조선소의 생산성은 제한된 자원을 얼마나 효율적이고 체계적으로 관리하고 사용하는가에 달려있다. 최근 들어 조선소에서는 생산관리 시스템을 고도화하기 위해 시뮬레이션 기법을 적용한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 시뮬레이션 기법을 생산관리에 적용한 조선소의 시뮬레이션 기반 생산 개념을 연구하였다. 이는 조선소 현장에서 경험과 직관에 의한 의사결정을 지양하고, 정량적이고 구체적인 데이터에 기반을 둔 개선방안을 확립할 수 있게 한다. 본 논문에서는 조선소의 생산 계획 중 선표 계획 영역에 대한 시뮬레이션 적용 연구를 수행하였으며, 이를 위해 조선소의 생산 계획 프로세스와 시스템을 분석하고 상용 시뮬레이션 소프트웨어를 이용한 시뮬레이션 시스템의 설계를 수행하였다. 이러한 시뮬레이션 시스템은 현재 조선소 생산관리 시스템의 운용환경을 고려하여 웹 환경에서 운용가능한 구조를 갖고 있으며, 이를 통해 조선소에서는 보다 손쉽게 생산 계획을 시뮬레이션하고 결과를 분석함으로써 보다 신뢰도 높은 생산 계획을 수립할 수 있을 것으로 기대한다.
조선소에서 현재 활용하고 있는 생산계획시스템, 실행계획 시스템 및 안전관리시스템 등은 Web Base 혹은 Client Server Base application으로 구현이 되어 있다. 이러한 시스템들은 계획과 현장 상황의 불일치, 현장 돌발 상황에 대한 시스템적 해결 방안 부재, 현장 담당자 Know-how에 의한 작업 절차 변경 반영의 어려움과 같은 더 생산적일 수 있는 부분에 대한 대처가 부족하다는 것에 대한 해결 방안으로 Mobile 기반 클라우드 컴퓨팅을 활용한 조선 생산 실행 시스템에 대한 소개를 하려고 한다.
요즘 우리는 인터넷이라는 디지털 혁명 속에 살고 있으며 그 영향력은 과거 산업혁명과 비교할 수 없을 정도로 산업 전반에 걸쳐 확산되고 있다. 조선 산업도 예외는 아니며, 각 조선소들도 인터넷 환경에 맞춰 생산 시스템을 구축하고 있다. 하지만 조선 산업은 그 업무의 특성상 생산을 계획, 관리, 통제하는 그룹과 생산 자체를 시행하는 그룹간의 양분이 뚜렷하여, 이를 통합한 전산 시스템을 구축하는데 어려움이 있다. 본 논문에서는 무선 인터넷 프로그래밍을 활용하여 XML 기반의 무선 PDM 시스템을 구현함으로써, 조선소 업무 특성상 구현하기 힘든 제작, 관리, 생산 부문을 통합하는 작업흐름 관리 시스템 구축의 가능성을 제시하였다.
조선소에서 생산관리는 생산성 향상과 가장 밀접한 업무 중의 하나이다. 현업 생산관리자와 공정계획 엔지니어들은 상호 간의 정보 공유 미흡으로 인해 공정계획 및 공정관리에 대한 충분한 생산정보를 얻지 못한다. 본 연구에서는 생산계획과 공정관리의 요구사항 분석을 통하여 생산공정모니터링 시스템에 대한 주요 이슈를 도출하고, 콤포넌트 기반 설계 기법을 활용하여 시스템 아키텍처를 수립하였다. 제안한 시스템의 주요 기능은 블록 조립에서 안벽의장 단계까지 수립하여 생산공정현황을 시각적으로 보여 줄 뿐 아니라 공정정보 공유를 극대화하는 것이다. 본 시스템은 생산관리자에게 신뢰성 있고 정확한 생산 정보를 제시간에 제공할 수 있을 것으로 기대된다.
본 연구의 최종 목표는 선박의 주문, 설계, 생산, 관리에 이르기까지 조선의 전체 공정에 필요한 제반 정보를 정보의 생성과 전달과정의 자동화에 중점을 두어 일원적으로 관리하고 일관되게 처리하는 컴퓨터 통합 선박설계·생산 일관시스템 개발에 있다. 본 연구사업은 1988년 6월부터 과기처의 국책연구사업의 일환으로 선박해양공학연구센터가 주관하여 현대중공업, 대우조선, 삼성중공업, 한진중공업 등 4개 조선소, 서울대 등 7개 대학, 선급기술연구소 및 조선학회와 공 동으로 수행하고 있으며 본 글에는 4차년도('92. 8∼'93. 8) 연구결과를 수록하였다'1'.
국내의 조선업계는 생산성 향상을 위해 10여년전 부터 CAD/CAE/CAM 시스템을 한 선박 설계 및 생산 시스템의 전산화/자동화를 꾸준히 추진해 왔으며 최근에는 CIM(Computer Integrated Manufacturing)구축을 위한 노력을 경주하고 있다. 국외에서도 CIM을 구축하기 위한 노력이 계속적으로 지속되고 있는데, 한 예로서 일본의 Hitachi 조선소는 1993년 부터 PHI(Product model by Hitachi zosen)프로젝트를 통해 CIM을 CAE, CAD, CAM, 공장 자동화(FA), 생산계획/관리 및 경영관리 등의 요소로 구성되는 컴퓨터 지원에 의한 정보의 통합적 관리라는 개념으로 정의하고, 이들 각 구성요소를 network을 통해 유기적으로 연결하므로서 설계 및 생산에 관계되는 정보를 서로 교환하고 공유할 수 있도록 추진하고 있다. 이처럼 CIM을 실현하기 위해서는 서로 다른 시스템들간의 정보를 원활히 교환하고 공유할 수 있는 환경이 구축되어야 한다.
조선 산업과 IT 기술의 융합을 통하여 선박 건조 시 생산시설과 생산 공정의 효율성을 극대화 시킬 수 있다. 현장에서 요구되는 각종 센싱 데이터 수집장치 기능과 모아진 데이터들을 중앙 서버로 전송하는 LTE 기반 통신장치를 개발하였으며, 통합 모니터링, 상황관리, 항해시험 및 사고방지 등에 적용 가능하다.
Unlike other mass production in small variety, shipbuilding process is a project-based method in single variety, which causes unpredictable volatility in the planning system. In shipyards, series of manufacturing processes from fabrication to erection is sequentially carried out. In order to predict unfavorable changes such as overload or low load of working volume, computerized simulation has been being gradually adopted. The data used in the simulation are processed from the database of the main scheduling and planning system. Thus the quality of those data is very crucial for the meaningful results. Unfortunately, research on the verification of data quality is very rare and hardly known to the authors. In this work, using the database of scheduling and product information system of a large domestic shipyard, the data required for the simulation are qualitatively analyzed and verified.
조선소는 다양한 용량 및 규격을 여러 사이트에서 제작하여 최종통합하기까지 여러 단계를 걸치게 되며 이들 사이의 정보공유가 필수적이며 최근 유무선통신망을 활용하여 단순 문자에서 동영상 정보를 주고받아 조선 산업의 스마트화가 이루어지고 있다. 본 논문에서는 원격에 위치한 조선소에 적용할 수 있는 LTE 펨토셀 로컬 게이트웨이 구성을 제안하고 상위 조선소와 중요정보를 주고받는 트래픽을 주고받기 위한 방안과 일반 트래픽을 분리하는 오프로드 방식을 제안하였다. 상위 조선소 메인 서버와 하위 원격 조선소 간에 정보와 일반 트래픽의 오프로드를 지원하기위해서 펨토셀 게이트웨이에서의 모드 전환, 오프로드 관련 정보 관리, 트리거로서의 메시지 정의, cache entry를 정의하였다 우리는 펨토셀 게이트웨이에서의 송수신 메시지 플로우와 state transition diagram을 이용하여 제안하는 방안의 기능 수행 여부를 확인하였다. 우리는 이동통신망과 광대역 인터넷 활용 기술을 조선 산업에 적용하여 조선소 산업 생산성 향상을 고려하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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