• 제목/요약/키워드: manufacturing system operation

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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.

디지털 트윈을 활용한 Plug-n-Play 머신텐딩 자동화 시스템 개발 (Development of Plug-n-Play Automation System for Machine Tending through Digital Twin)

  • 박용근;김수종;엄주명
    • 한국전자거래학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.143-154
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    • 2020
  • 가공 시스템의 지능화 및 자율화 추세가 확대되면서, CNC 공작기계의 자동화된 오퍼레이션을 위한 머신 텐딩 시스템 도입이 산업 현장에서 활발히 진행되고 있다. 머신 텐딩 시스템을 구축함에 있어 CNC 공작기계와 로봇 간 인터페이스 구성 및 구성한 인터페이스에 대한 작업 설계 변경은 가장 중요한 프로세스이다. 하지만 이러한 중요도에도 불구하고 머신 텐딩 시스템은 많은 설정 문제가 있다. 새로운 CNC 공작기계나 로봇을 도입할 때마다 인터페이스에 맞추어 컨트롤러를 다시 제작하거나 재구성해야 하는 어려움이 있고, 추가적으로 머신 텐딩 시스템의 복잡한 구조로 인해 현장 작업자가 해당 시스템을 변경하는 부분에도 어려움이 있다. 이에 본 연구에서는 이기종의 CNC 머신과 산업용 로봇 간 인터페이스를 하나의 통합 시스템으로 구성하였다. 또한 손쉽게 작업 설계 변경을 하기 위해 디지털 트윈을 구현하여 현장 작업자는 간단하게 변경을 가능하게 하였다. 이 시스템을 구현하기 위하여 이기종 CNC 공작기계에 대한 표준화된 인터페이스를 제공하는 지능형 HMI 플랫폼과 다양한 로봇을 제어할 수 있는 응용 소프트웨어 개발 플랫폼인 ROS 플랫폼의 통합 개발 환경을 구축하였다. 또한 손쉬운 작업환경을 위해 게임 엔진인 Unity3D를 사용하여 시스템 모델링 후 웹 브라우저 환경에서 머신 텐딩 원격 제어 및 실시간 모니터링 프로그램을 개발하였다.

새로운 샌드바이패싱 시스템의 토출율 예측을 위한 현장실험 연구 (Discharge Rate Prediction of a new Sandbypassing System in a Field)

  • 권혁민;박상신;권오균
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제23권4호
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    • pp.292-303
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    • 2011
  • 본 연구에서는 현재 전 세계적으로 해안선 회복공법의 주류가 된 연성방어 중 하나인 샌드바이패싱을 위한 새로운 시스템을 제안하고자 한다. 검증을 위하여 경제성을 고려한 연구장비를 설계 및 제작하였다. 본 장비의 모래 토출율 예측은 일반적인 하천준설 시스템에 적용시켜 정류상태에서 시간당 토출된 물과 토사 무게를 측정 분석하는 방법으로 수행했다. 자료의 분석 결과, 본 시스템은 이론치에 약 9.6% 차이로 근접한 618 ton/hr의 토출율을 나타냈다. 본 토사류는 고밀도 흐름으로 가정했을 때 비교적 높은 수준으로 예측이 가능함을 알았다. 현장실험에 의한 토출율을 기초로 모래의 토출부피를 예측하였다. 본 시스템과 동일한 400 HP 엔진, 흡입 파이프 300 mm (12 inch), 토출 파이프 250 mm(10 inch)인 미국 플로리다 South Lake Worth Inlet에 설치되어 있는 고정식 샌드바이패싱 장비는 함미비가 20% 수준이며 토사 토출율이 $110\;m^3/hr$이다. 본 연구에서 제안된 장비의 펌핑 능력은 함미비가 동일할 때, 플로리다 설비와 거의 유사한 토사 효율이 $103\;m^3/hr$로 예측된다. 본 장비는 플로리다에 설치된 고정식이 아니며 친수성을 고려한 이동식 형태이다. 플로리다 South Lake Worth Inlet 설비의 샌드바이패싱 단가는 미화 8~9 달러/$m^3$이다(Brunn, 1993). 본 시스템은 모래량이 적은 경우에 적절하며 이동을 위한 별도의 장비가 필요하지 않으므로 경제적이고 운행을 위해 25~30 l/hr의 경유가 소모된다. 많은 양의 모래이동을 위해 다수의 소형장비를 동시에 운영하는 시스템은 추후 연구대상이 될 것으로 기대된다.

시뮬레이션을 활용한 농식품 유통물류 동선최적화 설계방안 비교연구 (Comparison Study on the Moving Line Optimization in Agricultural Industry using Simulation Tool)

  • 박명규
    • 한국시뮬레이션학회논문지
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    • 제24권4호
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    • pp.163-170
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    • 2015
  • 본 연구는 농식품 산업의 중심축인 가락도매시장의 공급망 관리를 최적화 할 수 있는 변혁의 기회인 '가락시장 현대화 사업'의 유통물류 이슈에 적용하기 위한 유동인력 및 물류 동선에 대한 시뮬레이션 분석법을 적용하고 있다. 이미 업계에서는 익히 알고 있는 바와 같이 농식품 산업과 같은 1차 산업에서는 체계적인 방법에 의한 물류동선계획을 제대로 현장에 적용하지 못하고 있는 실정이고, 유통물류의 SCM분야는 더더욱 정형화되어 있지 못한 것이 또한 현실이다. 이에 유통시설의 5대 흐름관리 요소인 차량동선(물류차량/고객차량), 물류집기동선, 고객동선, 유통시설 종사원 동선, 상품 진열/후퇴 동선과 같은 흐름 동선 들을 도매시장 운영현장에 적용하여 모든 물류흐름에 최적화된 프로세스 계획 설계가 이루어지도록 하는 것이 필요하고, 이는 향후 농식품 산업의 물류 공급망을 효율화하는데 매우 중요한 기초 자원으로 활용할 것이다. 제조 산업과 물류산업에서는 공정기반 물류프로세스가 비교적 잘 지켜지고 있는데 반하여 유통산업, 특히 농식품 산업과 같은 1차 산업 물류현장에서는 행위기반 물류 프로세스가 중심이 되어서 모든 업무분석이 이루어지다 보니, 금번 시뮬레이션 작업은 업계 최초로 시도되는 정량 설계화 작업에 있다는 것에 매우 큰 의의를 둘 수 있겠다. 특히, 주차동선 파악에 있어서는 4개의 평가모형을 감안하여 특성별 물류동선 시뮬레이션을 진행하였고, 이를 바탕으로 물류 동선의 병목지역과 물류이동특성의 문제점을 사전 발견하여 물류현장 운영자와 물류시스템 설계자에 적시 피드백 시켜주는 효과적인 업무진행 방식을 채택하여 농식품 산업 물류현장의 합리적 설계와 최적화된 공급망 관리 시스템의 적용에 가일층 선진화된 대안을 제공했다는데 또한 큰 의미를 둘 수 있겠다.

광산 현장의 스마트 마이닝 기술 수준 진단평가 모델 개발 (Development of Smart Mining Technology Level Diagnostics and Assessment Model for Mining Sites)

  • 박세범;최요순
    • 터널과지하공간
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    • 제32권1호
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    • pp.78-92
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    • 2022
  • 본 연구에서는 스마트 마이닝 기술의 수준을 체계적이고 구조화된 방법으로 평가할 수 있는 스마트 마이닝 기술 수준 진단평가 모델을 제안하였다. 이를 위해 스마트 마이닝의 성숙도를 정의하였으며, 제조업에서 활용되는 스마트 공장 진단평가 모델(KS X 9001-3)을 참조하여 스마트 마이닝 기술 수준 진단평가 모델의 세부평가항목 도출하였다. 기존의 체계를 유지하면서 기존 46개의 세부평가항목을 광업에 적합하도록 수정하였으며 추진전략, 프로세스, 정보시스템과 자동화, 성과 부문에서 총 29개의 세부 평가 항목을 도출하였다. 이를 토대로 스마트 마이닝 기술 수준 진단평가 설문지를 설계하였고, 국내의 철광산을 연구지역으로 설정한 다음 스마트 마이닝 기술 수준을 평가하였다. 연구지역의 스마트화 수준은 레벨 2로 나타났으며, 일반 제조업의 평균 스마트 수준과 비교했을 때 40% 정도 낮은 수준에 있음을 유추할 수 있었다. 또한, 개발된 모델을 이용하여 스마트 마이닝의 도입, 운영, 고도화의 단계별로 광산의 취약한 부분을 인지하고 투자 및 개선 방향을 제시할 수 있었다.

레벨 3 자율주행차량의 인적요인 가이드라인 연구 동향 (A Study on Human Factors Guidelines for Level 3 Automated Vehicles)

  • 김현숙;권오천;이승준;김정숙;김우진;윤대섭;이인환
    • 전자통신동향분석
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    • 제35권6호
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    • pp.24-36
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    • 2020
  • To solve social problems such as traffic accidents caused by human driver factors and to guarantee the convenience of movement, research on the commercialization of automated vehicles is being actively conducted worldwide. In automated driving levels 2 and 3, the driver must be ready to drive at any time as the automated driving system sometimes requires manual driving by the driver. The purpose of this research is to analyze the trends in global automated vehicle guidelines and prepare guidelines for the characteristics of human factors necessary for the control rights transition system of automated vehicles. To this end, we reviewed at the guidelines for automated vehicles in the US, Germany, and Japan; ISO international standards; domestic automated vehicle standards; and the EU AdaptiVe project. In addition, a guideline is presented that can be referenced and applied by organizations related to automated vehicle manufacturing and operation. It was developed by utilizing the results of our studies on the human factors affecting the guideline of control rights transition. As national laws and regulations and continuous technology development for commercialization of automated vehicles are in progress, further research into and the revision of guidelines for safe automated vehicle production and use should be continued.

Development of ISO14649 Compliant CNC Milling Machine Operated by STEP-NC in XML Format

    • International Journal of Precision Engineering and Manufacturing
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    • 제4권5호
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    • pp.27-33
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    • 2003
  • G-code, another name of ISO6983, has been a popular commanding language for operating machine tools. This G-code, however, limits the usage of today's fast evolving high-performance hardware. For intelligent machines, the communications between machine and CAD/CAM departments become important, but the loss of information during generating G-code makes the production department isolated. The new standard for operating machine tools, named STEP-NC is just about to be standardized as ISO14649. As this new standard stores CAD/CAM information as well as operation commands of CNC machines, and this characteristic makes this machine able to exchange information with other departments. In this research, the new CNC machine operated by STEP-NC was built and tested. Unlike other prototypes of STEP-NC milling machines, this system uses the STEP-NC file in XML file form as data input. This machine loads information from XML file and deals with XML file structure. It is possible for this machine to exchange information to other databases using XML. The STEP-NC milling machines in this research loads information from the XML file, makes tool paths for two5D features with information of STEP-NC, and machines automatically without making G-code. All software is programmed with Visual $C^{++}$, and the milling machine is built with table milling machine, step motors, and motion control board for PC that can be directly controlled by Visual $C^{++}$ commands. All software and hardware modules are independent from each other; it allows convenient substitution and expansion of the milling machine. Example 1 in ISO14649-11 having the full geometry and machining information and example 2 having only the geometry and tool information were used to test the automatic machining capability of this system.

피치 운동을 고려한 자기부상 수동형 이송자 제어 (Passive Maglev Carrier Control with Consideration of Pitch Motion)

  • 이영학;김창현;하창완;박도영;양석조;임재원
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제40권2호
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    • pp.213-220
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    • 2016
  • 자기부상 수동형 이송 시스템이란 이송자에 부상, 안내, 추진과 관련된 전원장치가 없어 고청정, 무분진이 요구되는 환경에서 사용 가능한 시스템으로써 대면적 디스플레이 공정산업, 반도체 이송장비 등에 활용가능하다. 이 시스템은 이송 대상물의 안정적 운반을 위하여 이송자의 정밀한 자세 제어가 필요하다. 하지만 이송자의 구조적 특징 및 공극 센서 설치 오차에 의해 이송자의 피치운동이 발생하며 이를 해결하기 위한 제어기 설계가 필요하다. 본 논문에서는 자기부상 수동형 이송 시스템의 이송자 피치 운동을 감소시키는 제어에 목적이 있다. 이를 수행하기 위하여 해석적으로는 PDA 제어 모델과 피치제어를 추가한 제어 모델의 피치 각도를 비교한다. 실험적으로는 제어기 변경이 이송자의 피치 각도 및 부상 정밀도에 미치는 영향을 분석한다. 이러한 제어기 설계 변경이 피치 운동에 미치는 영향을 분석하고 부상 정밀도 향상을 위한 방법을 제시한다.

SCORM 표준 확장을 이용한 실시간 멀티미디어 e-Learning 시스템 연구 (Realtime Multimedia e-Learning system research by using expanded SCORM)

  • 김정현;황두홍;이주환;김원일
    • 전자공학회논문지CI
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    • 제48권1호
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    • pp.51-59
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    • 2011
  • 본 논문에서는 기존의 수동적인 이러닝 학습환경의 한계를 극복하기 위해 웹 2.0에서 도래된 이러닝 2.0 학습환경을 위한 표준안을 제시한다. 이러닝 체제를 관리하는 기존의 LMS/LCMS는 동영상 학습 시 다양한 인터렉티브 요소 제공에 한계가 느껴지는 점이 있어 동영상에 있는 콘텐츠 운영시 교수자-학습자, 학습자-학습자 사이에 실시간성 및 상호작용성이 부족하고, 교수-학습간에 학습자의 정확한 진도율 측정이 힘든 점 등이 있었다. 때문에 이러한 이러닝의 한계를 극복하고 학습효과를 극대화 시킬 수 있는 방법으로 학습자와 교수자간 실시간으로 상호작용할 수 있는 멀티미디어 콘텐츠(양방향 학습요소)를 설계한다. 이를 위해 현재 LMS/LCMS 제작 시 사용되고 있는 SCORM 표준을 확장한 표준안을 설계하고, 제시한 내용을 바탕으로 이러닝 멀티미디어 환경을 구현한다.

공간필터법을 이용한 온라인 표면결함 계측 (On-line Surface Defect Detection using Spatial Filtering Method)

  • 문성배;전승환
    • 한국항해항만학회지
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    • 제28권1호
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    • pp.43-49
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    • 2004
  • 결함검사는 생산공정에 있어서 상품의 디자인과 함께 매우 중요한 부분으로서, 상품의 경쟁력을 높이는데 필수 불가결한 것이다. 만약, 실시간 결함검출이 상품에 대한 어떤 손상도 없이 할 수 있다면, 품질 및 공정의 효율적 관리와 고비용 인력의 절감을 통하여 생산원가를 줄일 수 있다. 본 논문에서는 철판과 같은 표면에 결함이 있는 경우 필요한 정보만을 추출할 수 있는 3가지 공간필터법에 대하여 제안하였고, 공간필터의 특성을 통하여 결함검출 시스템을 구성하였다. 그리고, 최적의 표면결함 계측용 공간필터법을 개발하기 위하여 결함의 크기와 형태, 광도의 크기 및 외부 광간섭 그리고 슬리트의 개수와 같은 파라메타의 변화에 따른 측정 성능을 비교 및 분석하였다.