 공개키 기반 구조와의 연계를 통해 강력한 보안기능을 제공하는 단일인증 시스템을 제안한다. 제안된 시스템은 다양한 시스템 환경에 쉽게 적용 가능한 유연성 있는 구조를 가지며 X.509에서 제시된 PMI구조를 기반으로 설계되어서 이기종의 시스템으로 구성되는 분산환경에서 통합된 접근통제 기능을 제공한다.
최근 국내의 인터넷사용인구는 3,000만 명에 육박하고 있으며 인터넷 뱅킹 또한 활성화되고 있음에도 불구하고 공과금의 인터넷 수납은 매우 저조하여 2%정도에 머물고 있다. 그 이유로는 업체마다 서로 다른 아키텍처로 개발하여 시스템 간 인터페이스가 어렵고 제공되는 서비스의 신뢰성이 떨어지기 때문이다 본 논문에서는 전자공과금 수납 시스템의 표준모델로 SEBPPA(Standard Electronic Bi11 Presentment and Payment Architecture)를 제안하고 그에 따른 시스템 구조를 설계하였다. 또한 실제 구축사례를 통하여 제안한 SEBPPA모델에 기반을 둔 시스템이 충분히 안정적인 서비스를 제공할 수 있으며 유지보수의 편의성, 시스템의 유연성을 증가시킴을 증명하였다.
이동 에이전트 모델은 분산처리 시스템의 대표적인 형태인 클라이언트-서버 모델의 문제 해결하기위해 제시되고 있는 개념이다. 이러한 이동 에이전트 모델은 다양한 분야에서응용잉 시도되고 있으며, 특히 워크플로우 시스템에서는 효율적이고 유연하며 통합성이 뛰어난 워크플로우 시스템을 제공하기 위해 이동 에이전트를 이용하고 있다. 본 논문에서는 이동 에이전트를 기반으로 한 보다 쉽고 효율적인 워크플로우 시스템의 개발, 특히, 시간제약 개념을 지원하는 워크플로우 시스템을 개발하기 위한 이동 에이젼트 플랫폼을 설계한다.
본 연구는 새로운 객체 지향 모델링 방법으로 VOOM(Various Object-Oriented Modeling)을 제안한다. VOOM은 시스템의 요소 뿐만 아니라 시스템 요소들간의 관계 및 그들로 이루어진 구조를 서로 유형이 다른 프레임으로 정의하여 객체화시키고, 객체화된 시스템 요소 및 관계, 구조를 서로 연결하여 하나의 시스템을 구축하도록 한다. 따라서 전체 시스템의 측면에서 구성 요소의 역할과 전체적인 시스템의 행위 및 구조를 쉽게 파악할 수 있도록 한다. VOOM을 통한 모델링 작업은 체계화되고 검증이 용이해지며, 모델의 유연성 및 재사용성이 확장되어질 수 있다. VOOM에 의한 모델링 작업 지원 가능성이 컴퓨터 통신망을 대상으로 한 시뮤레이션 모델링 예를 통해 제사하였다.
FMS(Flesible Manufacturing System), FMX(Flexible Manufacturing Cell)와 같은 유연 생산시스템 뿐만 아니고 공장자동화(FA)의 최하위 단위인 절삭가공 공작기계에 대한 무인화의 실현은 머지않은 장래에 완성될 IMS(Intelligent Manufacturing System)시스템이 구축에 있어서 최대의 걸림돌이 되고 있다. 전통적인 생산시스템에서는 경험을 가진 작업자에 의해 절삭공정이 감시되어지며, 만약 이상이 발생했을 때에는 그 상태에 따른 적절한 조치를 즉시 취할 수 있었다. 그러나 급속도로 연구가 진행되는 무인생산 시스템에서는 이러한 작업자의 역할이 컴퓨터에 의한 자동적인 감시 및 제어 시스템으로 대체되어야 한다. 이러한감시활동 중에서도 공구마모 및 파단의 검출은 효율적인 공구교환정책, 가공물의 품위유지 및 공구와 공작기계의 보호를 위해서 가장 중요한 부분으로 취급되고 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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