• 한국생물환경조절학회:학술대회논문집
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• 한국생물환경조절학회 1996년도 국제심포지움 21세기 첨단식물생산시스템의 실용화
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• pp.75-89
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• 1996

식물의 공장적 생산으로 생산방식을 전환 발전시키기 위한 기술의 구성요소는 보는 관점에 따라 다를 수 있겠으나 생산의 공정화, 규격품의 주년생산, 최적한 인공환경조성, 생산물의 무공해 청정화로 볼 수 있다. 첫째로 생산방식의 공정화는 3차원적 생산구조로서 광의 수광태세를 개선시키고 작업대상인 작물을 작업장치에 이동시키는 동적생산체계를 구성함으로써 생산의 효율화를 달성하는 것이다. 둘째로 규격품의 주년생산을 달성하기 위해서는 년중 균일한 고품질 상품을 생산함으로서 기존 생산물과 품질의 차별화를 시키는 것이 목표이다. (중략)

• 조명전기설비학회논문지
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• 제25권10호
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• pp.14-22
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• 2011

The artificial lights to be introduced for the plant factories is requiring the artificial light resources with minimizing the energy consumption to reduce the greenhouse gases which is a major cause of global warming, and maximizing the efficiency in photosynthesis effect light-wave range, in which the plants can be greatly grown and developed, and having the signal light-wave range for forming the light types. the best growing and developing environment for the plants has recently realized with utilizing the LED(Lighting Emitting Diode) lamps, as a environment-friendly green lamps, which can elevating the light efficiency with using only the specific light wave range. In this study, to provide the necessary lights for the full artificial light type of the plant factory, the following research/study and experiments has been conducting. experiments of the spectrum for each light sources, and LED, The intensity of illumination, Irradiance, Photosynthesis Photon Flux Density.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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• pp.175-176
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• 2014

The paper deals with the development of the multi-layer plant production systems using a sunlight and LED. Nowadays most of plant production systems have been developed by plant factory using only LED. In case of plant factory using LED, however, the light quantity is not sufficient for various kinds of medicinal plants. In this paper, authors have tried to apply the both the luminous sources using a natural sunlight and an appropriate LED. During the daytime, a natural sunlight was applied using the Heliostat, while in the nighttime, LED was used. The proposed mixed plant production system was constructed under the various environmental conditions such as $CO_2$ distribution, temperature and humidity. Through the hybrid plant prodution systems, the growth of Ginseng plants were recorded and demonstrated by CCD camera and monitoring program.

• 원예과학기술지
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• 제35권4호
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• pp.439-445
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• 2017

Transplant production in a plant factory with artificial lighting provides several benefits; (1) rapid and uniform transplant production, (2) high production rate per unit area, and (3) production of disease free transplants production. To improve the growth of runner plants when strawberry transplants are produced in a plant factory, we conducted two experiments to investigate (1) the effect of different light intensity for stock and runner plants on the growth of runner plants, and (2) the effect of different container volume for runner plants on their growth. When the stock and runner plants were grown under nine different light conditions composed of three different light intensities (100, 200, and $400{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ PPF) for each stock and runner plants, increasing the light intensity for stock plants promoted the growth of runner plants, however, the growth of runner plants was not enhanced by increasing the light intensity for runner plants under same light intensity condition for stock plants. We also cultivated runner plants using plug trays with four different container volumes (21, 34, 73, and 150 mL) for 20 days after placing the stock plants, and found that using plug trays with lager container volume did not enhance the growth of runner plants. These results indicate that providing optimal condition for stock plants, rather than the runner plants, is more important for increasing the growth of the runner plants and that the efficiency of strawberry transplant production in a plant factory can be improved by decreasing light intensity or container volume for runner plants.

• 한국환경농학회지
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• 제40권4호
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• pp.270-278
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• 2021

BACKGROUND: Horticultural plant growth under field and/or greenhouse conditions is affected by the climate changes (e.g., temperature, humidity, and rainfall). Therefore investigation of hydroponics on field horticultural crops is necessary for year-round production of the plants regardless of external environment changes under plant factory system with artificial light sources. METHODS AND RESULTS: Common sage (Salvia plebeia), nasturtium (Tropaeolum majus), and hooker chive (Allium hookeri) plants were hydroponically culturing in the plant factory with blue-red-white LEDs (Light-Emitting Diodes) and fluorescent lights (FLs). Leaf numbers of common sage under mixture LED and FL treatments were 134% and 98% greater, respectively than those in the greenhouse condition. In hooker chives, unfolded leaf numbers were 35% greater under the artificial lights and leaf elongation was inhibited by the conventional sunlight compared to the artificial light treatments. Absorption pattern of NO₃-N composition in hydroponic solution was not affected by the different light qualities. CONCLUSION(S): Plant factory system with different light qualities could be applied for fresh-leaf production of common sage, nasturtium, and hooker chive plants culturing under field and/or greenhouse. Controlled light qualities in the system resulted in significantly higher hydroponic growth of the plants comparing to conventional greenhouse condition in present.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제36권5호
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• pp.348-354
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• 2011

Various crop spacing methods have been implemented so far for the greenhouse and plant factory applications. However, there is no generally accepted parameter for evaluation of plant spacing efficiency in plant production system. In this study, 'Planted Area Index' (PAI) of a spacing method is defined as the ratio of the planted area in the field to required planted area using the spacing method when no transplanting operation is assumed. Three common types of spacing methods for plane placement of the plants were modeled mathematically. For calculating the planted area, an optimal growth radius function (R(t)) is needed. Function of the days after transplanting stage gives a radius of an optimal circle area for the living plants. A computer simulation was developed to calculate the PAI, based on three crop spacing methods and four optimal growth radius functions. In general, the 1-D zigzag spacing showed the best PAI. Moreover, it gives an example on how to apply the PAI for the design.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.57-64
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• 2022

식물공장은 통제된 공간에서 인공적인 환경을 조성과 자동화 설비를 통해 식물을 계획적으로 생산하는 시설이다. 하지만 식물공장은 내부 환경 제어 기술에 비해 재배 과정의 자동화 도입이 미비한 상황이다. 이는 다수의 근로자 투입으로 인한 운영비용 상승의 문제를 초래한다. 따라서 본 연구는 식물공장의 재배 과정에 자동화 도입 전후를 비교하여 경제성을 평가하고자 하였다. 첫째, 자동화 도입이 필요한 작업을 선정하기 위해 식물공장의 작업 과정을 파악하였다. 파악된 작업 과정은 재배 식물의 생육 과정을 중심으로 나열하고 자동화를 도입할 작업을 선정하였다. 둘째, 선정된 작업에 방안별 투입과 산출을 비교할 경제성 평가 방법을 설정하였다. 셋째, 방안별 소요비용의 계산에 필요한 변수를 설정하였다. 넷째, 방안별 소요비용의 산정을 위한 계산 식을 도출하였다. 마지막으로 작업별 손익분기점을 분석하고 전체 작업에 대한 손익분기점을 통해 운영 기간에 따른 자동화 도입의 적절성을 확인하였다. 분석 결과, 식물 재배를 위한 6가지 작업에 자동화를 도입할 경우 손익분기점은 3.4년으로 분석되었다. 이는 대상 식물공장을 3.4년 이상 운영할 경우 자동화 도입은 경제성 측면에서 우수하다고 판단할 수 있다. 본 연구는 식물공장에 자동화 도입에 따른 손익분기점을 분석함으로써 국내외 다양한 식물공장의 자동화 도입에 따른 경제성 분석을 위한 기초 자료로 활용 가능할 것으로 판단된다. 향후 수행될 연구는 자동화 도입에 적절한 식물공장의 기준을 선정하고 효율적인 자동화 도입 방안을 수립하는 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제14권4호
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• pp.380-392
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• 2000

A typical production-distribution system consist of three main echelons representing the retailer, distributors, and a factory each with an on-site warehouse. The system is sufficiently general and realistic to represent many industrial situations. However, decision functions and parameters have been selected to apply particularly to the production and distribution of consumer durables. The flows included in the model are materials, orders, and those information flows needed to support the material and order-rate decisions. In this work, a realistic production-distribution system has been used as a basic model, which consists of three sectors: retailer, distributor, and factory. That system is a nonlinear 25th-order continuous system interconnected between the echelons. Using a modern control algorithm, a typical multi-echelon production-distribution system using a dynamic controller is numerically simulated in the nominal plant and in the perturbed plant when the piecewise constant manufacturing decision is limited by a factory manufacturing upper-limit due to capital equipment, manpower, and factory lotsize.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.529-534
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• 2013

식물공장을 위한 회전형 조명 시스템은 기존의 식물공장 조명시스템에 무수히 많이 설치되는 LED를 대신하여 비교적 적은 양의 LED가 설치된 조명장치를 회전시켜 작물들에게 필요한 광을 공급하는 시스템이며, 기존 식물공장 조명시스템에서 발생되는 고가의 초기 설치비용을 해결하기 위한 시스템이다. 본 논문에서는 식물이 생장하는데 필요한 광합성유효광양자속(PPF)에 대하여 조사하고, 회전형 조명시스템 시제품과 광양자센서를 이용하여 조명시스템의 LED출력과 회전속도 변화에 따른 PPF의 차이를 비교, 분석하였다. 블레이드의 회전속도가 20rpm이고 LED의 출력이 IN 73%, CENTER 37%, OUT 50%일 때 모든 영역에서 $200{\mu}mol{\cdot}m^{^-2}{\cdot}s^{^-1}$의 일정한 PPF값이 공급된다는 결과를 확인하였으며, 기존의 식물공장의 조명 시스템에 비해 적은양의 LED를 회전시킴으로써 식물의 성장에 필요한 광을 제공하는데 어려움이 없다는 결과를 확인하였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제28권2호
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• pp.104-109
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• 2019

식물공장에 재배 가능한 작물은 매우 다양할 것으로 본다. 식물공장에서 재식밀도에 대한 중요성이 인식되고 있다. 본 연구는 완전제어형 식물공장에서 콜라비의 재배에 적합한 재식밀도를 구명하기 위하여 수행되었다. 식물공장 형태는 형광등을 이용한 완전제어형태로, 박막수경재배를 이용하여 재배하였다. 재식밀도는 $22plants/m^2(15{\times}30cm)$, $27plants/m^2(15{\times}25cm)$, 그리고 $33plants/m^2(15{\times}20cm)$로 처리하였다. 식물체당 지상부 생체중과 건물중 또는 식물체당 벌브의 지상부 생체중와 건물중에는 재식밀도간 유의적인 차이를 보이지 않았다. 단위면적당 지상부 생체중과 건물중 또는 단위면적당 벌브의 지상부 생체중과 건물중에는 재식밀도가 높은 처리구($33plants/m^2$)에서 높게 나타났다. 재식밀도와 초장, 엽면적, 광합성, 경도 및 엽록소간에는 유의적인 차이를 보이지 않았다. 재식밀도와 벌브 높이와 지름 및 당도간에는 유의적인 차이를 보였다. 재식밀도가 낮은 $22plants/m^2$ 처리구에서 가장 높은 벌브 높이와 지름을 보였으며, 당도 또한 높았다. 이상의 결과를 바탕으로 결론을 내리면, 경제성을 고려한 생육적인 측면에서는 단위면적당 생산량이 많은 재식밀도 $33plants/m^2(15{\times}20cm)$가 적정하였으나, 당도와 같은 품질적인 측면에서는 재식밀도 $22plants/m^2(15{\times}30cm)$가 적정하였다.