조선 및 해양공학 분야에서 인터넷을 중심으로 한 정보통신기술은 관련시장의 글로벌화는 물론 조직의 유연화, 일의 분산화, 외부용역의 확대 등을 촉진시키고 있다. 멀지 않은 장래에 CALS/EC의 개념과 함께 인터넷을 기반으로 한 전자상거래(Electronic Commerce) 및 ...
조선 및 해양공학 분야에서 인터넷을 중심으로 한 정보통신기술은 관련시장의 글로벌화는 물론 조직의 유연화, 일의 분산화, 외부용역의 확대 등을 촉진시키고 있다. 멀지 않은 장래에 CALS/EC의 개념과 함께 인터넷을 기반으로 한 전자상거래(Electronic Commerce) 및 동시공학(Concurrent Engineering) 환경이 정착될 것이며, 이를 토대로 지금까지 조선소 중심의 선박설계 및 생산은 분산된 전문화된 집단에 의한 협동작업체제(Computer Supported Cooperative Work)로 전환될 것이다. 이러한 기술환경의 변화에 능동적으로 대응하기 위한 구체적인 수단으로서, 디지털 선박생산(Digital Shipbuilding), 가상 조선소(Virtual Shipyard), 그리고 시뮬레이션 기반의 생산(Simulation-Based Manufacturing)과 같은 새로운 엔지니어링 개념들이 출현하고 있다. 본 논문에서는 일반 제조업에서의 가상 생산시스템에 대한 개념과 현황을 살펴보고, 선박 설계기능과 관련된 기능모델(Function Model)과 선박 건조를 위한 생산공정 모델(Process Model)을 기반으로 하여, 선박 설계 및 건조를 위한 시뮬레이션 기반의 선박생산 모델을 제안하였다. 제안된 모델의 구현을 위해 IDEFO와 UML 방법론을 이용하여, 선박의 안정성(Stability Function)을 중심으로 한 기능모델과 선박 탑재공정(Erection Process)을 중심으로 한 공정모델을 설계하였다. 또 실제적인 활용을 위한 응용 시스템의 구현을 위해 관련 기술, 그리고 응용분야와 구현방안을 제시했다. 시뮬레이션 기반의 선박생산 모델의 유효성 검증을 위해 두 가지 응용시스템을 개발하였다. 첫번째는 선박의 기능적 측면에서 컨테이너 적하역 과정에서의 선박 안정성을 시뮬레이션 할 수 있는 Virtual Stability Simulation System for Port (VIPORT)를 개발하였다. 두번째는 생산공정의 측면에서 3D 제품 모델을 기반으로 가상의 도크에서 크레인 운용성 검증 및 탑재 시뮬레이션을 할 수 있는 Virtual Assembly Simulation System for Shipbuilding(VASSS)을 개발하였다. 또한 설계와 생산이 통합적으로 고려된 예로서, 세미 탄뎀(Semi-Tandem) 건조방식의 시뮬레이션을 위한 모델의 구성 및 설계를 수행하였다. 본 논문에서는 분산 가상 환경에서 가상 프로토타이핑, 시뮬레이션 및 데이터베이스 시스템을 이용하여 시뮬레이션 기반의 선박생산 시스템을 구성하였다. 개발된 시스템을 통해 이용하여 선박 기능검증 및 생산 공정의 계획이 가능하였으며, 이를 통해 시뮬레이션 기반의 생산 체계에 대한 가능성과 그 효과를 입증하였다.
조선 및 해양공학 분야에서 인터넷을 중심으로 한 정보통신기술은 관련시장의 글로벌화는 물론 조직의 유연화, 일의 분산화, 외부용역의 확대 등을 촉진시키고 있다. 멀지 않은 장래에 CALS/EC의 개념과 함께 인터넷을 기반으로 한 전자상거래(Electronic Commerce) 및 동시공학(Concurrent Engineering) 환경이 정착될 것이며, 이를 토대로 지금까지 조선소 중심의 선박설계 및 생산은 분산된 전문화된 집단에 의한 협동작업체제(Computer Supported Cooperative Work)로 전환될 것이다. 이러한 기술환경의 변화에 능동적으로 대응하기 위한 구체적인 수단으로서, 디지털 선박생산(Digital Shipbuilding), 가상 조선소(Virtual Shipyard), 그리고 시뮬레이션 기반의 생산(Simulation-Based Manufacturing)과 같은 새로운 엔지니어링 개념들이 출현하고 있다. 본 논문에서는 일반 제조업에서의 가상 생산시스템에 대한 개념과 현황을 살펴보고, 선박 설계기능과 관련된 기능모델(Function Model)과 선박 건조를 위한 생산공정 모델(Process Model)을 기반으로 하여, 선박 설계 및 건조를 위한 시뮬레이션 기반의 선박생산 모델을 제안하였다. 제안된 모델의 구현을 위해 IDEFO와 UML 방법론을 이용하여, 선박의 안정성(Stability Function)을 중심으로 한 기능모델과 선박 탑재공정(Erection Process)을 중심으로 한 공정모델을 설계하였다. 또 실제적인 활용을 위한 응용 시스템의 구현을 위해 관련 기술, 그리고 응용분야와 구현방안을 제시했다. 시뮬레이션 기반의 선박생산 모델의 유효성 검증을 위해 두 가지 응용시스템을 개발하였다. 첫번째는 선박의 기능적 측면에서 컨테이너 적하역 과정에서의 선박 안정성을 시뮬레이션 할 수 있는 Virtual Stability Simulation System for Port (VIPORT)를 개발하였다. 두번째는 생산공정의 측면에서 3D 제품 모델을 기반으로 가상의 도크에서 크레인 운용성 검증 및 탑재 시뮬레이션을 할 수 있는 Virtual Assembly Simulation System for Shipbuilding(VASSS)을 개발하였다. 또한 설계와 생산이 통합적으로 고려된 예로서, 세미 탄뎀(Semi-Tandem) 건조방식의 시뮬레이션을 위한 모델의 구성 및 설계를 수행하였다. 본 논문에서는 분산 가상 환경에서 가상 프로토타이핑, 시뮬레이션 및 데이터베이스 시스템을 이용하여 시뮬레이션 기반의 선박생산 시스템을 구성하였다. 개발된 시스템을 통해 이용하여 선박 기능검증 및 생산 공정의 계획이 가능하였으며, 이를 통해 시뮬레이션 기반의 생산 체계에 대한 가능성과 그 효과를 입증하였다.
Information technologies centered on the Internet in the area of shipbuilding and marine engineering further incur the needs to increase the flexibility of the organization, the dispersion of work process, and the use of out sourcing, as well as the globalization of related market. In near future, e...
Information technologies centered on the Internet in the area of shipbuilding and marine engineering further incur the needs to increase the flexibility of the organization, the dispersion of work process, and the use of out sourcing, as well as the globalization of related market. In near future, electronic commerce and concurrent engineering based on CALS/EC and the Internet will be an integral part of the environment and upon these changes, ship design and manufacturing will become a computer supported cooperative work of many dispersed and specialized groups. As the means of active response to these environmental changes, many new concepts such as digital shipbuilding, virtual shipyard, and simulation-based design (SBD) are appearing. In this paper, the concept and current status of virtual manufacturing system in general manufacturing industry will be reviewed. Then, simulation-based shipbuilding model based on the function model for ship design and process model for ship manufacturing is suggested. For application and implementation of the proposed model, function model for ship stability and process model for block erection process are designed using IDEF0 and UML methodologies. Also, related technologies, areas of application and methodologies in ship design and manufacturing are presented to implement the application system. In addition, two applications are developed to evaluate the validity of simulation- based shipbuilding model. The first is virtual stability system for port operation (VIPORT), which can simulate the stability during container loading and unloading process. The second is virtual assembly simulation system for shipbuilding (VASSS), which can simulate evaluate crane operation and block erection in virtual dock. Also, as an example of integration of design and manufacturing, the simulation- based model is designed for semi-tandem building method. In this paper, simulation-based shipbuilding system is implemented in distributed virtual environment with virtual prototyping, simulation and database management system. Using the concept of simulation-based shipbuilding system, design review of ship function and planning of manufacturing process are possible. These experiences of implementations are showing the possibility of simulation- based manufacturing system.
Information technologies centered on the Internet in the area of shipbuilding and marine engineering further incur the needs to increase the flexibility of the organization, the dispersion of work process, and the use of out sourcing, as well as the globalization of related market. In near future, electronic commerce and concurrent engineering based on CALS/EC and the Internet will be an integral part of the environment and upon these changes, ship design and manufacturing will become a computer supported cooperative work of many dispersed and specialized groups. As the means of active response to these environmental changes, many new concepts such as digital shipbuilding, virtual shipyard, and simulation-based design (SBD) are appearing. In this paper, the concept and current status of virtual manufacturing system in general manufacturing industry will be reviewed. Then, simulation-based shipbuilding model based on the function model for ship design and process model for ship manufacturing is suggested. For application and implementation of the proposed model, function model for ship stability and process model for block erection process are designed using IDEF0 and UML methodologies. Also, related technologies, areas of application and methodologies in ship design and manufacturing are presented to implement the application system. In addition, two applications are developed to evaluate the validity of simulation- based shipbuilding model. The first is virtual stability system for port operation (VIPORT), which can simulate the stability during container loading and unloading process. The second is virtual assembly simulation system for shipbuilding (VASSS), which can simulate evaluate crane operation and block erection in virtual dock. Also, as an example of integration of design and manufacturing, the simulation- based model is designed for semi-tandem building method. In this paper, simulation-based shipbuilding system is implemented in distributed virtual environment with virtual prototyping, simulation and database management system. Using the concept of simulation-based shipbuilding system, design review of ship function and planning of manufacturing process are possible. These experiences of implementations are showing the possibility of simulation- based manufacturing system.
주제어
#생산 유효성 평가 선박 생산 시스템 설계
학위논문 정보
저자
김홍태
학위수여기관
Graduate School Korea University
학위구분
국내박사
학과
Department of Industrial Systems and Information Engineering
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