초록 ▼

□ 연구내용
○ 주물사 재생처리 설비 데이터 취득을 위한 센서 구축
- 데이터 수집 대상 : 설비 이상감지 예측위한 모터(회전식 리클레이머, 모래 이송관) 전류전압, 주물사 성능예측을 위해 온습도, 집진기 압력
- 재생 처리된 주물사는 믹서기에 저장되어 믹서기 내부에 온도, 습도 센서를 설치하여 신호 취득하고 집진기에 압력센서를 설치하여 차압 취득
- Rotary Reclaimer(스크래버 설비)는 다단으로 구성되어 설비의 구동여부에 대한 모니터링을 하기 위해서 해당 모터에 전력량계 및 CT 센서 설치
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□ 연구내용
○ 주물사 재생처리 설비 데이터 취득을 위한 센서 구축
- 데이터 수집 대상 : 설비 이상감지 예측위한 모터(회전식 리클레이머, 모래 이송관) 전류전압, 주물사 성능예측을 위해 온습도, 집진기 압력
- 재생 처리된 주물사는 믹서기에 저장되어 믹서기 내부에 온도, 습도 센서를 설치하여 신호 취득하고 집진기에 압력센서를 설치하여 차압 취득
- Rotary Reclaimer(스크래버 설비)는 다단으로 구성되어 설비의 구동여부에 대한 모니터링을 하기 위해서 해당 모터에 전력량계 및 CT 센서 설치
- 주물사 재생설비를 살펴보면 Sand Hopper로 탈사한 주형이 파쇄되어 들어가고 스크리닝을 거쳐 8번 Reclaimer를 거치고 다시 상부로 모래를 이동시켜 10번 Reclaimer 단계를 한 번 더 거친다. 설비 가동의 이상반응 알림 시스템을 구축하기 위해서 가장 부하가 큰 8번과 10번의 첫 번째 리클레이머 모터와 설비 오류가 종종 발생하는 9번 모래 이송관 모터의 전류전압 취득
- 다단 스크래버 설비의 첫 번째와 모래 이송관을 거친 후 네 번째 스크래버 설비의 모터에 센서 설치하여 RST 3상의 전류와 전압을 취득
- 다단 스크래버 설비 사이의 Sand lifter (모래 이송관) 모터에 전력량계 및 CT 센서 설치
- 현장 HW 및 NW LAY OUT 검토
: 공장 레이아웃을 기반으로 설비별 신호취득 위치를 지정하였으며, 믹서기 내 온습도, 집진기 압력 및 설비 모터 전류를 취득하기 위한 센서 위치를 확보
○ 실시간 데이터 모니터링 시스템 구축
- 참여기업이 기구축하고 있는 MES 시스템에 통합으로 주물사 재생설비 모니터링 시스템을 구축하여 편리성을 더하고 탭을 별도로 구성하여 독립적으로 데이터 관리
- 설비 신호취득 항목에 대한 전체 현황 모니터링: 믹서기 / 집진기 / 리크레머1 / 리크레머4 / 모래이송관에 대한 각각의 설비 데이터를 수집하여 가시화
- 온도, 습도, 압력, 전류, 전압, 전력량, 역률 실시간 가시화
- 각각의 특성에 따라 온/습도 모니터링, 전류 모니터링으로 구분함
- 신호취득 항목에 대한 각각의 실시간 데이터 가시화, 간트 차트 구현
- 온도, 습도 이력 : 온/습도 동시 가시화 또는 개별 가시화 가능
- 압력 이력 및 상하부 및 차압 동시 가시화 및 개별 가시화 가능
- 전류/전압 이력 : 단위항목별 R/S/T 3상에 대한 가시화
- 간트 차트 : 일 단위 설비 운영현황 가시화(정상/비정상)
- 조건이탈이력 및 조건이탈횟수: 조건설정에 따라 범위 이탈 정보 자동 수집 및 가시화
- 각각의 데이터는 그래프화와 텍스트화(엑셀 형식) 가능
○ 수집데이터 분석 및 관련 공정 분석을 통한 데이터 가공
- 전류/전압 데이터(3초당)를 5분 단위 1세트 수집
- 온습도, 압력 데이터(1분당) 수집
- 월별 주조 불량 유형 분석 및 불량률, LOI 수집 및 레이블링
- 수집 데이터 분석
: 센서를 통해 취득한 데이터의 정합성 검토
- AI 알고리즘 비교 분석

□ 연구개발 성과
○ 정성적 성과
- 주물사 처리 설비 IIoT 플랫폼 구축
- AI 학습 가능한 설비 데이터 취득 및 전처리
○ 정량적 성과
○ 기술스펙 달성 성과

□ 기술적 우수성
○ 주물사 재생처리 설비에 대한 IIoT 플랫폼을 구축하여 스마트 재생처리 설비로 운영, 관리할 수 있음
○ 사형주조공정에서 스마트화는 많이 이루어지지 않았으며 특히 주물사 재생처리 설비 데이터에 대한 AI 알고리즘 분석 시스템의 적용은 거의 희박하여 본 과제를 통해 다른 사형주조공장에 적용 범위가 매우 넓음

□ 성과활용 계획
ㅇ 주조 공장의 생산성 향상 및 에너지, 인력 등을 효율적으로 운영할 수 있으므로 주조업종의 경쟁력을 제고 할 수 있음
ㅇ 기술수준 향상에 따른 글로벌 경쟁력 상승으로 더 많은 수주 발생 및 원가절감 효과가 있을 것으로 기대
ㅇ 제조업과 IT 기업 간의 기술 교육 및 네트워크 활동을 통해 국내전문가의 상호기술교류 증대
ㅇ 기존 경험 중심의 불량 개선 방법론보다 MES, IIoT 및 빅데이터를 적용한 불량 개선의 효과를 확인하고, 이에 따른 주조 산업계 품질 관리 방법론에 대한 인식 개선 효과 기대

(출처 : 요약서 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 기본사업 연구보고서 ... 3
• 기본사업 연구 요약서 ... 4
• 목차 ... 7
• 제 1 장 개 요 ... 8
• 제 1 절 연구개발 목표 ... 8
• 제 2 절 연구개발의 필요성 ... 8
• 제 3 절 당해연도 연구개발 범위 ... 10
• 제 2 장 연구수행 내용 및 결과 ... 12
• 제 1 절 연구개발 추진 체계 ... 12
• 제 2 절 당해연도 연구개발 결과 ... 13
• 제 3 장 연구성과 활용 방안 ... 25
• 제 1 절 연구성과 활용·확산계획 ... 25
• 제 2 절 기대효과 ... 25
• 제 4 장 2차년도 사업추진계획 ... 26
• 제 1 절 2차년도 사업추진 내용 ... 26
• 제 2 절 2차년도 세부 연구분야(Spec) ... 30
• 끝페이지 ... 31