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인공지능 지원 플랫폼 기반 이송로봇 자율운영 핵심기술 개발
Development of core technology for autonomous operation of transfer robot based on artificial intelligence support platform 원문보기

보고서 정보
주관연구기관 한국철도기술연구원
Korea Railroad Research Institute
연구책임자 원종운
참여연구자 박춘수 , 김백현 , 전홍규 , 엄진기 , 이광섭 , 한영재 , 홍선호 , 이철규 , 이재영 , 한성호 , 김정현 , 이경철 , 유재균 , 노학래 , 홍순흠 , 강성욱 , 민재홍 , 김경태 , 김동희
보고서유형최종보고서
발행국가대한민국
언어 한국어
발행년월2021-12
과제시작연도 2021
주관부처 과학기술정보통신부
Ministry of Science and ICT
등록번호 TRKO202200019478
과제고유번호 1711152034
사업명 한국철도기술연구원연구운영비지원(R&D)(주요사업비)
DB 구축일자 2023-03-14
키워드 하역/이송로봇.자율운영.디지털트윈.인공지능.군집운영.Unloading/transfer robot.Autonomous operation.Digital twin.Artificial Intelligence.Group operation.

초록 ▼

○ 하역·이송로봇 자율 운영 요소기술 개발 및 로봇 시제품 개발
- 하역·이송로봇 요소기술 및 시제품 개발을 위한 개념설계·요구사항 분석
- 하역·이송로봇 요소기술 운영 시나리오 분석
- 하역·이송로봇 자율 운영을 위한 작업환경(위치, 장애물 등) 측위 기술 개발
- 피킹 영역 자동인식을 위한 화물 자동식별 기술 개발
- 하역·이송로봇 자율 운영 원격제어 기술 개발
- 하역·이송로봇 자율 운영 시제품 개발
- 하역·이송로봇 자율 운영 등을 위한 학습데이터 구축
- 인공지능 지원 플랫폼 연동

목차 Contents

  • 표지 ... 1
  • 제 출 문 ... 6
  • 보고서 요약서 ... 8
  • 요 약 문 ... 10
  • 목차 ... 20
  • 제1장 연구개발과제의 개요 ... 27
  • 제1절 연구개발 배경 및 필요성 ... 29
  • 제2절 연구개발 목표 및 내용 ... 51
  • 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 53
  • 제1절 국내 기술 동향 ... 55
  • 제2절 국외 기술 동향 ... 66
  • 제3장 연구개발 수행 내용 및 결과 ... 78
  • 제1절 하역·이송로봇 자율 운영 요소기술 개발 ... 80
  • 제2절 디지털 트윈 기술기반 하역이송로봇 운영 플랫폼 개발 ... 120
  • 제4장 목표 달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 138
  • 제1절 목표 달성도 ... 140
  • 제2절 기대 성과 ... 141
  • 제5장 연구개발 결과의 활용 계획 ... 144
  • 제1절 성과활용 계획 ... 146
  • 제2절 성과확산 계획 ... 147
  • 참고문헌 ... 149
  • 표목차 ... 22
  • 표 1 디지털트윈 기술을 구성하는 요소 기술 ... 17
  • 표 2 디지털트윈 기술을 구성하는 소프트웨어 ... 18
  • 표 3 디지털트윈 기술방전 성숙도 ... 19
  • 표 4 연구개발 목표 및 내용 ... 25
  • 표 5 하역이송로봇 사양 ... 50
  • 표 6 하역이송로봇의 주요 부품 목록 ... 50
  • 표 7 하역이송로봇의 서보 모터 정보 ... 57
  • 표 8 하역이송로봇의 I/O 신호 정보 ... 57
  • 표 9 하역이송로봇의 상태 정보 연계 항목 ... 61
  • 표 10 인터페이스 목록 ... 63
  • 표 11 인터페이스 명세 ... 65
  • 표 12 패킷 구조 ... 65
  • 표 13 IF002 하역이송로봇의 WRIST 제어 ... 66
  • 표 14 패킷 구조 ... 66
  • 표 15 IF003 하역이송로봇 ELBOW 제어 ... 66
  • 표 16 IF004 하역이송로봇 그리퍼 X축 제어 ... 67
  • 표 17 패킷 구조 ... 67
  • 표 18 IF005 하역이송로봇 그리퍼 Z축 제어 ... 67
  • 표 19 패킷 구조 ... 67
  • 표 20 IF006 하역이송로봇 그리퍼 넓이 제어 ... 68
  • 표 21 패킷 구조 ... 68
  • 표 22 IF007 하역이송로봇 그리퍼 동작 제어 ... 68
  • 표 23 패킷 구조 ... 69
  • 표 24 IF008 하역이송로봇 컨베이어 왼쪽 간격 제어 ... 69
  • 표 25 패킷 구조 ... 69
  • 표 26 IF009 하역이송로봇 컨베이어 오른쪽 간격 제어 ... 69
  • 표 27 패킷 구조 ... 70
  • 표 28 IF010 하역이송로봇 컨베이어 동작 제어 ... 70
  • 표 29 패킷 구조 ... 70
  • 표 30 IF011 하역이송로봇 왼쪽 바퀴 동작 제어 ... 71
  • 표 31 패킷 구조 ... 71
  • 표 32 IF012 하역이송로봇 오른쪽 바퀴 동작 제어 ... 71
  • 표 33 패킷 구조 ... 71
  • 표 34 테이블 목록 ... 77
  • 표 35 TBM001 공통코드관리 ... 78
  • 표 36 TBM002 하역이송로봇 상태관리 ... 79
  • 표 37 TBM003 하역이송로봇 WRIST 제어 관리 ... 79
  • 표 38 TBM004 하역이송로봇 ELBOW 제어 관리 ... 80
  • 표 39 TBM005 하역이송로봇 그리퍼 X축 위치 제어 관리 ... 80
  • 표 40 TBM006 하역이송로봇 그리퍼 Z축 위치 제어 관리 ... 81
  • 표 41 TBM007 하역이송로봇 그리퍼 넓이 제어 관리 ... 81
  • 표 42 TBM008 하역이송로봇 그리퍼 작동 제어 관리 ... 81
  • 표 43 TBM009 하역이송로봇 컨베이어 왼쪽 간격 제어 관리 ... 82
  • 표 44 TBM010 하역이송로봇 컨베이어 오른쪽 간격 제어 관리 ... 82
  • 표 45 TBM011 하역이송로봇 컨베이어 작동 제어 관리 ... 82
  • 표 46 TBM012 하역이송로봇 왼쪽 궤도 작동 제어 관리 ... 83
  • 표 47 TBM012 하역이송로봇 오른쪽 궤도 작동 제어 관리 ... 83
  • 표 48 하역이송로봇 상태정보 수신 모듈 소스코드 ... 84
  • 표 49 하역이송로봇 상태정보 제어 모듈 소스코드 ... 86
  • 표 50 하역이송로봇 상태정보 송신화면 및 모니터링 통신 모듈 수신 결과 ... 87
  • 표 51 하역이송로봇 상태정보 DB 입력 모듈 소스 코드 ... 89
  • 표 52 하역이송로봇 상태정보 DB 조회 모듈 소스 코드 ... 89
  • 표 53 그리퍼 Z축 실시간 상태정보 테스트 화면 ... 91
  • 표 54 그리퍼 X축 실시간 상태정보 테스트 화면 ... 92
  • 표 55 Elbow 실시간 상태정보 테스트 화면 ... 92
  • 표 56 Wrist 실시간 상태정보 테스트 화면 ... 92
  • 표 57 하역이송로봇 상태정보 이력조회 테스트 화면 ... 93
  • 표 58 디지털 트윈 가시화/운영 요구사항 정의 ... 101
  • 표 59 기능 정의 ... 101
  • 표 60 디지털 트윈 거동 특성 분석 요구사항 정의 ... 102
  • 표 61 기능 정의 ... 102
  • 표 62 디지털 트윈 다차원 모델링/시뮬레이션 요구사항 ... 103
  • 표 63 기능 정의 ... 102
  • 표 64 디지털 트윈 정보(보안)연계 및 동기화 기능 요구사항 ... 105
  • 표 65 기능 정의 ... 105
  • 표 66 매출액 증가율 및 영업이익률 ... 116
  • 그림목차 ... 25
  • 그림 1 AI 군집로봇 ... 29
  • 그림 2 제너럴 일렉트릭의 디지털 트윈 기반 항공기 엔진 관리 솔루션 ... 30
  • 그림 3 디지털 트윈 구축과 그 활용 ... 31
  • 그림 4 신기술 하이프 사이클 ... 31
  • 그림 5 전문 서비스 로봇시장 추이 ... 33
  • 그림 6 물류센터/공정물류 로봇 현황 ... 38
  • 그림 7 피킹 능력을 가진 물류 로봇 현황 ... 39
  • 그림 8 Rocus Robotics 물류로봇 ... 40
  • 그림 9 전체 산업분야별 신기술 하이프 사이클 ... 42
  • 그림 10 디지털트윈의 단계적 정의 ... 44
  • 그림 11 글로벌 디지털트윈 시장 전망 ... 47
  • 그림 12 포스코 PosFrame 구성도 ... 60
  • 그림 13 삼성SDS Nexplant Platform 구성요소 ... 62
  • 그림 14 LG CNS FATOVA 구조 및 적용 기술 ... 63
  • 그림 15 현대위아 iRis 소프트웨어 개략도 ... 64
  • 그림 16 GE 프레딕스 클라우드 개념도 ... 71
  • 그림 17 프레딕스에서 제공하는 어플리케이션 ... 72
  • 그림 18 GE 프레딕스 분석 서비스 화면 ... 72
  • 그림 19 지멘스 마인드스피어와 옴네오 상관성 ... 73
  • 그림 20 지멘스 마인드시피어 IoT 운영 시스템 개념도 ... 74
  • 그림 21 롤스로이스 제트기 엔진 작동 시뮬레이션 화면 ... 75
  • 그림 22 롤스로이스 AAWA 프로젝트 VR 기반 시뮬레이션 ... 76
  • 그림 23 두바이 버츄얼 터미널 화면 ... 77
  • 그림 24 하역이송로봇 구성 ... 80
  • 그림 25 하역이송로봇 디지털 트윈 체계 시스템 구성도 ... 86
  • 그림 26 하역이송로봇 디지털 트윈 체계 데이터베이스 ERD ... 88
  • 그림 27 하역이송로봇 디지털 트윈기반 하역이송로봇 상태 모니터링 체계 ... 99
  • 그림 28 하역이송로봇 디지털 트윈 모니터링 체계 설계 화면 ... 100
  • 그림 29 하역이송로봇 디지털 트윈 체계 테스트 화면 ... 100
  • 그림 30 하역이송로봇 디지털 트윈 실시간 운영 개념도 ... 120
  • 그림 31 하역이송로봇 디지털 트윈 오프라인 운영 개념도 ... 121
  • 그림 32 하역이송로봇 디지털 트윈 기술 단계 ... 123
  • 그림 33 하역이송로봇 디지털 트윈 기술 1단계 ... 124
  • 그림 34 하역이송로봇 디지털 트윈 기술 2단계 ... 125
  • 그림 35 하역이송로봇 디지털 트윈 기술 3단계 ... 126
  • 그림 36 하역이송로봇 디지털 트윈 가시화/운영 ... 127
  • 그림 37 하역이송로봇 디지털 트윈 거동 특성 분석 ... 127
  • 그림 38 하역이송로봇 디지털 트윈 다차원 모델링/시뮬레이션 기능 ... 130
  • 그림 39 하역이송로봇 디지털 트윈 다차원 정보연계 및 동기화 ... 132
  • 그림 40 하역이송로봇 운영 환경 3D 모델 ... 132
  • 그림 41 하역이송로봇 구성 ... 133
  • 그림 42 WRIST 3D모델 – 동작 전(좌)/후(우) ... 134
  • 그림 43 ELBOW 3D모델 – 동작 전(좌)/후(우) ... 134
  • 그림 44 매니플레이터 3D모델 - 수직이동 ... 135
  • 그림 45 매니플레이터 3D모델 - 수평이동 ... 135
  • 그림 46 WRIST 3D모델 - 동작 전(좌)/후(우) ... 136
  • 그림 47 CONVETER 3D모델 ... 136
  • 그림 48 TRACK 동작 전(좌)/후(우) ... 137
  • 끝페이지 ... 151

표/그림 (107)

연구자의 다른 보고서 :

참고문헌 (25)

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