KR100802583B1 - 선박 건조를 위한 정도관리 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 선박 건조를 위한 정도관리 방법은, 작업자가 별도로 제품의 치수를 측정하지 않고도 자동계측장비에 부착된 자동 계측기를 이용하여 실시간으로 제품의 치수를 계측할 수 있고, 중앙 집중식 서버가 자동계측장비로부터 제품의 치수를 전송받아 설계값과 비교하여 장비의 성능을 실시간으로 판단할 수 있다.

또한, 품질 분석 서버를 갖추어 지속적인 품질 데이터의 축적을 통하여 다양한 조건별로 분석하여 저품질의 원인을 분석하고 관리하며, 고품질 선박 생산관리 시스템을 활용하여 작업자나 관리자가 손쉽게 품질을 모니터링하여 관리할 수 있다.

또한, 가상 시뮬레이션을 통하여 제어방법을 실제로 현장에 투입하기 전에 기술적으로 검증하여 시행착오과정을 최소화하고 보다 합리적인 결정을 유도할 수 있다.

자동계측장비, 중앙 집중식 서버, 품질 분석 서버

Description

선박 건조를 위한 정도관리 방법{Method accuracy management for ship construction}

도 1은 본 발명에 따른 선박 건조의 정도관리 시스템을 나타낸 개략도이다.

도 2는 본 발명에 따른 선박 건조의 정도관리 시스템을 이용한 선박 건조의 정도관리 방법을 나타낸 흐름도이다.

본 발명은 선박 건조의 정도관리 방법에 관한 것으로, 특히 각 선박 생산 공정별 제품의 치수 품질을 첨단 계측 장비를 이용하여 측정한 후 그 측정값과 설계값과의 비교를 거쳐 제품별 치수 품질을 실시간 모니터링 하고 축적된 치수 품질을 분석하는 선박 건조의 정도관리 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 선박의 생산공정은 수많은 세부 공정을 거쳐 조립되는 특성상, 각 세부공정에서 담당하는 중간 제품에 대한 치수의 품질 관리는 이후 공정의 생산 능력과 생산 비용에 상당한 영향을 미친다.

또한, 이러한 세부 공정에서 생기는 치수의 품질 저하는 각각의 생산 공정을 거치며 꾸준하게 누적되어 선박 건조의 최종 생산 단계에 해당하는 대형 블록의 도크 내 탑재시에 뚜렷한 품질적 오작의 형태로 나타나 추가적인 과다 재작업 시간, 탑재 소요 시간의 증가 등의 직접적인 생산 비용의 증가를 가져온다.

아울러, 조선 생산에 있어 치수의 품질 불량은 첨단 장비를 이용한 각종 자동로봇이나 생산 설비의 적용을 어렵게 하여 조선산업에 있어 첨단 기술화의 가장 큰 장애요인으로 인식되어 오고 있다.

조선산업에서 치수의 품질 불량은 공정이나 인적인 오차에서 생기는 제품의 목표 치수와의 오차뿐만 아니라, 용접이나 절단 공정에 사용되는 입열 조건에 의한 철판의 변형, 철 구조물의 자중 효과에 의한 처짐, 대형 구조물의 이동이나 적재에 의한 소성 변형 등의 다양한 원인에 의해 발생된다.

조선산업에서 흔히 사용되는 용어인 "정도관리"의 의미는 이러한 모든 중간 제품에 있어 치수의 품질의 계측과 관리를 의미하며, 고품질 정도관리를 통한 조선 생산성 향상은 국내 조선소들뿐만 아니라, 조선산업이 발달된 국가들에서도 조선 강국이 되기 위해 시급히 요청되는 핵심기술로 인식되고 있다.

선박 생산에서 정도 품질의 계측과 관련하여 현재 대다수의 공정에서는 작업자가 줄자 또는 간이 지그를 이용하여 수작업을 행하고 있으며, 축적된 계측 결과를 이용한 정도관리는 일회성으로 관리되는 경향이 있다. 현재의 작업자에 의한 줄자 또는 지그를 이용한 계측은 작업자의 상태나 주관적인 판단에 따라 계측 정도에 많은 영향을 미치게 되고, 체계적인 데이터 관리가 이루어지지 않아 부재 정도의 신 뢰성 및 오차의 원인 분석이 제대로 이루어질 수 없기 때문에 추후에 정도 향상 문제에 효율적으로 대응할 수 없다.

또한, 부재 가공의 품질이 불량할 경우에는 이후의 공정에서 이를 다시 개선하는 작업을 수행해야만 하기 때문에, 많은 인력과 시간의 낭비를 초래하였으며, 품질 결과에 대한 데이터 축적과 빠른 피드백이 부족하여 공정이 진행되면서도 지속적인 개선이 이루어지지 않았다.

컴퓨터 해석기술을 통한 변형의 제어방법은 해석적 결과의 검증을 위한 계측 시스템의 부재로 인하여 해석결과의 타당성을 입증하기 위한 별도의 계측 활동을 요구하며, 이러한 해석과 계측기술의 상호 전달과정에서의 장기간 노력과 소요시간으로 인하여 현업에 대한 실질적인 적용이 지연되는 일이 빈번하다.

또한, 제조공정의 효율성을 극대화하기 위해서는 설계 및 해석 업무의 프로세스 상에서 발생하는 각종 산출물과 제조과정에서 발생하는 각종 측정정보에 대한 체계적인 관리와 웹 환경에서의 자료를 공유하는 것이 필요하다.

정보기술을 기반으로 한 관리 시스템의 개발은 수집된 데이터를 분석하여 실시간 제조 상황 모니터링과 변형 해석 등의 파라미터들에 대한 지식을 축적할 수 있도록 지원할 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 변형계측, 예측 및 제어, 통계적 분석 및 통합관리의 3분야를 융합한 선박 건조의 정도관리 방법을 제 공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 각 선박 생산 공정별 제품의 치수 품질을 첨단 계측 장비를 이용하여 측정한 후 그 측정값과 설계값과의 비교를 거쳐 제품별 치수 품질을 실시간 모니터링 하고 축적된 치수 품질을 분석하는 선박 건조의 정도관리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 자동계측장비가 공정별로 생산된 제품의 치수를 계측하여 중앙 집중식 서버로 전송하는 제1단계; 상기 중앙 집중식 서버가 설계 도면의 치수와 제품의 치수를 비교하여 그 비교 결과값을 상기 자동계측장비로 전송하는 제2단계; 상기 중앙 집중식 서버가 통계적 개념을 이용하여 제품 치수들의 비교 결과값으로 공정별로 제품의 품질을 분석한 결과를 자동계측장비로 전송하는 제3단계; 상기 중앙 집중식 서버가 대형 구조물 해석기법을 이용하여 공정별 잔류변형 제어방안을 도출하는 제4단계; 및 상기 중앙 집중식 서버가 대형 구조물 잔류 변형 예측용 시뮬레이션을 통하여 공정별 잔류변형 제어방안의 효과를 검증하는 제5단계;를 포함하되, 상기 제품의 치수, 설계 도면의 치수와 제품의 치수의 비교 결과값 및 제품의 품질 분석 결과는 품질 분석 서버에 저장되어 관리되는 것을 특징으로 하는 선박 건조의 정도관리 방법을 제시한다.

이하, 본 발명을 도면을 통하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 선박 건조의 정도관리 시스템을 나타낸 개략도이다.

상기 도 1을 참조하면, 선박 건조의 정도관리 시스템은 선박의 각 생산 공정별로 생산된 제품의 치수를 계측하는 자동계측장비(100), 상기 자동계측장비(100)로부터 전송 받은 제품의 치수와 설계 도면의 치수를 비교한 비교 결과값과, 상기 비교 결과값으로부터 제품의 품질을 분석한 결과를 상기 자동계측장비로 전송하고, 공정별 잔류변형 제어방안을 도출하여 효과를 검증하는 중앙 집중식 서버(200) 및 상기 제품의 치수, 설계 도면의 치수와 제품 치수의 비교 결과값 및 제품의 품질 분석 결과를 저장하여 관리하는 품질 분석 서버(300)를 포함한다.

자동계측장비(100)는 공정별로 생산된 제품의 치수를 계측한다. 종래에는 각각의 공정에서 줄자나 단순 측정장비를 이용하여 해당 제품의 치수를 계측하였으나, 본 발명에서는 작업자가 별도로 제품의 치수를 측정하지 않고도 자동계측장비(100)에 부착된 자동 계측기를 이용하여 실시간으로 제품의 치수를 계측할 수 있다.

상기 자동계측장비(100)는 상기 자동 계측기를 이용하여 측정된 제품의 치수가 중앙 집중식 서버(200)에 실시간으로 자동 저장되도록 전송된다.

상기 중앙 집중식 서버(200)는 상기 자동계측장비(100)로부터 전송 받은 제품의 치수와 설계 도면의 치수를 비교한 비교 결과값과, 상기 비교 결과값으로부터 제품의 품질을 기간별, 작업장별 또는 작업자별로 분석한 결과를 상기 자동계측장비(100)로 전송하고, 대형 구조물 잔류 변형 예측용 시뮬레이션을 통하여 선박의 용접, 절단, 이동 또는 적재와 같은 공정별 잔류변형을 산출하고 관리한다.

종래에는 작업자가 수작업으로 계측한 값과 설계값을 수동으로 연산하고 비교 하여 장비의 성능을 판단하였으나, 본 발명에서는 중앙 집중식 서버(200)가 레이저 비전 센서를 통한 자동계측장비(100)로부터 제품의 치수를 전송 받아 설계값과 비교하여 장비의 성능을 실시간으로 판단할 수 있다.

품질 분석 서버(300)는 제품의 치수, 기 저장된 설계 도면의 제품 치수, 제품 치수들의 비교된 결과값 및 제품의 품질 분석 결과를 저장하여 관리한다.

종래에는 작업자가 제품의 품질 평가를 한 후에 그 평가결과를 별도로 기록하지 않았으나, 본 발명에서는 품질 분석 서버(300)를 통해 지속적인 품질 데이터의 축적을 하여 다양한 조건별로 분석하여 저품질의 원인을 분석하고 관리한다.

그리고, 종래에는 공정별로 제품 치수의 품질이 중앙 집중식으로 관리되는 시스템이 부재하여 생산 관리자가 통합된 제품 치수의 품질 관리가 어려웠으나, 본 발명에서는 고품질 선박 생산관리 시스템을 활용하여 작업자나 관리자가 손쉽게 품질을 모니터링하여 관리할 수 있다.

또한, 종래에는 작업자의 경험에 의존한 잔류변형 제어방식으로 인하여 시행착오에 상당한 시간이 걸렸으나, 본 발명에서는 가상 시뮬레이션을 통하여 제어방법을 실제로 현장에 투입하기 전에 기술적으로 검증하여 시행착오과정을 최소화하고 보다 합리적인 결정을 유도할 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 선박 건조의 정도관리 방법을 나타낸 흐름도이다.

상기 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 선박 건조의 정도관리 방법은 다음과 같은 방법으로 수행된다.

먼저, 자동계측장비(100)가 공정별로 생산된 제품의 치수를 계측하여 중앙 집중식 서버(200)로 전송하는 단계를 수행한다.(S100)

상기 S100 단계에서의 자동계측장비(100)는 레이저 비전 센서를 이용하여 각 공정별 제품에 따른 치수를 계측하여 중앙 집중식 서버(200)로 전송한다.

이후, 상기 중앙 집중식 서버(200)가 설계 도면의 치수와 제품의 치수를 비교하여 그 비교 결과값을 상기 자동계측장비(100)로 전송하는 단계를 수행한다.(S200)

상기 S200 단계는 상기 중앙 집중식 서버(200)가 설계 도면의 치수와 제품의 치수를 품질 분석 서버(300)에 전송하여 저장 및 관리 하도록 한다.

이후, 상기 중앙 집중식 서버(200)가 통계적 개념을 이용하여 제품 치수들의 비교 결과값으로 공정별로 제품의 품질을 분석한 결과를 자동계측장비(100)로 전송하는 단계를 수행한다.(S300)

상기 S300 단계는, 상기 중앙 집중식 서버(200)가 사용하는 통계적 개념은 설계 도면의 치수와 제품의 치수를 비교하여 그 비교 결과값을 저장한 데이터의 평균적인 결과값이고, 상기 결과값은 공정별로 제품의 품질을 분석한 결과를 자동계측장비(100)로 전송한다.

다음으로, 상기 중앙 집중식 서버(200)에서의 제품의 치수, 설계 도면의 치수와 제품 치수의 비교 결과값 및 제품의 품질 분석 결과는 품질 분석 서버(300)에 저장되어 관리된다(S500).

즉, 중앙 집중식 서버(200)는 상기 자동계측장비(100)로부터 전송 받은 제품의 치수와 설계 도면의 치수가 품질 분석 서버(300)에 저장된 치수의 비교 결과값을 비교하고, 상기 품질 분석 서버(300)는 상기 자동계측장비(100)에서 계측된 데이터를 중앙 집중식 서버(200)를 통하여 전송 받아 품질관리와 예측기술의 융합을 도모하여 조선 생산공정의 전체적인 정도관리를 한다.

이후, 상기 중앙 집중식 서버(200)가 대형 구조물 해석기법을 이용하여 공정별 잔류변형 제어방안을 도출하는 단계를 수행한다.(S600)

상기 S600 단계는 상기 중앙 집중식 서버(200)가 사용하는 대형 구조물 해석기법은 해석적 결과의 검증을 위한 계측 시스템의 부재로 인해 해석 결과의 타당성을 입증하기 위한 기법으로서, 대형 구조물 잔류 변형 예측용 시뮬레이션을 이용한다.

상기 중앙 집중식 서버(200)가 대형 구조물 해석 기법인 대형 구조물 잔류 변형 예측용 시뮬레이션을 이용하여 선박의 용접, 절단, 이동 또는 적재와 같은 공정별 잔류변형 제어방안을 도출한다.

이후, 상기 중앙 집중식 서버(200)가 가상 시뮬레이션을 통하여 공정별 잔류변형 제어방안의 효과를 검증하는 단계를 수행한다.(S700)

상기 중앙 집중식 서버(200)가 공정별로 제품 치수들의 비교 결과값을 기간별, 작업장별 또는 작업자별로 저장하고, 분석한 결과를 자동계측장비(100)로 전송한다.

상기 대형 구조물 해석기법은 대형 구조물 잔류변형 예측용 시뮬레이션을 통해 선박 생산공정에서 생기는 다양한 변형을 사전에 예측하고 이를 제어한다.

상기와 같은 방법을 통한 선박 건조의 정도관리 방법은, 선박 생산공정의 중간 단계 제품을 대상으로 하여 해석적으로 구현된 변형 제어방법을 실제로 적용하여 검증하기 위해 각각의 공정에 장착된 자동측정기술로 적용효과를 정량적으로 확인할 수 있게 할 뿐만 아니라, 중장기적으로 수집된 정밀 계측 데이터의 통계값은 보다 정확한 대형 구조물 해석기법의 기초로 활용될 수 있다.

또한, 공정별로 계측된 수 많은 데이터들은 관리 시스템을 통하여 실시간으로 모니터링될 뿐만 아니라, 각종의 통계적 개념을 응용하여 정보기술이 융합된 관리 시스템으로 가동될 수 있다.

아울러, 대형 구조물 해석기법은 통합 시스템을 통하여 현업에 쉽게 공유되어 기술경영을 통한 생산기술 향상을 도모하고, 현업 작업자의 해석지원 요청사항도 주지의 웹 시스템을 통해 실시간으로 송신 및 수신될 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같은 선박 건조의 정도관리 방법에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술사상을 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

본 발명의 선박 건조의 정도관리 방법은, 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 작업자가 별도로 제품의 치수를 측정하지 않고도 자동계측장비에 부착된 자동 계측기를 이용하여 실시간으로 제품의 치수를 계측할 수 있다.

둘째, 중앙 집중식 서버가 자동계측장비로부터 제품의 치수를 전송 받아 설계값과 비교하여 장비의 성능을 실시간으로 판단할 수 있다.

셋째, 품질 분석 서버를 갖추어 지속적인 품질 데이터의 축적을 통하여 다양한 조건별로 분석하여 저품질의 원인을 분석하고 관리한다.

넷째, 고품질 선박 생산관리 시스템을 활용하여 작업자나 관리자가 손쉽게 품질을 모니터링하여 관리할 수 있다.

다섯째, 시뮬레이션을 통하여 제어방법을 실제로 현장에 투입하기 전에 기술적으로 검증하여 시행착오과정을 최소화하고 보다 합리적인 결정을 유도할 수 있다.

Claims (3)

1. 자동계측장비가 공정별로 생산된 제품의 치수를 계측하여 중앙 집중식 서버로 전송하는 제1단계;

   상기 중앙 집중식 서버가 설계 도면의 치수와 제품의 치수를 비교하여 그 비교 결과값을 상기 자동계측장비로 전송하는 제2단계;

   상기 중앙 집중식 서버가 통계적 개념을 이용하여 제품 치수들의 비교 결과값으로 공정별로 제품의 품질을 분석한 결과를 자동계측장비로 전송하는 제3단계;

   상기 중앙 집중식 서버가 대형 구조물 해석기법을 이용하여 공정별 잔류변형 제어방안을 도출하는 제4단계; 및

   상기 중앙 집중식 서버가 대형 구조물 잔류 변형 예측용 시뮬레이션을 통하여 공정별 잔류변형 제어방안의 효과를 검증하는 제5단계;

   를 포함하되,

   상기 제품의 치수, 설계 도면의 치수와 제품의 치수의 비교 결과값 및 제품의 품질 분석 결과는 품질 분석 서버에 저장되어 관리되는 것을 특징으로 하는 선박 건조의 정도관리 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 공정은 선박의 용접, 절단, 이동 또는 적재 중에서 어느 하나인 것을 특 징으로 하는 선박 건조의 정도관리 방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 제품의 품질 분석 결과는 기간별, 작업장별 또는 작업자별로 분석되는 결과 중에서 어느 하나를 기준으로 분석되는 것을 특징으로 하는 선박 건조의 정도관리 방법.

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