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논문 상세정보

이중화된 진동 정보 판별 기법과 고장 파형 분류를 이용한 선박 엔진의 고장 감지

Defect Detection of Ship Engine using duplicated checking of vibration-data-distinction Method and Classification of fault-wave

초록

현재 진동 정보를 통해 기계 설비의 상태나 고장 유무를 판단하는 연구들이 다수 진행 중에 있는데, 대부분의 연구에서는 설비에 대한 진동을 모니터링하거나 고장 유무를 판별하여 사용자에게 알리는 수준이다. 본 논문에서는 진동 정보 적용 대상을 선박으로 정하고, 진동에 의한 고장 진단과 판별을 보다 정교하게 수행하는 선박 엔진 감지 기법과 시스템을 제안하였다. 일차적으로 이중화된 진동 정보 판별 기법을 적용하여 진동 정보를 확인한 다음에 고장 유무를 검사한다. 만일 고장이 발생한 경우에는 적분을 이용하여 고장 진동 파형에 대한 넓이를 기준으로 어떤 유형의 고장인지를 판별할 수 있는 기법을 적용하였다. 또한 선박의 진동 경향 분석과 엔진 안전 보존을 목적으로 진동 정보를 데이터베이스에 저장하고 추적할 수 있도록 시스템을 구현하였다. 제안 시스템을 선박 엔진의 고장 판별 유무와 고장 진동 파형 감별 인자에 대해 실험을 수행한 결과 고장 판별은 약 98% 정확성을 가졌고 고장 진동 파형 감별에서는 약 72% 정확성을 가졌다.

Abstract

Recently, there have been some researches in the equipment fault detection based on shock and vibration information. Most research of them is based on shock and vibration monitoring to determine the equipment fault or not. Different with engine fault detection based on shock and vibration information we focus on detection of engine for boat and system control. First, it use the duplicated-checking method for shock and vibration information to determine the engine fault or not. If there is a fault happened, we use the integral to determine the error engine shock wave width and detect the fault area. On the other hand, we use the engine trend analysis and standard of safety engine to implement the shock and vibration information database. Our simulation results show that the probability of engine fault determination is 98% and the probability of engine fault detection is 72%

질의응답 

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핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
진동 정보를 활용하여 엔진 기관을 포함하는 설비 시설을 점검하는 기술
진동 정보를 활용하여 엔진 기관을 포함하는 설비 시설을 점검하는 기술 연구의 목적은 무엇인가?
설비 내의 특정 부품이 가진 고유 진동 주파수를 분석하고 이를 실측 진동 주파수와 비교하여 설비 부품 또는 전체의 이상 유무를 판단한다

근래에 진동 정보를 활용하여 엔진 기관을 포함하는 설비 시설을 점검하는 기술들이 활발하게 연구되고 있다. 이런 연구들은 설비 내의 특정 부품이 가진 고유 진동 주파수를 분석하고 이를 실측 진동 주파수와 비교하여 설비 부품 또는 전체의 이상 유무를 판단한다. 현재 차량이나 설비 시설에는 이상 유무를 판단할 수 있는 시스템이 일부 도입되고 있고 고장 유무 판단에 대한 정확도 또한 증가하고 있는 추세이다.

패턴 인식 기법
패턴 인식 기법은 무엇인가?
엔진 등에 부착된 센서로부터 전달되는 신호를 여러 방법을 동원하여 분석한 후 이를 이용하여 고장을 진단하는 고차원적인 방법

패턴 인식 기법은 엔진 등에 부착된 센서로부터 전달되는 신호를 여러 방법을 동원하여 분석한 후 이를 이용하여 고장을 진단하는 고차원적인 방법이다. 신호를 분석하는 기법은 크게 통계적 방법과 신경망을 이용하는 방법으로 구분할 수 있다.

선박의 안전한 항해를 보장할 수 있는 고장 진단 시스템의 도입
조선 산업과 물류 유통 산업에서 선박의 안전한 항해를 보장할 수 있는 고장 진단 시스템의 도입이 경제적으로나 기술적인 관점에서 매우 중요한 이유는 무엇인가?
한국의 경우에는 수출, 수입을 통한 무역을 중심으로 경제가 구성되어 있고 더불어 조선 사업 또한 국가 경제의 중요한 부분을 담당하고 있다

한국의 경우에는 수출, 수입을 통한 무역을 중심으로 경제가 구성되어 있고 더불어 조선 사업 또한 국가 경제의 중요한 부분을 담당하고 있다. 따라서 조선 산업과 물류 유통 산업에 있어 선박의 안전한 항해를 보장할 수 있는 고장 진단 시스템의 도입은 경제적으로나 기술적인 관점에서 매우 중요하다.

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참고문헌 (14)

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  2. 김창구, 홍성호, 기석호, 기창두 (2000), "Windows NT 기반의 회전 기계 진동 모니터링 시스템 개발", 한국정밀공학회, 한국정밀공학회지, 제17권, 제7호, pp. 98~105 
  3. 김태환, 양광모, 최성희, 강경식 (2005), "사전예방을 위한설비안전정보시스템 개발", 대한안전경영과학회지, 제7권,제2호 
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  8. 오일석(2008), 패턴인식, 교보문고 
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  10. 이광용, 배승현, 이양민, 이재기(2009), “중소형 선박의 엔진에 대한 진동을 통한 고장 감지 시스템 개발”, 한국정보처리학회 춘계학술발표대회 논문집, 제16권, 제1호, pp.128~131 
  11. 이형규(1997), 선박 진동⦁소음 제어 지침, 한국선급 
  12. 최행진(2003), 물리학자 푸리에와 고속 푸리에 변환, 교우사 
  13. 한상인, 장중순(2001), "인터넷 기반의 설비 모니터링 및제어 시스템 개발", 한국경영과학회/대한산업공학회, 춘계공동학술대회 논문집, pp. 860~863 
  14. 한학용(2005), 패턴인식개론, 한빛미디어 

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