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문제 정의
- 한편가상 환경에서 정교하게 시뮬레이션을 마친 공정이라고 할지라도, 이를 물리적 공간에서 규모나 전기적, 기계적 요소 및 상호간의 통신조건에서의 구조의 특이점에 따른 한계점은 내재하고 있다[4]. 따라서 가상생산기술을 통한 공정검증 방법은 HILS기술기반의 실제 공정을 제어하는 H/W나 S/W PLC(Programmable Logic Controller)와의 상호 연동을 통한 검증 시뮬레이션으로 공간적 특성 및 기구학적인 동작 특성이 정의된 로봇등과 같은 설비 모델을 3D 환경의 가상플랜트에 구축하여 이러한 한계점을 극복하고자 하는 연구가 수행되었다.
- 하지만 기존 제조 산업에서의 가상생산 기술에 대한 연구는 Product 관점의 디자인중심의 가상생산에 영역에 집중으로, 상대적으로 Process와 Resource 관점인 제조 및 제어중심의 영역에서의 접근이 부족하였으나 HILS(Hardware-in the Loop Simulation)기술의 동시적 설계 및 검증의 시뮬레이션에 대한 연구를 통해 활발히 연구되고 있다[3]. 따라서 본 연구에서는 제조 산업에서의 가상생산기반의 공정검증을 제조 및 제어중심의 영역에서의 적용 및 연구개발 사례를 중심으로 기술현황 및 전반에 대해 고찰하고자 한다. 구성은 다음과 같다.
- 이는 과거의 Prototype을 통한 시장 진입보다 효과적인 방법론으로 3D 환경하의 제조 기술 연구 및 평가는 산업 전반에 걸쳐 활성화되고 있으며, 특히 로봇을 이용한 정밀 제조 분야 및 대규모 공정 설계 비용 감소의 획기적인 방안으로 접근되고 있다. 본 장에서는 물리적 환경에서의 생산 제조 기술을 가상환경에서 구현하기 위한 기반 기술로서 다중 PLC를 통한 가상플랜트 구축과 PLC 모니터링에 대한 연구동향에 대해 살펴보고자 한다.
- 본장에서는 산업별 가상생산기반의 공정검증 사례를 살펴보고자 한다.
- 이에 따라 본 연구는 가상생산기술의 제조 및 제어중심의 가상생산으로 HILS기반의 공정 검증 방법론 및 기술적 요소를 살펴보고 자동차, 반도체 물류공정 등 제조 산업 전반의 가상생산기반 공정검증 시뮬레이션 적용 사례를 살펴보았다. 또한 물리적 환경에서의 다수의 H/W PLC로 구성된 라인을 가상환경에서 동일하게 제어환경 구축을 위한 S/W 다중 PLC구축에 관한 연구동향 및 가상생산기반의 공정검증 보완 기술로서 물리적 PLC의 모든 Sequence 에 대한 모니터링을 통해 이상패턴 발생 시 이를 모니터링 시스템과 원거리 가상 생산공정 모니터링 시스템 신속하게 알려 오류발생 상태에 대한 대응을 위한 기술동향도 살펴보았다.
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