초록 ▼

연구개요
본 연구는 노동생산성 향상과 작업자 안전 증대를 위하여 CPS(사이버-물리 시스템)를 이용한 스마트 워크 시스템(Smart Work System)을 구축한다. 본 연구에서 제안하는 스마트 워크 시스템은 1) 작업자 데이터 수집, 2) 노동생산성 향상 시스템, 3) 작업안전 시스템, 4) 데이터베이스 구축으로 구성된다. 스마트 워크 시스템은 작업자의 동작을 기반으로 작업표준 설정과 작업루틴 모니터링을 통해 다품종 생산을 위한 유연한 작업스케줄링을 가능하게 한다. 또한 작업자의 작업부하를 객관적으로 평가하여 작업부하 감소

연구개요
본 연구는 노동생산성 향상과 작업자 안전 증대를 위하여 CPS(사이버-물리 시스템)를 이용한 스마트 워크 시스템(Smart Work System)을 구축한다. 본 연구에서 제안하는 스마트 워크 시스템은 1) 작업자 데이터 수집, 2) 노동생산성 향상 시스템, 3) 작업안전 시스템, 4) 데이터베이스 구축으로 구성된다. 스마트 워크 시스템은 작업자의 동작을 기반으로 작업표준 설정과 작업루틴 모니터링을 통해 다품종 생산을 위한 유연한 작업스케줄링을 가능하게 한다. 또한 작업자의 작업부하를 객관적으로 평가하여 작업부하 감소 대책 제시와 안전사고와 산업재해로 인한 노동력 감소를 예방하고 노동생산성을 증대할 수 있는 기반을 마련하다. 작업자 정보와 작업공정 정보를 데이터베이스로 구축하여 스마트 팩토리 구현의 기반을 이룬다.

연구 목표대비 연구결과
1차년도의 작업자 데이터 수집 단계는 실시간으로 작업자의 작업동작을 수집하기 위해 모션캡쳐 분야에서 활용되는 MEMS 센서와 무선통신을 이용하여 수집된 작업자 정보를 데이터베이스로 구성하였다. 수집된 작업자 정보는 생체역학모델을 통해 각 관절의 각도, 속도, 가속도 등의 운동학 데이터를 계산할 수 있는 작업동작을 구현하고 작업부하를 객관적으로 평가하는데 활용한다.
2차년도의 노동생산성 향상 시스템은 작업동작을 기반으로 작업표준을 설정하고 작업루틴 모니터링을 실시한다. 작업루틴 모니터링은 요소작업을 대표할 수 있는 작업동작을 설정하여 표준작업 루틴으로 정의하고, 작업 공정 정보 데이터베이스에 저장된 표준작업 루틴과 작업 표준시간을 기준으로 작업자가 표준에 맞추어 작업을 수행하는지 확인할 수 있다. 또한 작업 스케줄이 변경되는 경우 개별 작업자의 요소작업별 작업시간 분포를 기반으로 작업자의 숙련 정도와 작업 속도를 판단하고 적합한 작업자 배정을 통해 유연한 작업스케줄링이 이루어질 수 있는 기반을 갖추었다. 작업안전 시스템은 작업 관련 근골격계 질환 예방을 위해 작업자의 작업부하를 한국형 생체역학 모델을 통해 외력으로 인해 발생하는 관절의 부하를 산출하고, 인간공학적 자세평가 도구를 통해 작업부하를 감소시킬 수 있는 대책을 제시하였다.
3차년도에는 MEMS 센서에서 수집되는 정보를 바탕으로 노동생산성 향상 시스템과 작업안전 시스템을 체계적으로 관리할 수 있는 데이터베이스를 구축하고, 통합 스마트 워크 시스템의 현장 적용을 검증하였다.

연구개발결과의 중요성
작업자의 작업동작을 데이터베이스화하여 스마트 워크 시스템을 구축하는 것은 노동생산성 측면에서 작업표준 설정에서 작업루틴 모니터링까지 온라인상에서 관리가 가능하며, 작업자 안전성 측면에서 작업부하를 객관적으로 평가하고 감소시킬 수 있다.
작업동작을 데이터베이스화 하는 것은 숙련자의 제조 노하우를 디지털화 하는 것으로 숙련자만의 속인성 지식을 공유, 전수하고, 미숙련자와 숙련자의 작업방식을 객관적이고 정밀하게 비교할 수 있는 틀을 마련할 수 있다. 또한 검사과정에서 불량품과 양품을 구별할 수 있는 특정 동작을 실시하여 불량품에 추가적 마킹작업을 실시하는 작업을 제외할 수 있으며, 물류 및 재고관리 시스템과 연동할 수 있는 네트워크 구성도 가능하다.

(출처 : 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 3
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 가. 본 연구개발의 필요성 ... 5
• 나. 연구 최종목표 ... 6
• 다. 연구범위 ... 6
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 7
• 가. 1차년도 ... 7
• 나. 2차년도 ... 9
• 다. 3차년도 ... 11
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 12
• 4. 참고문헌 ... 13
• 5. 연구성과 ... 14
• 끝페이지 ... 15