초록 ▼

□ 연구내용
○ (1세부) 고생산성을 위한 홀로닉 생산시스템 대응 핵심 기술 개발
- 로봇기반 가공 제어 알고리즘 개발 및 정밀 가공을 위한 공정 모듈 제작
- 고강도, 경량화 요구 부품에 대한 3D프린팅 적용을 위한 설계기술 개발
- 센서 융합 기반 가공공정 로봇 위치 계측/제어 정밀도 향상 시스템 구축
- 멀티에이전트 자율주행 플랫폼 설계 및 개발
- 작업정보 및 센서 데이터 실시간 자동획득을 위한 통신체계 및 로컬/클라우드 데이터서버 시스템 구축
○ (2세부) 홀로닉 생산

□ 연구내용
○ (1세부) 고생산성을 위한 홀로닉 생산시스템 대응 핵심 기술 개발
- 로봇기반 가공 제어 알고리즘 개발 및 정밀 가공을 위한 공정 모듈 제작
- 고강도, 경량화 요구 부품에 대한 3D프린팅 적용을 위한 설계기술 개발
- 센서 융합 기반 가공공정 로봇 위치 계측/제어 정밀도 향상 시스템 구축
- 멀티에이전트 자율주행 플랫폼 설계 및 개발
- 작업정보 및 센서 데이터 실시간 자동획득을 위한 통신체계 및 로컬/클라우드 데이터서버 시스템 구축
○ (2세부) 홀로닉 생산시스템 협업을 위한 스마트 안전 시스템 기술 개발
- 생산현장 작업자의 작업부하 및 생체역학적 평가 기술개발
- 작업자 모니터링을 위한 웨어러블 센서 모듈 설계 및 제작
- 센서데이터 수집/저장/통합모델 테스트 및 작업환경 대응가능 다채널 센서 모듈
○ (3세부) 에너지 절감형 스마트 작업환경 제어 시스템 개발
- Lab. scale 열환경 시스템(지열, 공기열 + 열저장 모듈) 구축 및 성능평가
- 대면적 작업환경 모니터링/제어 시스템 및 에너지 최적화 해석기술 개발

□ 연구개발 성과
○ (1세부) 고생산성을 위한 홀로닉 생산시스템 대응 핵심 기술 개발
- 정성적 성과 :
. 로봇 모션을 고려한 드릴링 모듈 제어 알고리즘 및 로봇 연동 알고리즘 개발(로봇+드릴링모듈)
. 타이타늄 저부하 가공공정 및 가공 모듈 정밀 설계 및 경량화 설계
. 고강도, 경량 소재의 3D프린팅 제작을 위한 레이저 공정(레이저 파워, 스캔 스피드)파라미터 최적화
. 최적 공정기반 및 3D 프린팅 제작을 위한 모델 설계를 이용한 고강도, 경량 부품(로봇, 자동차, 항공우주 부품) 제작
. 로봇기반생산시스템을 통한 절삭가공 공정 디지털트윈 가상 모델 및 오차 데이터 구축
. 멀티에이전트 자율주행플랫폼 운용을 위한 전장시스템 설계 및 시제작 완료
. 작업자/작업기/센서 작업정보 실시간 자동획득 및 통합관리시스템 기술 확보
- 정량적 성과
- 기술스펙 달성 성과
○ 2세부 : 홀로닉 생산시스템 협업을 위한 스마트 안전 시스템 기술 개발
- 정성적 성과 :
. 실증 사이트 기반의 홀로닉 생산시스템 작업자 작업 시나리오 도출, IRB 접수
. 산업 생산시스템과 작업의 협업을 위한 생체정보 기반 안전 디바이스 개발
. 촉매기반 CO₂ 센서 및 조도 복합 센서 모듈 개발
. 가공공정 작업부하 측정을 위한 테스트 프로토타입 구축 및 센서 데이터를 활용한 작업 부하 모델 개발
- 정량적 성과
- 기술스펙 달성 성과
○ 3세부 : 에너지 절감형 스마트 작업환경 제어 시스템 개발
- 정성적 성과 :
. 복합 열원이용 히트펌프 설계, 열저장 모듈 설계 및 제작, 실증사이트 구축에 따른 부하설계, 에너지 최적화 기술 개발
. 대면적/공간 수치해석 모델, 모니터링 제어 프로그램 설계기술
- 정량적 성과
- 기술스펙 달성 성과

□ 기술적 우수성
○ (1세부) 고생산성을 위한 홀로닉 생산시스템 대응 핵심 기술 개발
- 로봇 강성 모델 기반의 가공 제어 알고리즘 개발 및 정밀/경량 드릴링 모듈 제작
- 로봇의 위치 제어를 통한 End-effector의 위치 정밀도 제어 알고리즘 연구 (인식: 360um, 제어: 340um 정밀도 확보⇒ 총 정밀도 700um)
- 홀로닉 생산시스템에 적합한 적재중량 1ton 기반 멀티에이전트 자율주행 플랫폼 개발
- 고강도, 경량화 소재를 이용한 로봇, 자동차, 항공분야의 요구 부품에 대한 3D프린팅 제작 및 설계 기술 확보
- 고강도, 경량의 3D 프린팅 제품(자동차 부품, 항공 부품, 로봇 부품)의 실제 장착 및 구동 평가
○ (2세부) 홀로닉 생산시스템 협업을 위한 스마트 안전 시스템 기술 개발
- 작업자 및 작업환경·공정에서 획득된 실시간 데이터를 바탕으로 데이터 분석 모델 생성 및 실시간 데이터 기반 안전/작업부하 관리가 가능한 작업자 관리 융합 환경 구축
- 작업자 중심의 데이터 획득을 위한 웨어러블 스마트 디바이스 개발 및 엣지 컴퓨팅 기술을 적용을 통해 산업환경 적용이 어려웠던 작업자 분석 기술 개발
○ (3세부) 에너지 절감형 스마트 작업환경 제어 시스템 개발
- “2020 RE100 (Renewable Energy 100%)” 제도 대응을 위한 산업생산 공정의 복합열원 활용, 에너지 저장, 공급 원천기술 확보
- 생산현장 환경부하의 예측 및 에너지 이용 최적화 기술을 활용한 세계최초 생산현장 맞춤형 열원공급 시스템 설계기술 확보

□ 성과활용 계획
○ (1세부) 고생산성을 위한 홀로닉 생산시스템 대응 핵심 기술 개발
- (자동차부품분야) 로봇 가공을 통해 기존의 CNC 가공머신을 대체하여 생산성 및 유연성을 향상 (항공부품분야) 기존의 대형가공기를 로봇가공 워크셀로 교체하여 공장 공간 활용성 극대화
- 가공 공정 위치 측정 및 제어 알고리즘을 통한 Drilling 가공품 품질 향상
- 향후 멀티에전트 자율주행 플랫폼의 물류산업, 농산업(농작업로봇, 스마트팜)에 적용하여 노동력감소 문제해결가능, 특히 농업분야에 기술이전 및 확산이 증가 예상
- 200개 이상의 다수 IoT센서 데이터 취득이 필요한 빅데이터 기반 생산시스템에 기술 적용
- ITEM별 수요기업 발굴 : 중소중견기업 중심의 수요기업 발굴
○ (2세부) 홀로닉 생산시스템 협업을 위한 스마트 안전 시스템 기술 개발
- 비정형 생산현장 적용 확대 및 사례별 분석을 통한 알고리즘 개선
- 작업자 부하정보 및 생체정보 데이터 베이스를 이용한 작업순환 플랫폼 구축을 통해 사업 확대
- 작업자 행동인지심리 모델 분석 결과를 활용해 생산 로봇과의 협업을 위한 기반 데이터로 활용
○ (3세부) 에너지 절감형 스마트 작업환경 제어 시스템 개발
- 에너지 최적화 원천기술 설계모델을 활용한 Lab. scale 생산 공정 적용 에너지 저장, 공급, 제어 빅데이터 확보
- 대면적 생산현장 열환경 제어 시스템 기술개발을 통한 맞춤형 작업환경제어 솔루션 제공

(출처 : 요약서 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 기본사업 연구보고서 ... 3
• 연구요약서 ... 4
• 목차 ... 10
• 제 1 장 개 요 ... 11
• 제 1 절 연구개발 목표 ... 11
• 제 2 절 연구개발의 필요성 ... 11
• 제 3 절 당해연도 연구개발 범위 ... 14
• 제 2 장 연구수행 내용 및 결과 ... 15
• 제 1 절 연구개발 추진 체계 ... 15
• 제 2 절 당해연도 연구개발 내용 ... 21
• 제 3 절 당해연도 연구개발 결과 ... 89
• 제 3 장 연구성과 활용 방안 ... 91
• 제 1 절 연구성과 활용·확산계획 ... 91
• 제 2 절 기대효과 ... 92
• 제 4 장 차년도 사업추진계획 ... 94
• 제 1 절 차년도 사업추진 내용 ... 94
• 제 2 절 차년도 사업추진 일정 ... 97
• 제 3절 차년도 세부 연구분야(Spec) ... 99
• 제 5 장 참고문헌 ... 102
• 끝페이지 ... 105