KR101839191B1 - 고로 출선 조업 교육 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가상현실을 이용하여 고로 공정의 출선 조업을 훈련하고 관련 이상상황에 대한 대처 능력을 향상시킬 수 있는 고로 출선 조업 교육 장치에 관한 것으로, 본 발명은 일반적인 고로공정 가상현실 시뮬레이터를 통한 고로 시뮬레이션부와 출선 조업의 정밀한 표현을 위한 출선 시뮬레이션부로 구분하여, 사용자가 바라보는 출선조업 영역은 출선 시뮬레이션부를 통해 정교하게 표현하고, 이를 고로 시뮬레이션부의 결과와 동기화 및 영상 병합을 통해 전체 시뮬레이션을 진행 가능하게 하는 고로 출선 조업 교육 장치를 제공한다.

Description

고로 출선 조업 교육 장치{EDUCATION APPARATUS FOR THE IRON-TAPING OPERATION IN THE BLAST FURNACE}
본 발명은 고로의 출선 조업에 관하여 가상 현실을 통해 조업자를 교육시키는 고로 출선 조업 교육 장치에 관한 것이다.
고로는 거대한 압력용기로써 상부로부터 장입된 철광석과 코크(Coke)가 층을 이룬 상태에서 하부로부터 유입된 열풍에 의해 코크가 연소되며 발생한 고온으로 철광석이 녹아 용선이 생성되는 장소이다. 이렇게 생성된 용선은 고로 하부에 쌓여있다 출선구를 통해 외부로 배출되는데 이를 출선이라 한다. 즉, 고로공정 중 출선조업이란 고로 하부에 위치한 출선구를 개공기 혹은 산소렌싱을 통해 개공함으로써 고로 하부에 쌓인 용선을 노외로 배출하는 조업이다.
이러한, 출선조업은 고온 및 고압 상태의 용선이 외부로 급격히 배출되는 작업이기 때문에 조업자의 생명과 더불어 개공기와 출선구, 그리고 주변 설비의 안전이 위협받는 매우 위험한 조업일 뿐만 아니라 해당 조업의 결과에 의해 출선되는 용선량을 비롯한 고로조업의 성과가 결정되는 고로공정 중 매우 중요한 조업이다.
출선조업에 의한 출선구 개공상태는 고로의 내부상황 즉 노황과 개공기의 조작에 의해 결정된다. 노황의 경우 고로 내부를 육안으로 파악할 수 없기 때문에 오로지 계측기로부터 얻어진 계측 데이터에만 의존하나 계측기의 설치 장소 및 개수가 한정되어 있어 충분한 자료를 얻기가 힘들다. 특히, 출선구 주변에는 계측기가 아예 설치되어 있지 않다.
한편, 개공기 조작의 경우 실시간으로 변하는 노황과 출선구 상태에 맞추어 개공을 위한 개공기의 전진력, 회전력, 파쇄력 역시 실시간으로 조작해야 하며 필요시 산소렌싱이라는 별도의 조업까지 이루어져야 한다. 결론적으로 출선구 개공 시 조업자가 직접 눈으로 출선구 및 개공 상태를 파악하게 된다. 따라서 출선조업 교육을 수행할 때는 다양한 출선 상황을 직접 눈으로 보고 훈련하는 교육이 효과적이다.
종래의 고로 출선조업 교육은 작업표준서 및 여러가지 문서자료를 통한 OJT 교육과 현장에서 2인 1조 체제로 작업자와 교육자가 함께 조업을 진행하면서 몇 개월 동안의 실습교육으로 이루어진다. 그러나 이러한 교육과정은 정상조업과 같은 한정된 범위만을 교육하게 되어 다양한 종류의 출선 상황을 교육시키거나 생생한 현장 경험을 제공하기에는 한계가 있으며, 교육기간 역시 오래 소요된다.
특히 출선조업은 대부분 수동조작으로 진행됨에 따라 실습교육 중 조업자의 설비 오조작 확률이 높아, 이로 인한 설비 파손이나 설비 정지, 용선 유출 등의 사고 발생으로 회사에 막대한 손실을 초래할 가능성이 큰 문제점이 있다.
상술한 바와 같이, 고로 공정은 주변 환경에 따라 공정 상황이 민감하게 변화하는 특징을 갖는다. 예를 들어, 주변 기후 변화, 후공정의 진행상황 변경, 시황의 변화 등에 따라 생산량이 변화되고, 출선되는 선철의 품질이 달라져 출선 작업에 영향을 미친다. 또한, 이러한 환경 변화에 맞춘 정확한 작업표준을 정의하기 어려운 경우가 많다. 따라서, 환경 변화별로 숙련된 작업자의 노하우가 필요하며, 변화하는 환경에 맞춰 출선 방법을 교육할 필요가 있다.
이를 위해, 하기의 선행기술문헌과 같이 가상 현실을 이용한 교육 장치가 제안되었으나, 특허문헌 1은 제철소의 가스 설비에 관한 소프트웨어만을 제안하고 있고, 특허문헌 2는 단순한 가상 현실 시나리오를 가변적으로 구성할 수 있는 플랫폼만을 제안하고 있어 본 발명의 고로 출선 조업 교육 장치에 관한 기술 내용은 기재되어 있지 않다.
대한민국 공개특허공보 제10-2011-0047025호 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0068544호
본 발명의 일 실시예에 따르면, 가상현실을 이용하여 고로공정의 출선조업을 훈련하고 관련 이상상황에 대한 대처 능력을 향상시킬 수 있는 고로 출선 조업 교육 장치가 제공된다.
상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 출선 조업 교육 장치는 사용자로부터 지시를 입력받아 출력하고, 상기 지시에 따른 시뮬레이션 결과를 피드백받는 시뮬레이션 입출력부, 상기 시뮬레이션 입출력부로부터 전달받은 사용자의 지시를 시뮬레이션에서 사용할 수 있도록 변환하고, 피드백되는 시뮬레이션 결과를 상기 시뮬레이션 입출력 처리부에 전달하는 시뮬레이션 입출력 처리부, 상기 시뮬레이션 입출력 처리부에 의해 변환된 입출력 신호에 기초하여 사용자가 주시하고 있는 출선조업 영역을 계산하는 출선조업 영역 연산부, 고로 작업 시뮬레이션을 처리하는 고로 시뮬레이션부, 상기 고로 작업 중 해당 출선조업 영역에 대하여 물리 연산 및 가상설비 동작을 연산하는 출선 시뮬레이션부, 상기 고로 시뮬레이션부와 상기 출선 시뮬레이션부 각각의 시뮬레이션 결과를 하나의 영상으로 병합하는 영상 병합부, 상기 영상 병합부에 의해 병합된 최종 영상을 출력하는 가상환경 영상 출력부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 사용자가 현장에서 학습하기 어려운 출선조업을 체계적이고 빠르게 실습할 수 있어 교육 효과가 높으며, 교육 비용 및 시간을 절약할 수 있고, 실습교육 시 발생할 수 있는 출선 불량, 안전 사고 및 설비 사고 등을 막을 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 출선 조업 교육 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 출선 조업 교육 장치 중 시뮬레이션 입출력 부에서부터 출선 조업 영역 연산 부를 보다 세부적으로 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 출선 조업 교육 장치 중 고로 시뮬레이션 부와 출선 시뮬레이션 부를 보다 세부적으로 나타낸 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 출선 조업 교육 방법을 개략적으로 나타낸 플로우 챠트이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 출선 조업 교육 장치의 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 출선 조업 교육 장치(100)는 사용자 또는 조업의 훈련이 필요한 사용자로부터 입력을 받고 출력을 전달하는 시뮬레이션 입출력부(110), 이러한 입출력을 시뮬레이션에서 사용할 수 있도록 변환하는 시뮬레이션 입출력 처리부(120), 변환된 입출력 신호로부터 사용자가 주시하고 있는 출선조업 영역을 계산하는 출선 조업 영역 연산부(130), 해당 출선조업 영역에 대하여 정밀한 물리 연산 및 정교한 가상설비 동작을 연산하는 출선 시뮬레이션부(140), 출선조업 영역 외 다른 부분의 일반적인 시뮬레이션을 처리하는 고로 시뮬레이션부(150), 고로 시뮬레이션부(150)와 출선 시뮬레이션부(140)의 시뮬레이션 결과를 병합하여 하나의 영상으로 생성하는 영상 병합부(160) 및 생성된 최종 영상을 출력하는 가상환경 영상 출력부(170)을 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 출선 조업 교육 장치 중 시뮬레이션 입출력 부에서부터 출선 조업 영역 연산 부를 보다 세부적으로 나타낸 구성도이다.
도 2를 참조하면, 시뮬레이션 입출력부(110)는 사용자가 사용하는 실제 현장과 유사한 휴먼 머신 인터페이스(Human-machine interface;HMI)(111), 사용자의 조작을 입력받는 조작반(112) 및 조작레버(113)를 포함할 수 있다.
이를 통해 사용자는 고로 출선조업 교육 장치에 입력을 전달하고 기기 내부에서 시뮬레이션된 결과값을 피드백받을 수 있다.
한편, 시뮬레이션 입출력 처리부(120)는 시뮬레이션 입출력부(110)로부터 받은 입력 신호와 전달해야 하는 피드백 신호를 처리하는 부분으로 입력 신호의 경우 시뮬레이션에서 사용하기 위한 신호 변환이 일어나고, 피드백 신호의 경우에는 입출력 부에서 동작하기 위한 신호로 변환된다. 각각의 입출력 신호를 신호 처리하기 위해, 휴먼 머신 인터페이스(111)에 입출력되는 신호를 처리하는 HMI 신호 처리부(121), 조작반(112)에 의해 입력된 사용자의 조작을 신호 처리하는 조작반 신호 처리부(122), 조작 레버(113)에 의해 입력된 사용자의 조작을 신호 처리하는 신호 처리부(123)를 포함할 수 있다.
출선 조업 영역 연산부(130)는 입출력 신호 값을 바탕으로 현재 사용자가 쳐다보고 있는 출선 조업 영역을 연산한다. 이때 출선조업 영역이 산출되면 이는 출선 시뮬레이션부(140)로 보내져 정교한 물리연산과 디테일 높은 설비 외형, 그리고 정밀한 설비 동작이 계산된다. 출선조업 영역 외 영역은 고로 시뮬레이션부(150)로 보내져 컴퓨터 성능을 고려한 출선 시뮬레이션 부에 비해 낮은 수준의 시뮬레이션이 진행된다.
이를 위해, 출선 조업 영역 연산부(130)는 입출력 신호 값을 바탕으로 현재 사용자가 쳐다보고 있는 출선조업 영역을 연산하는 화면 시점(view) 연산부(132)와, 현재 사용자가 쳐다보고 있는 출선조업 영역과 그 외의 나머지 고로 조업 영역을 분리시켜 각각 시뮬레이션 진행하도록 제어하는 시뮬레이션 동기화부(131)를 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 출선 조업 교육 장치 중 고로 시뮬레이션 부와 출선 시뮬레이션 부를 보다 세부적으로 나타낸 구성도이다.
도 3을 참조하면, 고로 시뮬레이션부(150)는 사용자로부터 받은 입력 신호나 수식모델에 의해 고로설비를 동작하고 제어하는 고로설비 동작부(151), 사용자에게 제공될 고로조업과 관련된 각종 스케쥴을 생성하는 고로조업 스케쥴부(152), 출선상황 조건 데이터 베이스(data base;DB)(153)를 통해 다양한 출선상황을 발생하는 출선상황 발생부(154), 고로설비 동작과 고로 스케쥴, 그리고 출선상황을 모두 고려하여 고로설비 및 공정 상황을 계산하는 고로조업 수식모델 계산부(155), 마지막으로 이러한 고로 시뮬레이션 결과를 영상으로 생성하는 고로 시뮬레이션 렌더링부(156)를 포함할 수 있다. 특히, 출선상황 발생부(154)의 경우에는 시뮬레이션 상에서 출선조업이 발생한 상태이고 출선조업 영역이 존재할 경우 출선상황과 관련된 모든 정보를 출선 시뮬레이션부(140)에 실시간 전송할 수 있다. 한편, 고로 시뮬레이션 렌더링부(156)에서는 고로 시뮬레이션부(150)에 나온 최종 설비 동작상태에 색깔, 텍스쳐, 광원, 셰이딩 등을 입혀 영상을 생성할 수 있다.
한편, 출선 시뮬레이션부(140)는 고정밀 출선설비 형상 및 동작 데이터 베이스(data base;DB)(141)를 통해 출선조업 영역에 해당하는 기존 출선설비를 정밀한 가상설비로 교체하는 출선설비 정밀구성부(142)가 있고, 해당 정밀한 가상설비의 동작을 제어하는 출선설비 동작부(143), 그리고 고로 시뮬레이션부(150)의 출선상황 발생부(154)와 노황 및 용선 성분 데이터 베이스(data base;DB)(144), 그리고 출선설비 동작부(143)로부터 받은 각종 출선 관련 정보를 종합하여 정교한 출선조업 상황을 계산하는 출선조업 수식모델 계산부(145)를 포함할 수 있다.
고정밀 출선설비 형상 및 동작 DB(141)에는 기존 출선설비보다 더 많은 데이터를 사용하여 최대한 실제 설비와 가깝게 모델링된 가상설비가 들어 있으며 해당 모델의 동작을 표현하기 위한 복잡한 동작모델이 역시 포함하고 있다. 만약 고정밀 출선설비 형상 및 동작 DB(141)에, 출선조업 영역에 해당하는 출선설비가 있을 경우 출선설비 정밀구성부(142)에서 기존 출선설비를 고정밀 출선설비 형상 및 동작 DB(141)에 있는 고정밀 출선설비로 교체한다. 이를 통해 해당 영역 안에서는 출선과 관련된 더 복잡하고 정교한 시뮬레이션이 가능하다. 한편 출선 시뮬레이션 부(140)도 고로 시뮬레이션부(150)와 마찬가지로 최종 설비 동작상태를 각종 효과를 입혀 영상을 생성하는 출선 시뮬레이션 랜더링부(146)를 포함할 수 있다.
마지막으로 영상 병합부(160)에서는 고로 시뮬레이션부(150)와 출선 시뮬레이션부(140)에서 나온 2개의 영상을 병합하여 단일 영상을 생성한다. 즉, 고로 시뮬레이션부(150)에서 나온 시뮬레이션 정도가 낮은 영상과 출선 시뮬레이션부(140)에서 나온 시뮬레이션 정도가 높은 영상을 영상 및 이미지 기법을 사용하여 병합함으로써 하나의 단일 영상을 산출한다. 이렇게 나온 영상은 가상환경 영상 출력부(170)로 보내져 사용자에게 보여지게 된다.
상술한 고로 출선 조업 교육 장치(100)는 개인 컴퓨터, 서버 컴퓨터, 핸드헬드 또는 랩탑 디바이스, 모바일 디바이스(모바일폰, PDA, 미디어 플레이어 등), 멀티프로세서 시스템, 소비자 전자기기, 미니 컴퓨터, 메인프레임 컴퓨터, 임의의 전술된 시스템 또는 디바이스를 포함하는 분산 컴퓨팅 환경 등일 수 있지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다.
상술한 고로 출선 조업 교육 장치(100)는 적어도 하나의 프로세싱 유닛 및 메모리를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 프로세싱 유닛은 예를 들어 중앙처리장치(CPU), 그래픽처리장치(GPU), 마이크로프로세서, 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC), Field Programmable Gate Arrays(FPGA) 등을 포함할 수 있으며, 복수의 코어를 가질 수 있다. 메모리는 휘발성 메모리(예를 들어, RAM 등), 비휘발성 메모리(예를 들어, ROM, 플래시 메모리 등) 또는 이들의 조합일 수 있다.
또한, 상술한 고로 출선 조업 교육 장치(100)는 추가적인 스토리지를 포함할 수 있다. 상기 스토리지는 자기 스토리지, 광학 스토리지 등을 포함하지만 이것으로 한정되지 않는다. 상기 스토리지에는 본 명세서에 개진된 하나 이상의 실시예를 구현하기 위한 컴퓨터 판독 가능한 명령이 저장될 수 있고, 운영 시스템, 애플리케이션 프로그램 등을 구현하기 위한 다른 컴퓨터 판독 가능한 명령도 저장될 수 있다. 상기 스토리지에 저장된 컴퓨터 판독 가능한 명령은 상기 프로세싱 유닛에 의해 실행되기 위해 상기 메모리에 로딩될 수 있다.
더하여, 상술한 고로 출선 조업 교육 장치(100)는 입력 디바이스(들) 및 출력 디바이스을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 입력 디바이스(들)은 예를 들어 키보드, 마우스, 펜, 음성 입력 디바이스, 터치 입력 디바이스, 적외선 카메라, 비디오 입력 디바이스 또는 임의의 다른 입력 디바이스 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 출력 디바이스(들)은 예를 들어 하나 이상의 디스플레이, 스피커, 프린터 또는 임의의 다른 출력 디바이스 등을 포함할 수 있다. 또한, 다른 컴퓨팅 디바이스에 구비된 입력 디바이스 또는 출력 디바이스를 상기 입력 디바이스(들) 또는 상기 출력 디바이스(들)로서 사용할 수도 있다.
또한, 상술한 고로 출선 조업 교육 장치(100)는 네트워크을 통하여 다른 디바이스(예를 들어, 컴퓨팅 디바이스)와 통신할 수 있게 하는 통신접속(들)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 통신 접속(들)은 모뎀, 네트워크 인터페이스 카드(NIC), 통합 네트워크 인터페이스, 무선 주파수 송신기/수신기, 적외선 포트, USB 접속 또는 다른 컴퓨팅 디바이스에 접속시키기 위한 다른 인터페이스를 포함할 수 있다. 또한, 상기 통신 접속(들)은 유선 접속 또는 무선 접속을 포함할 수 있다.
상술한 고로 출선 조업 교육 장치(100)의 각 구성요소는 버스 등의 다양한 상호접속(예를 들어, 주변 구성요소 상호접속(PCI), USB, 펌웨어(IEEE 1394), 광학적 버스 구조 등)에 의해 접속될 수도 있고, 네트워크에 의해 상호접속될 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 출선 조업 교육 방법을 개략적으로 나타낸 플로우 챠트이다.
도 1 내지 도 3과 함께 도 4를 참조하면, 출선조업 교육 중 사용자는 HMI(111)나 조작반(112)의 버튼 및 수치를 입력하거나 조작레버(113)를 움직여 시뮬레이션 부에 입력을 전달한다(S10).
이렇게 입력이 전달받으면 시뮬레이션 입출력 처리부(120) 및 출선 조업 영역 연산부(130)에서는 해당 입력을 시뮬레이션에 사용할 데이터로 변환함과 동시에 사용자가 현재 보고 있는 출선조업 영역을 산출한다(S20). 해당 영역은 가상공간에서 사용자의 눈 역할을 하는 가상 카메라가 보고 있는 뷰 포인트(Viewpoint)를 기준으로 산출된다. 해당 영역은 영상장치에 표시된 위치에 따라 출선조업 중앙영역과 출선조업 주변영역으로 구분될 수 있다. 예를 들어, 출선조업 중앙영역과 주변부 영역 그리고 출선조업 외 영역의 3가지로 구분될 수 있다.
그리고, 이들마다 각각 서로 다른 LOD (Level of Detail)에 따라 출선설비 정밀화와 수식모델 시뮬레이션이 이루어진다(S30,S40).
먼저, 출선조업 중앙영역은 사용자가 집중해서 보고 있는 영역으로써 가장 좋은 LOD를 가진다. 즉, 가상설비을 표현하기 위한 폴리곤(Polygon)이 가장 많이 사용되고 먼지 및 용선 흐름을 계산하는 파티클(Particle) 기반 유체 역학의 정밀도가 가장 높다. 그만큼 많은 컴퓨팅 자원(Computing resource)을 차지하는 영역이다.
그리고, 출선조업 주변부에는 영상장치의 가장자리에 해당되는 영역으로, 중간 수준의 LOD를 가지며 중간 수준의 폴리곤(Polygon)과 파티클(Particle)을 사용하여 가상설비 묘사 및 유체 시뮬레이션을 진행하다. 해당 영역은 현 시점에서는 사용자의 관심영역에서 벗어나 있지만, 사용자가 뷰 포인트를 바꿨을 경우 바로 출선조업 중앙영역이 될 수 있는 부분일 뿐만 아니라 가장 시뮬레이션 수준이 낮은 출선조업 외 영역과 출선조업 중앙영역 사이의 버퍼(buffer) 역할을 함으로써 서로 다른 LOD에 대한 사용자 괴리감을 줄이는 역할을 한다.
마지막 출선조업 외 영역은 출선조업과 완전히 상관이 없는 고로 나머지 영역으로써 최소한 시뮬레이션만을 진행한다.
그리고 이렇게 생성된 다른 영역 별 영상을 병합하여 영상 부에 보여줄 최종 영상을 생성한다(S50). 각 영상은 서로 중첩구간이 존재하는 서로 다른 위치의 영상이므로, 해당 중첩구간에 보간 알고리즘을 적용하여 서로가 부드럽게 이어져 병합될 수 있도록 한다(S60). 이러한 절차는 출선조업이 완료될 때까지 계속 반복된다(S70, S80).
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 다양한 출선 상황을 표현하고 이에 따른 다양한 출선조업 방법을 가능하게 하는 가상 현실을 제공하는 교육 장치를 제공함으로써, 이를 통해 현장에서 학습하기 어려운 출선조업을 사용자는 체계적이고 빠르게 실습할 수 있어 교육 효과가 높다. 또한 본 발명의 고로 출선조업 교육 장치는 교육용이기 때문에 언제든 필요에 따라 반복학습이 가능하기 때문에 교육 비용 및 시간을 절약할 수 있다. 마지막으로 고로 출선조업 교육 장치를 통해 사용자는 실제 가동중인 현장설비가 아닌 가상설비를 사용하기 때문에 실습교육 시 발생할 수 있는 출선 불량, 안전 사고 및 설비 사고 등을 막을 수 있는 효과가 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
100: 고로 출선 조업 교육 장치
110: 시뮬레이션 입출력부
111: 휴먼 머신 인터페이스(HMI)
112: 조작반
113: 조작레버
120: 시뮬레이션 입출력 처리부
121: 휴먼 머신 인터페이스(HMI) 신호 처리부
122: 조작반 신호 처리부
123: 조작레버 신호 처리부
130: 출선 조업 영역 연산부
131: 시뮬레이션 동기화부
132: 화면 시점(view) 연산부
140: 출선 시뮬레이션부
141: 고정밀 출선 설비 형상 및 동작 데이터 베이스(DB)
142: 출선 설비 정밀 구성부
143: 출선 설비 동작부
144: 노황 및 용선 성분 데이터 베이스(DB)
145: 출선 조업 수식 모델 계산부
146: 출선 시뮬레이션 렌더링부
150: 고로 시뮬레이션부
151: 고로 설비 동작부
152: 고로 조업 스케쥴부
153: 출선 상황 조건 데이터 베이스(DB)
154: 출선 상황 발생부
155: 고로 조업 수식모델 계산부
156: 고로 시뮬레이션 렌더링부
160: 영상 병합부
170: 가상환경 영상 출력부

Claims (11)

  1. 사용자로부터 지시를 입력받아 출력하고, 상기 지시에 따른 시뮬레이션 결과를 피드백받는 시뮬레이션 입출력부;
    상기 시뮬레이션 입출력부로부터 전달받은 사용자의 지시를 시뮬레이션에서 사용할 수 있도록 변환하고, 피드백되는 시뮬레이션 결과를 상기 시뮬레이션 입출력 처리부에 전달하는 시뮬레이션 입출력 처리부;
    상기 시뮬레이션 입출력 처리부에 의해 변환된 입출력 신호에 기초하여 사용자가 주시하고 있는 출선조업 영역을 계산하는 출선조업 영역 연산부;
    고로 작업 시뮬레이션을 처리하는 고로 시뮬레이션부;
    상기 고로 작업 중 해당 출선조업 영역에 대하여 물리 연산 및 가상설비 동작을 연산하는 출선 시뮬레이션부;
    상기 고로 시뮬레이션부와 상기 출선 시뮬레이션부 각각의 시뮬레이션 결과를 하나의 영상으로 병합하는 영상 병합부; 및
    상기 영상 병합부에 의해 병합된 최종 영상을 출력하는 가상환경 영상 출력부를 포함하고,
    상기 고로 시뮬레이션부는
    시뮬레이션된 고로 설비의 동작을 제어하는 고로 설비 동작부;
    상기 시뮬레이션된 고로 설비의 조업과 관련된 스케쥴을 제공하는 고로 조업 스케쥴부;
    상기 스케쥴 및 출선 상황 조건 데이터 베이스에 따른 출선 상황을 발생시키는 출선 상황 발생부;
    시뮬레이션된 고로 설비 및 공정 상황을 계산하는 고로 조업 수식 모델 계산부; 및
    고로 시뮬레이션 결과를 영상으로 생성하는 고로 시뮬레이션 렌더링부를 포함하며,
    상기 출선 시뮬레이션부는
    출선 조업 영역에 해당하는 출선 설비를 가상 설비로 교체하는 출선 설비 정밀 구성부;
    상기 가상 설비의 동작을 제어하는 출전 설비 동작부;
    상기 고로 시뮬레이션 부의 출선상황 발생부, 상기 출선 설비 동작부 및 노황 및 용성 성분 데이터 베이스로부터의 출선 관련 정보를 종합하여 출선조업 상황을 계산하는 출선 조업 수식모델 계산부; 및
    출선 설비의 시뮬레이션 결과를 영상으로 생성하는 출선 시뮬레이션 렌더링부를 포함하고,
    상기 출선 조업 영역 연산부는 현재 사용자가 쳐다보고 있는 출선 조업 영역을 출선조업 중앙영역과 주변부 영역 및 출선조업 외 영역으로 구분을 분리시켜 각각 시뮬레이션 진행하고,
    상기 출선 조업 수식모델 계산부는 상기 출선 조업 중앙 영역의 시뮬레이션 수준을 최고로 설정하고, 상기 출선 조업외 영역의 시뮬레이션 수준을 최저로 설정하며, 상기 주변부 영역은 시뮬레이션 수준을 최고 및 최저 사이의 중간 수준으로 설정하는 고로 출선 조업 교육 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 시뮬레이션 입출력 부는
    사용자와 기기간의 인터페이스를 제공하는 휴먼 머신 인터페이스(Human-machine interface;HMI); 및
    사용자의 조작을 입력받는 조작반 및 조작 레버
    를 포함하는 고로 출선 조업 교육 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 시뮬레이션 입출력 처리부는
    상기 휴먼 머신 인터페이스에 입출력되는 신호를 처리하는 HMI 신호 처리부; 및
    상기 조작반 및 상기 조작 레버에 의해 입력된 사용자의 조작을 각각 신호 처리하는 조작반 신호 처리부 및 조작 레버 신호 처리부
    를 포함하는 고로 출선 조업 교육 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 출선 조업 영역 연산부는
    입출력 신호 값을 바탕으로 현재 사용자가 쳐다보고 있는 출선조업 영역을 연산하는 화면 시점(view) 연산부; 및
    현재 사용자가 쳐다보고 있는 상기 출선 조업 영역을 상기 출선조업 중앙 영역과 상기 주변부 영역 및 상기 출선조업 외 영역으로 구분을 분리시켜 각각 시뮬레이션 진행하도록 제어하는 시뮬레이션 동기화부
    를 포함하는 고로 출선 조업 교육 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 사용자로부터 사용자와 기기간의 인터페이스를 제공하는 휴먼 머신 인터페이스(Human-machine interface;HMI), 조작반 및 조작 레버를 통해 출선 조업에 관한 제어를 수신받는 단계;
    사용자가 현재 보고 있는 출선 조업 영역을 산출하는 단계;
    산출된 출선 조업 영역에 해당하는 출선 설비를 가상 설비로 교체하는 출선 설비 정밀화 단계;
    고로 시뮬레이션 부의 출선상황 발생부, 출선 설비 동작부, 및 노황 및 용성 성분 데이터 베이스로부터의 출선 관련 정보를 종합하여 출선조업 상황을 계산하는출선 조업 수식 모델 시뮬레이션 단계;
    출선 설비의 시뮬레이션 결과를 영상으로 생성하는 출선 시뮬레이션 영상 생성 단계;
    고로 시뮬레이션 결과의 영상과 출선 설비의 시뮬레이션 결과 영상을 병합하는 고로 및 출선 시뮬레이션 영상 병합 단계를 포함하고,
    상기 출선 조업 영역을 산출하는 단계는 가상공간에서 사용자의 눈 역할을 하는 가상 카메라가 보고 있는 뷰포인트(Viewpoint)를 기준으로 산출하고,
    상기 출선 조업 영역을 산출하는 단계는 상기 뷰 포인트가 표시된 위치에 따라 출선조업 중앙영역과 주변부 영역 및 출선조업 외 영역으로 구분되며,
    상기 출선 조업 수식 모델 시뮬레이션 단계는 상기 출선 조업 중앙 영역의 시뮬레이션 수준을 최고로 설정하고, 상기 출선 조업외 영역의 시뮬레이션 수준을 최저로 설정하며, 상기 주변부 영역은 시뮬레이션 수준을 최고 및 최저 사이의 중간 수준으로 설정하는 고로 출선 조업 교육 방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
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  11. 삭제
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