KR20110119220A - 선체블록 도장건조 예측 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선체블록의 도장건조를 예측하는 시스템에 관한 것으로, 기존의 도장 건조 완료시점의 데이터를 입력하고, 초기에 측정된 기초자료와 비교하여 일치하지 않는 경우 선형보간을 통하여 정확도 있는 데이터로 출력을 한 후 이를 바탕으로 선체블록의 도장시 건조장의 온도 및 풍량 등을 측정하고, 이를 기반으로 하여 블록표면의 온도 및 블록내부 온도를 사용하여 도막 건조시간을 예측할 수 있도록 하는 선체블록 도장건조 예측 시스템을 제공한다.

Description

선체블록 도장건조 예측 시스템{Hull block personal seal dry prediction system}

본 발명은 선체블록의 도장건조를 예측하는 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선체블록의 도장시 건조장의 온도 및 풍량 등을 측정하고, 이를 기반으로 하여 블록표면의 온도 및 블록내부 온도를 사용하여 도막 건조시간을 예측할 수 있도록 하는 선체블록 도장건조 예측 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 선체의 블록을 도장을 한 후 도장을 건조하기 위하여 건조장에 블럭을 위치시키고 건조장 내부로 열풍을 공급하여 블록의 도장을 건조시켰다.

하지만, 건조중에는 건조장 내부로 사람이 들어갈 수 없기 때문에 블록의 도장건조가 완료되는지는 직접적으로 알 수 없으며, 이때문에 충분한 시간을 두고 도장블록을 건조시켰다.

하지만, 상기와 같이 충분한 시간을 두고 도장을 건조시켰을 경우 도장의 품질이 떨어질 수 있으며, 도장건조가 완료되었음에도 불구하고 지속적인 건조를 함으로써 도장시간이 늘어나 작업시간이 지연되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 블럭 내 센서를 통하여 온도 및 풍량을 측정하고 건조장 내의 수치해석을 통하여 블록의 건조시간을 예측하여 도장완료시간을 알 수 있도록 하는 선체블록 도장건조 예측 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 선체블록 도장건조 예측방법에 있어서, 해석대상을 선정하는 단계; 해석대상에 대한 케이스를 선정하는 단계; 각각의 온도 측정센서를 통하여 건조장 내의 온도정보 및 건조장 입구의 온도, 풍량정보를 수집하여 데이터베이스화하는 단계; 상기 데이터베이스를 바탕으로 정확한 예측을 위하여 보간하는 단계; 상기 보간된 데이터를 출력하는 단계; 상기 출력된 데이터를 도막건조 시뮬레이터에 입력하는 단계; 도막건조 시뮬레이터로부터 도막건조시간이 계산되어 출력되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 온도측정센서는 건조장 내부의 초기온도를 측정하는 초기온도 측정센서; 건조장으로 투입되는 풍량을 측정하는 풍량 측정센서; 건조장 입구의 온도를 측정하는 입구온도 측정센서; 블록 내부의 평균온도를 측정하는 블록내부 평균온도 측정센서; 블록 내부를 상,중,하면의 세개의 단면으로 나누어 설치되어 한 평면의 국부온도를 측정하는 국부온도 측정센서; 블록 표면의 평균온도값을 측정하는 블록표면 평균온도 측정센서; 건조장 전체의 평균온도를 측정하는 건조장 평균온도 측정센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 입력된 데이터를 정확한 예측 계산을 위하여 보간하는 단계는 시간에 대해 7차 다항식으로 피팅(fitting)을 수행하여 얻은 온도에 대한 함수를 통해 선정된 각 케이스에 해당하는 온도를 계산하는 단계; 초기온도, 풍량, 열량을 고려하여 보간인자를 선정하는 단계; 최대 8개의 값을 통해 외삽 및 내삽을 수행하는 열량보간단계; 최대 4개의 값을 통해 외삽 및 내삽을 수행하는 풍량보간단계; 최대 2개의 값을 통해 외삽 및 내삽을 수행하는 초기온도보간단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 도막건조 시뮬레이터는 블록의 케이스를 선택할 수 있는 기능; 초기 데이터와 온도측정장치의 데이터를 비교하여 보간하는 기능; 상기 보간된 데이터를 사용하여 건조 종료시간을 예측하는 기능을 컴퓨터에서 구현할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 선체블록의 도막 건조시간을 예측할 수 있도록 함으로써 도막 건조시간을 단축할 수 있는 이점이 있으며, 도막 건조시간 단축으로 인하여 건조 비용이 절감되는 효과가 있다.

또한, 도막 건조시간 단축 및 비용절감을 통하여 생산성을 향상시킬 수 있어 생산성 향상에 따른 경쟁력을 확보할 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

도 1 은 도장을 위한 블록의 종류를 나타내는 화면,
도 2 는 선체블록을 도장하기 위한 건조장의 모양이 나타나 있는 화면,
도 3 은 건조장 내부를 격자로 나누어 격자별로 온도분포를 구하는 수치해석 식,
도 4 는 블록 내부 국부온도 측정위치를 나타내는 화면,
도 5 는 도 4 에 나타난 세 개의 단면에서 온도를 측정하는 측정 위치를 나타내는 화면,
도 6 은 건조장의 온도를 측정하기 위한 온도측정 위치를 나타내는 화면,
도 7 은 선형보간을 위한 수식,
도 8 은 초기조건에서 입력데이터를 보간하는 단계를 나타내는 순서도,
도 9 는 도막건조 시뮬레이터의 동작시 구동화면,
도 10 은 도막건조 시뮬레이터의 선택 결과를 나타낸 화면,
도 11 은 도막건조 시뮬레이터의 메뉴구성중 설정버튼을 나타내는 화면,
도 12 는 도막건조 시뮬레이터의 메뉴구성중 결과버튼을 나타내는 화면,
도 13 은 도막건조 시뮬레이터의 메뉴구성중 결과버튼에서 평균온도를 눌렀을 때의 화면,
도 14 는 결과버튼 중 국부온도버튼을 눌렀을 경우의 화면에서 각 국부별 위치를 클릭할 경우 그 국부위치에서 시간에 따른 온도변화 그래프를 보여주는 화면,
도 15 는 도막건조 시뮬레이터의 메뉴구성중 도장 건조 시간 추정 결과를 나타내는 화면,
도 16 은 초기 입력데이터 및 온도시간에 대한 최종 보고서의 화면을 나타낸 화면,
도 17 은 도막건조 시뮬레이터의 열풍기 조건설정중 초기온도, 풍량값 및 입구온도의 입력값이 제한범위를 초과하였을 때의 경고화면을 나타내는 화면.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 해석대상을 선정하는 단계; 해석대상에 대한 케이스를 선정하는 단계; 각각의 온도 측정센서를 통하여 건조장 내의 온도정보 및 건조장 입구의 온도, 풍량정보를 수집하여 데이터베이스화하는 단계; 상기 데이터베이스를 바탕으로 정확한 예측을 위하여 보간하는 단계; 상기 보간된 데이터를 출력하는 단계; 상기 출력된 데이터를 도막건조 시뮬레이터에 입력하는 단계; 도막건조 시뮬레이터로부터 도막건조시간이 계산되어 출력되는 단계를 포함한다.

해석대상을 선정하는 단계는 도장되는 블록의 모델을 설정하는 것으로, 모델정보를 미리 입력해 놓은 후 선택할 수 있도록 한다.

도 1 은 도장을 위한 블록의 종류를 나타내는 것으로, 모델별 열·유동장이 해석되어 있으며 기초 데이터베이스가 구축되어 있다.

해석대상에 대한 케이스를 선정하는 단계는 도장되는 블록의 모델별로 사용되어지는 건조장의 크기 및 종류를 선택하는 것으로, 건조장의 크기 및 열풍계의 종류를 선택함으로써 도장되는 블록의 모델에 따라 건조장의 크기 및 풍량에 따라 달라지는 온도 및 풍량에 따라 건조시스템을 선택할 수 있도록 하는 것이다.

한편, 도 2 를 보면 선체블록을 도장하기 위한 건조장의 모양이 나타나 있는데, 건조장은 도장하고자 하는 선체블록을 밀폐시킬 수 있도록 되어 있으며, 일면에는 도장을 위한 열풍을 주입시킬 수 있는 열풍공급 덕트가 형성되어 있으며, 타면에는 건조에 사용된 열풍이 외부로 빠져나갈 수 있는 배기구가 형성되어 있다.

한편, 상기 건조장 내부의 열·유동장 해석을 위한 수치해석 식은 도 3 에 나타난 것과 같다.

상기 도 3 에 나타난 수식을 적용하기 위해서 건조장 내부를 격자로 나누어 격자별로 온도분포를 구하는 시스템이 적용되는데, 이때의 격자시스템의 격자수는 100만개로 나누어 사용하는 것이 바람직하다. 이는 다양한 개수의 격자수를 가지고 실험을 해본 결과 격자수가 100만개 이상일 때와 100만개일 경우의 결과가 일치하는 것으로 나타나서 해석의 최적화를 위하여 선택된 격자 시스템이다.

각각의 온도측정센서를 통하여 건조장 내의 온도정보 및 건조장 입구의 온도, 풍량정보를 수집하여 데이터베이스화하는 단계는 건조장 내에 설치되어 있는 온도측정센서로부터 온도정보를 입력받도록 하는 것으로, 상기 온도측정센서는 건조장 내부의 초기온도를 측정하는 초기온도 측정센서; 건조장으로 투입되는 풍량을 측정하는 풍량 측정센서; 건조장 입구의 온도를 측정하는 입구온도 측정센서; 블록 내부의 평균온도를 측정하는 블록내부 평균온도 측정센서; 블록 내부를 상,중,하면의 세개의 단면으로 나누어 설치되어 한 평면의 국부온도를 측정하는 국부온도 측정센서; 블록 표면의 평균온도값을 측정하는 블록표면 평균온도 측정센서; 건조장 전체의 평균온도를 측정하는 건조장 평균온도 측정센서를 포함한다.

도 4 는 블록 내부 국부온도 측정위치를 나타내는 것으로, 블록 내부를 상,중,하면의 세개의 단면(도면에서 A(상단), B(중단), C(하단))으로 나누어 설치되는 것을 보여준다. 도 5 는 상기 도 4 에 나타난 세 개의 단면에서 온도를 측정하는 측정 위치를 나타내는 것으로, 선정된 세 개의 단면에 대하여 일정한 간격을 두고 한 단면당 총 25개의 온도측정 위치를 선정하여 시간변화에 따른 온도측정을 수행한다.

한편, 도 6 은 건조장의 온도를 측정하기 위한 온도측정 위치를 나타내는 것이다.

상기 데이터베이스를 바탕으로 정확한 예측을 위하여 보간하는 단계는 시간에 대해 7차 다항식으로 피팅(fitting)을 수행하여 얻은 온도에 대한 함수를 통해 선정된 각 케이스에 해당하는 온도를 계산하는 단계; 초기온도, 풍량, 열령을 고려하여 보간인자를 선정하는 단계; 최대 8개의 값을 통해 외삽 및 내삽을 수행하는 열량보간단계; 최대 4개의 값을 통해 외삽 및 내삽을 수행하는 풍량보간단계; 최대 2개의 값을 통해 외삽 및 내삽을 수행하는 초기온도 보간단계를 포함한다.

상기와 같이 보간을 하는 이유는 시뮬레이터에 입력되는 값(초기온도, 풍량, 열량)들이 선정된 케이스들의 입력값(초기온도, 풍량, 열량)들과 일치하지 않는 경우 선정된 케이스들로 얻은 데이터베이스를 활용하여 선형보간을 통해 해당하는 출력값을 도출하기 위함이다. 따라서 보간인자는 초기온도, 풍량, 열량이 된다.

보간방법에는 선형보간이 많이 사용되며, 선형보간을 수식을 도 7 에 나타내었다.

또한, 상기 초기조건에서 입력데이터를 보간하는 단계를 도 8 에 나타내었으며, 도 8 을 보면 초기에 입력되는 값인 초기온도, 풍량, 열량을 선정된 케이스들의 입력값과 비교하여 일치하지 않는 경우 보간을 시행하여 출력값을 계산하도록 하는 것을 나타내고 있다.

한편, 상기 도막건조 시뮬레이터는 블록의 케이스를 선택할 수 있는 기능; 초기 데이터와 온도측정장치의 데이터를 비교하여 보간하는 기능; 상기 보간된 데이터를 사용하여 건조 종료시간을 예측하는 기능을 실현사키기 위한 프로그램을 포함한다.

도막건조 시뮬레이터로부터 도막건조시간이 계산되어 출력되는 단계는 보간된 데이터를 입력한 후 도막건조 시뮬레이터의 계산에 의하여 도막건조시간을 예측하는 것으로, 건조시간 예측 결과는 컴퓨터의 모니터상에 디스플레이된다.

도 9 는 상기 도막건조 시뮬레이터의 동작 화면을 나타내는 것으로, 해석모델 및 해석모델을 건조시킬 건조장의 크기 등을 선택하고 설정할 수 있는 선택버튼 및 계산시작, 계산결과, 보고서작성 등의 버튼이 형성되어 있다. 상기 버튼을 통하여 모델 및 건조장의 크기를 선택할 경우 도 10 에서 보는 바와 같이 선택된 블록 및 건조장의 모양에 대한 정보를 나타내준다.

도 10 은 도막건조 시뮬레이터의 선택 결과를 나타낸 화면이고, 도 11 은 도막건조 시뮬레이터의 메뉴구성중 설정버튼을 나타내는 것으로, 화면 상단에 설정버튼을 눌렀을 경우 구성을 보여주고 있다. 상기 설정버튼을 눌러 블록의 모델을 선택하고, 건조하는 열풍기의 설정조건을 변경할 수 있다.

도 12 및 도 13 은 도막건조 시뮬레이터의 메뉴구성중 결과버튼을 나타내는 것으로, 화면 상단에 있는 결과버튼을 눌렀을 경우 구성을 보여주고 있다. 상기 결과버튼을 눌러 계산된 결과값을 볼 수 있으며, 건조장 내의 평균온도 및 블록의 국부온도를 디스플레이하여 확인할 수 있다. 도 12 는 평균온도버튼을 눌렀을 경우의 화면을 나타내는 것이고, 도 13 은 국부온도버튼을 눌렀을 경우의 화면을 나타내는 것이다.

도 14 는 결과버튼 중 국부온도버튼을 눌렀을 경우의 화면에서 각 국부별 위치를 클릭할 경우 그 국부위치에서의 온도변화 그래프를 보여준다.

도 15 는 도막건조 시뮬레이터의 메뉴구성중 도장 건조 시간 추정 결과를 나타내는 화면을 보여주고 있다.

도 16 은 초기 입력데이터 및 온도시간에 대한 최종 보고서의 화면을 나타낸 것으로, 본 발명을 통하여 얻고자 하는 선체블록의 도장건조 완료 예상시간을 나타내주고 있다.

도 17 은 도막건조 시뮬레이터의 열풍계 조건설정중 초기온도, 풍량값 및 입구온도의 입력값이 제한범위를 초과하였을 때의 경고화면을 나타내는 것이다.

이와 같은 구성 및 단계로 이루어진 된 본 발명의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

우선 도막건조 시뮬레이터에서 도장된 선체블록의 종류 및 건조장의 크기를 선택한다. 선택이 완료된 후 초기온도, 풍량값, 입구온도를 측정하여 데이터를 입력받고 시뮬레이터에 입력되어 있는 데이터와 비교한다.

데이터가 일치하지 않으면 선형보간 계산을 통하여 보간된 데이터를 출력하게 되고, 이를 도막건조 예측시간을 계산하기 위한 데이터로 활용한다.

선체블록의 건조가 시작되면 건조장에 설치도 또는 온도측정센서로부터 측정되는 온도정보가 도막건조 시뮬레이터로 입력되게 되며, 수치해석을 통해 예상시간을 계산하게 되고, 계산결과를 보고서 형식으로 나타냄으로써 예상 건조 완료시간을 알 수 있도록 하는 것이다.

상술한 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.

없음.

Claims (4)

1. 선체블록 도장건조 예측방법에 있어서, 해석대상을 선정하는 단계; 해석대상에 대한 케이스를 선정하는 단계; 각각의 온도 측정센서를 통하여 건조장 내의 온도정보 및 건조장 입구의 온도, 풍량정보를 수집하여 데이터베이스화하는 단계; 상기 데이터베이스를 바탕으로 정확한 예측을 위하여 보간하는 단계; 상기 보간된 데이터를 출력하는 단계; 상기 출력된 데이터를 도막건조 시뮬레이터에 입력하는 단계; 도장건조 시뮬레이터로부터 도장건조시간이 계산되어 출력되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 선체블록 도장건조 예측 시스템.
   
2. 청구항 1 에 있어서,
   상기 온도측정센서는 건조장 내부의 초기온도를 측정하는 초기온도 측정센서; 건조장으로 투입되는 풍량을 측정하는 풍량 측정센서; 건조장 입구의 온도를 측정하는 입구온도 측정센서; 블록 내부의 평균온도를 측정하는 블록내부 평균온도 측정센서; 블록 내부를 상,중,하면의 세개의 단면으로 나누어 설치되어 한 평면의 국부온도를 측정하는 국부온도 측정젠서; 블록 표면의 평균온도값을 측정하는 블록표면 평균온도 측정센서; 건조장 전체의 평균온도를 측정하는 건조장 평균온도 측정센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 선체블록 도장건조 예측 시스템.
   
3. 청구항 1 에 있어서,
   상기 입력된 데이터를 정확한 예측 계산을 위하여 보간하는 단계는 시간에 대해 7차 다항식으로 피팅(fitting)을 수행하여 얻은 온도에 대한 함수를 통해 선정된 각 케이스에 해당하는 온도를 계산하는 단계; 초기온도, 풍량, 열령을 고려하여 보간인자를 선정하는 단계; 최대 8개의 값을 통해 외삽 및 내삽을 수행하는 열량보간단계; 최대 4개의 값을 통해 외삽 및 내삽을 수행하는 풍량보간단계; 최대 2개의 값을 통해 외삽 및 내삽을 수행하는 초기온도보간단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 선체블록 도장건조 예측 시스템.
   
4. 청구항 1 에 있어서,
   상기 도막건조 시뮬레이터는 블록의 케이스를 선택할 수 있는 기능; 초기 데이터와 온도측정장치의 데이터를 비교하여 보간하는 기능; 상기 보간된 데이터를 사용하여 건조 종료시간을 예측하는 기능을 프로그램화하여 컴퓨터에서 구현하는 것을 특징으로 하는 선체블록 도장건조 예측 시스템.
   
   
   
   

Images