KR102639929B1 - dock block information and work supporting equipment state monitoring system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 도크 블록 정보 및 작업지원 설비 상태 모니터링 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 도크 탑재 블록의 위치와 중량 및 도크 작업지원 설비 상태를 모니터링하는 도크 블록 정보 및 작업지원 설비 상태 모니터링 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 도크 탑재 블록 위치와 중량 및 도크 작업지원 설비 상태를 모니터링함으로써 선/후행 공정 작업 부하 분석을 할 수 있으며 도크 탑재 블록 일정 및 안벽 호선 배치를 최적화할 수 있고 3D 기반 생산 진행 현황을 효율적으로 분석할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a dock block information and work support equipment status monitoring system, and more specifically, to a dock block information and work support equipment status monitoring system that monitors the location and weight of dock mounting blocks and the status of dock work support equipment. . According to the present invention, by monitoring the location and weight of dock mounting blocks and the status of dock work support equipment, it is possible to analyze the work load of the preceding/post-processing, optimize the dock mounting block schedule and quay line arrangement, and monitor the 3D-based production progress status. It has the effect of enabling efficient analysis.
Description
본 발명은 도크 블록 정보 및 작업지원 설비 상태 모니터링 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 도크 탑재 블록의 위치와 중량 및 도크 작업지원 설비 상태를 모니터링하는 도크 블록 정보 및 작업지원 설비 상태 모니터링 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a dock block information and work support equipment status monitoring system, and more specifically, to a dock block information and work support equipment status monitoring system that monitors the location and weight of dock mounting blocks and the status of dock work support equipment. .
본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.Unless otherwise indicated herein, the material described in this section is not prior art to the claims of this application, and is not admitted to be prior art by inclusion in this section.
선박 건조는 자동차, 전자제품 등과 달리 주문 생산으로 이루어지며 영업 수주에서 인도까지 보통 2년의 긴 시간이 소요된다. 선박 건조 과정에는 강재 절단(S/C: Steel Cutting) 이후 단계를 실 선박 건조공정으로 볼 때 블록을 도크에 탑재하는 용골 배치(K/L: Keel Laying), 드라이 도크에서 건조된 선박을 물 위에 띄우는 진수(L/C, Launching), 진수한 선박을 안벽에 계류한 뒤 선내 설비와 기관 등을 설치하는 안벽의장 공정을 거쳐 시운전과 인도(D/L: Delivery)까지의 일련의 작업이 병목 공정을 이루며 전체 공기의 50% 이상을 자치한다.Unlike automobiles and electronic products, ship construction is made to order, and it usually takes a long time of two years from receipt of business order to delivery. In the ship building process, the stage after steel cutting (S/C) is viewed as a real ship building process. Keel laying (K/L: Keel Laying) where blocks are mounted on the dock, and the ship built in the dry dock is placed on the water. A series of tasks including launching (L/C), mooring the launched vessel on the quay wall, installing the ship's equipment and engines, going through the quay wall design process, up to commissioning and delivery (D/L: delivery) are bottleneck processes. It controls more than 50% of the total air.
조선산업에 있어 매출과 생산량을 결정짓는 도크 작업은 선행 공정 작업성과 작업량을 좌우하게 되므로 도크에서 선박 별로 탑재되는 순서를 표현한 탑재 네트워크에 따라 조선소 전체 부하가 바뀔 수 있다.Dock work, which determines sales and production in the shipbuilding industry, determines the performance and workload of the preceding process, so the overall load at the shipyard can change depending on the loading network, which expresses the order in which each ship is loaded at the dock.
또한, 건조 선박 진수 후 이어지는 안벽 호선 배치 일정에 따라 초기 계획대비 도크 내 탑재 블록의 조립 일정이 변경될 가능성이 크므로 도크와 안벽의 운영 계획은 밀접한 상관관계가 있으며, 도크와 안벽의 호선 배치 일정은 대중일정에 영향을 미치는 주요 요인이 된다.In addition, there is a high possibility that the assembly schedule of the loading blocks in the dock will change compared to the initial plan depending on the quay line layout schedule following the launch of the construction ship, so the dock and quay operation plans are closely correlated, and the dock and quay line layout schedule becomes a major factor affecting the public schedule.
최근 들어 대형 컨테이너, 해양 석유 시추 시설, LNG선과 같은 고부가가치 선박 중심으로 국내 조선업의 수주형태가 변경되고 있는 시점에서 선박 건조단계에서 50% 이상의 시간이 소요되는 도크/안벽 공정 효율화를 위한 안벽 공정 계획수립은 조선산업의 시대적 변화를 반영한 주 관심사로 주목받고 있다.Recently, at a time when the order pattern of the domestic shipbuilding industry is changing, focusing on high value-added vessels such as large containers, offshore oil drilling facilities, and LNG ships, quay wall process planning is designed to improve the efficiency of the dock/quay wall process, which takes more than 50% of the time in the ship construction stage. Construction is attracting attention as a major concern that reflects the changes of the times in the shipbuilding industry.
조선소 도크/안벽 작업 계획은 다양한 수주 호선을 고려한 선표와 호선 별 블록 생산 계획에 따른 탑재 네트워크 일정에 따라 수립되며, 조선소 야드의 예측이 어려운 작업 환경 변화에 대해 능동적인 대응과 다양한 데이터 분석이 요구된다.The shipyard dock/quay work plan is established according to the shipbuilding schedule that takes into account the various ships receiving orders and the onboard network schedule according to the block production plan for each ship, and active response and various data analysis are required for changes in the work environment that are difficult to predict in the shipyard yard. .
또한, 조선소 야드의 수많은 환경변수로 인해 생산 계획이 수시로 변동됨에 따라 계획에 영향을 미치는 제약조건과 인자들을 사전에 도출하고, 효율적인 계획수립과 실제 현장 생산 실적을 종합적으로 분석 및 시뮬레이션이 가능한 통합 플랫폼의 필요성이 대두되고 있다. 아울러, 중견조선소 도크/안벽 스케줄 관리 능력은 생산정보 표준화 체계 미흡으로 인해 개별 단위 프로그램 혹은 스프레드 시트를 이용한 일정 관리에 의존하고 있으며, 실시간 정보 동기화 및 정보의 무결성 확보 등이 고려되지 않아 생산성 저하로 이어지는 문제가 있다.In addition, as the production plan frequently changes due to numerous environmental variables in the shipyard yard, it is an integrated platform that allows for derivation of constraints and factors affecting the plan in advance, efficient planning, and comprehensive analysis and simulation of actual on-site production performance. The need for is emerging. In addition, mid-sized shipyards' dock/quay schedule management capabilities depend on schedule management using individual unit programs or spreadsheets due to a lack of production information standardization system, and real-time information synchronization and securing information integrity are not taken into consideration, leading to decreased productivity. there is a problem.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 도크 탑재 블록의 위치와 중량 및 도크 작업지원 설비 상태를 실시간으로 모니터링할 수 있도록 한 도크 블록 정보 및 작업지원 설비 상태 모니터링 시스템을 제공함을 목적으로 한다.The present invention was created to solve this problem. The purpose of the present invention is to provide a dock block information and work support equipment status monitoring system that allows real-time monitoring of the location and weight of dock mounting blocks and the status of dock work support equipment. do.
본 발명의 도크 블록 정보 및 작업지원 설비 상태 모니터링 시스템은 도크 내부에서 블록 위치를 확인하는 도크 탑재 블록 위치 모니터링부; 상기 도크 탑재 블록 위치 모니터링부에서 위치가 확인된 블록 중량을 확인하는 도크 탑재 블록 중량 모니터링부;도크 내부에서 작업지원 설비 상태를 확인하는 도크 작업지원 설비 상태 모니터링부; 상기 도크 탑재 블록 위치 모니터링부에서 모니터링되는 도크 탑재 블록 위치 정보와 도크 탑재 블록 중량 모니터링부에서 모니터링되는 도크 탑재 블록 중량 정보 및 도크 작업지원 설비 상태 모니터링부에서 모니터링되는 도크 작업지원 설비 상태 정보에 따라 도크 공정에서의 선/후행 공정 작업 부하 분석을 수행하고, 상기 분석된 도크 공정에서의 선/후행 공정 작업 부하를 이용해 도크 탑재 블록 일정을 최적화하며, 상기 도크 탑재 블록 위치 정보, 상기 도크 탑재 블록 중량 정보 및 도크 작업 지원 설비 상태 정보에 기반한 선박 생산 진행 현황을 분석하는 도크 탑재 블록 일정 최적화부; 상기 도크 탑재 블록 일정 최적화부에서 확인된 선/후행 공정 작업 부하 및 도크 탑재 블록 일정을 고려하여, 도크 작업지원 설비를 제어하여 도크 탑재 블록 일정이 잡혀져 있을 때 작업 스케쥴 상 도크 작업지원 설비가 도크 탑재 블록 일정에 따른 공정별로 배치되도록 상기 도크 작업 지원설비를 능동적으로 제어하는 도크 작업지원 설비 능동 제어부를 포함하고, 상기 최적화부는 분리 이벤트 시뮬레이션(Discrete Event Simulation)을 이용해 선/후행 공정 작업 부하 분석을 수행할 수 있다. The dock block information and work support equipment status monitoring system of the present invention includes a dock-mounted block position monitoring unit that checks the block position inside the dock; A dock-mounted block weight monitoring unit that checks the weight of the block whose location is confirmed by the dock-mounted block position monitoring unit; A dock work support equipment status monitoring unit that checks the work support equipment status inside the dock; According to the dock mounting block location information monitored by the dock mounting block position monitoring unit, the dock mounting block weight information monitored by the dock mounting block weight monitoring unit, and the dock work support equipment status information monitored by the dock work support equipment status monitoring unit, the dock Perform pre/post process workload analysis in the process, optimize the dock loading block schedule using the pre/post process workload in the analyzed dock process, and provide the dock loading block location information and dock loading block weight information. and a dock loading block schedule optimization unit that analyzes ship production progress based on dock operation support equipment status information; Considering the pre/post process workload and dock loading block schedule confirmed in the dock loading block schedule optimization unit, the dock work support equipment is controlled so that when the dock loading block is scheduled, the dock work support facility is dock mounted on the work schedule. It includes a dock work support equipment active control unit that actively controls the dock work support equipment to be arranged for each process according to a block schedule, and the optimization unit performs pre/post process workload analysis using discrete event simulation. can do.
또한, 상기 도크 블록 위치 모니터링 IoT 디바이스는 멀티 패스 및 통신 음영지역을 포함하는 도크 내부 환경을 분석하는 도크 내부 환경 분석부 및 상기 도크 내부 환경 분석부에 의해 분석된 도크 내부 환경 분석 결과에 따라 선정된 통신 네트워크를 통해 통신하여 도크 블록 위치를 확인하는 도크 블록 위치 확인부를 포함할 수 있다.In addition, the dock block location monitoring IoT device is selected according to a dock internal environment analysis unit that analyzes the dock internal environment including multi-path and communication shadow areas and a dock internal environment analysis result analyzed by the dock internal environment analysis unit. It may include a dock block location confirmation unit that verifies the dock block location by communicating through a communication network.
또한, 상기 도크 작업지원 설비 상태 모니터링 IoT 디바이스는 도크 내부에서 작업하는 골리앗이나 겐트리 크레인, 고소차 도크 작업지원 설비 환경을 분석하는 도크 작업지원 설비 환경 분석부 및 상기 도크 작업지원 설비에 설치되어 설비의 상태를 감지하는 센서들로부터 감지되어 전송되는 적어도 하나 이상의 도크 작업지원 설비 상태 센서 데이터를 수신하여 상기 도크 작업지원 설비의 상태를 확인하는 도크 작업지원 설비 상태 확인부를 포함할 수 있다.In addition, the dock work support equipment status monitoring IoT device is installed in the dock work support equipment environment analysis department and the dock work support equipment to analyze the environment of Goliath or gantry cranes working inside the dock and the high-altitude vehicle dock work support equipment environment. It may include a dock work support equipment status checker that receives at least one dock work support equipment status sensor data detected and transmitted from sensors that detect the status of the dock work support equipment to check the status of the dock work support equipment.
본 발명에 의하면, 도크 탑재 블록 위치와 중량 및 도크 작업지원 설비 상태를 모니터링함으로써 선/후행 공정 작업 부하 분석을 할 수 있으며 도크 탑재 블록 일정 및 안벽 호선 배치를 최적화할 수 있고 3D 기반 생산 진행 현황을 효율적으로 분석할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, by monitoring the location and weight of dock mounting blocks and the status of dock work support equipment, it is possible to analyze the work load of the preceding/post-processing, optimize the dock mounting block schedule and quay line arrangement, and monitor the 3D-based production progress status. It has the effect of enabling efficient analysis.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 도크 내 적용 가능한 통신 비교 예를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 도크 내 적용 가능한 센서 종류를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 미들웨어 및 게이트웨이 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 도크 블록 위치 확인용 디바이스 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 통합용 IoT 디바이스 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 도크 공정 지원설비용 IoT 디바이스 구성을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 도크 블록 정보 및 작업지원 설비 상태 모니터링 시스템 구성을 나타내는 도면이다.
도 8은 도 7에서 도크 블록 위치 모니터링 IoT 디바이스의 세부 구성을 나타내는 도면이다.
도 9는 도 7에서 도크 작업지원 설비 상태 모니터링 IoT 디바이스의 세부 구성을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 선박 건조 공정 관리 시스템 구축의 일예를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 선박 건조 공정 관리 시스템 구성을 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 IoT 플랫폼 기반 야드 데이터 수집 플랫폼의 일예를 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 조선소 야드 레이아웃 기반 구성의 일예를 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 도크 블록 정보 및 작업지원 설비 상태 모니터링 시스템 구성을 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 도크 블록 정보 및 작업지원 설비 상태 모니터링 방법을 나타내는 도면이다.Figure 1 is a diagram showing a comparative example of communication applicable within a dock according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a diagram showing the types of sensors applicable within a dock according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a diagram showing the configuration of middleware and gateway according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is an exemplary diagram of a device for confirming the location of a dock block according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is an example diagram of an integrated IoT device according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a diagram showing the configuration of an IoT device for dock process support equipment according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a diagram showing the configuration of a dock block information and work support equipment status monitoring system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing the detailed configuration of the dock block location monitoring IoT device in FIG. 7.
Figure 9 is a diagram showing the detailed configuration of the dock work support equipment status monitoring IoT device in Figure 7.
Figure 10 is a diagram showing an example of building a ship building process management system according to an embodiment of the present invention.
Figure 11 is a diagram showing the configuration of a ship building process management system according to an embodiment of the present invention.
Figure 12 is a diagram showing an example of an IoT platform-based yard data collection platform according to an embodiment of the present invention.
Figure 13 is a diagram showing an example of a shipyard yard layout-based configuration according to an embodiment of the present invention.
Figure 14 is a diagram showing the configuration of a dock block information and work support equipment status monitoring system according to an embodiment of the present invention.
Figure 15 is a diagram showing a method for monitoring dock block information and work support equipment status according to an embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. Prior to this, the terms or words used in this specification and claims should not be construed as limited to their usual or dictionary meanings, and the inventor should appropriately use the concept of terms to explain his or her invention in the best way. It must be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle of definability. Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only one of the most preferred embodiments of the present invention and do not represent the entire technical idea of the present invention, so at the time of filing the present application, various alternatives are available. It should be understood that equivalents and variations may exist.
본 발명에서는 도크 블록 위치 및 중량 모니터링용 IoT 디바이스를 설계할 수 있다. 즉, 도크 내부에서 블록 위치 확인용 IoT 디바이스, 블록 중량센서(로드셀 등) 및 통합용 IoT 디바이스(멀티 Linker)를 설계할 수 있다.In the present invention, an IoT device for dock block location and weight monitoring can be designed. In other words, an IoT device for block location confirmation, a block weight sensor (load cell, etc.), and an IoT device for integration (multi-linker) can be designed inside the dock.
또한, 본 발명에서는 도크 작업 지원설비 상태 모니터링용 IoT 디바이스를 설계할 수 있다. 즉, 도크 작업 지원설비 환경 및 설비 정보 신호 분석 및 작업 정보 연계 및 추가 센서 검토 및 설계가 가능할 수 있다.Additionally, in the present invention, an IoT device for monitoring the status of dock operation support equipment can be designed. In other words, it may be possible to analyze dock work support equipment environment and facility information signals, link work information, and review and design additional sensors.
또한, 본 발명에서는 안벽 호선 위치와 실시간 이동 모니터링용 IoT 디바이스를 검토 및 설계할 수 있다. 즉, 안벽작업에서 발생 가능한 멀티 패스(난반사) 및 통신 음영지역 환경 분석을 할 수 있으며, 실시간 안벽 호선 위치 추적 장비(GPS, BLE 비콘, UWB 등)를 선정할 수 있다.Additionally, in the present invention, IoT devices for monitoring quay line locations and real-time movement can be reviewed and designed. In other words, it is possible to analyze the environment of multi-path (diffuse reflection) and communication shadow areas that may occur during quay wall work, and select real-time quay line location tracking equipment (GPS, BLE beacon, UWB, etc.).
또한, 본 발명에서는 안벽 호선 작업자 승선/하선 실시간 모니터링 IoT 디바이스를 검토 및 설계할 수 있다. 즉, 현장 환경 분석, BLE 비콘 설계 및 개발할 수 있다.Additionally, in the present invention, a real-time monitoring IoT device for boarding/disembarking quay line workers can be reviewed and designed. In other words, it is possible to analyze the field environment and design and develop BLE beacons.
또한, 본 발명에서는 공정 진도 모니터링 IoT Data 수집 및 전송용 미들웨어 및 게이트웨이를 설계할 수 있다. 즉, 미들웨어, 게이트웨이 인터페이스 및 통신 프로토콜, 아키텍쳐를 정의하고 설계할 수 있다.Additionally, in the present invention, middleware and gateways for process progress monitoring IoT data collection and transmission can be designed. In other words, middleware, gateway interface, communication protocol, and architecture can be defined and designed.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 도크 내 적용 가능한 통신 비교 예를 나타내는 도면이다.Figure 1 is a diagram showing a comparative example of communication applicable within a dock according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명에서는 도크 블록 위치 및 중량 모니터링용 IoT 디바이스를 설계할 수 있다. 즉, 도크 내부에서 블록 위치 확인용 IoT 디바이스를 설계할 수 있다. 구체적으로, 도크 내부 환경(멀티 패스, 음영지역 등)을 분석할 수 있으며 이에 따라 와이파이, 지그비, 블루투스, SigFox, 로라, LTE, NB-IoT 등 다양한 통신 네트워크를 적용할 수 있다. 각 통신 네트워크마다 통신범위(커버리지), 사용 주파수, 최대 전송속도, 전력소비/배터리 수명, 표준화, 노드 확장성, 네트워크, 통신 연결시간 등이 다르므로 이를 고려하여 도크 내부 환경에 가장 적합한 통신 네트워크를 선정할 수 있다.As shown, in the present invention, an IoT device for dock block location and weight monitoring can be designed. In other words, an IoT device can be designed to check block location inside the dock. Specifically, the dock's internal environment (multi-path, shaded area, etc.) can be analyzed, and various communication networks such as Wi-Fi, ZigBee, Bluetooth, SigFox, LoRa, LTE, and NB-IoT can be applied accordingly. Each communication network has different communication range (coverage), frequency of use, maximum transmission speed, power consumption/battery life, standardization, node scalability, network, communication connection time, etc., so take this into consideration and select the communication network most suitable for the dock's internal environment. You can select.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 도크 내 적용 가능한 센서 종류를 나타내는 도면이다.Figure 2 is a diagram showing the types of sensors applicable within a dock according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명에서는 블록 중량센서(로드셀 등)를 선정 및 시스템을 설계할 수 있다. 즉, 유형별 블록 거치대 도면을 분석하고 로드셀 테스트 및 블록 부착용 브라켓을 설계할 수 있다. 또한, 통합용 IoT 디바이스(멀티 Linker)를 설계할 수 있으며, 블록 위치 및 중량 등 각종 IoT 센서 데이터를 취합한 후에 게이트웨이로 전송할 수 있다. 또한, 도크 작업지원 설비 상태 모니터링용 IoT 디바이스를 설계할 수 있다. 즉, 골리앗/겐트리 크레인, 고소차 등 도크 작업지원 설비 환경 및 설비 정보 신호를 분석할 수 있다. 또한, 도크 작업 정보 연계 및 추가 센서 검토 및 설계가 가능하며, 도크 작업지원 설비 모니터링용 디지털 및 아날로그 신호 분석, 연계, 추가 센서류 검토를 할 수 있다.As shown, in the present invention, a block weight sensor (load cell, etc.) can be selected and a system designed. In other words, it is possible to analyze block holder drawings by type and design brackets for load cell testing and block attachment. In addition, an integrated IoT device (multi-linker) can be designed, and various IoT sensor data such as block location and weight can be collected and then transmitted to the gateway. Additionally, IoT devices can be designed for monitoring the status of dock work support equipment. In other words, the environment and equipment information signals of dock work support facilities such as Goliath/gantry cranes and aerial vehicles can be analyzed. In addition, it is possible to link dock work information and review and design additional sensors, and analyze, link, and review digital and analog signals for monitoring dock work support equipment.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 미들웨어 및 게이트웨이 구성을 나타내는 도면이다.Figure 3 is a diagram showing the configuration of middleware and gateway according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명에서는 공정 진도 모니터링 IoT 데이터 수집 및 전송을 위한 미들웨어 및 게이트웨이를 구성할 수 있다. 즉, 도 3에서와 같이 미들웨어, 게이트웨이 인터페이스 및 통신 프로토콜, 아키텍쳐 설계 및 정의를 할 수 있고, Edge M/W 기능을 정의하고 API 설계를 할 수 있다. 구체적으로 본 발명의 미들웨어 및 게이트웨이는 응용 백엔드와 측위엔진으로 구분될 수 있으며, 응용 백엔드와 측위엔진은 디바이스 세터(device setter)와 디바이스 어댑터(device adapter)로 구분될 수 있다. 즉, 본 발명의 통합용 IoT 디바이스는 도크 블록 위치 모니터링 IoT 디바이스에서 확인된 IoT 도크 블록 위치 데이터와 상기 도크 블록 중량 모니터링 IoT 디바이스에서 확인된 IoT 도크 블록 중량 데이터 및 상기 도크 작업지원 설비 상태 모니터링 IoT 디바이스에서 확인된 IoT 도크 작업지원 설비 상태 데이터를 취합하여 게이트웨이로 전송할 수 있다. 이때, 게이트웨이에서는 IoT 도크 블록 위치 데이터와 IoT 도크 블록 중량 데이터 및 IoT 도크 작업지원 설비 상태 데이터가 서버 또는 관리자 단말로 오류 없이 안정적으로 전송될 수 있도록 이기종 네트워크 간 프로토콜을 변환을 할 수 있다. 또한, IoT 도크 블록 위치 데이터와 IoT 도크 블록 중량 데이터 및 IoT 도크 작업지원 설비 상태 데이터 관리와, IoT 도크 블록 위치 데이터와 IoT 도크 블록 중량 데이터 및 IoT 도크 작업지원 설비 상태 데이터 제공을 위한 애플리케이션 서비스, 메시징, 인증 및 API 관리는 미들웨어를 통해 처리될 수 있다.As shown, in the present invention, middleware and gateway for process progress monitoring IoT data collection and transmission can be configured. That is, as shown in Figure 3, middleware, gateway interface, communication protocol, and architecture can be designed and defined, Edge M/W functions can be defined, and API design can be done. Specifically, the middleware and gateway of the present invention can be divided into an application backend and a location engine, and the application backend and location engine can be divided into a device setter and a device adapter. That is, the integrated IoT device of the present invention includes IoT dock block location data confirmed by the dock block position monitoring IoT device, IoT dock block weight data confirmed by the dock block weight monitoring IoT device, and the dock work support equipment status monitoring IoT device. The IoT dock work support equipment status data confirmed in can be collected and transmitted to the gateway. At this time, the gateway can convert protocols between heterogeneous networks so that IoT dock block location data, IoT dock block weight data, and IoT dock work support facility status data can be stably transmitted to the server or administrator terminal without error. In addition, application services and messaging to manage IoT dock block location data, IoT dock block weight data, and IoT dock work support facility status data, and provide IoT dock block location data, IoT dock block weight data, and IoT dock work support facility status data. , authentication and API management can be handled through middleware.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 도크 블록 위치 확인용 디바이스 예시도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 통합용 IoT 디바이스 예시도이며, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 도크 공정 지원설비용 IoT 디바이스 구성을 나타내는 도면이다.Figure 4 is an exemplary diagram of a device for confirming the location of a dock block according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is an exemplary diagram of an integrated IoT device according to an embodiment of the present invention, and Figure 6 is an exemplary diagram of an IoT device for integration according to an embodiment of the present invention. This is a diagram showing the IoT device configuration for dock process support equipment.
도시된 바와 같이, 본 발명에서는 도크 블록 위치 및 중량 모니터링용 IoT 디바이스를 제공할 수 있다. 즉, 도 4에 예시된 바와 같이 도크 내부에서 블록 위치 확인용 IoT 디바이스를 제공할 수 있고, 도 5에 예시된 바와 같이 통합용 IoT 디바이스(멀티 Linker)를 제공할 수 있다. 또한, 단위 테스트 베드 구축 및 단위 테스트를 통해서 도크 내부 블록의 중량 및 위치 정보 신호 분석 및 안정화 작업을 수행할 수 있다. 또한, 본 발명에서는 도 6에 예시된 바와 같이 도크 작업 지원설비 상태 모니터링용 IoT 디바이스를 제공할 수 있으며, 특히, 도크 작업 지원설비 환경 및 설비 정보 인터페이스 개발, 시제품 개발 및 단위 테스트를 할 수 있다. 즉, 도 5에서와 같이 도크 블록을 이동시키기 위한 도크 작업 지원설비에 GPS 안테나와 GPS 수신기 및 통합용 IoT 디바이스(멀티 Linker)가 설치되어 도크 블록 위치 및 중량 모니터링을 할 수 있다. 도크 작업 차량에는 RFID 안테나, 도킹 센서, 방향 센서, GPS 안테나, RFID 신호등, RFID 리더, X-Linker, 전후방 센서 등이 설치되어 도크 공정에서 감지되는 각종 데이터를 모니터링할 수 있다.As shown, the present invention can provide an IoT device for dock block location and weight monitoring. That is, as illustrated in FIG. 4, an IoT device for block location confirmation can be provided inside the dock, and as illustrated in FIG. 5, an IoT device for integration (multi-linker) can be provided. In addition, it is possible to analyze and stabilize weight and position information signals of blocks inside the dock through unit test bed construction and unit testing. In addition, the present invention can provide an IoT device for monitoring the status of dock operation support equipment, as illustrated in FIG. 6, and in particular, dock operation support equipment environment and facility information interface development, prototype development, and unit testing can be performed. That is, as shown in FIG. 5, a GPS antenna, a GPS receiver, and an integrated IoT device (multi-linker) are installed in the dock operation support equipment for moving the dock block, allowing dock block location and weight monitoring. The dock work vehicle is equipped with an RFID antenna, docking sensor, direction sensor, GPS antenna, RFID signal light, RFID reader, X-Linker, front and rear sensors, etc. to monitor various data detected during the dock process.
또한, 본 발명에서는 공정 진도 모니터링 IoT Data 수집 및 전송을 위한 미들웨어 및 게이트웨이를 구성하고 연동 테스트를 할 수 있다. 미들웨어, 게이트웨이 구현 테스트는 도크 블록 위치, 중량 정보 인터페이스 개발 및 연동 테스트, 도크 작업지원 설비 정보 인터페이스 개발 및 연동 테스트, 안벽 호선 위치 인터페이스 개발 및 연동 테스트, 안벽 호선 작업 인원 승선/하선 모니터링 인터페이스 개발 및 연동 테스트를 포함할 수 있다.In addition, in the present invention, middleware and gateways for process progress monitoring IoT data collection and transmission can be configured and interconnection tests can be performed. Middleware and gateway implementation tests include dock block location and weight information interface development and linkage testing, dock work support equipment information interface development and linkage testing, quay line location interface development and linkage testing, and quay line work crew boarding/disembarkation monitoring interface development and linkage. May include testing.
또한, 본 발명에서는 도크 및 안벽 공정 모니터링용 IoT 디바이스 통합 테스트를 할 수 있다. 구체적으로, 도크 블록 위치 및 중량 모니터링 IoT 디바이스 테스트, 도크 작업 지원설비 모니터링 IoT 디바이스 테스트, 안벽 호선 위치 모니터링 IoT 디바이스 테스트, 안벽 호선 작업 인원 승/하선 모니터링 IoT 디바이스 테스트, 공정 진도 모니터링 IoT Data 수집 및 전송을 위한 미들웨어 테스트를 할 수 있다.Additionally, in the present invention, integrated testing of IoT devices for dock and quay wall process monitoring can be performed. Specifically, dock block location and weight monitoring IoT device test, dock work support equipment monitoring IoT device test, quay line position monitoring IoT device test, quay line work crew boarding/disembarking monitoring IoT device test, process progress monitoring IoT data collection and transmission You can test middleware for .
또한, 본 발명에서는 모니터링 IoT 디바이스 통합 테스트를 할 수 있다. 즉, 도크 블록 위치 및 중량 모니터링 IoT 디바이스 테스트를 할 수 있다. 구체적으로, IoT 디바이스 통합 연동 테스트를 할 수 있으며, 블록 위치 정보, 중량 정보 인식 성능 확인 및 검증을 할 수 있고, 통신상태, 데이터 오인식 등의 개선 및 정밀도를 향상시킬 수 있다.Additionally, the present invention allows integrated testing of monitoring IoT devices. In other words, dock block location and weight monitoring IoT devices can be tested. Specifically, IoT device integrated interconnection tests can be performed, block location information and weight information recognition performance can be checked and verified, and communication status, data misrecognition, etc. can be improved and precision can be improved.
또한, 본 발명에서는 도크 작업 지원설비 모니터링 IoT 디바이스 테스트를 할 수 있다. 구체적으로, IoT 디바이스 통합 연동 테스트를 할 수 있으며, 도크 작업 지원설비의 전압, 전류 동작 상태 테스트가 가능할 수 있다.Additionally, in the present invention, dock operation support equipment monitoring IoT devices can be tested. Specifically, IoT device integrated interconnection testing can be performed, and voltage and current operation status tests of dock operation support equipment can be performed.
또한, 본 발명에서는 안벽 호선 위치 모니터링 IoT 디바이스 테스트를 할 수 있다. 구체적으로, IoT 디바이스 통합 연동 테스트를 할 수 있으며, 안벽 호선별 위치 및 이동상태 테스트를 할 수 있다.Additionally, in the present invention, it is possible to test an IoT device that monitors the location of a quay line. Specifically, IoT device integrated interconnection tests can be performed, and the location and movement status of each quay line can be tested.
또한, 본 발명에서는 안벽 호선 작업 인원 승/하선 모니터링 IoT 디바이스 테스트를 할 수 있다. 구체적으로, IoT 디바이스 통합 연동 테스트를 할 수 있으며, 무선 전파 인식 정밀도 및 오인식 성능을 개선할 수 있다.In addition, in the present invention, it is possible to test IoT devices for monitoring the embarkation and disembarkation of quay line workers. Specifically, IoT device integrated interconnection testing can be performed, and wireless radio wave recognition precision and misrecognition performance can be improved.
또한, 본 발명에서는 공정진도 모니터링 IoT 데이터 수집 및 전송을 위한 미들웨어 테스트를 할 수 있다. 구체적으로, 미들웨어와 DB 간 통신상태 테스트, 미들웨어 최대 동시접속 테스트(스트레스 테스트) 및 미들웨어와 IoT 디바이스 간 데이터 전송 및 통신 테스트를 할 수 있다.Additionally, in the present invention, middleware testing for process progress monitoring IoT data collection and transmission can be performed. Specifically, you can test the communication status between middleware and DB, middleware maximum simultaneous connection test (stress test), and data transmission and communication test between middleware and IoT devices.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 도크 블록 정보 및 작업지원 설비 상태 모니터링 시스템 구성을 나타내는 도면이다.Figure 7 is a diagram showing the configuration of a dock block information and work support equipment status monitoring system according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명의 도크 블록 정보 및 작업지원 설비 상태 모니터링 시스템은 도크 블록 위치 모니터링 IoT 디바이스(110)와, 도크 블록 중량 모니터링 IoT 디바이스(120)와, 도크 작업지원 설비 상태 모니터링 IoT 디바이스(130) 및 통합용 IoT 디바이스(140)를 포함할 수 있다.As shown, the dock block information and work support equipment status monitoring system of the present invention includes a dock block position monitoring IoT device 110, a dock block weight monitoring IoT device 120, and a dock work support equipment status monitoring IoT device ( 130) and an IoT device 140 for integration.
도크 블록 위치 모니터링 IoT 디바이스(110)는 도크 내부에서 블록 위치를 확인할 수 있다. 즉, 도크 블록 위치 모니터링 IoT 디바이스(110)는 도크 내부 블록 위치를 알리는 IoT 센서 데이터를 수집하여 도크 내부에서 블록 위치를 실시간으로 확인할 수 있다.Dock block location monitoring IoT device 110 can check the block location inside the dock. In other words, the dock block location monitoring IoT device 110 can collect IoT sensor data indicating the location of blocks inside the dock and check the location of the blocks inside the dock in real time.
도크 블록 중량 모니터링 IoT 디바이스(120)는 도크 블록 위치 모니터링 IoT 디바이스(110)에서 위치가 확인된 블록 중량을 확인할 수 있다. 즉, 도크 블록 중량 모니터링 IoT 디바이스(120)는 도크 블록 위치 모니터링 IoT 디바이스(110)에서 위치가 확인된 블록의 중량을 감지하는 IoT 센서 데이터를 수집하여 블록 중량을 확인할 수 있다.The dock block weight monitoring IoT device 120 may check the weight of the block whose location has been confirmed by the dock block position monitoring IoT device 110. That is, the dock block weight monitoring IoT device 120 can confirm the block weight by collecting IoT sensor data that detects the weight of the block whose location is confirmed by the dock block position monitoring IoT device 110.
도크 작업지원 설비 상태 모니터링 IoT 디바이스(130)는 도크 내부에서 작업지원 설비 상태를 확인할 수 있다. 즉, 도크 작업지원 설비 상태 모니터링 IoT 디바이스(130) 도크 내부에서 작업지원 설비마다 설치된 IoT 센서로부터 감지되어 전송되는 IoT 센서 데이터를 분석하여 도크 내부 작업지원 설비 상태를 실시간으로 확인할 수 있다.Dock work support equipment status monitoring IoT device 130 can check the work support equipment status inside the dock. In other words, the dock work support equipment status monitoring IoT device 130 can check the status of the work support equipment inside the dock in real time by analyzing IoT sensor data detected and transmitted from IoT sensors installed for each work support equipment inside the dock.
통합용 IoT 디바이스(140)는 도크 블록 위치 모니터링 IoT 디바이스(110)에서 확인된 IoT 도크 블록 위치 데이터와 도크 블록 중량 모니터링 IoT 디바이스(120)에서 확인된 IoT 도크 블록 중량 데이터 및 도크 작업지원 설비 상태 모니터링 IoT 디바이스(130)에서 확인된 IoT 도크 작업지원 설비 상태 데이터를 취합하여 게이트웨이로 전송할 수 있다.The integrated IoT device 140 monitors the dock block location, monitors the IoT dock block location data and dock block weight confirmed by the IoT device 110, and monitors the IoT dock block weight data confirmed by the IoT device 120 and the status of dock work support equipment. IoT dock work support equipment status data confirmed by the IoT device 130 can be collected and transmitted to the gateway.
도 8은 도 7에서 도크 블록 위치 모니터링 IoT 디바이스의 세부 구성을 나타내는 도면이다.FIG. 8 is a diagram showing the detailed configuration of the dock block location monitoring IoT device in FIG. 7.
도시된 바와 같이, 본 발명의 도크 블록 위치 모니터링 IoT 디바이스(110)는 도크 내부 환경 분석부(111)와, 도크 블록 위치 확인부(112)를 포함할 수 있다.As shown, the dock block location monitoring IoT device 110 of the present invention may include a dock internal environment analysis unit 111 and a dock block location confirmation unit 112.
도크 내부 환경 분석부(111)는 멀티 패스 및 통신 음영지역을 포함하는 도크 내부 환경을 분석할 수 있다. 여기서, 멀티 패스는 도크 블록 위치 모니터링 IoT 디바이스(110)가 도크 블록 위치 확인 시 외부 환경이나 노이즈 등에 의하여 통신 연결이 끊어지는 경우 다른 한 쪽으로 통신이 가능하도록 구성하는 것이다. 이를 위해, 도크 내부 환경 분석부(111)는 도크 블록 위치 확인 시 외부 환경이나 노이즈 등에 의하여 통신 연결이 끊어지는 경우를 대비하여 도크 내부 환경을 분석하여 사용할 통신 네트워크를 우선 순위에 따라 지정해 놓을 수 있다. 예를 들어, 로라, 와이파이, 지그비 등 다양한 통신 네트워크 각각의 통신범위 커버리지, 사용 주파수, 데이터 최대전송속도, 배터리 수명, 노드 확장성 및 도크 내부 통신 음영지역 등을 고려하여 통신 네트워크 우선 순위를 지정할 수 있다.The dock internal environment analysis unit 111 can analyze the dock internal environment including multi-path and communication shadow areas. Here, multi-pass is configured so that the dock block location monitoring IoT device 110 can communicate with the other side if the communication connection is lost due to the external environment or noise when checking the dock block location. To this end, the dock internal environment analysis unit 111 analyzes the dock internal environment in case the communication connection is lost due to the external environment or noise when checking the dock block location, and designates the communication network to be used according to priority. . For example, communication network priorities can be specified by considering the communication range coverage, frequency of use, maximum data transfer rate, battery life, node scalability, and communication shadow area inside the dock of various communication networks such as LoRa, Wi-Fi, and Zigbee. there is.
도크 블록 위치 확인부(112)는 도크 내부 환경 분석부(111)에 의해 분석된 도크 내부 환경 분석 결과에 따라 선정된 통신 네트워크를 통해 통신하여 도크 블록 위치를 확인할 수 있다. 즉, 도크 블록 위치 확인부(112)는 도크 블록 위치를 확인 중에 외부 환경이나 노이즈 등에 의해 사용중인 통신 네트워크 연결이 끊어지는 경우 도크 내부 환경 분석부(111)에서 지정된 통신 네트워크 우선 순위에 따라 차순위 통신 네트워크를 통해 접속하여 도크 블록 위치를 실시간으로 확인할 수 있다.The dock block location confirmation unit 112 may confirm the dock block location by communicating through a communication network selected according to the dock internal environment analysis result analyzed by the dock internal environment analysis unit 111. That is, if the connection to the communication network in use is disconnected due to the external environment or noise while checking the dock block location, the dock block location confirmation unit 112 performs the next priority communication according to the communication network priority specified by the dock internal environment analysis unit 111. You can check the dock block location in real time by connecting via the network.
도 9는 도 7에서 도크 작업지원 설비 상태 모니터링 IoT 디바이스의 세부 구성을 나타내는 도면이다.Figure 9 is a diagram showing the detailed configuration of the dock work support equipment status monitoring IoT device in Figure 7.
도시된 바와 같이, 본 발명의 도크 작업지원 설비 상태 모니터링 IoT 디바이스(130)는 도크 작업지원 설비 환경 분석부(131)와, 도크 작업지원 설비 상태 확인부(132)를 포함할 수 있다.As shown, the dock work support facility status monitoring IoT device 130 of the present invention may include a dock work support facility environment analysis unit 131 and a dock work support facility status check unit 132.
도크 작업지원 설비 환경 분석부(131)는 도크 내부에서 작업하는 골리앗이나 겐트리 크레인, 고소차 등의 도크 작업지원 설비 환경을 분석할 수 있다. 이러한 다양한 종류의 도크 작업지원 설비는 도크 작업 공정별로 필요한 도크 작업지원 설비가 배치될 수 있다. 또한, 도크 작업 공정별로 배치되어 작업 지원을 하는 도크 작업지원 설비에는 설비 환경을 분석하기 위한 센서들이 설치될 수 있다. 예를 들어, 도크 작업지원 설비 환경 분석부(131)는 도크 작업 공정에서 사용되는 지게차에 설치된 GPS 안테나에서 인식된 실시간 위치 정보를 수신하여 분석하거나, RFID 안테나와 리더기에 의해 리드된 RFID 태그 정보를 수신하여 도크 작업지원 설비 주변 정보를 분석할 수 있다. 또한, 도크 작업지원 설비 환경 분석부(131)는 도크 작업지원 설비에 설치된 환경 탐지 센서에서 감지된 환경 탐지 데이터를 수신하여 도크 작업지원 설비 주변 환경을 분석할 수 있다. 도크 작업지원 설비 환경 분석부(131)는 도크 작업지원 설비 주변 환경을 분석한 결과 산소농도, 아황산가스 등 유해가스가 발생된 것으로 확인되면 알람 신호를 도크 작업지원 설비로 전송하여 알람 신호를 작업자가 인식하여 다른 안전한 장소로 대피할 수 있도록 할 수 있다.The dock work support equipment environment analysis unit 131 can analyze the dock work support equipment environment such as Goliath, gantry crane, and aerial vehicle working inside the dock. These various types of dock work support facilities may be arranged as required for each dock work process. In addition, sensors to analyze the facility environment may be installed in dock work support equipment that is deployed for each dock work process to support work. For example, the dock work support facility environment analysis unit 131 receives and analyzes real-time location information recognized by the GPS antenna installed on the forklift used in the dock work process, or RFID tag information read by the RFID antenna and reader. You can receive and analyze information around dock work support facilities. In addition, the dock work support facility environment analysis unit 131 may receive environmental detection data detected by an environment detection sensor installed in the dock work support facility and analyze the environment around the dock work support facility. The dock work support facility environment analysis department (131) analyzes the environment around the dock work support facility and, if it is confirmed that harmful gases such as oxygen concentration and sulfur dioxide are generated, an alarm signal is transmitted to the dock work support facility so that the worker can send the alarm signal. You can recognize it and evacuate to another safe place.
도크 작업지원 설비 상태 확인부(132)는 도크 작업지원 설비에 설치되어 도크 작업지원 설비의 상태를 감지하는 센서들로부터 감지되어 전송되는 도크 작업지원 설비 상태 센서 데이터를 수신하여 도크 작업지원 설비의 상태를 확인할 수 있다. 예를 들어, 지게차와 같은 도크 작업지원 설비에 방향 센서, 도킹 센서, 전방 센서 및 후방 센서 등이 설치되어 있는 경우 각 센서에서 감지되어 전송되는 센서 데이터를 수신하여 도크 작업지원 설비의 움직이는 방향 등의 상태 정보를 확인할 수 있다.The dock work support equipment status check unit 132 is installed in the dock work support equipment and receives dock work support equipment status sensor data detected and transmitted from sensors that detect the status of the dock work support equipment to check the status of the dock work support equipment. You can check. For example, if a direction sensor, docking sensor, front sensor, and rear sensor are installed in dock work support equipment such as a forklift, sensor data detected and transmitted from each sensor is received to determine the moving direction of the dock work support equipment. You can check status information.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 선박 건조 공정 관리 시스템 구축의 일예를 나타내는 도면이다.Figure 10 is a diagram showing an example of building a ship building process management system according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 기존 선박 건조 공정 관리 시스템에 IoT 모니터링 기술, 기계학습 등을 활용한 도크 탑재 블록 최적화 및 안벽 호선 배치 최적화 알고리즘을 분리 이벤트 시뮬레이션(Discrete Event Simulation: DES) 기반 플랫폼으로 구축할 수 있다. 구체적으로, 본 발명에서는 현장 IoT 센서 활용 요소 기술을 제공할 수 있다. 예를 들어, 탑재 블록 중량(유압 & 전류), 설비(유틸리티) 상태(유압 & 전류), 작업장 투입 인원(RFID & Beacon), 블록/호선 위치(GPS,AIS) 등을 확인할 수 있는 현장 IoT 센서 활용 요소 기술을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에서는 센서 데이터 전송 네트워크를 구성할 수 있다. 예를 들어, 센서 데이터 전송 네트워크를 통해서 보안, DB 트랜잭션 스토리지 액세스 등의 데이터 수집, 지오서버/GPS, 레이아웃 스트럭쳐 등의 지오서비스 레이어(GeoService Layer), CAD 2D, 레이아웃 포지션 인터페이스 프레임워크 등의 2D 로케이션 블록(2D Location Block) 및 DB 링크, 통합, 웹서비스 등의 3D 경량화 모듈 구성이 가능하고, 센서 데이터 수집, 데이터 파싱, 이미지/동영상 파일 저장 등 기초 데이터를 수집할 수 있다. 또한, 본 발명에서는 디지털 트윈 기반 시스템 플랫폼을 제공할 수 있다. 즉, 디지털 트윈 기반 시스템 플랫폼은 최적화 알고리즘과 시스템 공통 모듈을 포함할 수 있다. 최적화 알고리즘은 탑재 일정, 작업 공간, 지원 설비, 투입인력 부하 등의 도크 최적화와 진수 일정, 안벽 조건, 시운전 일정, 투입 시수 등의 안벽 최적화를 포함할 수 있다. 그리고, 시스템 공통 모듈은 사내 GIS 정보 기반 모니터링 공장 레이아웃 설계, 시뮬레이션 등의 야드 레이아웃, 레거시 인터페이스(Legacy Interface), IoT 플랫폼(OneM2M)을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명에서는 도크/안벽 호선 배치 최적화 시스템을 제공할 수 있다. 예를 들어, GIS 기반 조선소 통합 모니터링, 선/후행 공정 작업 부하 분석, 도크 탑재 블록 일정 시뮬레이터, 안벽 호선 배치 시뮬레이터, 3D 기반 생산 진행 현황 분석 등을 위한 도크/안벽 호선 배치 최적화 시스템을 제공할 수 있다.As shown, dock-mounted block optimization and quay line placement optimization algorithms using IoT monitoring technology and machine learning in the existing shipbuilding process management system can be built on a Discrete Event Simulation (DES)-based platform. . Specifically, the present invention can provide element technology for utilizing field IoT sensors. For example, an on-site IoT sensor that can check the weight of the loaded block (hydraulic pressure & current), equipment (utility) status (hydraulic pressure & current), number of people in the workplace (RFID & Beacon), and block/line location (GPS, AIS). Can provide utilization element technology. Additionally, in the present invention, a sensor data transmission network can be configured. For example, data collection such as security, DB transaction storage access through sensor data transmission network, GeoService Layer such as geoserver/GPS, layout structure, 2D location such as CAD 2D, layout position interface framework, etc. It is possible to configure 3D lightweight modules such as blocks (2D location blocks), DB links, integration, and web services, and basic data such as sensor data collection, data parsing, and image/video file storage can be collected. Additionally, the present invention can provide a digital twin-based system platform. In other words, a digital twin-based system platform may include optimization algorithms and system common modules. The optimization algorithm may include dock optimization such as loading schedule, work space, support equipment, and input manpower load, and quay optimization such as launch schedule, quay wall conditions, test run schedule, and number of inputs. In addition, system common modules may include in-house GIS information-based monitoring factory layout design, yard layout such as simulation, legacy interface, and IoT platform (OneM2M). Additionally, the present invention can provide a dock/quay line arrangement optimization system. For example, we can provide a dock/quay line placement optimization system for GIS-based integrated shipyard monitoring, advance/post-process workload analysis, dock-mounted block schedule simulator, quay line placement simulator, and 3D-based production progress analysis. .
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 선박 건조 공정 관리 시스템 구성을 나타내는 도면이다.Figure 11 is a diagram showing the configuration of a ship building process management system according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명에서는 IoT 센서 활용 야드 내 실시간 데이터 수집을 할 수 있다. 즉, 열악한 중견조선소 환경에 최적화된 IoT 통신 기술을 적용하여 안정적인 데이터 수집을 할 수 있으며, 블록 구조물 및 해수면, 도크로 인한 멀티 패스 회피 기술을 제공할 수 있다. 즉, 도 11에서와 같이 본 발명의 관리서버는 도크, 작업설비, 안벽 등에 설치되는 통합 IoT 디바이스와 통신하여 IoT 센서 활용 야드 내 실시간 데이터를 수집할 수 있다. 여기서, 관리서버와 통합 IoT 디바이스 간 통신 방식은 로라(LoRa), 와이파이, 지그비 등 조선소 환경에 맞는 디바이스 통신 네트워크를 구성할 수 있으며, 데이터 전송구간 로라 통신과 LTE 네트워크를 통해 데이터를 송수신할 수 있다. 또한, 본 발명에서는 센서 데이터 전송 네트워크 기술을 통해서 조선소 환경에 적합한 경제적이며 효율적인 통신방식을 제공할 수 있다.As shown, the present invention allows real-time data collection within the yard using IoT sensors. In other words, stable data collection can be achieved by applying IoT communication technology optimized for the poor medium-sized shipyard environment, and multi-pass avoidance technology due to block structures, sea levels, and docks can be provided. That is, as shown in Figure 11, the management server of the present invention can collect real-time data in the yard using IoT sensors by communicating with integrated IoT devices installed on docks, work equipment, quay walls, etc. Here, the communication method between the management server and integrated IoT devices can configure a device communication network suitable for the shipyard environment, such as LoRa, Wi-Fi, and ZigBee, and data can be transmitted and received through LoRa communication and LTE network in the data transmission section. . Additionally, the present invention can provide an economical and efficient communication method suitable for a shipyard environment through sensor data transmission network technology.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 IoT 플랫폼 기반 야드 데이터 수집 플랫폼의 일예를 나타내는 도면이다.Figure 12 is a diagram showing an example of an IoT platform-based yard data collection platform according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명에서는 OneM2M(국제 사물인터넷 표준규약) 기반 IoT 플랫폼 구축 및 야드 데이터 수집 통합 플랫폼을 제공할 수 있다. 즉, 중견조선소 통신 인프라 활용 현장 IoT 센서 데이터 수집 모듈을 구성할 수 있으며, PTC ThingWorx, GE Predix 등 외산 IoT 플랫폼 대응 IoT 오픈 플랫폼(Mobius) 활용 구축할 수 있다. 또한, 본 발명에서는 OneM2M 활용 표준화 IoT 플랫폼을 구축할 수 있으며, IoT 플랫폼 내 수집 데이터의 서비스 플랫폼 전송 인터페이스 모듈을 제공할 수 있다. 즉, 도 12에서와 같이 조선소 야드에 설치된 다수개의 현장 센서 모듈에서 감지된 현장 데이터들은 현장 데이터 수집장치에서 수집될 수 있으며, 현장 데이터 수집장치에서 수집된 현장 데이터들은 현장 데이터 통신을 통해 전송되어 IoT 플랫폼 데이터베이스화 될 수 있다. 또한, 각 조선사의 현장 설비 담당자, 설비 운영 조직 및 설비 점검 고장 진단 담당자에 의해 운용되는 응용 서비스 플랫폼 데이터베이스 데이터를 IoT 표준규격에 따라 IoT 플랫폼 데이터베이스화 할 수 있다. 또한, 응용 서비스 플랫폼은 각 조선사의 현장 설비 담당자, 설비 운영 조직 및 설비 점검 고장 진단 담당자에 의해 관리되는 데이터를 서비스 플랫폼 데이터베이스화 할 수 있으며, IoT 플랫폼 데이터베이스 데이터를 IoT 표준규격에 따라 전달받아 제공할 수 있다. 또한, 각 조선사의 구매 발주 담당자 및 운송 장비 배차 담당자에 의해 관리되는 데이터는 레거시(Legacy) 연동을 통해서 레거시 업무 관련 데이터베이스화 할 수 있으며, 레거시 업무 관련 데이터베이스화 된 레거시 업무 관련 데이터는 응용 서비스 플랫폼을 통해서도 제공될 수 있다.As shown, the present invention can provide an integrated platform for building an IoT platform and collecting yard data based on OneM2M (International IoT Standard Protocol). In other words, an on-site IoT sensor data collection module can be configured using the communication infrastructure of a mid-sized shipyard, and it can be built using the IoT open platform (Mobius) corresponding to foreign IoT platforms such as PTC ThingWorx and GE Predix. In addition, the present invention can build a standardized IoT platform using OneM2M and provide a service platform transmission interface module for collected data within the IoT platform. That is, as shown in FIG. 12, field data detected by multiple field sensor modules installed in the shipyard yard can be collected from the field data collection device, and the field data collected from the field data collection device is transmitted through field data communication to IoT The platform can be converted into a database. In addition, the application service platform database data operated by each shipbuilding company's field facility personnel, facility operation organization, and facility inspection/failure diagnosis personnel can be converted into an IoT platform database according to IoT standards. In addition, the application service platform can convert the data managed by each shipbuilding company's field facility manager, facility operation organization, and facility inspection/failure diagnosis manager into a service platform database, and can receive and provide IoT platform database data in accordance with IoT standards. You can. In addition, the data managed by each shipbuilding company's purchase order manager and transportation equipment dispatcher can be converted into a legacy business-related database through legacy linkage, and the legacy business-related data converted into a legacy business-related database can be stored through the application service platform. It can also be provided through:
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 조선소 야드 레이아웃 기반 구성의 일예를 나타내는 도면이다.Figure 13 is a diagram showing an example of a shipyard yard layout-based configuration according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명에서는 외업(지번, 도로, 안벽 등) 레이아웃 형상화를 위한 레이어(Layer) 단위 설계를 할 수 있고, 야드 레이아웃의 GIS 맵핑(GIS mapping)을 위한 지오서버(GeoServer) 활용 레이어 모듈을 제공할 수 있으며, ArcGIS, QGIS 등 외산 고가 소프트웨어 대응 자체 레이어 형상 정보 데이터베이스화 설계를 할 수 있다. 또한, 본 발명에서는 선후 공정 연계형 부하 분석, GIS 기반 야드 통합 모니터링, 탑재 네트워크 연동 도크 작업일정 최적화, 안벽 호선 배치 최적화 등 기본 프레임워크(Framework) 기반 다양한 애플리케이션 컨텐츠를 제공할 수 있다.As shown, in the present invention, layer-by-layer design can be done to shape the layout of external business (street number, road, quay wall, etc.), and a GeoServer utilization layer for GIS mapping of the yard layout. Modules can be provided, and you can design your own layer shape information database in response to expensive foreign software such as ArcGIS and QGIS. In addition, the present invention can provide various application contents based on the basic framework, such as load analysis linked to pre-post process, GIS-based integrated yard monitoring, optimization of dock work schedule linked to onboard network, optimization of quay line arrangement, etc.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 도크 블록 정보 및 작업지원 설비 상태 모니터링 시스템 구성을 나타내는 도면이다.Figure 14 is a diagram showing the configuration of a dock block information and work support equipment status monitoring system according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명의 도크 블록 정보 및 작업지원 설비 상태 모니터링 시스템은 도크 탑재 블록 위치 모니터링부(150)와, 도크 탑재 블록 중량 모니터링부(160)와, 도크 탑재 블록 일정 최적화부(170) 및 도크 작업지원 설비 능동 제어부(180)를 포함할 수 있다.As shown, the dock block information and work support equipment status monitoring system of the present invention includes a dock mounting block position monitoring unit 150, a dock mounting block weight monitoring unit 160, and a dock mounting block schedule optimization unit 170. And it may include a dock work support facility active control unit 180.
도크 탑재 블록 위치 모니터링부(150)는 도크 내부 블록 위치를 알리는 IoT 센서 데이터를 수집하여 도크 내부에서 도크 탑재 블록 위치를 실시간으로 모니터링할 수 있다.The dock-mounted block position monitoring unit 150 can collect IoT sensor data indicating the location of blocks inside the dock and monitor the dock-mounted block location in real time inside the dock.
도크 탑재 블록 중량 모니터링부(160)는 도크 탑재 블록 위치 모니터링부(150)에서 위치가 확인된 도크 탑재 블록의 중량을 감지하는 IoT 센서 데이터를 수집하여 도크 탑재 블록 중량을 확인할 수 있다.The dock-mounted block weight monitoring unit 160 can check the weight of the dock-mounted block by collecting IoT sensor data that detects the weight of the dock-mounted block whose location is confirmed by the dock-mounted block position monitoring unit 150.
도크 작업지원 설비 상태 모니터링부(170)는 도크 내부에서 작업지원 설비마다 설치된 IoT 센서로부터 감지되어 전송되는 IoT 센서 데이터를 분석하여 도크 내부 작업지원 설비 상태를 실시간으로 확인할 수 있다.The dock work support equipment status monitoring unit 170 can check the status of work support equipment inside the dock in real time by analyzing IoT sensor data detected and transmitted from IoT sensors installed on each work support equipment inside the dock.
도크 탑재 블록 일정 최적화부(180)는 도크 탑재 블록 위치 모니터링부(150)에서 모니터링되는 도크 탑재 블록 위치 정보와 도크 탑재 블록 중량 모니터링부(160)에서 모니터링되는 도크 탑재 블록 중량 정보 및 도크 작업지원 설비 상태 모니터링부(170)에서 모니터링되는 도크 작업지원 설비 상태 정보에 따라 선/후행 공정 작업 부하 분석을 할 수 있으며 상기 분석된 선/후행 공정 작업 부하를 이용해 도크 탑재 블록 일정을 최적화할 수 있고 3D 기반 생산 진행 현황을 효율적으로 분석할 수 있다.The dock-mounted block schedule optimization unit 180 monitors the dock-mounted block position information monitored by the dock-mounted block position monitoring unit 150, the dock-mounted block weight information monitored by the dock-mounted block weight monitoring unit 160, and dock work support facilities. Pre-/post-process workload can be analyzed according to the dock work support equipment status information monitored by the status monitoring unit 170, dock loading block schedule can be optimized using the analyzed pre-/post-process workload, and 3D-based Production progress can be analyzed efficiently.
도크 작업지원 설비 능동 제어부(190)는 도크 탑재 블록 일정 최적화부(180)에서 확인된 선/후행 공정 작업 부하, 도크 탑재 블록 일정 등을 고려하여 도크 작업지원 설비를 능동적으로 제어할 수 있다. 예를 들어, 도크 탑재 블록 일정이 잡혀져 있을 때 작업 스케쥴 상 도크 작업지원 설비가 도크 탑재 블록 일정에 따른 공정별로 배치되어 작업이 진행되어야 한다. 그러나, 도크 탑재 블록 일정에 따라서만 도크 작업지원 설비를 배치하고 선/후행 공정 작업 부하에 따라 도크 작업지원 설비를 배치하지 않는 경우 도크 탑재 블록 일정에 차질이 생길 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 선/후행 공정 작업 부하를 실시간으로 분석하여 분석된 선/후행 공정 작업 부하에 따라 최적화된 도크 작업지원 설비를 배치할 수 있다.The dock work support equipment active control unit 190 can actively control the dock work support equipment by considering the pre/post process workload, dock load block schedule, etc. confirmed by the dock load block schedule optimization unit 180. For example, when a dock loading block schedule is set, the work schedule requires dock work support equipment to be arranged for each process according to the dock loading block schedule and work to proceed. However, if the dock work support equipment is deployed only according to the dock loading block schedule and the dock work support equipment is not placed according to the preceding/following process workload, the dock loading block schedule may be disrupted. Therefore, in the present invention, it is possible to analyze the pre/post process workload in real time and arrange dock work support equipment optimized according to the analyzed pre/post process workload.
도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 도크 블록 정보 및 작업지원 설비 상태 모니터링 방법을 나타내는 도면이다.Figure 15 is a diagram showing a method for monitoring dock block information and work support equipment status according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 도크 탑재 블록 위치 모니터링부(150)는 도크 내부 블록 위치를 알리는 IoT 센서 데이터를 수집하여 도크 내부에서 도크 탑재 블록 위치를 실시간으로 모니터링할 수 있다. 이어서, 도크 탑재 블록 중량 모니터링부(160)는 도크 탑재 블록 위치 모니터링부(150)에서 위치가 확인된 도크 탑재 블록의 중량을 감지하는 IoT 센서 데이터를 수집하여 도크 탑재 블록 중량을 확인할 수 있다. 이어서, 도크 작업지원 설비 상태 모니터링부(170)는 도크 내부에서 작업지원 설비마다 설치된 IoT 센서로부터 감지되어 전송되는 IoT 센서 데이터를 분석하여 도크 내부 작업지원 설비 상태를 실시간으로 확인할 수 있다. 이어서, 도크 탑재 블록 일정 최적화부(180)는 선/후행 공정 작업 부하, 도크 탑재 블록 일정 등을 확인할 수 있다. 이어서, 도크 탑재 블록 일정 최적화부(180)는 도크 탑재 블록 위치 모니터링부(150)에서 모니터링되는 도크 탑재 블록 위치 정보와 도크 탑재 블록 중량 모니터링부(160)에서 모니터링되는 도크 탑재 블록 중량 정보 및 도크 작업지원 설비 상태 모니터링부(170)에서 모니터링되는 도크 작업지원 설비 상태 정보에 따라 선/후행 공정 작업 부하 분석을 할 수 있으며 도크 탑재 블록 일정 및 안벽 호선 배치를 최적화할 수 있고 3D 기반 생산 진행 현황을 효율적으로 분석할 수 있다. 이어서, 도크 작업지원 설비 능동 제어부(190)는 도크 탑재 블록 일정 최적화부(180)에서 확인된 선/후행 공정 작업 부하, 도크 탑재 블록 일정 등을 고려하여 도크 작업지원 설비를 능동적으로 제어할 수 있다. 예를 들어, 도크 탑재 블록 일정이 잡혀져 있을 때 작업 스케쥴 상 도크 작업지원 설비가 도크 탑재 블록 일정에 따른 공정별로 배치되어 작업이 진행되어야 한다. 그러나, 도크 탑재 블록 일정에 따라서만 도크 작업지원 설비를 배치하고 선/후행 공정 작업 부하에 따라 도크 작업지원 설비를 배치하지 않는 경우 도크 탑재 블록 일정에 차질이 생길 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 선/후행 공정 작업 부하를 실시간으로 분석하여 분석된 선/후행 공정 작업 부하에 따라 최적화된 도크 작업지원 설비를 배치할 수 있다.As shown, the dock mounting block position monitoring unit 150 can monitor the dock mounting block position inside the dock in real time by collecting IoT sensor data indicating the position of the block inside the dock. Next, the dock mounting block weight monitoring unit 160 can confirm the dock mounting block weight by collecting IoT sensor data that detects the weight of the dock mounting block whose location is confirmed by the dock mounting block position monitoring unit 150. Next, the dock work support equipment status monitoring unit 170 analyzes IoT sensor data detected and transmitted from IoT sensors installed for each work support equipment inside the dock to check the status of work support equipment inside the dock in real time. Next, the dock mounting block schedule optimization unit 180 can check the preceding/following process workload, dock mounting block schedule, etc. Subsequently, the dock-mounted block schedule optimization unit 180 monitors the dock-mounted block position information monitored by the dock-mounted block position monitoring unit 150, the dock-mounted block weight information monitored by the dock-mounted block weight monitoring unit 160, and the dock task. Preliminary/post-process workload analysis can be performed according to the dock work support equipment status information monitored by the support equipment status monitoring unit 170, dock loading block schedule and quay line placement can be optimized, and 3D-based production progress status can be efficiently monitored. It can be analyzed as: Subsequently, the dock work support equipment active control unit 190 can actively control the dock work support equipment by considering the pre/post process workload, dock load block schedule, etc. confirmed by the dock load block schedule optimization unit 180. . For example, when a dock loading block schedule is set, the work schedule requires dock work support equipment to be arranged for each process according to the dock loading block schedule and work to proceed. However, if the dock work support equipment is deployed only according to the dock loading block schedule and the dock work support equipment is not placed according to the preceding/following process workload, the dock loading block schedule may be disrupted. Therefore, in the present invention, it is possible to analyze the pre/post process workload in real time and arrange dock work support equipment optimized according to the analyzed pre/post process workload.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.As described above, although the present invention has been described with limited examples and drawings, the present invention is not limited thereto, and the technical idea of the present invention and the following will be understood by those skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of equivalence of the patent claims to be described.
110 : 도크 블록 위치 모니터링 IoT 디바이스
120 : 도크 블록 중량 모니터링 IoT 디바이스
130 : 도크 작업지원 설비 상태 모니터링 IoT 디바이스
140 : 통합용 IoT 디바이스110: Dock block location monitoring IoT device
120: Dock block weight monitoring IoT device
130: Dock work support facility status monitoring IoT device
140: IoT device for integration
Claims (3)
도크 내부에서 블록 위치를 확인하는 도크 탑재 블록 위치 모니터링부;
상기 도크 탑재 블록 위치 모니터링부에서 위치가 확인된 블록 중량을 확인하는 도크 탑재 블록 중량 모니터링부;
도크 내부에서 작업지원 설비 상태를 확인하는 도크 작업지원 설비 상태 모니터링부;
상기 도크 탑재 블록 위치 모니터링부에서 모니터링되는 도크 탑재 블록 위치 정보와 도크 탑재 블록 중량 모니터링부에서 모니터링되는 도크 탑재 블록 중량 정보 및 도크 작업지원 설비 상태 모니터링부에서 모니터링되는 도크 작업지원 설비 상태 정보에 따라 도크 공정에서의 선/후행 공정 작업 부하 분석을 수행하고, 상기 분석된 도크 공정에서의 선/후행 공정 작업 부하를 이용해 도크 탑재 블록 일정을 최적화하며, 상기 도크 탑재 블록 위치 정보, 상기 도크 탑재 블록 중량 정보 및 도크 작업 지원 설비 상태 정보에 기반한 선박 생산 진행 현황을 분석하는 도크 탑재 블록 일정 최적화부;
상기 도크 탑재 블록 일정 최적화부에서 확인된 선/후행 공정 작업 부하 및 도크 탑재 블록 일정을 고려하여, 도크 작업지원 설비를 제어하여 도크 탑재 블록 일정이 잡혀져 있을 때 작업 스케쥴 상 도크 작업지원 설비가 도크 탑재 블록 일정에 따른 공정별로 배치되도록 상기 도크 작업 지원설비를 능동적으로 제어하는 도크 작업지원 설비 능동 제어부를 포함하고,
상기 최적화부는 분리 이벤트 시뮬레이션(Discrete Event Simulation)을 이용해 선/후행 공정 작업 부하 분석을 수행하는 것을 특징으로 하는 도크 블록 정보 및 작업지원 설비 상태 모니터링 시스템.
As a dock block information and work support equipment status monitoring system,
A dock-mounted block position monitoring unit that checks the block position inside the dock;
A dock-mounted block weight monitoring unit that checks the weight of the block whose location is confirmed by the dock-mounted block position monitoring unit;
Dock work support equipment status monitoring unit that checks the work support equipment status inside the dock;
According to the dock mounting block location information monitored by the dock mounting block position monitoring unit, the dock mounting block weight information monitored by the dock mounting block weight monitoring unit, and the dock work support equipment status information monitored by the dock work support equipment status monitoring unit, the dock Perform pre/post process workload analysis in the process, optimize the dock loading block schedule using the pre/post process workload in the analyzed dock process, and provide the dock loading block location information and dock loading block weight information. and a dock loading block schedule optimization unit that analyzes ship production progress based on dock operation support equipment status information;
Considering the pre/post process workload and the dock loading block schedule confirmed in the dock loading block schedule optimization unit, the dock work support equipment is controlled to ensure that the dock work support facility is dock mounted according to the work schedule when the dock loading block is scheduled. It includes a dock work support equipment active control unit that actively controls the dock work support equipment to be arranged for each process according to the block schedule,
A dock block information and work support equipment status monitoring system characterized in that the optimization unit performs pre/post process workload analysis using Discrete Event Simulation.
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| Publication number | Publication date |
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| KR20220046127A (en) | 2022-04-14 |
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