KR102589774B1 - 함정 블록의 생산 진척도 관리 방법 및 관리 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 제조 대상 함정 블록의 블록명이 입력되면, 생산 진척도 연산 장치가 설계 데이터 저장 장치로부터 상기 함정 블록의 설계 데이터를 수신하는 단계, 상기 생산 진척도 연산 장치가 상기 설계 데이터에 포함된 대상 용접부(joint)의 정보로부터 상기 함정 블록의 예상 용착량을 예측하는 단계, 상기 설계 데이터 저장 장치가 상기 함정 블록 제조에 사용 중인 용접기로부터 상기 용접기의 가동 정보를 수신하는 단계 및 상기 생산 진척도 연산 장치가 상기 설계 데이터 저장 장치로부터 상기 용접기의 가동 정보를 수신하여 상기 함정 블록의 현재 용착량을 산출하는 단계를 포함하는 함정 블록의 생산 진척도 관리 방법으로서, 본 발명에 의하면 실제 현장에서 활용되는 용접기 정보를 활용하여 함정 블록의 생산 진척도를 파악할 수 있다.

Description

함정 블록의 생산 진척도 관리 방법 및 관리 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR MONITORING A PROGRESS OF VESSEL BLOCK ASSEMBLY}
본 발명은 건조 중인 함정의 각 블록의 생산 진척도를 관리하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.
함정(艦艇)은 군사용 배를 통틀어 이르는 말로서, 군함, 구축함, 어뢰정, 소해정 따위를 이른다. 함정 본체에 사용될 블록(block)은 각 블록이 취부, 용접, 사상, 마킹 등을 거쳐 제조되고, 제조된 여러 블록을 조립하여 전체 함정 본체를 제조한다.
그런데, 함정 블록 제조 현장은 생산 현황 파악이 관리자에 의한 수기에 의존하고 있어 실시간, 정량적 파악에 어려움이 있다.
이로 인해 해양플랜트와 같이 복잡한 구조물의 경우 관리자 수 대비 협력업체 작업자들의 수가 훨씬 많아 제대로 된 관리가 보다 어려운 점이 있다.
특히 함정 블록의 각 조인트에 소모된 용접재 중량 파악이 되지 않아, 노무비(작업 시수)의 합리적 판단 또한 어렵다.
이러한 문제를 해결하기 위한 여러 시스템적 대안이 나오고 있는데, 그 중 하나로 이미지 처리를 통한 생산 진척도 예측 기술의 경우, 작업자의 인권 문제에 대한 이슈로 공장에 카메라 설치가 어려워 실행되지 않고 있다.
또한 블록 단위의 진척도이므로 블록 내부의 조인트에서 이뤄지는 실제적인 생산 현황은 파악이 어렵다.
이상의 배경기술에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 돕기 위한 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
한국등록특허공보 제10-2292528호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명은 실제 현장에서 활용되는 용접기 정보를 활용하여 함정 블록의 생산 진척도를 파악할 수 있는 방법 및 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 관점에 의한 함정 블록의 생산 진척도 관리 방법은, 제조 대상 함정 블록의 블록명이 입력되면, 생산 진척도 연산 장치가 설계 데이터 저장 장치로부터 상기 함정 블록의 설계 데이터를 수신하는 단계, 상기 생산 진척도 연산 장치가 상기 설계 데이터에 포함된 대상 용접부(joint)의 정보로부터 상기 함정 블록의 예상 용착량을 예측하는 단계, 상기 설계 데이터 저장 장치가 상기 함정 블록 제조에 사용 중인 용접기로부터 상기 용접기의 가동 정보를 수신하는 단계 및 상기 생산 진척도 연산 장치가 상기 설계 데이터 저장 장치로부터 상기 용접기의 가동 정보를 수신하여 상기 함정 블록의 현재 용착량을 산출하는 단계를 포함한다.
나아가, 상기 생산 진척도 연산 장치가 상기 예상 용착량과 상기 현재 용착량을 비교하여 예측 대비 실적량을 산출하는 단계를 더 포함한다.
그리고, 상기 함정 블록의 예상 용착량을 예측하는 단계는, 상기 함정 블록의 예상 용착량을 예측하는 단계는, 상기 설계 데이터의 대상 부재의 두께, 대상 용접부의 길이 및 개선형상과, 상기 설계 데이터 저장 장치로부터 수신된 용접시공기준서(WPS, Welding procedure Specification)의 용접공정 정보로부터 상기 예상 용착량을 예측하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제조 대상 함정 블록을 변경하여 반복 수행함으로써, 용접자세와 공정별로 전체 함정 블록의 생산 효율(예상 용착량/현재 용착량×100)을 산출하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 함정 블록의 현재 용착량을 산출하는 단계는, 상기 용접기의 가동 정보에 포함된 상기 용접기의 토치의 기울기 또는 각도로부터 상기 용접기의 자세별 또는 용접공정별 현재 용착량을 산출하는 것을 특징으로 한다.
나아가, 상기 예측 대비 실적량을 산출하는 단계는, 상기 용접기의 자세별 또는 용접공정별 예상 용착량과 상기 용접기의 자세별 또는 용접공정별 현재 용착량을 비교하여, 상기 용접기의 자세별 또는 용정공정별 예측 대비 실적량을 산출하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 함정 블록의 현재 용착량을 산출하는 단계는, 상기 용접기의 가동 정보에 포함된 와이어 소모량을 이용하여 상기 현재 용착량을 산출하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 함정 블록의 현재 용착량을 산출하는 단계는, 상기 용접기의 용접 개시로부터 일정 시간 이후의 연속 신호가 발생한 데이터로부터 상기 현재 용착량을 산출하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 함정 블록의 현재 용착량을 산출하는 단계는, 상기 용접기의 가동 정보에 포함된 상기 용접기에 인가되는 전류, 전압 및 용접 시간을 이용하여 상기 현재 용착량을 산출하는 것을 특징으로 한다.
다음으로, 본 발명의 일 관점에 의한 함정 블록의 생산 진척도 관리 시스템은, 함정 블록의 용접부를 용접하기 위한 용접기, 상기 용접기의 가동 정보를 수신하여 저장하며, 상기 함정 블록의 설계 데이터 및 용접시공기준서(WPS, Welding Procedure Specification) 데이터를 저장하는 설계 데이터 저장 장치 및 상기 설계 데이터 및 상기 용접시공기준서 데이터에 포함된 대상 용접부의 정보로부터 상기 함정 블록의 예상 용착량을 예측하고, 상기 용접기의 가동 정보를 이용하여 상기 함정 블록의 현재 용착량을 산출하는 생산 진척도 연산장치를 포함한다.
본 발명의 함정 블록의 생산 진척도 관리 방법 및 관리 시스템에 의하면, 생산 시수를 실시간으로 정량적으로 산출할 수 있어 노무비 파악이 용이하게 한다.
그리고, 수평, 수직, 아래보기, 위보기 조인트에서 소모된 용접재의 양을 산출할 수 있어 재료비 파악도 가능하게 한다.
이와 같이 실시간 진척도를 파악함으로써 제작 지연상황에 대한 빠른 대처(리스크 발굴 및 해소)가 가능해지며, 분한 데이터 확보시 함정 제작 시수 예측이 가능해진다.
그리고, 블록 배치의 효율화 및 합리적 생산 계획 결정이 가능하게 한다.
도 1은 본 발명의 함정 블록의 생산 진척도 관리 방법을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 함정 블록의 생산 진척도 관리 시스템을 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 함정 블록의 생산 진척도 관리 시스템을 위한 용접기에 대해 도시한 것이다.
도 4는 실시간으로 수집된 와이어 소모율에 대한 신호를 나타낸다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지의 기술이나 반복적인 설명은 그 설명을 줄이거나 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 함정 블록의 생산 진척도 관리 방법을 도시한 것이다. 그리고, 도 2는 본 발명의 함정 블록의 생산 진척도 관리 시스템을 개략적으로 도시한 것이며, 도 3은 본 발명의 함정 블록의 생산 진척도 관리 시스템을 위한 용접기에 대해 도시한 것이다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 함정 블록의 생산 진척도 관리 방법 및 관리 시스템을 설명하기로 한다.
본 발명은 블록 조립공장 내에서 함정 블록을 생산하는 진척도를 모니터링하여 관리하기 위한 방법 및 시스템이며, 함정 이외의 일반적인 선박에도 적용될 수 있다.
즉, 실제 현장에서 활용되는 용접기 정보를 활용하여 함정 블록의 생산 진척도를 파악함으로써 생산 시수를 실시간으로 정량적으로 산출하고, 수평, 수직, 아래보기, 위보기 조인트에서 소모된 용접재의 양을 산출할 수 있어 재료비 또한 파악하기 위한 것이다.
이를 위한 본 발명의 함정 블록의 생산 진척도 관리 시스템은 함정 블록의 용접부(조인트)를 용접하기 위한 복수 개의 용접기(10)를 포함하고, 용접기(10)와의 유무선 통신이 가능하며, 설계 및 용접시공기준서 데이터가 저장된 설계 데이터 저장 장치(20) 및 용착량의 예측 및 실제 용착량의 산출 및 분류를 통한 용접 실적을 산출하기 위한 생산 진척도 연산 장치(30)를 포함한다.
도 3에서 참조되는 용접기는 용접기 전원에 의해 전원을 공급 받고, 유무선 송신기가 장착된 스마트 용접기이며, 와이어 송급기를 통해 연결된 토치(11)에는 기울기 센서 또는 각도 센서가 장착되어 있다.
따라서, 도시와 같이 블록의 윗보기 조인트, 수직 조인트, 수평 조인트, 아래보기 조인트의 용접 실적을 센서를 통해 파악하여 분류 가능하게 한다.
도 1을 통해 진척도 관리 방법을 단계적으로 살펴본다.
공장에 배치된 하나의 블록은 조선소의 생산계획에 의해 정해진다. 본 발명에서는, 먼저 블록명(또는 블록 No.)으로부터 대상 블록의 상세설계와 CAD 모델링 데이터를 활용하여 조립될 조인트 개선의 길이와 두께, 위치를 추출한다.
상세설계 데이터에는 해당 조인트의 재질 정보도 있으므로 이로부터 해당되는 용접시공기준서(WPS, Welding Procedure Specification) 데이터를 불러오게 된다. WPS로부터 해당 조인트에서에서 적용될 용접공정과 개선형상이 결정된다.
이후 조인트 길이 및 두께 정보를 획득하고(S11), 용접공정, 개선형상 정보를 획득하며(S12), 이로부터 용접 조인트에서 소모될 용착량을 예측한다(S10).
또한 조인트 위치로부터 용접 자세(수평, 수직, 아래보기, 위보기)도 추출하며 자세에 따른 용착량은 예측값이 된다(S20).
반면 도 2와 같이 공장에 배치된 블록 위치와 용접공정 정보를 바탕으로 해당 블록에 사용할 용접기들이 결정된다. 용접기는 전류와 전압 또는 와이어 소모량이 실시간으로 측정되는 스마트 디지털 용접기이다. 용접기 토치에는 기울기 또는 각도 센서가 부착되어 있어 아래보기, 위보기, 수평, 수직 자세를 식별하도록 한다. 스마트 용접기는 유선이나 무선 형식으로 설계 데이터 저장장치(20)에 실시간 저장된다. 그리고, 도 3은 한 개의 스마트 용접기 예시를 나타내며 토치 손잡이에는 기울기 또는 각도센서가 부착되어 현재의 용접자세 정보를 용접기에 전달하게 된다. 용접기는 이러한 정보들을 실시간으로 유선이나 무선형식으로 설계 데이터 저장장치(20)에 전송하게 된다.
보다 상세히 설명하면 용접기에 인가되는 전류와 전압, 용융속도를 수신하고(S22), 용접 시간을 수신하여(S21),이로부터 와이어 소모량이 계산된다. 또는 와이어 송급장치에 센서를 부착하여 직접적으로 와이어 소모량을 계산할 수 있다.
그리고, 토치 기울기 또는 각도를 수신하여(S23), 자세 및 용접공정별 용착량 소모량을 산출한다(S20).
실제 소모량은 준비작업이나 셋팅, 취부, 연습 등으로 인해 예측값보다 항상 초과된다. 도 4는 실시간으로 수집된 와이어 소모율에 대한 신호를 나타낸다. 작업 초기 짧은 시간 동안 발생한 신호는 준비작업이나 셋팅, 취부, 연습 작업 동안 발생된 신호로 작업자, 작업장 환경, 블록 형상에 따라 달라지므로 신호처리 기법으로 제거될 신호가 된다. 와이어 소모량은 와이어 소모율에 시간을 곱한 값이며 도 4에서 면적과 같아진다. 와이어 소모율은 전류×전압으로 표현될 수 있으며 이론적으로 전류의 제곱×와이어 저항값과 비례한다.
최종적으로 설계 모델과 WPS로부터 예측된 소모량(S10)과 용접기 신호로부터 산출된 실적 소모량(S20)을 비교할 수 있게 된다. 특히 조인트 위치(자세)별로 예측 대비 실적량을 구할 수 있다(S30).
이러한 과정이 반복되면 조인트 위치(자세)별로 일정한 효율값을 산출할 수 있으며 이를 토대로 모든 블록의 작업 시수와 와이어 재료 소모량까지 예측할 수 있게 된다.
이상과 같은 본 발명은 예시된 도면을 참조하여 설명되었지만, 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형될 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이며, 본 발명의 권리범위는 첨부된 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.
S10 : 용착량 예측 단계
S20 : 용착량 산출 단계
S30 : 예측 대비 실적 산출 단계
10 : 용접기
20 : 설계 데이터 저장 장치
30 : 생산 진척도 연산 장치

Claims (10)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 제조 대상 함정 블록의 블록명이 입력되면, 생산 진척도 연산 장치가 설계 데이터 저장 장치로부터 상기 함정 블록의 설계 데이터를 수신하는 단계;
    상기 생산 진척도 연산 장치가 상기 설계 데이터에 포함된 대상 용접부(joint)의 정보로부터 상기 함정 블록의 예상 용착량을 예측하는 단계;
    상기 설계 데이터 저장 장치가 상기 함정 블록 제조에 사용 중인 용접기로부터 상기 용접기의 가동 정보를 수신하는 단계;
    상기 생산 진척도 연산 장치가 상기 설계 데이터 저장 장치로부터 상기 용접기의 가동 정보를 수신하여 상기 함정 블록의 현재 용착량을 산출하는 단계;
    상기 생산 진척도 연산 장치가 상기 현재 용착량을 상기 설계 데이터에 의한 상기 예상 용착량과 매칭하여 예측 대비 실적량을 산출하는 단계를 포함하고,
    상기 함정 블록의 예상 용착량을 예측하는 단계는, 상기 설계 데이터의 대상 부재의 두께, 대상 용접부의 길이 및 개선형상과, 상기 설계 데이터 저장 장치로부터 수신된 용접시공기준서(WPS, Welding procedure Specification)의 용접공정 정보로부터 상기 예상 용착량을 예측하는 것을 특징으로 하며,
    상기 함정 블록의 현재 용착량을 산출하는 단계는, 상기 용접기의 가동 정보에 포함된 상기 용접기의 토치의 기울기 또는 각도로부터 작업 중인 상기 용접부의 위치에서의 상기 용접기의 자세별 또는 용접공정별 현재 용착량을 산출하는 것을 특징으로 하고,
    상기 함정 블록의 현재 용착량을 산출하는 단계는, 상기 용접기의 가동 정보에 포함된 상기 용접기에 인가되는 (전류Х전압Х용접 시간)을 이용하여 상기 현재 용착량을 산출하는 것을 특징으로 하는,
    함정 블록의 생산 진척도 관리 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제조 대상 함정 블록을 변경하여 반복 수행함으로써, 용접자세와 공정별로 전체 함정 블록의 생산 효율(예상 용착량/현재 용착량×100)을 산출하는 것을 특징으로 하는,
    함정 블록의 생산 진척도 관리 방법.
  5. 삭제
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 예측 대비 실적량을 산출하는 단계는, 상기 용접기의 자세별 또는 용접공정별 예상 용착량과 상기 용접기의 자세별 또는 용접공정별 현재 용착량을 비교하여, 상기 용접기의 자세별 또는 용정공정별 예측 대비 실적량을 산출하는 것을 특징으로 하는,
    함정 블록의 생산 진척도 관리 방법.
  7. 청구항 3에 있어서,
    상기 함정 블록의 현재 용착량을 산출하는 단계는, 상기 용접기의 가동 정보에 포함된 와이어 소모량을 이용하여 상기 현재 용착량을 산출하는 것을 특징으로 하는,
    함정 블록의 생산 진척도 관리 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 함정 블록의 현재 용착량을 산출하는 단계는, 상기 용접기의 용접 개시로부터 일정 시간 이후의 연속 신호가 발생한 데이터로부터 상기 현재 용착량을 산출하는 것을 특징으로 하는,
    함정 블록의 생산 진척도 관리 방법.
  9. 삭제
  10. 함정 블록의 용접부를 용접하기 위한 용접기;
    상기 용접기의 가동 정보를 수신하여 저장하며, 상기 함정 블록의 설계 데이터 및 용접시공기준서(WPS, Welding Procedure Specification) 데이터를 저장하는 설계 데이터 저장 장치; 및
    상기 설계 데이터 및 상기 용접시공기준서 데이터에 포함된 대상 용접부의 정보로부터 상기 함정 블록의 예상 용착량을 예측하고, 상기 용접기의 가동 정보를 이용하여 상기 함정 블록의 현재 용착량을 산출하는 생산 진척도 연산장치를 포함하고,
    상기 생산 진척도 연산장치는 상기 현재 용착량을 상기 설계 데이터에 의한 상기 현재 용착량과 매칭하여 예측 대비 실적량을 산출하고,
    상기 용접기의 가동 정보에 포함된 상기 용접기의 토치의 기울기 또는 각도로부터 작업 중인 상기 용접부의 위치에서의 상기 용접기의 자세별 또는 용접공정별 현재 용착량을 산출하며,
    상기 용접기의 가동 정보에 포함된 상기 용접기에 인가되는 (전류Х전압Х용접 시간)을 이용하여 상기 현재 용착량을 산출하는 것을 특징으로 하는,
    함정 블록의 생산 진척도 관리 시스템.
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