• 제목/요약/키워드: manufacturing system operation

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CNC 자동선반을 이용한 SUS440C 안지름 가공에 대한 표준 거칠기에 관한 연구 (A Study on the Standard Roughness for SUS440C Internal Diameter Machining Using a CNC Automatic Lathe)

  • 최철웅;최원식
    • 한국산업융합학회 논문집
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    • 제26권4_2호
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    • pp.605-613
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    • 2023
  • The multi-axis combined machining technology has enabled combined machining, which was difficult. However, the reality is that manufacturing costs are rising due to expensive equipment and there is a shortage of machine operation engineers. The purpose of this research is to present the optimum cutting conditions for the surface roughness when processing the inner diameter of SUS440C, which is an egg material, using a CNC automatic lathe. As a result of measuring the surface roughness, dry machining was the best at Ra0.481㎛ at a spindle speed of 4,000rpm, a feed rate of 0.05rev/min, and a cutting depth of 0.3mm. In wet machining, the highest value was Ra0.317 at a spindle speed of 2,000 rpm, a feed rate of 0.05 rev/min, and a cutting depth of 0.2 mm. The lower the feed rate, the better surface roughness appears. It was found that the feed rate had more influence than the number of revolutions and depth of cut.

Fixed neutron absorbers for improved nuclear safety and better economics in nuclear fuel storage, transport and disposal

  • M. Lovecky;J. Zavorka;J. Jirickova;Z. Ondracek;R. Skoda
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제55권6호
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    • pp.2288-2297
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    • 2023
  • Current designs of both large reactor units and small modular reactors utilize a nuclear fuel with increasing enrichment. This increasing demand for better nuclear fuel utilization is a challenge for nuclear fuel handling facilities. The operation with higher enriched fuels leads to reduced reserves to legislative and safety criticality limits of spent fuel transport, storage and final disposal facilities. Design changes in these facilities are restricted due to a boron content in steel and aluminum alloys that are limited by rolling, extrusion, welding and other manufacturing processes. One possible solution for spent fuel pools and casks is the burnup credit method that allows decreasing very high safety margins associated with the fresh fuel assumption in spent fuel facilities. This solution can be supplemented or replaced by an alternative solution based on placing the neutron absorber material directly into the fuel assembly, where its efficiency is higher than between fuel assemblies. A neutron absorber permanently fixed in guide tubes decreases system reactivity more efficiently than absorber sheets between the fuel assemblies. The paper summarizes possibilities of fixed neutron absorbers for various nuclear fuel and fuel handling facilities. Moreover, an absorber material was optimized to propose alternative options to boron. Multiple effective absorbers that do not require steel or aluminum alloy compatibility are discussed because fixed absorbers are placed inside zirconium or steel cladding.

Study on Fault Diagnosis and Data Processing Techniques for Substrate Transfer Robots Using Vibration Sensor Data

  • MD Saiful Islam;Mi-Jin Kim;Kyo-Mun Ku;Hyo-Young Kim;Kihyun Kim
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제31권2호
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    • pp.45-53
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    • 2024
  • The maintenance of semiconductor equipment is crucial for the continuous growth of the semiconductor market. System management is imperative given the anticipated increase in the capacity and complexity of industrial equipment. Ensuring optimal operation of manufacturing processes is essential to maintaining a steady supply of numerous parts. Particularly, monitoring the status of substrate transfer robots, which play a central role in these processes, is crucial. Diagnosing failures of their major components is vital for preventive maintenance. Fault diagnosis methods can be broadly categorized into physics-based and data-driven approaches. This study focuses on data-driven fault diagnosis methods due to the limitations of physics-based approaches. We propose a methodology for data acquisition and preprocessing for robot fault diagnosis. Data is gathered from vibration sensors, and the data preprocessing method is applied to the vibration signals. Subsequently, the dataset is trained using Gradient Tree-based XGBoost machine learning classification algorithms. The effectiveness of the proposed model is validated through performance evaluation metrics, including accuracy, F1 score, and confusion matrix. The XGBoost classifiers achieve an accuracy of approximately 92.76% and an equivalent F1 score. ROC curves indicate exceptional performance in class discrimination, with 100% discrimination for the normal class and 98% discrimination for abnormal classes.

풍력 블레이드 모의 시편의 내부 결함 검출을 위한 이미지 상관법 기술 개발 (Development of Digital-Image-Correlation Technique for Detecting Internal Defects in Simulated Specimens of Wind Turbine Blades)

  • 홍경민;박락규
    • 한국광학회지
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    • 제31권5호
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    • pp.205-212
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    • 2020
  • 풍력 터빈 시스템의 성능에서 블레이드는 매우 중요한 역할을 하지만 복잡하고 불규칙적인 하중에 의한 손상에 취약하며 유지 보수 비용도 많이 든다. 따라서 블레이드 제조를 완료한 후에 결함을 찾아내고 일정 기간 사용한 후에 블레이드 손상을 찾아내는 것이 매우 중요하다. 본 연구에서는 풍력 터빈 블레이드의 주재료인 유리섬유와 탄소섬유 패널에서 내부 결함을 검출할 수 있는 새로운 방법을 제안하고자 한다. 블레이드 제조 또는 작동 중에 발생할 수 있는 복합재료의 섬유 파단을 모사하기 위해 적층된 재료의 중간층에 직경 5 mm의 홀을 가공한 후에, 비접촉 측정 기술인 이미지 상관법(digital image correlation, DIC)을 사용하여 내부 결함을 검출하였다. 인장시험기를 사용하여 가공된 시편에 인장 하중을 가하면서 이미지 상관법 시스템으로 변화되는 시편의 이미지를 저장하고 분석하였다. 유리섬유 복합재료 시편에서는 인장 하중 방향으로 5%의 변형률부터 내부 결함이 검출되었으며 탄소섬유의 경우에는 1%의 변형률부터 내부 결함이 검출되었다. 재료 특성에 따라 내부 결함 주변에 일정 수준의 변형률 차이가 발생함에 따라 결함이 검출됨을 이미지 상관법 시스템으로 증명하였다.

부활호 복원 설계, 제작 및 성능 연구 (Design, manufacturing and performance test of restorated airplane of Buhwal)

  • 박찬우;김병수;조태환;조환기;옥주선
    • 한국항공우주학회지
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    • 제41권7호
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    • pp.552-560
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    • 2013
  • 부활호는 한국최초로 설계 제작된 국산 경비행기이며 복원된 부활호는 2004년 공군이 복원한 부활호의 기본 형상을 기준으로 하되, 날개는 알루미늄합금 재질로 적용하고, 전자식계기를 사용하며, 비행 안전성 확보를 위해 비행기용 낙하산과 소형블랙박스를 장착하는 등 최신 기술의 적용과 성능 개량을 병행하였다. 본 논문에서는 복원된 부활호의 주요 설계 변경 내역을 소개하고 구조, 공력 및 안정성 해석 결과와 풍동 시험, 비행시험을 통하여 입증된 성능향상 내용을 소개한다. 본 연구 결과는 향후 국산 개발 경비행기 연구에 큰 도움이 될 것으로 생각된다.

스마트공장 표준 인증제도 도입에 관한 인식 조사 (The Study on Perception of Adoption of Certification System for Smart Factory)

  • 김경일
    • 융합정보논문지
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    • 제7권3호
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    • pp.153-158
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    • 2017
  • 최근에 제조기업들간에 이슈가 되고 있는 스마트공장의 성공적 확산을 위하여 기업들이 자발적, 경쟁적으로 스마트공장을 도입할 수 있도록 표준 인증제 수립을 위한 기본 모델을 제시하는 민관의 움직임이 활발하게 이루어지고 있다. 그러나 인증제도를 도입하기 위해서는 인증 운영체계의 정비는 물론 스마트공장에 대한 사회 전반의 공감대를 형성해야 하므로 제도 도입에 대한 심도있는 검토가 필요하다. 본 연구는 이러한 연구의 필요성에 따라 아직까지 국내에 스마트공장 인증제도가 도입되지 않은 상황에서 인증제도 도입에 대한 다양한 이해관계자들의 인식을 조사하는데 그 목적이 있다. 조사연구 결과, 과거 공장관리에서 전사적 경영으로 제조프로세스관리의 패러다임이 변화되었고, 조직의 경영성과를 달성하기 위한 새로운 제조프로세스관리체계와 관련 경영활동을 적절하게 평가할 수 있는 도구에 대한 필요성이 도출되었다. 그러나 인증제도는 협의해야 할 과제가 많아 제조기업의 스마트공장 인프라 부실과 인증제도 추진시 인증제도의 부작용 등이 인증제도 도입의 방해요소로 작용하는 것으로 파악되었다. 인증제도의 성공적인 도입을 위하여는 인증 조직체계의 정비, 관련법 제 개정, 중소기업청 주도의 시범사업 운영, 전문인력 양성, 인센티브 정책 마련이 확립되어야 하는 것으로 결과를 도출하였다.

주유기 유량 변조방지를 위한 주유기 엔코더 신호 펄스 파형 모니터링 및 정량확인 시스템 개발 (Development of monitoring system and quantitative confirmation device technology to prevent counterfeiting and falsification of meters)

  • 박규백;이정우;임동욱;김지훈;박정래;하석재
    • Design & Manufacturing
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    • 제16권1호
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    • pp.55-61
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    • 2022
  • As meters become digital and smart, energy data such as electricity, gas, heat, and water can be accurately and efficiently measured with a smart meter, providing consumers with data on energy used, so that real-time demand response and energy management services can be utilized. Although it is developing from a simple metering system to a smart metering industry to create a high value-added industry fused with ICT, illegal counterfeiting of electronic meters is causing problems in intelligent crimes such as manipulation and hacking of SW. The meter not only allows forgery of the meter data through arbitrary manipulation of the SW, but also leaves a fatal error in the metering performance, so that the OIML requires the validation of the SW from the authorized institution. In order to solve this problem, a quantitative confirmation device was developed in order to eradicate the act of cheating the fuel oil quantity through encoder pulse operation and program modulation, etc. In order to prevent the act of deceiving the lubricator, a device capable of checking pulse forgery was developed, manufactured, and verified. In addition, the performance of the device was verified by conducting an experiment on the meter being used in the actual field. It is judged that the developed quantitative confirmation device can be applied to other flow meters other than lubricators, and in this case, accurate measurement can be induced.

의료 영상을 이용한 인체 골 모형 제작의 3차원 프린팅 시스템 개발 (Development of 3D Printing System for Human Bone Model Manufacturing Using Medical Images)

  • 오왕균
    • 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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    • 제40권3호
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    • pp.433-441
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    • 2017
  • 골 모델제작에 사용되는 3차원 프린팅 선택적 레이저 소결(selective laser sintering; SLS) 방식과 광 경화 조형(stereo lithography apparatus; SLA) 방식은 정밀도와 해상도는 좋으나 프린터가 고가이며 운용에 전문지식이 필요하고, 전산화단층 DICOM(digital imaging and communications in medicine)영상을 STL(stereolithography)로 변환하는 프로그램도 고가여서 3차원 프린팅 업체에서 모델을 제작하여 많은 시간과 비용이 소요되므로 일반적으로 골절수술에 사용하지 못하고 있다. 골절환자의 골 모델을 제작하려면 3차원 영상변환프로그램과 3차원 프린팅시스템의 사용이 편리하고 구입 및 운용비용이 저렴해야 하며 큰 골 모델제작이 가능하여야 수술에 사용할 수 있다. 이에 본 연구에서는 DICOM Viewer OsiriX와 와이어형태의 열가소성 재료를 사용하는 용융적층조형(Fused Deposition Modeling; FDM) 방식의 3차원 프린터를 이용하여 출력 크기에 제한이 없고 적은 비용으로 유지와 제작을 할 수 있도록 일반화하여 많은 병원에서 골절수술에 사용할 수 있도록 골절수술환자의 맞춤형 골 모델을 제작할 수 있는 3차원 프린팅 시스템을 개발하였으며 정형외과학의 교육, 연구, 진료의 전 분야에 걸쳐 광범위하게 응용될 것으로 예상되며, 대학병원뿐 아니라 일반병원에서도 편리하게 사용될 것으로 기대된다.

CC1020을 이용한 RFID Tag 데이터 통신 시스템 구현 (The Realization of RFID Tag Data Communication System Using CC1020)

  • 조형국
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제15권4호
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    • pp.833-838
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    • 2011
  • 제조 산업현장에서 RFID 시스템은 제조 물품의 데이터를 수집, 분류 그리고 처리를 위하여 사용되어진다. 큰 공장에서 RFID시스템을 설치하려면 RS232통신을 위한 많은 양의 유선 데이터 통신망이 필요하다. 만약 공장에서 RFID 시스템의 설치장소가 변경이 되거나 혹은 증설되는 경우 이미 설치된 유선 데이터 망은 다시 재 설치되어야 한다. 이러한 재설치를 위해서 많은 시간적 그리고 금전적인 재투자가 필요하다. 그러나 무선 데이터 통신망을 이용하면 초기 설치 혹은 재설치가 매우 간단하다. 본 논문에서는 무선통신시스템과 RFID 시스템을 구현하였다. 무선통신시스템을 위해서 CC1020칩을 사용하였고 RFID 시스템을 위해서 EM4095칩을 사용하였다. CC1020칩은 고 신뢰 데이터 통신이 가능하며 간단한 상태 레지스터를 설정함으로서 송신과 수신 상태전환 그리고 400 MHz 혹은 900 MHz의 원하는 주파수를 선택할 수 있다. 또한 통신거리는 외장안테나를 사용하면 약 50m이다. RFID 시스템을 위한 EM4095는 125 KHz 반송주파수를 사용하며 적은 수의 부품을 연결함으로써 리더 시스템을 구현할 수 있다. 그리고 Tag은 읽기 전용인 EM4100을 사용되어졌다. 무선통신 시스템과 RFID 시스템을 제어하기 위해 Atmega128을 사용되어졌다. 구현된 시스템으로 Tag의 데이터가 50 m 거리에서는 에러 없이 통신이 되는 것을 확인하였다. 논문에서 CC1020을 위한 회로도와 동작 프로그램, 그리고 RFID 시스템의 회로도와 동작 프로그램을 보였다. 그리고 실험에 사용된 시스템을 사진으로 보이고, CC1020의 데이터 동작 파형을 그림으로 보였으며. 각 전송방법에 대한 성능을 보였다.

설비공학 분야의 최근 연구 동향 : 2013년 학회지 논문에 대한 종합적 고찰 (Recent Progress in Air-Conditioning and Refrigeration Research : A Review of Papers Published in the Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering in 2013)

  • 이대영;김사량;김현정;김동선;박준석;임병찬
    • 설비공학논문집
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    • 제26권12호
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    • pp.605-619
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    • 2014
  • This article reviews the papers published in the Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering during 2013. It is intended to understand the status of current research in the areas of heating, cooling, ventilation, sanitation, and indoor environments of buildings and plant facilities. Conclusions are as follows. (1) The research works on the thermal and fluid engineering have been reviewed as groups of fluid machinery, pipes and relative parts including orifices, dampers and ducts, fuel cells and power plants, cooling and air-conditioning, heat and mass transfer, two phase flow, and the flow around buildings and structures. Research issues dealing with home appliances, flows around buildings, nuclear power plant, and manufacturing processes are newly added in thermal and fluid engineering research area. (2) Research works on heat transfer area have been reviewed in the categories of heat transfer characteristics, pool boiling and condensing heat transfer and industrial heat exchangers. Researches on heat transfer characteristics included the results for general analytical model for desiccant wheels, the effects of water absorption on the thermal conductivity of insulation materials, thermal properties of Octadecane/xGnP shape-stabilized phase change materials and $CO_2$ and $CO_2$-Hydrate mixture, effect of ground source heat pump system, the heat flux meter location for the performance test of a refrigerator vacuum insulation panel, a parallel flow evaporator for a heat pump dryer, the condensation risk assessment of vacuum multi-layer glass and triple glass, optimization of a forced convection type PCM refrigeration module, surface temperature sensor using fluorescent nanoporous thin film. In the area of pool boiling and condensing heat transfer, researches on ammonia inside horizontal smooth small tube, R1234yf on various enhanced surfaces, HFC32/HFC152a on a plain surface, spray cooling up to critical heat flux on a low-fin enhanced surface were actively carried out. In the area of industrial heat exchangers, researches on a fin tube type adsorber, the mass-transfer kinetics of a fin-tube-type adsorption bed, fin-and-tube heat exchangers having sine wave fins and oval tubes, louvered fin heat exchanger were performed. (3) In the field of refrigeration, studies are categorized into three groups namely refrigeration cycle, refrigerant and modeling and control. In the category of refrigeration cycle, studies were focused on the enhancement or optimization of experimental or commercial systems including a R410a VRF(Various Refrigerant Flow) heat pump, a R134a 2-stage screw heat pump and a R134a double-heat source automotive air-conditioner system. In the category of refrigerant, studies were carried out for the application of alternative refrigerants or refrigeration technologies including $CO_2$ water heaters, a R1234yf automotive air-conditioner, a R436b water cooler and a thermoelectric refrigerator. In the category of modeling and control, theoretical and experimental studies were carried out to predict the performance of various thermal and control systems including the long-term energy analysis of a geo-thermal heat pump system coupled to cast-in-place energy piles, the dynamic simulation of a water heater-coupled hybrid heat pump and the numerical simulation of an integral optimum regulating controller for a system heat pump. (4) In building mechanical system research fields, twenty one studies were conducted to achieve effective design of the mechanical systems, and also to maximize the energy efficiency of buildings. The topics of the studies included heating and cooling, HVAC system, ventilation, and renewable energies in the buildings. Proposed designs, performance tests using numerical methods and experiments provide useful information and key data which can improve the energy efficiency of the buildings. (5) The field of architectural environment is mostly focused on indoor environment and building energy. The main researches of indoor environment are related to infiltration, ventilation, leak flow and airtightness performance in residential building. The subjects of building energy are worked on energy saving, operation method and optimum operation of building energy systems. The remained studies are related to the special facility such as cleanroom, internet data center and biosafety laboratory. water supply and drain system, defining standard input variables of BIM (Building Information Modeling) for facility management system, estimating capability and providing operation guidelines of subway station as shelter for refuge and evaluation of pollutant emissions from furniture-like products.