초록 ▼

3. 개발결과 요약

최종목표
선체 및 배관 부재의 3D 형상 기반으로 용접검사 기초 정보를 추출하고, 아날로그 RT 필름 스캐너와 자동 RT 이미지 수집장치를 통해 방사선투과검사 디지털 영상 데이터를 수집하여 인공지능 기반으로 용접 결함에 대한 자동 판독이 가능한 통합 관리 플랫폼 개발

개발내용 및 결과
❍ 용접검사 기초 정보에 대한 자동 추출 소프트웨어 개발
- 선체 및 배관 부재를 대상으로 3D CAD 모델링 기반 용접부 위치, 용접장, 두께 등 용접품질 검사의 기초 정보를 추출하는 SW

3. 개발결과 요약

최종목표
선체 및 배관 부재의 3D 형상 기반으로 용접검사 기초 정보를 추출하고, 아날로그 RT 필름 스캐너와 자동 RT 이미지 수집장치를 통해 방사선투과검사 디지털 영상 데이터를 수집하여 인공지능 기반으로 용접 결함에 대한 자동 판독이 가능한 통합 관리 플랫폼 개발

개발내용 및 결과
❍ 용접검사 기초 정보에 대한 자동 추출 소프트웨어 개발
- 선체 및 배관 부재를 대상으로 3D CAD 모델링 기반 용접부 위치, 용접장, 두께 등 용접품질 검사의 기초 정보를 추출하는 SW
❍ 아날로그 RT 필름의 디지털 변환처리장치(스캐너) 개발
- 광학센서와 흡착 방식을 적용하여 기존의 비파괴검사에 사용되는 아날로그 RT 필름을 디지털 영상 데이터로 변환하는 처리 장치
❍ 방사선투과검사 지원을 위한 자동 RT 이미지 수집장치 개발
- 방사선원과 디텍터를 구조물에 설치∙이송하여 방사선투과검사를 위해 필요한 이미지를 자동으로 촬영, 디지털 영상 확보 장치
❍ 인공지능(AI) 기반 용접결함 자동 판독 알고리즘 개발
- 축적된 RT 이미지를 분석을 통해 특징 추출과 이미지 전처리를 수행하여 용접결함의 자동판독을 위한 인공 신경망 기술
❍ 용접품질 자동검사 및 관리를 위한 통합 플랫폼 개발
- 조선해양 산업의 용접품질 및 생산성 향상을 위하여 용접결함 자동검사와 정보의 체계적인 관리를 위한 통합 관리플랫폼

기술개발 배경
❍ 국내 조선 및 해양플랜트 산업은 수주부진 및 대규모 적자 등으로 어려움을 격고 있는 상황에서 재도약 방안으로 생산현장 자동화 기술개발이 필요하며, 많은 인력 투입과 공정 시수가 필요한 ‘용접품질 검사 업무의 자동화 및 효율화 기술’ 개발 요구
❍ 2015년부터 글로벌 조선 및 해양플랜트에 대한 산업의 불경기로 인해 대규모 인력의 구조조정으로 향후 산업 경기 회복시 품질검사 분야의 인력이 부족하여 주변 경쟁국(일본, 중국) 대비 기술 경쟁력 및 품질 관리 분야의 생산성 향상 기술 요구
❍ 조선해양 분야에서 품질검사 업무는 선주사의 신뢰성 및 조선소의 기술경쟁력의 척도를 나타내는 중요 요소로서 대부분 철구조물 용접에 대한 검사를 수행하며, 이에 대한 평가업무는 고경력의 기능 인력에 의해 수행되고 있으나 검사자 개개인의 판단기준에 의한 차이로 인하여 비일관적인 결과 발생의 솔루션 필요
❍ 수작업에 의존적인 기존 조선 공정은 휴먼에러로 인하여 정보의 오/실작, 시수 증가, 설계 변경의 실시간 반영이 불가하고, 현장 작업자들의 주관적 영향에 의한 일관성 부족 등 문제 발생
❍ 특히, 용접 취약부(weak point)의 경우는 의료분야에서 사용되고 있는 방사선투과검사(RT, Radio-graphic Testing)를 수행하고 있고, 이는 필름으로 출력되고 있으며 해양플랜트의 경우 1만~6만 포인트에 대하여 방사선투과검사를 수행하는 실정으로 이에 대한 효율적인 관리 및 자동화 기술 개발 요구

핵심개발 기술의 의의
❍ 선체 및 배관 부재의 3D 형상 모델을 기반으로 용접품질 검사에 필요한 기초 데이터를 자동으로 추출하고, 대상 모델링과 추출 정보를 3차원으로 가시화하여 전시하는 소프트웨어 신규 개발
❍ 국외 기술에 의존하고 있는 아날로그 RT 필름 스캐너에 대하여 적재 필름를 대상으로 신속하게 고품질 디지털 데이터 변환∙처리가 가능한 제품의 국산화 개발
❍ 기존의 방사선투과검사를 위해 소요되는 시수과 비용을 절감하기 위해 방사선원과 디텍터를 구조물의 검사 위치로 자동으로 이송, 촬영 및 영상 데이터 수집이 가능한 자동 RT 이미지 수집장치 신규 개발
❍ 각종 산업과 다양한 분야에서 활용되고 있는 영상인식 기술을 4차 산업혁명 핵심기술인 인공지능, 머신러닝 및 딥러닝 등과 접목하여 기간 산업인 조선해양 방사선투과검사의 용접결함 판독 자동화 기술 신규 개발
❍ 조선해양 산업 효율성 및 생산성 향상을 위헤 연계된 데이터를 통합하여 용접품질 정보의 추출부터 자동검사 등 데이터의 체계적인 관리를 위한 통합 관리 플랫폼 신규 개발

적용 분야
❍ 선주 및 선사에서는 선박 및 해양플랜트의 다양한 구조물의 용접부는 비파괴검사를 수행하여 품질을 보증하고 있으며, 특히 중요 배관 및 취약부에 대하여 반드시 RT 검사를 요구
❍ 조선소의 용접자, 검사자, 품질관리자 등 생산 공정의 많은 비중을 차지하는 용접 분야에 연결되는 다양한 공정에 적용 가능
❍ 방사선투과검사를 활용하여 용접품질 검사를 수행하는 다양한 산업계에 관련 요소기술의 상용화 및 전체시스템의 제품화를 통해 해외시장 개척 및 AI 기술을 응용하여 다양한 분야의 사업으로 확대 가능

(출처 : 초록 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 최종보고서 초록 ... 3
• 기술개발사업 주요 연구성과 ... 8
• 목차 ... 13
• 제 1 장 서론 ... 14
• 제 1 절 과제의 개요 ... 14
• 제 2 장 과제 수행의 내용 및 결과 ... 32
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 32
• 제 3 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 37
• 제 4 절 수행 결과의 보안등급 ... 475
• 제 5 절 유형적 발생품 구입 및 관리현황 ... 475
• 제 3 장 결과 ... 476
• 제 1 절 연구개발 최종 결과 ... 476
• 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 483
• 제 3 절 R&D 도전과 배움 ... 486
• 제 4 절 고용 창출 효과 ... 492
• 제 5 절 자체보안관리진단표 ... 493
• 제 6 절 안전관리 이행 현황 ... 500
• 제 4 장 사업화 계획 ... 502
• 제 1 절 시장 현황 및 전망 ... 502
• 제 2 절 사업화 계획 ... 507
• 제 절 향후 추가 3 기술 개발 계획(개발기술 응용 등) ... 511
• 부록(붙임자료 참조) ... 512
• 끝페이지 ... 557