초록 ▼

1. 과제개요 본 연구는 "신사복 제조공정의 표준화를 위한 Expert System 개발 -봉제전 처리공정- "이라는 제목으로 한국생산기술연구원이 (주)삼성물산의 연구비 지원을 통하여 1995년 12월부터 1997년 2월까지 14개월에 걸쳐 진행된 것이다. 본 과제에 대한 개요는 아래의 표와 같다. - 연구책임자 : 이대훈(연구원 3명, 위촉 2명) - 연구 기간 : 1995.12.26~1997.2.28(14개월) 삼성물산(주) 60,000천원, 생기원 60,000천원 - 연구비 : 120,000

1. 과제개요 본 연구는 "신사복 제조공정의 표준화를 위한 Expert System 개발 -봉제전 처리공정- "이라는 제목으로 한국생산기술연구원이 (주)삼성물산의 연구비 지원을 통하여 1995년 12월부터 1997년 2월까지 14개월에 걸쳐 진행된 것이다. 본 과제에 대한 개요는 아래의 표와 같다. - 연구책임자 : 이대훈(연구원 3명, 위촉 2명) - 연구 기간 : 1995.12.26~1997.2.28(14개월) 삼성물산(주) 60,000천원, 생기원 60,000천원 - 연구비 : 120,000천원 - 과제 구분 : 한국생산기술연구원 기업화 일부지원과제 본 연구를 통하여 크게 세가지 사업이 추진되었다 첫째, "봉제 전처리공정용 전문가시스템 개발", 둘째, "신사복 품질관리를 위한 작업지시서 작성용 전문가시스템 구축", 마지막으로 "3차원 화상분석과 인공지능을 사용한 심퍼커의 객관적 평가장치의 구축"이다.2. 연구배경 및 목표 현재 대부분의 국내 신사복공장에서의 품질관리는 원부자재의 관리와 공정관리가 system화 되어있지 않으며, 사용 원단과 의복의 형태가 결정되면 해당공장의 전문가는 부자재의 선정이나 공정변수 등을 거의 대부분 경험이나 비과학적인 실험에 의존하여 관리하고 있다. 따라서 최종제품이 나오기 전의 이러한 일련의 공정설계공정은 시간과 비용이 많이 들게 되며, 부자재나 공정변수들을 과학적인 데이터의 분석과 체계적인 원칙이 없는 가운데 현장에서는 경험자의 선정에 따를 수밖에 없는 실정이다. 또한 사용원단의 종류와 의복의 형태, 기능 등의 특성을 거의 고려할 수 없는 실정이며, 똑같은 원단을 사용하는 경우에도 경험자의 특성에 따라 서로 다른 부자재의 선택과 공정변수들을 결정할 수도 있다. 또한 공정관리가 system화 되어있지 않음으로 주어진 원자재에 대한 공정처리 조건이나 부자재의 history가 기록되어 있지 않음으로 과거에 겪었던 불량요인이나 소비자의 불만을 과학적으로 분석할 수 없다. 이러한 신사복 제조공정상의 여러가지 문제점을 해결할 수 있는 전문가시스템(expert system)이란 어떤 공정에 관하여 그 분야의 고도로 숙달된 전문가의 공정처리 능력을 흉내내는 지적인 컴퓨터 프로그램을 말한다. 대개의 전문가시스템은 전문가의 지식이나 기술서적, 논문, 보고서 등으로부터 수집된 각종 정보들을 이용하여 구축한 지식베이스(knowledge-base)와 지식베이스로부터 최종 결론을 유도하는 추론엔진(inference engine)으로 이루어져 있다. 따라서 전문가시스템의 성패는 어떤 과정을 거쳐 지식베이스와 추론엔진을 구축하는냐에 달려있으며, 전문가시스템 개발의 시작은 새로운 지식의 창출보다는 기존의 지식을 어떻게 체계적으로 수집하여 정리하느냐 하는 것이다. 신사복의 품질관리의 경우 이와 관련된 국내외의 모든 자료를 분석하고 정리하여 보면 사실 이용할 수 있는 자료가 무궁무진함을 알 수 있다. 다만 이 많은 정보를 체계적으로 활용하는 업체가 적은 것뿐이다. 바로 이것이 전문가시스템이 필요한 이유라 할 수 있다. 따라서 신사복공장의 전문가시스템의 활용을 통하여 업체는 사용 원단의 성질에 대하여 각 공장에서 제어할 수 있는 공정변수를 제시하여 보다 체계적이고 과학적인 방법으로 우수한 고부가가치의 제품을 생산할 수 있으며, 원자재에 대한 어떠한 조치도 history로 기록되어 관리된다. 전문가시스템의 개발은 신사복공장의 자동화 및 생산성 향상을 꾀할 수 있고, 고부가가치로의 전환, 다품종 소량생산 요구에의 적응, 의류봉제품의 고급화 및 신상품 개발 등을 통한 제품의 경쟁력 강화 등에 기여함으로서 국내외적으로 점점 어려워지고 있는 경제 상황에 효율적으로 대처할 수 있게 한다. 또한 생산공정의 표준화를 통하여 원부자재 관리기능을 강화하고, 공정합리화를 이룰 수 있으며, 타 산업에로의 적용이 가능하다 지금까지 국내뿐만 아니라 국외에서조차 신사복공장의 전문가시스템의 개발을 효과적으로 수행한 예는 없으며, 이는 세계적으로 보아도 의류기술이 공학적으로 체계를 갖고 있지 못하기 때문이다. 현재 국내에서는 부분적이나마 몇몇 대학교에서 봉제와 관련된 직물의 역학적 성질에 관한 연구가 진행되고 있고, 대기업의 신사복공장을 중심으로 고부가가치 제품의 생산을 위한 연구가 진행되고 있으며, 이에 대한 관심이 점차 고조되어 가고 있다. 또한 신사복의 품질관리를 위해서는 측정장치 및 제품의 평가장치의 도입이 필수 불가결하다. 그러나 불행히도 의류제품의 평가는 의복의 환경변화에 따른 치수안정성나 심퍼커의 정도를 눈으로 보아 대강 등급을 매긴다든지 하는 따위의 육안 판별이나 인간의 감각에 의존하고 있는 부분이 아직도 많다. 따라서 본 연구를 통하여 의복의 가장 큰 불량요인의 하나인 심퍼커를 객관적으로 평가하고 정량적으로 분석할 수 있는 레이져센서와 인공지능을 이용한 세계 최초의 심퍼커 측정 및 평가장치를 구축하였다. 이를 통하여 비로소 심퍼커에 대한 기술적인 고찰과 이를 방지 할 수 있는 방법을 찾아내기 위한 연구가 가능하여 졌다.3. 봉제 전처리공정용 전문가시스템 원단이 입고되면 신사복공정 라인에 투입되기 전에 원단을 가공하여 최적의 원단 상태로 만드는데, 이 공정을 봉제전처리공정이라 한다. 이 공정은 주로 원단에 형태안정성을 부여하고, 표면의 성질을 개선하며 봉제시에 발생할 수 있는 문제점들을 사전에 예방하기 위한 것이다. 주로 스폰징(sponging)과 데카타이징(decatizing)으로 나누어지며, 삼성물산(주)의 경우 스폰징 공정을 위한 스팀 스폰징라인과 콜드 워터 스폰징라인을 갖추고 있고, 데카타이징 공정의 경우 연속 데카타이징라인과 세미 데카타이징라인을 갖추고 있다. 이런 일련의 공정을 거칠 때 현장전문가에 의해 "원단의 입고시 원단의 물성을 파악하여 전처리를 해줄 것인가 말 것인가?", "스폰징 혹은 데카타이징의 경우 어느 라인으로 처리할 것인가?", "각각의 공정에서 스팀의 양과 가공의 정도는 어느 수준으로 할 것인가?" 등의 여러 의사 결정과정을 거치게 된다. 따라서 봉제 전처리공정용 전문가시스템은 이러한 현장전문가의 역할을 일부 대신할 수 있는 시스템을 말하며, 이의 활용을 통하여 데이터의 축적, 경험적 지식의 체계화, 의사결정의 과학화 등의 여러 효과를 얻을 수 있다. 일본의 경우만이 원단의 특성을 고려하여 전처리공정의 의사결정에 있어 과학적인 방법을 사용하고 있으나, 본 연구를 통하여 개발된 시스템에 비하여 매우 단순하고, 체계화 되어있지 못하다. 따라서 세계적으로 최초로 도입된 본 시스템은 성능 면에서나 과학적인 접근방법에서 매우 우수하다고 할 수 있다. 그림 1에 봉제 전처리공정용 전문가시스템의 초기화면을 보이고 있으며, 본 시스템의 경우 삼성물산(주)이 보유하고 있는 장치인 FAST로부터 측정된 원단의 물성으로부터 그림 2와 같이 봉제전처리공정의 의사결정을 수행하게 된다.4. 신사복 품질관리를 위한 작업지시서 작성용 전문가시스템 봉제전처리를 거친 원단은 최종 FAST 시스템의 평가를 통하여 신사복제조를 위한 본 공정에 투입된다. 이때 원단의 물성에 따라 현장의 숙달된 전문가는 경험에 따라 본 공정의 작업에 따른 주의사항이나 지침서를 작성하여 라인에 투입하게 된다. 기존의 방식의 경우 이 작업은 철저히 현장전문가에 의존하게 되며, 현장전문가는 일일이 원단의 물성에 따른 모든 공정을 고려하여 작업지시서를 작성하여야 한다. 역시 이 작업을 컴퓨터가 대신하여 주는 것이 신사복 품질관리를 위한 작업지시서 작성용 전문가시스템이라 할 수 있다. 이 전문가시스템에는 이미 수십 개의 작업시 주의사항에 대한 항목이 공정별로 분류되어 수록되어 있으며, 수백 개의 규칙을 가진 지식베이스를 내장하고 있어, 원단의 물성만 입력되면 현장전문가가 작성할 수 있는 작업시 주의사항을 추론엔진을 통하여 자동으로 작성하여 주도록 설계되어 있다. 또한 이러한 지식베이스와 추론엔진은 확장이 용이하여 새로운 소재의 개발이나 새로운 기계 및 작업방법의 도입시에도 쉽게 적용할 수 있으며, 온라인 데이터베이스와 LAN의 활용을 통하여 작업지시서를 체계적으로 관리할 수 있어 다품종소량생산 체제와 소비자 중심의 시장에도 쉽게 적용될 수 있다. 그러나 현재 시스템이 내장하고 있는 지식의 대부분이 정량적이고 구체적인 것이 아니고 "...작업시 주의하라.”, ...의 불량 가능성이 있다." 는 식의 정성적인 내용들로 이루어져 있어 이를 개선하는 것이 가장 큰 과제라 할 수 있다. 하지만 이 역시 약간은 부족하나마 세계에서 이러한 전문가시스템의 활용을 하고 있는 업체는 거의 없는 것으로 확신하는 바, 본 연구를 통하여 도입된 신사복 품질관리를 위한 작업지시서 작성용 전문가시스템 역시 신사복의 품질관리를 위해 획기적인 기여를 할 것으로 여겨진다. 그림 3에 신사복 품질관리를 위한 작업지시서 작성용 전문가시스템의 초기화면을 보이고 있으며, 그림 4에 출력을 보이고 있다.5. 3차원 화상분석과 인공지능을 사용한 심퍼커의 객관적 평가장치 심퍼커는 봉제선 근처의 잔주름을 일컫는 것으로 외관의 특성중 의복의 품질을 좌우하는 가장 큰 요인중의 하나이다. 그럼에도 불구하고 심퍼커의 평가는 현장전문가가 육안으로 보아 등급을 5단계로 나누는 단순한 방법이 사용되어 왔다. 이는 세계적으로도 통용되는 방법이며, 대부분이 이 방법을 비난하여 왔음에도 불구하고 아직까지 이렇다할 대안이 없었다. 그러나 본 연구를 통하여 위의 전문가시스템들과 마찬가지로 세계최초로 심퍼커 측정 및 평가장치가 도입 적용되었다. 이 장비를 통하면 3차원 레이저 측정장치가 심퍼커가 발생한 시료의 화상을 얻은 후 이를 컴퓨터에 저장하여 관리할 수 있으며, 기존의 주관적인 등급판정을 인공지능을 이용한 컴퓨터에 의해 객관적으로 얻을 수 있다. 이뿐만이 아니라 심퍼커의 형상을 결정하는 여러 인자들, 즉 주름의 높이, 개수, 파장 등을 자동으로 평가하여 줌으로서 정량적인 분석을 가능하게 한다. 이로부터 땀수, 노루발의 압력, 봉사 장력 등의 봉제공정 인자와 원단 및 봉사가 갖는 특성 등에 따른 심퍼커의 형상을 구체적으로 알아냄으로서 신사복의 경우 심퍼커의 발생을 예방하고 억제할 수 있다. 그림 5에 심퍼커 측정장치와 표준시료제작기의 사진을 보이고 있으며, 그림 6에 심퍼커 평가를 위한 초기화면과 측정형상, 등급 등을 보인다.6. 향후 추진계획 및 발전방향 본 연구개발은 장기적으로 신사복공장의 전문가시스템을 구현하여 원부자재의 체계적인 관리와 고부가가치의 제품을 생산함에 있어 기술적인 애로점과 공정에 따른 최적의 공정조건을 쉽게 제시할 수 있도록 하는 것이다 즉, 신사복공장에서 사용되는 원단에 따라 최적의 부자재를 선정하게 하고, 각 공장에서 제어할 수 있는 공정변수를 정량적으로 제시하여 보다 체계적이고 과학적인 방법으로 우수한 고부가가치의 제품을 생산할 수 있어야 한다. 따라서 봉제품의 평가를 하고, 완제품의 불량요인 분석, 고부가가치 제품 생산을 위한 최적의 부자재, 공정변수의 제시 등을 할 수 있는 종합적인 시스템을 개발하고자 하는 것이다. 또한 본 연구에서 최종적으로 개발되는 공정관리 system의 User Interface 구현함으로서 실제 컴퓨터에 전문지식이 없는 작업자의 사용이 용이하고, 또한 업체의 비용부담을 최소화할 수 있다. 본 연구에서의 개발을 토대로 계속해서 봉제본공정, 퓨징공정 등의 전문가시스템을 계속 개발할 예정이다. 뿐만 아니라 봉제전반에 걸친 구체화된 지식을 중심으로 지식베이스를 구축하여 타업체로의 신사복공장의 전문가시스템을 확장할 계획에 있으며, 이러한 형태의 전문가시스템의 개발은 신사복뿐만 아니라 숙녀복, 아동복 등으로 적용이 가능하다. 따라서 이러한 전문가시스템이나 새로운 측정장치의 도입은 고부가가치 제품기술의 축적 및 개발이라는 측면에서 디자인 중심의 상품 개발, 새로운 마케팅 및 브랜드 전략의 수립 등과 더불어 국내외의 경쟁력을 한층 강화하고, 신사복뿐만 아니라 전 의류에 걸쳐 국내브랜드 제품이 세계적인 고품질의 제품으로 도약하는데 매우 중요한 요소가 될 것으로 확신한다.

목차 Contents

• 제 1 장 Sponging 가공...17
• 1. 치수불안정 메카니즘...17
• 2. 치수 안정 측정법...19
• 3. 치수불안정에 대한 직물가공 공정들의 영향...23
• 4. 소재특성(각 섬유의 구조, 흡습성, 인장성질)...29
• 제 2 장 1차 예비실험 결과분석...31
• 1. 실험목적 및 개요...31
• 2. t-Test에 의한 통계분석 결과...34
• 3. 전처리공정전후 각 공정에 따른 물성변화 분석...45
• 4. 전처리공정후 경위사간 물성변화량 분석...108
• 5. 전처리공정전후 각 소재에 따른 물성변화 분석...129
• 제 3 장 현재까지의 진행상황 및 이후의 연구 진행방향...204
• 1. Time Schedule에 따른 진행도...204