KR20230014273A - 중장비 보유 대수의 적정성 진단 시스템 및 방법 - Google Patents

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삼성중공업 주식회사
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Abstract

중장비 보유 대수의 적정성 진단 시스템 및 방법이 개시된다. 적정성 진단 시스템은 중장비들에 각각 구비되어, 상응하는 중장비의 구동 정보 및 위치 정보를 생성하는 구동 정보 생성 장치; 및 각각의 구동 정보 생성 장치로부터 수신된 구동 정보와 위치 정보를 이용하여 각 중장비의 단위 작업 기간 및 유휴 기간에 관한 작업 정보를 생성하고, 미리 설정된 중장비 그룹 각각에 대해 해당 중장비 그룹에 속하는 중장비들의 작업 정보를 이용하여 보유한 중장비의 수량 증감에 따른 리스크 챠트를 생성하는 진단 장치를 포함한다.

Description

중장비 보유 대수의 적정성 진단 시스템 및 방법{System and method for adequacy of the quantity of heavy equipment}
본 발명은 중장비 보유 대수의 적정성 진단 시스템 및 방법에 관한 것이다.
조선소나 건설 현장, 항구 컨테이너의 선적 및 하역 현장, 중량물 조립 현장 등에서는 작업에 필요한 중량물이나 컨테이너 등의 인양물을 목표 지점으로 이동시키기 위해 다양한 이동형 중장비가 운용되고 있다. 이러한 중장비에는 이동식 크레인, 지게차, 고소차, 트랜스포터 등이 있다.
조선소 등에서 운용되는 중장비는 자사에서 구매한 장비와 임차 장비로 구분되어 관리되고 있으며, 중장비의 구매와 임차를 위해 많은 비용이 지출되고 있다.
중장비의 일 예로서, 이동식 크레인은 중량물을 목표 지점으로 이동시키는 작업에서 편의성을 제공하기 때문에 많이 활용되고 있다.
도 1에는 이동식 크레인의 센서 데이터에 기반한 가동 시간을 바탕으로 정리된 일별 가동률 차트가 예시되어 있다.
이동식 크레인이 실제 작업에 어느 정도로 투입되었는지를 의미하는 가동률에 관한 정보가 적절하게 관리되지 않아, 도 1에 예시된 바와 같이 일부 중장비는 하루종일 전혀 가동되지 않는 날들이 빈번하게 발생되고 있다.
또한, 이동식 크레인과 같은 이동형 중장비의 가동률이 종합적으로 관리되지 않기 때문에, 조선소 등에 이동형 중장비들이 적정한 수량으로 구비되어 있는지 판단될 수 없을 뿐 아니라, 구비된 이동형 중장비조차 효율적으로 운용되지 못하는 문제점이 있다.
대한민국공개특허 제10-2018-0105807호
본 발명은 보유한 중장비들 각각에 대한 작업 정보를 생성하고, 생성된 작업 정보를 이용하여 보유 대수별 중장비 운용 상황을 다양하게 시뮬레이션함으로써, 중장비 그룹별 적정 보유 대수를 판단할 수 있도록 하는 중장비 보유 대수의 적정성 진단 시스템 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 각 중장비의 작업 정보에 기반하여 시뮬레이션된 리스크 챠트를 참조하여 가동률이 저조한 중장비 그룹의 보유 대수를 조정할 수 있도록 함으로써, 불필요한 고정비의 상승 및 지출을 방지할 수 있고, 이를 통해 제조 원가를 절감할 수 있는 중장비 보유 대수의 적정성 진단 시스템 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 중장비들에 각각 구비되어, 상응하는 중장비의 구동 정보 및 위치 정보를 생성하는 구동 정보 생성 장치; 및 각각의 구동 정보 생성 장치로부터 수신된 구동 정보와 위치 정보를 이용하여 각 중장비의 단위 작업 기간 및 유휴 기간에 관한 작업 정보를 생성하고, 미리 설정된 중장비 그룹 각각에 대해 해당 중장비 그룹에 속하는 중장비들의 작업 정보를 이용하여 보유한 중장비의 수량 증감에 따른 리스크 챠트를 생성하는 진단 장치를 포함하는 중장비 보유 대수의 적정성 진단 시스템이 제공된다.
상기 진단 장치는, 상기 구동 정보와 상기 위치 정보를 수신하는 서버 수신부; 상기 구동 정보 및 상기 위치 정보를 이용하여, 대응되는 중장비의 식별자, 미리 설정된 기간의 각 일자에서 단위 작업 기간의 개시 시각과 개시 위치, 완료 시각과 완료 위치를 포함하는 작업 정보를 생성하는 작업정보 생성부; 및 중장비 그룹 각각에서, 속하는 중장비의 수량을 순차적으로 1대씩 변화시키면서 상기 중장비 그룹에 속하는 모든 중장비들의 작업 정보에 포함된 단위 작업 기간들을 변화된 수량의 중장비들만을 대상으로 다시 할당하는 시뮬레이션 처리를 통해 상기 리스크 챠트를 생성하는 시뮬레이션부를 포함할 수 있다.
상기 시뮬레이션부는 미리 지정된 제약 조건을 적용하여 단위 작업 기간들을 다시 할당하는 시뮬레이션 처리를 수행하되, 상기 제약 조건은 1) 특정의 중장비에 대해 이미 할당된 단위 작업 기간과 시간이 일부라도 겹치도록 새로운 단위 작업 기간이 할당될 수 없고, 2) 인접하도록 할당된 단위 작업 기간들의 작업 위치가 서로 다르면, 선행 단위 작업 기간의 작업 위치로부터 후행 단위 작업 기간의 작업 위치까지의 이동 시간이 선행 또는 후행 단위 작업 기간에 합산되도록 조정된 단위 작업 기간으로 적용되어야 하며, 3) 단위 작업 기간의 개시 시점은 늦춰져 할당될 수 없도록 미리 지정될 수 있다.
상기 이동 시간은 미리 저장된 GIS기반 지도를 이용하여 선행 단위 작업 기간의 작업 위치로부터 후행 단위 작업 기간의 작업 위치까지 이동하기 위한 이동 경로를 결정한 후, 해당 이동형 중장비가 속하는 중장비 그룹에 따른 상기 이동 경로 상의 각 구간에 대해 미리 저장된 이동 속도 정보를 이용하여 산출될 수 있다. 여기서, 각 구간별 상기 이동 속도 정보는 미리 지정된 기간 동안 각각의 중장비 그룹에 속하는 이동형 중장비들이 해당 구간을 이동한 속도의 평균값으로 산출될 수 있다.
상기 시뮬레이션부는 상기 리스크 챠트를 참조하여 미리 지정된 리스크 발생률을 만족하는 각 중장비 그룹별 최적 중장비 보유 수량에 관한 판정 정보를 생성할 수 있다.
상기 구동 정보 생성 장치로부터 작업 상황에 관한 영상 정보가 더 수신되는 경우, 상기 작업정보 생성부는, 상기 위치 정보가 미리 지시된 작업 위치에 부합하는지 여부를 판단하고, 미리 지정된 영상 정보 해석 기법에 따라 상기 영상 정보에서 미리 지정된 대상 객체를 검출하여 상기 대상 객체가 시간 경과에 따라 미리 특정된 특성 변화를 나타내는지를 판단하여 유효한 작업 상태인지 여부를 판단하며, 상기 단위 작업 기간이 준비 구간과 유효 작업 구간을 포함하도록 세분화된 상기 작업 정보를 생성할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 중장비 보유 대수의 적정성 진단 방법을 수행하도록 하기 위해 컴퓨터-판독 가능 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램으로서, 상기 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터로 하여금 이하의 단계들을 수행하도록 하며, 상기 단계들은, 중장비들에 각각 구비된 구동 정보 생성 장치로부터 수신된 상응하는 중장비의 구동 정보 및 위치 정보를 이용하여, 대응되는 중장비에 대한 작업 정보를 생성하는 단계; 중장비 그룹 각각에서, 속하는 중장비의 수량을 변화시키면서 상기 중장비 그룹에 속하는 모든 중장비들의 작업 정보에 포함된 단위 작업 기간들을 변화된 수량의 중장비들만을 대상으로 다시 할당하는 시뮬레이션 처리를 통해 리스크 챠트를 생성하는 단계; 및 상기 리스크 챠트를 참조하여 미리 지정된 리스크 발생률을 만족하는 각 중장비 그룹별 최적 중장비 보유 수량에 관한 판정 정보를 생성하는 단계를 포함하되, 상기 작업 정보는 중장비의 식별자, 미리 설정된 기간의 각 일자에서 단위 작업 기간의 개시 시각과 개시 위치, 완료 시각과 완료 위치를 포함하고, 상기 시뮬레이션 처리는 1) 특정의 중장비에 대해 이미 할당된 단위 작업 기간과 시간이 일부라도 겹치도록 새로운 단위 작업 기간이 할당될 수 없고, 2) 인접하도록 할당된 단위 작업 기간들의 작업 위치가 서로 다르면, 선행 단위 작업 기간의 작업 위치로부터 후행 단위 작업 기간의 작업 위치까지의 이동 시간이 선행 또는 후행 단위 작업 기간에 합산되도록 조정된 단위 작업 기간으로 적용되어야 하며, 3) 단위 작업 기간의 개시 시점은 늦춰져 할당될 수 없도록 미리 지정된 제약 조건을 적용하여 수행될 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 보유한 중장비들 각각에 대한 작업 정보를 생성하고, 생성된 작업 정보를 이용하여 보유 대수별 중장비 운용 상황을 다양하게 시뮬레이션함으로써, 중장비 그룹별 적정 보유 대수를 판단할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 각 중장비의 작업 정보에 기반하여 시뮬레이션된 리스크 챠트를 참조하여 가동률이 저조한 중장비 그룹의 보유 대수를 조정할 수 있도록 함으로써, 불필요한 고정비의 상승 및 지출을 방지하고, 이를 통해 제조 원가를 절감하는 효과도 있다.
도 1은 이동식 크레인의 센서 데이터에 기반한 가동 시간을 바탕으로 정리된 일별 가동률 차트의 일 예.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 중장비 보유 대수의 적정성 진단 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 중장비 운용 상황에 관한 시뮬레이션 기법을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 GIS기반 지도를 이용한 이동 시간 산출 기법을 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 리스크 챠트의 표현 예시도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 구동 정보 생성 장치가 장착된 이동식 크레인을 예시한 도면.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동식 크레인이 작업물 인양한 상태를 인식하는 개념을 설명하기 위한 도면.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 중장비 보유 대수의 적정성 진단 방법을 나타낸 순서도.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 중장비 보유 대수의 적정성 진단 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 중장비 운용 상황에 관한 시뮬레이션 기법을 설명하기 위한 도면이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 GIS기반 지도를 이용한 이동 시간 산출 기법을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 리스크 챠트의 표현 예시도이다.
도 2를 참조하면, 중장비 보유 대수에 관한 적정성 진단 시스템은 진단 장치(130)와 각각의 이동형 중장비에 구비된 구동 정보 생성 장치(120)를 포함할 수 있다.
본 명세서에서는 설명의 편의를 위해 이동형 중장비가 이동식 크레인(110)인 경우를 예로 들어 설명하지만, 본 발명의 기술적 사상이 지게차, 고소차, 트랜스포터 등과 같이 조선소 등의 산업 현장에서 운용되는 다양한 중장비에 제한없이 적용될 수 있음은 당연하다.
이동식 크레인(110)에 구비되는 구동 정보 생성 장치(120)는 장치 통신부(122), 구동정보 생성부(124) 및 GPS부(126)를 포함할 수 있다. 도시되지는 않았으나, 구동 정보 생성 장치(120)에는 장치 통신부(122) 등에 구동 전원을 공급하기 위한 전원부가 더 포함될 수도 있다.
장치 통신부(122)는 통신망을 통해 서버 통신부(132)와 통신하여, 서버 통신부(132)로 구동정보 생성부(124) 및 GPS부(126)에서 각각 생성된 정보(즉, 구동 정보, 위치 정보)를 전송할 수 있다.
이때, 장치 통신부(122)는 해당 정보가 어떤 이동식 크레인(110)에서 전송된 것인지를 진단 장치(130)가 인식할 수 있도록 장치 식별자를 더 전송할 수 있음은 당연하다.
구동정보 생성부(124)는 해당 이동형 중장비, 예를 들어 이동식 크레인(110)의 가동에 관한 구동 정보를 생성한다.
이동식 크레인(110)은 이동이 가능하도록 차량에 고정 설치될 수 있고, 구동 정보는 예를 들어 이동식 크레인(110)의 시동 온, 시동 오프에 관한 정보, 이동식 크레인(110)이 구동될 때 발생되는 진동에 관한 정보 등을 이용하여 생성될 수 있다.
후술되는 바와 같이, 진단 장치(130)는 예를 들어, 임의의 이동식 크레인(110)에 대한 구동 정보들 각각이 수신된 시간 정보를 이용하여 해당 이동식 크레인(110)이 언제 가동을 개시하고 또한 언제 가동을 종료하였는지에 대한 작업 정보를 생성할 수 있다.
GPS부(126)는 GPS 수신기를 포함하며, 이동식 크레인(110)의 GPS 위치 좌표에 관한 위치 정보를 생성한다.
진단 장치(130)는 서버 통신부(132), 작업정보 생성부(134), 시뮬레이션부(136) 및 지도 관리부(138)를 포함할 수 있다.
서버 통신부(132)는 통신망을 통해 장치 통신부(122)로부터 구동정보 생성부(124)에 의해 생성된 구동 정보와, GPS부(126)에서 생성된 위치 정보를 수신한다.
즉, 서버 통신부(132)는 현장에 배치된 다수개의 이동식 크레인(110)에 각각 구비된 구동 정보 생성 장치(120)로부터 해당 이동식 크레인(110)에 대한 구동 정보와 위치 정보를 수신할 수 있다.
작업정보 생성부(134)는 각 이동식 크레인(110)에 대해 수신된 구동 정보와 위치 정보를 이용하여 각 이동식 크레인(110)에 대한 작업 정보를 생성한다. 각 이동식 크레인(110)에 대해 생성된 작업 정보는 미리 설정된 크레인 그룹별로 종합 정리되어 해당 그룹에 속하는 이동식 크레인(110)들에 대한 통합 작업 정보로 재구성될 수도 있다. 작업 정보는 저장부(도시되지 않음)에 저장될 수 있다.
조선소 등의 산업 현장에서 보유한 이동식 크레인(110)들은 미리 설정된 기준(예를 들어, 작업 유형, 작업 가능 중량 등)에 의해 하나 이상의 크레인 그룹으로 분류될 수 있다. 마찬가지로, 이동식 크레인(110) 이외의 중장비들로 미리 설정된 기준에 따라 하나 이상의 중장비 그룹으로 분류될 수 있을 것이다.
각 이동식 크레인(110)에 대한 작업 정보는 예를 들어, 이동식 크레인(110)의 식별자, 각 일자의 단위 작업 기간의 개시 시각과 개시 위치, 각 일자의 단위 작업 기간의 완료 시각과 완료 위치 등에 대한 정보를 포함할 수 있다.
여기서, 단위 작업 기간은 이동식 크레인(110)이 작업을 위해 시동 온된 후 다시 시동 오프될까지 연속하는 시간으로 정의될 수 있다. 따라서, 하나의 이동식 크레인(110)이 하루 동안 여러 번 시동 온 및 시동 오프되는 경우에는 해당 일자에 여러 개의 단위 작업 기간이 존재할 수도 있다.
작업정보 생성부(134)는 예를 들어 지정된 기간 동안의 작업 정보(예를 들어, 현재 시점부터 지난 2개월동안에 해당되는 작업 정보)를 참조하여, 해당 기간 동안의 가동 일수와 가동률(예를 들어, 2개월 동안 가동일수 19일, 가동률 0.48 등)을 산출할 수도 있다. 가동률은 예를 들어, '총 가동 시간 / 총 시간' 등으로 산출될 수 있다.
시뮬레이션부(136)는 각 크레인 그룹에 포함되는 이동식 크레인(110)들의 미리 지정된 기간(예를 들어, 현재 시점부터 지난 2개월동안에 해당되는 작업 정보) 동안의 작업 정보를 이용하여 중장비 보유 수량의 적정성 진단을 위한 시뮬레이션을 수행하여 리스크 챠트(Risk Chart)(도 5 참조)를 생성한다.
작업 정보는 도 3에 예시된 바와 같이, 단위 작업 기간들과 유휴 기간들이 교번하는 형태로 생성될 수 있다.
여기서, 시뮬레이션부(136)는 n개의 중장비의 작업 정보에 포함된 단위 작업 기간들이 변경된 수량의 m개의 중장비만을 대상으로 다시 할당되어 재구성되도록 하거나, 하나 이상의 중장비의 작업 정보에 포함된 단위 작업 기간을 다른 중장비의 유휴 기간에 삽입하는 등의 방식으로, n개의 중장비들의 단위 작업 기간들이 상대적으로 적은 수량의 중장비들을 대상으로 최대한 할당되도록 재배치하는 시뮬레이션 처리를 수행할 수 있다.
도 3을 참조하면, 동일한 크레인 그룹에 이동형 중장비 A 내지 C가 속한다고 할 때, 중장비 A 내지 C 각각의 작업 정보는 단위 작업 기간들과 유휴 기간들이 교번하는 형태를 가진다. 일 예로, 중장비 A는 단위 작업 기간 ①, ② 및 ③을 포함하고, 중장비 B는 단위 작업 기간 ④, ⑤ 및 ⑥을 포함하고, 각 단위 작업 기간의 사이는 유휴 기간으로 설정된다.
여기서, 시뮬레이션부(136)는 중장비 A와 B의 작업 정보를 참조하여, 중장비 C의 단위 작업 기간 ⑦, ⑧, ⑨ 및 ⑩ 각각을 중장비 A와 B의 유휴 기간에 삽입할 수 있는지를 판단하고, 삽입이 가능한 경우에는 각각의 유휴 기간을 대체하도록 중장비 C의 단위 작업 기간을 삽입할 수 있다.
이때, 중장비 C의 단위 작업 기간을 중장비 A와 B의 유휴 기간에 삽입함에 있어, 중장비 C의 단위 기간의 길이에 상응하는 유휴 기간을 확보하기 위해 중장비 A와 B의 단위 작업 기간을 조정할 수도 있다. 도 3에 예시된 바와 같이, 중장비 B의 단위 작업 기간 ⑤가 중장비 A의 유휴 기간에 삽입될 수 있다.
즉, 시뮬레이션부(136)는 각 크레인 그룹에 포함되는 이동식 크레인(110)들의 작업 정보에 포함된 단위 작업 기간을 모두 추출한 후, 추출된 단위 작업 기간들이 지정된 수량의 이동식 크레인(110)들만을 대상으로 후술되는 제약 조건에 따라 순차적으로 배열되도록 다시 할당하는 시뮬레이션 처리를 수행할 수 있다. 이를 통해, 각 이동식 크레인(110)에는 최대한의 단위 작업 기간이 할당됨으로써, 최대의 가동 시간으로 가동된 형태가 된다. 물론, 이해의 편의를 위해 앞서 설명한 방식과 같이, 하나 이상의 이동식 크레인(110)의 단위 작업 기간을 다른 이동식 크레인(110)들의 유휴 기간에 삽입하는 형태로 시뮬레이션 처리가 수행될 수도 있음은 당연하다.
이를 통해, 도 2에 예시된 바와 같이, 기존에 현장 작업이 중장비 A 내지 C, 즉 3대의 중장비에 의해 실시되었다고 가정할 때, 시뮬레이션부(136)의 시뮬레이션 처리에 의해 현장 작업된 작업량은 중장비 A 및 B, 즉 2대의 중장비만으로도 충분하였다는 것이 확인될 수 있다.
시뮬레이션부(136)는 각 크레인 그룹에 속하는 이동식 크레인(110)들의 단위 작업 기간을 재할당하는 시뮬레이션 처리를 수행함에 있어, 미리 지정된 제약 조건을 적용할 수 있다.
제약 조건은 예를 들어, 1) 하나의 중장비가 동시에 다수개의 작업을 수행할 수 없기 때문에, 해당 중장비에 대해 이미 할당된 단위 작업 기간과 시간이 일부라도 겹치는 새로운 단위 작업 기간은 할당하지 않을 것, 2) 연속하도록 할당된 단위 작업 기간들의 작업 위치가 서로 다르면, 선행 단위 작업 기간의 작업 위치로부터 후행 단위 작업 기간의 작업 위치까지의 이동 시간이 선행 또는 후행 단위 작업 기간에 합산되도록 조정한 단위 작업 기간으로 적용할 것, 3) 중장비에 의한 단위 작업 기간의 개시 시점이 늦춰지면 후속하는 작업 공정에 영향을 미치기 때문에, 각 단위 작업 기간의 개시 시점은 늦춰져 할당되지 않을 것 등으로 미리 설정될 수 있다.
여기서, 선행 단위 작업 기간의 작업 위치로부터 후행 단위 작업 기간의 작업 위치까지의 이동 시간은 지도 관리부(138)에 의해 산출될 수 있다.
지도 관리부(138)는 미리 생성되어 저장부에 저장된 GIS(Geographic Information Sysem)기반 지도를 이용하여 이동형 중장비의 이동 시간을 산출할 수 있다.
GIS기반 지도는 조선소 등 산업 현장의 형상과 각 위치 사이의 거리에 대한 정보를 포함하는 지도 데이터일 수 있다. 지도 관리부(138)는 GIS기반 지도에서 이동형 중장비가 주행할 수 있는 도로를 각 구간으로 구분하여, 각 구간에 대한 이동 속도 정보를 관리할 수 있다.
여기서, 도로의 각 구간은 예를 들어, 교차로를 기준하여 구분하도록 미리 설정될 수 있다. 각 구간의 이동 속도 정보는 미리 지정된 기간 동안 이동형 중장비가 해당 구간을 이동한 속도의 평균값으로 산출될 수 있다. 각 구간의 이동 속도 정보는 미리 설정된 중장비 그룹별로 각각 산출되어 관리될 수 있다.
구체적으로, 지도 관리부(138)는 예를 들어, 각각의 이동형 중장비에 구비된 구동 정보 생성 장치(120)의 GPS부(126)에서 생성되어 제공되는 위치 정보를 이용하여 해당 이동형 중장비가 어떤 구간에 위치하였는지를 인식할 수 있고, 위치 정보의 변화 추이와 변화률을 참조하여 해당 이동형 중장비의 이동 방향과 이동 속도를 산출할 수 있다.
지도 관리부(138)는 각각의 이동형 중장비에 대해 산출된 각 구간의 이동 방향별 이동 속도를 미리 설정된 중장비 그룹별로 구분한 후, 미리 지정된 기간 동안의 평균값을 산출하여 중장비 그룹에 상응하는 각 구간의 이동 방향별 이동 속도 정보로 산출할 수 있다. 여기서, 미리 지정된 기간 동안 각 구간을 주행하는 이동형 중장비로부터 수집되는 위치 정보를 이용하여 산출된 각 구간의 이동 방향별 이동 속도는 미리 지정된 주기마다 갱신될 수 있고, 이를 통해 보다 정확한 이동 시간 산출이 가능해질 수 있다.
시뮬레이션부(136)에 의해 단위 작업 기간을 재할당하는 시뮬레이션 처리가 수행될 때, 연속하도록 할당되는 단위 작업 기간들의 작업 위치가 서로 다르면, 지도 관리부(138)는 선행 단위 작업 기간의 작업 위치로부터 후행 단위 작업 기간의 작업 위치까지 이동하기 위한 이동 경로를 결정한 후, 해당 이동형 중장비가 속하는 중장비 그룹에 따른 이동 경로의 각 구간별 이동 속도 정보를 이용하여 해당 이동 경로에 대한 이동 시간을 산출한다(도 4의 (b) 참조).
지도 관리부(138)에 의해 이동 시간이 산출되면, 시뮬레이션부(136)는 산출된 이동 시간이 선행 또는 후행 단위 작업 기간에 합산되도록 조정된 단위 작업 기간을 이용하여 각 크레인 그룹에 속하는 이동식 크레인(110)들의 단위 작업 기간을 재할당하는 시뮬레이션 처리를 수행한다.
지도 관리부(138)가 선행 단위 작업 기간의 작업 위치로부터 후행 단위 작업 기간의 작업 위치까지 이동하기 위한 이동 경로를 결정함에 있어, 예를 들어 최단 거리 경로, 최단 시간 경로, 추천 경로 등 중 어떤 경로를 이동 경로로 결정하도록 할 것인지는 미리 특정될 수 있다.
지도 관리부(138)는 독립된 구성 요소로 진단 장치(130)에 포함될 수도 있으나, 시뮬레이션부(136)에 포함되도록 구현될 수도 있다.
시뮬레이션부(136)는 특정 크레인 그룹에 n대의 이동형 중장비가 속하는 것으로 설정된 경우, 전술한 제약 조건을 적용하여 중장비 대수를 순차적으로 1대씩 감소(또는 증가)시키면서 해당 크레인 그룹에 속하는 모든 이동형 중장비들의 단위 작업 기간들이 지정된 수량의 중장비들만을 대상으로 모두 할당되도록 단위 작업 기간을 재조정하는 시뮬레이션 처리를 수행하여 리스크 챠트(Risk Chart)를 생성할 수 있다.
도 5에 예시된 바와 같이, 중장비 대수를 1대씩 감소시키면서 단위 작업 기간을 재조정하면, 감소된 특정 중장비 대수부터는 특정의 단위 작업 기간의 개시 시점에 적절한 중장비가 할당되지 못하는 상황(즉, 리스크, Risk)가 발생될 수 있다.
도 5는 중장비 보유 대수가 16대로부터 점차 감소하여 5대까지 감소된 경우, 시뮬레이션부(136)의 시뮬레이션에 따르면, 수행할 전체 작업수 2320건 중 408건이 할당되지 못하였고, 리스크 발생률은 0.17에 해당되었음을 나타내고 있다. 여기서, 리스크 발생률은 예를 들어 '리스크 발생수 / 총 작업수'로 산출될 수 있다.
생성한 리스크 챠트를 참조하여, 시뮬레이션부(136)는 특정의 크레인 그룹에 속하는 이동식 크레인(110)들의 지정된 기간 동안의 작업 정보를 이용하여 시뮬레이션한 결과인 해당 기간 동안의 이동식 크레인에 관한 적정 보유 수량에 대한 판정 정보를 제공할 수 있다. 여기서, 판정 정보는 예를 들어 리스크 발생률이 미리 지정된 값 이하이거나 0(zero)을 나타내는 중장비의 최소 보유 수량에 관한 정보를 포함할 수 있다(도 3의 경우 10대임).
중장비 보유 상황을 관리하는 관리자는 시뮬레이션부(136)에 의해 생성된 판정 정보와, 시뮬레이션된 지정된 기간 동안의 작업량 및 향후 작업량을 전체적으로 고려하여, 현재 보유한 중장비의 수량이 적정한지, 증감이 필요한지 쉽게 판단할 수 있을 것이다.
앞서 설명한 바와 같이, 저장부에는 구동 정보 생성 장치(120)에서 수신된 정보, 작업정보 생성부(134) 및 시뮬레이션부(136)에서 생성된 정보 등이 저장될 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 구동 정보 생성 장치가 장착된 이동식 크레인을 예시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동식 크레인이 작업물 인양한 상태를 인식하는 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 구동 정보 생성 장치(120)는 장치 통신부(122), 구동정보 생성부(124), GPS부(126) 및 카메라부(410)를 포함할 수 있다. 앞서, 도 2를 참조하여 이미 설명한 서버 통신부(132) 등의 구성 및 동작에 대한 설명은 생략하기로 한다.
예시된 바와 같이, 이동식 크레인(110)은 이동이 가능하도록 차량에 고정 설치될 수 있고, 붐대(302)는 상하좌우로 움직이는 붐조립체로부터 인입 또는 인출 가능하도록 장착되며, 붐 헤드 측에 연결되는 와이어 로프(306)는 작업물을 올리고 내릴 수 있도록 후크부(304)와 연결된다.
카메라부(410)는 예를 들어, 이동식 크레인(110)의 붐대(302)의 끝단에 구비된 붐 헤드에 설치될 수 있다. 카메라부(410)는 붐 헤드의 하방을 촬영하도록 배치되어, 작업물을 고정한 후크부(304)와, 후크부(304)를 고정하는 와이어 로프(306)를 촬영한 영상 정보를 생성한다.
카메라부(410)는 실시간 영상 정보 또는 미리 지정된 주기로 정지 영상 정보를 생성하도록 미리 설정될 수 있다. 이때, 카메라부(410)는 원격 제어 신호를 수신하거나 이동식 크레인(110)의 시동 온을 감지하여 촬영 동작이 개시되도록 미리 설정될 수 있다.
카메라부(410)에 의해 생성된 영상 정보는 장치 통신부(122)에 의해 진단 장치(130)로 전송될 수 있다.
이 경우, 진단 장치(130)의 작업정보 생성부(134)는 수신된 위치 정보와 영상 정보를 참조하여 이동식 크레인(110)이 유효한 가동 상태인지 여부를 판정하여 유효 작업 구간에 대한 정보를 생성할 수 있다.
구체적으로 설명하면, 작업정보 생성부(134)는 해당 이동식 크레인(110)에 상응하도록 저장부에 미리 저장된 작업 지시 정보와 구동 정보 생성 장치(120)로부터 수신된 위치 정보를 참조하여, 해당 이동식 크레인(110)이 작업 배치를 받은 작업장에 위치하였는지를 판정한다. 이를 위해, 저장부에는 각각의 이동식 크레인(110)에 대한 작업 내용, 범위 및 위치 등을 특정하여 작업 진행을 지시하기 위한 작업 지시 정보가 더 저장될 수 있다.
또한, 작업정보 생성부(134)는 이동식 크레인(110)의 현재 위치가 지시된 작업 위치에 부합하는 것으로 판단하면, 수신된 영상 정보를 해석하여 미리 지정된 대상 객체를 검출하고, 시간 경과에 따라 검출된 대상 객체의 특성이 변화되는지 여부로서 유효한 작업 상태인지 여부를 판단할 수 있다.
도 7에 예시된 바와 같이, 붐헤드의 하방을 촬영한 영상 정보에서 검출되는 대상 객체는 와이어 로프(306) 및/또는 후크부(304) 등일 수 있다. 예를 들어, 영상 해석을 통해 와이어 로프(306)는 촬영된 영상 정보의 테두리 부분에서 중앙 부분으로 연장되는 선형의 객체로 검출될 수 있고, 후크부(304)는 영상 정보의 중앙 부분에서 와이어 로프(306)의 단부에 구비된 미리 지정된 형상(예를 들어 원형 등)의 객체로 검출될 수 있을 것이다.
또한, 검출된 대상 객체의 특성 변화는 예를 들어 와이어 로프(306)의 길이 변화, 후크부(304)의 면적 변화 등일 수 있다.
도 7의 (a)와 (b)에 각각 예시된 바와 같이, 붐 헤드의 하부 영역을 촬영한 영상 정보가 실시간 또는 미리 지정된 주기에 따라 진단 장치(130)로 제공되고, 작업정보 생성부(134)는 영상 정보에서 미리 지정된 대상 객체의 변화 여부를 판정하여, 이동식 크레인(110)이 유효한 작업 상태인지 여부를 판단할 수 있다.
즉, 작업정보 생성부(134)는 수신된 영상 정보에 대한 영상 해석(예를 들어, 외곽선 검출 등)을 통해 미리 지정된 대상 객체인 와이어 로프(306)와 후크부(304)를 검출할 수 있고, 시간 경과에 따라 와이어 로프(306)의 길이 변화, 후크부(304)의 면적 변화 등과 같은 대상 객체의 특성이 변화되는지를 판단할 수 있다.
이때, 와이어 로프(306)가 점차 짧아지는 경향으로 변화하거나, 후크부(304)로 인식되는 영역의 면적이 증가하는 경향으로 변화하는 경우, 작업정보 생성부(134)는 후크부(304)는 상향 이동하는 것으로 판단할 수 있고, 그 반대의 변화 경향을 나타내면 후크부(304)가 하향 이동되는 것으로 판단할 수 있다.
또한, 후크부(304)의 주변으로 폐영역을 가지도록 인식되는 물체가 존재하고, 해당 물체로 인식되는 영역의 면적이 후크부(304) 등의 변화 경향과 동일한 변화 경향을 나타내면, 작업정보 생성부(134)는 후크부(304)에 작업물이 고정된 상태에서 작업물이 들어올려지거나 내려지는 상황(즉, 이동식 크레인(110)이 가동되는 상황)인 것으로 판단할 수 있다.
작업정보 생성부(134)는 해당 이동식 크레인(110)이 작업 배치를 받은 작업장에 위치하였고, 작업물이 고정된 상태에서 후크부(304)가 상향 또는 하향 이동되거나 상향 이동된 상태에서 유지되는 것으로 판정되면 유효한 작업 상태인 것으로 판정한다.
위와 같이 판정한 정보를 이용하여, 작업정보 생성부(134)는 단위 작업 기간이 준비 구간(즉, 시동 온 시점부터 유효한 작업 상태가 개시된 시점까지의 기간), 유효 작업 구간(즉, 유효한 작업 상태가 개시되어 유지되는 기간), 대기 구간(즉, 유효한 가동 상태가 종료된 시점부터 다시 유효한 가동 상태가 개시된 시점까지의 기간), 종료 구간(즉, 유효한 가동 상태가 종료된 시점부터 시동 오프된 시점까지의 기간) 등으로 세분화되도록 작업 정보를 생성할 수도 있다.
이때, 작업정보 생성부(134)는 유효 작업 구간을 기준하여 가동률을 산출할 수도 있고, 시뮬레이션부(136)는 단위 작업 기간 전체가 아닌 유효 작업 구간을 기준하여 시뮬레이션 처리를 수행할 수도 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 중장비 보유 대수의 적정성 진단 방법을 나타낸 순서도이다.
도 8을 참조하면, 단계 610에서 진단 장치(130)는 현장에 배치된 중장비들 각각에 구비된 구동 정보 생성 장치(120)로부터 해당 중장비에 대한 구동 정보와 위치 정보를 수신한다. 이때, 해당 중장비가 유효한 작업 상태인지 여부를 판별하기 위한 영상 정보가 더 수신될 수도 있다.
단계 620에서, 진단 장치(130)는 수신된 구동 정보 및 위치 정보를 이용하여 각 중장비의 가동에 관한 작업 정보를 생성한다.
작업 정보는 예를 들어, 중장비의 식별자, 각 일자의 단위 작업 기간의 개시 시각과 개시 위치, 각 일자의 단위 작업 기간의 완료 시각과 완료 위치 등에 대한 정보를 포함할 수 있다.
만일 영상 정보가 더 수신되는 경우, 진단 장치(130)는 중장비의 위치 정보 및 영상 정보의 영상 해석을 통해 유효한 작업 상태인지를 더 판단할 수 있으며, 단위 작업 기간이 준비 구간, 유효 작업 구간, 대기 구간, 종료 구간 등으로 세분화된 작업 정보를 생성할 수도 있다. 여기서, 진단 장치(130)는 중장비의 위치가 지시된 작업 위치에 부합하고, 영상 정보를 해석하여 검출한 대상 객체가 시간 경과에 따라 미리 지정된 특성이 변화되면 유효한 작업 상태인 것으로 판단할 수 있을 것이다.
단계 630에서, 진단 장치(130)는 미리 설정된 중장비 그룹 각각에 대해, 보유한 중장비의 수량을 순차적으로 1대씩 증가 또는 감소 변화시키면서 중장비 그룹에 속하는 모든 중장비들의 작업 정보의 단위 작업 기간들을 변화된 수량의 중장비들만을 대상으로 다시 할당하는 시뮬레이션 처리를 통해 리스크 챠트를 생성한다(도 5 참조).
여기서, 단위 작업 기간을 지정된 수량의 중장비들에 할당함에 있어 미리 지정된 제약 조건이 적용될 수 있다. 제약 조건은 예를 들어, 1) 특정의 중장비에 대해 이미 할당된 단위 작업 기간과 시간이 일부라도 겹치는 새로운 단위 작업 기간은 할당될 수 없고, 2) 연속하도록 할당된 단위 작업 기간들의 작업 위치가 서로 다르면, 선행 단위 작업 기간의 작업 위치로부터 후행 단위 작업 기간의 작업 위치까지의 이동 시간이 선행 또는 후행 단위 작업 기간에 합산되도록 조정된 단위 작업 기간으로 적용되어야 하며, 3) 할당되는 단위 작업 기간의 개시 시점은 늦춰질 수 없다는 등으로 미리 설정될 수 있다.
여기서, 선행 단위 작업 기간의 작업 위치로부터 후행 단위 작업 기간의 작업 위치까지의 이동 시간은 미리 저장된 GIS기반 지도와 도로의 각 구간별 이동 속도 정보를 이용하여 산출될 수 있다. 도로의 각 구간별 이동 속도 정보는 미리 설정된 중장비 그룹별로 개별 산출되어 관리될 수 있으며, 각 중장비 그룹에 속하는 이동형 중장비들이 미리 지정된 기간 동안 해당 구간을 이동한 속도의 평균값으로 산출될 수 있다.
구체적으로, 진단 장치(130)는 단위 작업 기간을 재할당하는 시뮬레이션 처리를 수행할 때, 연속하도록 할당되는 단위 작업 기간들의 작업 위치가 서로 다르면, 선행 단위 작업 기간의 작업 위치로부터 후행 단위 작업 기간의 작업 위치까지 이동하기 위한 이동 경로를 결정한 후, 해당 이동형 중장비가 속하는 중장비 그룹에 따른 이동 경로상의 각 구간별 이동 속도 정보를 이용하여 이동 시간을 산출하고, 산출된 이동 시간을 선행 또는 후행 단위 작업 기간에 합산하여 상응하는 단위 작업 기간이 조정되도록 할 수 있다.
단계 640에서 진단 장치(130)는 각각의 중장비 그룹에 속하는 중장비들에 대해 지정된 기간 동안의 작업 정보를 이용하여 생성된 리스크 챠트를 참조하여 미리 지정된 리스크 발생률(예를 들어 0(zero))을 만족하는 각 중장비 그룹별 중장비의 최적 보유 대수에 관한 판정 정보를 생성한다. 여기서, 최적 보유 대수는 미리 지정된 리스크 발생률을 만족하는 중장비의 최소 보유 대수일 수 있고, 판정 정보는 예를 들어 최적 보유 대수에 대한 정보를 포함할 수 있다.
전술한 중장비 보유 대수의 적정성 진단 방법은 디지털 처리 장치에 내장된 소프트웨어 프로그램, 어플리케이션 등으로 구현되어 시계열적 순서에 따른 자동화된 절차로 수행될 수도 있음은 당연하다. 상기 프로그램 등을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다. 또한, 상기 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 정보저장매체(computer readable media)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써 상기 방법을 구현한다.
상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110 : 이동식 크레인 120 : 구동 정보 생성 장치
122 : 장치 통신부 124 : 구동정보 생성부
126 : GPS부 130 : 진단 장치
132 : 서버 통신부 134 : 작업정보 생성부
136 : 시뮬레이션부 138 : 지도 관리부
302 : 붐대 304 : 후크부
306 : 와이어 로프 410 : 카메라부

Claims (7)

  1. 중장비들에 각각 구비되어, 상응하는 중장비의 구동 정보 및 위치 정보를 생성하는 구동 정보 생성 장치; 및
    각각의 구동 정보 생성 장치로부터 수신된 구동 정보와 위치 정보를 이용하여 각 중장비의 단위 작업 기간 및 유휴 기간에 관한 작업 정보를 생성하고, 미리 설정된 중장비 그룹 각각에 대해 해당 중장비 그룹에 속하는 중장비들의 작업 정보를 이용하여 보유한 중장비의 수량 증감에 따른 리스크 챠트를 생성하는 진단 장치를 포함하는 중장비 보유 대수의 적정성 진단 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 진단 장치는,
    상기 구동 정보와 상기 위치 정보를 수신하는 서버 수신부;
    상기 구동 정보 및 상기 위치 정보를 이용하여, 대응되는 중장비의 식별자, 미리 설정된 기간의 각 일자에서 단위 작업 기간의 개시 시각과 개시 위치, 완료 시각과 완료 위치를 포함하는 작업 정보를 생성하는 작업정보 생성부; 및
    중장비 그룹 각각에서, 속하는 중장비의 수량을 순차적으로 1대씩 변화시키면서 상기 중장비 그룹에 속하는 모든 중장비들의 작업 정보에 포함된 단위 작업 기간들을 변화된 수량의 중장비들만을 대상으로 다시 할당하는 시뮬레이션 처리를 통해 상기 리스크 챠트를 생성하는 시뮬레이션부를 포함하는, 중장비 보유 대수의 적정성 진단 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 시뮬레이션부는 미리 지정된 제약 조건을 적용하여 단위 작업 기간들을 다시 할당하는 시뮬레이션 처리를 수행하되,
    상기 제약 조건은 1) 특정의 중장비에 대해 이미 할당된 단위 작업 기간과 시간이 일부라도 겹치도록 새로운 단위 작업 기간이 할당될 수 없고, 2) 인접하도록 할당된 단위 작업 기간들의 작업 위치가 서로 다르면, 선행 단위 작업 기간의 작업 위치로부터 후행 단위 작업 기간의 작업 위치까지의 이동 시간이 선행 또는 후행 단위 작업 기간에 합산되도록 조정된 단위 작업 기간으로 적용되어야 하며, 3) 단위 작업 기간의 개시 시점은 늦춰져 할당될 수 없도록 미리 지정되는, 중장비 보유 대수의 적정성 진단 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 이동 시간은 미리 저장된 GIS기반 지도를 이용하여 선행 단위 작업 기간의 작업 위치로부터 후행 단위 작업 기간의 작업 위치까지 이동하기 위한 이동 경로를 결정한 후, 해당 이동형 중장비가 속하는 중장비 그룹에 따른 상기 이동 경로 상의 각 구간에 대해 미리 저장된 이동 속도 정보를 이용하여 산출되되,
    각 구간별 상기 이동 속도 정보는 미리 지정된 기간 동안 각각의 중장비 그룹에 속하는 이동형 중장비들이 해당 구간을 이동한 속도의 평균값으로 산출되는, 중장비 보유 대수의 적정성 진단 시스템.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 시뮬레이션부는 상기 리스크 챠트를 참조하여 미리 지정된 리스크 발생률을 만족하는 각 중장비 그룹별 최적 중장비 보유 수량에 관한 판정 정보를 생성하는, 중장비 보유 대수의 적정성 진단 시스템.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 구동 정보 생성 장치로부터 작업 상황에 관한 영상 정보가 더 수신되는 경우, 상기 작업정보 생성부는,
    상기 위치 정보가 미리 지시된 작업 위치에 부합하는지 여부를 판단하고, 미리 지정된 영상 정보 해석 기법에 따라 상기 영상 정보에서 미리 지정된 대상 객체를 검출하여 상기 대상 객체가 시간 경과에 따라 미리 특정된 특성 변화를 나타내는지를 판단하여 유효한 작업 상태인지 여부를 판단하며,
    상기 단위 작업 기간이 준비 구간과 유효 작업 구간을 포함하도록 세분화된 상기 작업 정보를 생성하는, 중장비 보유 대수의 적정성 진단 시스템.
  7. 중장비 보유 대수의 적정성 진단 방법을 수행하도록 하기 위해 컴퓨터-판독 가능 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램으로서, 상기 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터로 하여금 이하의 단계들을 수행하도록 하며, 상기 단계들은,
    중장비들에 각각 구비된 구동 정보 생성 장치로부터 수신된 상응하는 중장비의 구동 정보 및 위치 정보를 이용하여, 대응되는 중장비에 대한 작업 정보를 생성하는 단계;
    중장비 그룹 각각에서, 속하는 중장비의 수량을 변화시키면서 상기 중장비 그룹에 속하는 모든 중장비들의 작업 정보에 포함된 단위 작업 기간들을 변화된 수량의 중장비들만을 대상으로 다시 할당하는 시뮬레이션 처리를 통해 리스크 챠트를 생성하는 단계; 및
    상기 리스크 챠트를 참조하여 미리 지정된 리스크 발생률을 만족하는 각 중장비 그룹별 최적 중장비 보유 수량에 관한 판정 정보를 생성하는 단계를 포함하되,
    상기 작업 정보는 중장비의 식별자, 미리 설정된 기간의 각 일자에서 단위 작업 기간의 개시 시각과 개시 위치, 완료 시각과 완료 위치를 포함하고,
    상기 시뮬레이션 처리는 1) 특정의 중장비에 대해 이미 할당된 단위 작업 기간과 시간이 일부라도 겹치도록 새로운 단위 작업 기간이 할당될 수 없고, 2) 인접하도록 할당된 단위 작업 기간들의 작업 위치가 서로 다르면, 선행 단위 작업 기간의 작업 위치로부터 후행 단위 작업 기간의 작업 위치까지의 이동 시간이 선행 또는 후행 단위 작업 기간에 합산되도록 조정된 단위 작업 기간으로 적용되어야 하며, 3) 단위 작업 기간의 개시 시점은 늦춰져 할당될 수 없도록 미리 지정된 제약 조건을 적용하여 수행되는, 컴퓨터-판독 가능 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
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