[논문]이산 사건 및 이산 시간 혼합형 시뮬레이션 커널의 통합 시스템을 이용한 블록 탑재 시뮬레이션

차주환; 노명일; 조두연; 이규열

doi:10.3744/snak.2009.46.3.303

이산 사건 및 이산 시간 혼합형 시뮬레이션 커널의 통합 시스템을 이용한 블록 탑재 시뮬레이션
Block Erection Simulation Using the Integrated System of Combined Discrete Event and Discrete Time Simulation Kernel 원문보기

大韓造船學會論文集 = Journal of the society of naval architects of korea, v.46 no.3, 2009년, pp.303 - 312

차주환 (서울대학교 조선해양공학과 대학원) , 노명일 (울산대학교 조선해양공학부) , 조두연 (목포대학교 기계.선박해양공학부 선박해양시스템) , 이규열 (서울대학교 조선해양공학과 및 해양시스템공학연구소)

Abstract ▼ AI-Helper

Recently, requests for the accurate process planning using modeling and simulation technique are increasing in many engineering fields including shipbuilding industry. In this study, Combined DEVS(Discrete EVent System specification) and DTSS(Discrete Time System Specification) simulation kernel is developed, and an integration strategy of dynamics simulation module and graphics module is also implemented. To evaluate the efficiency and applicability of the simulation kernel and integration strategy, these are applied to the block erection simulation of offshore structures.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

본 논문에서는 선행 연구를 통해 제안된 조선용 공정 시뮬레이션을 위한 시뮬레이션 프레임워크와 이산 사건 및 이산 시간 혼합형 시뮬레이션 커널, 동역학 및 그래픽스 통합 모듈에 대해 검토하였다. 최근 중요성이 부각되고 있는 작업인 해상 크레인을 이용한 해양구조물 탑재 및 Turn-Over 시뮬레이션에 이를 적용함으로써 본 논문에서 제안한 시뮬레이션 프레임워크의 효용성을 검증하였다.

가설 설정

본 논문에서는 해상 크레인이 블록 1 을 들어올린 채로 블록 2 가 블록 1 아래에 나타나는 것으로 가정하였다. 그 후에 해상 크레인의 1, 2, 3, 4번 블록 로더를 풀어 내려서 블록 1 을 블록 2 위에 내려 놓게 된다(Fig.

제안 방법

10 과 같이 간섭이 발생하였다. 간섭이 발생한 장비와 위치가 출력되는데, 정확히 확인하기 위해 해상 크레인의 왼편에서 바라보았다. 간섭이 발생한 장비는 블록 1 의 원기둥 형상 지지대와 그 지지대에 사다리와 같이 붙은 장비였다.
2007). 그리고 자체 개발한 시뮬레이션 커널 및 동역학/가시화 통합 모듈을 이용하여 효과적으로 시뮬레이션을 개발하기 위한 환경인 시뮬레이션 프레임워크를 제안하였다(Bang 2006, Bang et al. 2007).
그리고, Turn-Over 과정 중에 블록과 wire 간에 간섭이 발생하는지를 검사하였다. 시뮬레이션이 진행되는 동안 간섭이 발생하지는 않았지만, Fig.
(2007)은 본 논문의 선행 연구로서 이산 사건 및 이산 시간 혼합형 시뮬레이션 커널을 개발하였다. 기존의 이산 사건 시뮬레이션 모델에 이산 시간 모델을 정의할 수 있는 부분을 Fig. 3 과 같이 추가 하여 혼합형 모델을 개발하였으며, 이를 구동하기 위한 시뮬레이션 엔진도 개발하였다.
또한, 간섭 검사 및 동역학 계산을 수행하기 위한 동역학 모듈과 이를 계층적으로 표현하기 위한 그래픽스 모듈이 필요하다. 따라서 동역학 및 그래픽스 모듈을 통합하는 모듈을 선행 연구를 통해 자체 개발하였다(Cha et al. 2006, Cha et al. 2007). 그리고 자체 개발한 시뮬레이션 커널 및 동역학/가시화 통합 모듈을 이용하여 효과적으로 시뮬레이션을 개발하기 위한 환경인 시뮬레이션 프레임워크를 제안하였다(Bang 2006, Bang et al.
따라서 본 논문에서는 자체 개발한 시뮬레이션 프레임워크를 기반으로, 시뮬레이션 프레임워크의 효율성을 검증하기 위해, 해상 크레인(floating crane)을 이용하여 해양구조물 블록을 탑재하는 작업(CASE 1)과 해상 크레인과 크롤러 크레인(crawler crane)을 이용하여 해양구조물을 Turn-Over 하는 작업(CASE 2)을 시뮬레이션 하였다.
그런데 동역학 모듈 ODE 는 평행적 자료구조를 사용하고, 그래픽스 모듈 OSG 는 계층적 자료구조를 사용하기 때문에, 이를 통합할 수 있는 방안이 필요하다. 따라서 선행 연구를 통해 동역학 및 그래픽스 통합 모듈인 DSG(Dynamics Scene Graph)를 개발하였다(Cha et al. 2006, Cha et al. 2007). Fig.
시뮬레이션은 시간을 진행시키는 방법에 따라 이산 사건 시뮬레이션(discrete event simulation: 특정 사건(event)의 발생에 따라 대상의 상태가 변화하는 것으로 공정 및 물류 시뮬레이션 시스템 등이 이에 해당함)과 이산 시간 시뮬레이션(discrete time simulation: 일정한 단위 시간의 변화에 따라 대상의 상태가 변화하는 것으로 동역학 시뮬레이션 등이 이에 해당함)으로 구분한다. 본 논문에서 대상으로 삼고 있는 시뮬레이션은 이산 사건과 이산 시간 진행을 병행하여야 하기 때문에, 이산 사건 및 이산 시간 혼합형 시뮬레이션 커널을 선행 연구를 통해 자체 개발하였다(Bang 2006, Bang et al. 2007). 또한, 간섭 검사 및 동역학 계산을 수행하기 위한 동역학 모듈과 이를 계층적으로 표현하기 위한 그래픽스 모듈이 필요하다.
해양구조물 블록 탑재 시뮬레이션은 이산 사건과 이산 시간이 혼합된 시뮬레이션으로 구성하였다.
이제 3 기의 크롤러 크레인에 연결되어 있는 wire 를 해제하고 반대편에 해상 크레인 3, 4 번 블록 로더에 각각 4 개씩 총 8 개의 wire 를 연결한다. 해상 크레인의 3, 4 번 블록 로더를 감아 올려서 1, 2, 3, 4 번 모든 블록 로더에 힘이 실리도록 한다(Fig.
본 논문에서는 선행 연구를 통해 제안된 조선용 공정 시뮬레이션을 위한 시뮬레이션 프레임워크와 이산 사건 및 이산 시간 혼합형 시뮬레이션 커널, 동역학 및 그래픽스 통합 모듈에 대해 검토하였다. 최근 중요성이 부각되고 있는 작업인 해상 크레인을 이용한 해양구조물 탑재 및 Turn-Over 시뮬레이션에 이를 적용함으로써 본 논문에서 제안한 시뮬레이션 프레임워크의 효용성을 검증하였다. 시뮬레이션 결과를 분석해 본 결과, 실제 작업에서 발생할 수 있는 간섭 문제를 사전에 확인할 수 있었으며, lug 에 작용하는 반력을 계산하여 lug 의 허용 반력에 대해 검토를 해 볼 수 있었다.
해양구조물 블록 탑재 시뮬레이션과 마찬가지로 해상 크레인은 1, 2, 3, 4 번의 블록 로더 4개를 가지고 있다. 해상 크레인의 1, 2 번 블록 로더에 각각 4 개씩 총 8 개의 wire 를 연결하고, 3기의 크롤러 크레인에 각각 1 개씩 총 3 개의 wire를 연결하여 블록이 지면과 약간 떨어질 정도만큼 블록을 들어올린다(Fig. 12). 그 상태에서 해상 크레인의 1, 2 번 블록 로더만 계속 감아 올려서 블록이 거의 수직으로 서도록 한다(Fig.
해양구조물 블록 탑재 시뮬레이션은 이산 사건과 이산 시간이 혼합된 시뮬레이션으로 구성하였다.

이론/모형

선행 연구에서 제안한 시뮬레이션 프레임워크의 응용 시뮬레이션 요소에 사용된 역학 모듈 및 충돌 검사 모듈로는 공개용 동역학 모듈인 ODE(Open Dynamics Engine)을 사용하였고, 그래픽스 모듈로는 공개용 계층적 그래픽스 모듈인 OSG(Open Scene Graph)를 사용하였다. 그런데 동역학 모듈 ODE 는 평행적 자료구조를 사용하고, 그래픽스 모듈 OSG 는 계층적 자료구조를 사용하기 때문에, 이를 통합할 수 있는 방안이 필요하다.

성능/효과

본 시뮬레이션 결과를 통해서 이산 사건 및 이산 시간으로 시뮬레이션이 올바르게 진행하는 것을 확인할 수 있었고, 동역학 및 그래픽스 통합 모듈이 간섭 검사를 수행하여 간섭이 발생하는 장비와 위치를 출력할 수 있었다. 실제와 유사한 정확한 블록 형상 모델이 입력된다면 시뮬레이션 결과도 실제와 유사하게 나올 것이라고 판단된다.
최근 중요성이 부각되고 있는 작업인 해상 크레인을 이용한 해양구조물 탑재 및 Turn-Over 시뮬레이션에 이를 적용함으로써 본 논문에서 제안한 시뮬레이션 프레임워크의 효용성을 검증하였다. 시뮬레이션 결과를 분석해 본 결과, 실제 작업에서 발생할 수 있는 간섭 문제를 사전에 확인할 수 있었으며, lug 에 작용하는 반력을 계산하여 lug 의 허용 반력에 대해 검토를 해 볼 수 있었다.
그리고, Turn-Over 과정 중에 블록과 wire 간에 간섭이 발생하는지를 검사하였다. 시뮬레이션이 진행되는 동안 간섭이 발생하지는 않았지만, Fig. 20 과 같이 크롤러 크레인이 wire 를 거의 다 풀어갈 때에 간섭이 발생할 가능성이 매우 크다는 것을 파악할 수 있었다. 간섭이 발생하지 않게 하기 위해서는 크롤러 크레인이 블록의 반대 쪽으로 약간 이동을 해야 한다.

후속연구

1-(b) 참고). 만약 시뮬레이션을 통하여 간섭 문제 및 lug 에 작용하는 반력을 사전에 파악할 수 있다면 위와 같은 시간 및 비용에서의 추가 손실을 최소화 할 수 있을 것이다.
추후에는 시뮬레이션 결과에 대해 실제 데이터와 검증(validation)을 수행할 계획이고, wire dynamics 에 대해 더욱 심층적인 연구를 진행하고자 한다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	해양구조물의 Topside 블록 탑재시에 간섭(interference)이 빈번히 발생하는 이유는?	조선소에서는 해양구조물의 Topside 블록 탑재시 대상 블록 또는 장비와 선행 탑재된 블록 또는 장비의 복잡성으로 인해 간섭(interference)이 빈번히 발생되고 있다(Fig. 1-(a) 참고).
	어떤 경우에 lug가 파손되어 전복이 발생할 수 있는가?	따라서 재 작업에 따른 자재 및 인력의 추가 투입, 그리고 후행 작업 증가로 인한 생산성 저하가 발생하고 있다. 또한 Turn-Over 작업 시 wire 와 블록을 연결하는 lug에 작용하는 반력이 허용 반력을 초과하거나 wire와 블록 사이의 각도가 허용 각도를 벗어날 경우, lug 가 파손되어 블록이 전복되는 큰 사고를 발생시킬 우려가 있다(Fig. 1-(b) 참고).
	이산 사건과 이산 시간 시뮬레이션은 무엇인가?	시뮬레이션은 시간을 진행시키는 방법에 따라 이산 사건 시뮬레이션(discrete event simulation: 특정 사건(event)의 발생에 따라 대상의 상태가 변화하는 것으로 공정 및 물류 시뮬레이션 시스템 등이 이에 해당함)과 이산 시간 시뮬레이션(discrete time simulation: 일정한 단위 시간의 변화에 따라 대상의 상태가 변화하는 것으로 동역학 시뮬레이션 등이 이에 해당함)으로 구분한다. 본 논문에서 대상으로 삼고 있는 시뮬레이션은 이산 사건과 이산 시간 진행을 병행하여야 하기 때문에, 이산 사건 및 이산 시간 혼합형 시뮬레이션 커널을 선행 연구를 통해 자체 개발하였다(Bang 2006, Bang et al.

참고문헌 (4)

Bang, K.W., 2006, Combined Discrete Event and Discrete Time Simulation Framework for Shipbuilding Process Planning, M.Sc. Thesis, Seoul National University
Bang, K.W., Lee, K.Y., Cha, J.H., Roh, M.I., and Kim, H.J., 2007, 'Proposal of a Combined Discrete Event and Discrete Time Simulation Framework and Its Application to the Block Erection Process in Shipbuilding,' Proceedings of the Annual Meeting, The Society of CAD/CAM Engineers of Korea, pp. 297-305
Cha, J.H., Bang, K.W. and Roh, M.I., 2006, Calculation of the Wire Tension and Angle of a Crane Using an Open Dynamics and Collision Calculation Library ODE(Open Dynamic Engine), Technical Report, Advanced Ship Design Automation Laboratory, Seoul National University
Cha, J.H., Lee, K.Y., Roh, M.I., Ham, S.H., Suh, H.W., and Park, K.P., 2007, 'A Strategy for Integration of Dynamics Module and Visualization Module for Shipbuilding Process Simulation,' Proceedings of the Annual Meeting, The Society of CAD/CAM Engineers of Korea, pp. 385-391

저자의 다른 논문 :

LOADING...

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

이산 사건 및 이산 시간 혼합형 시뮬레이션 커널의 통합 시스템을 이용한 블록 탑재 시뮬레이션
Block Erection Simulation Using the Integrated System of Combined Discrete Event and Discrete Time Simulation Kernel 원문보기

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

가설 설정

제안 방법

이론/모형

성능/효과

후속연구

질의응답

참고문헌 (4)

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

연구과제 타임라인

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

오픈액세스(OA) 유형

연관된 기능

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

이산 사건 및 이산 시간 혼합형 시뮬레이션 커널의 통합 시스템을 이용한 블록 탑재 시뮬레이션 Block Erection Simulation Using the Integrated System of Combined Discrete Event and Discrete Time Simulation Kernel 원문보기

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

가설 설정

제안 방법

이론/모형

성능/효과

후속연구

질의응답

참고문헌 (4)

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

차주환 (22) 조두연 (10) 이규열 (79)

연구과제 타임라인

전체(0) 논문(0) 특허(0) 보고서(0)

전체(0) 논문(0) 특허(0) 보고서(0)

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

오픈액세스(OA) 유형

연관된 기능

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

이산 사건 및 이산 시간 혼합형 시뮬레이션 커널의 통합 시스템을 이용한 블록 탑재 시뮬레이션
Block Erection Simulation Using the Integrated System of Combined Discrete Event and Discrete Time Simulation Kernel 원문보기

AI 본문요약
AI-Helper