안도혁, 노명일, 여인창, 이혜원, 함승호, "안전 강화 학습 기반 대형 크레인의 블록 턴오버 제어 방법", 2026년도 대한조선학회 춘계학술발표회, 제주, p. 196, 2026.05.27-05.29
Domestic Conference
2026.06.04 09:42
안도혁, 노명일, 여인창, 이혜원, 함승호, "안전 강화 학습 기반 대형 크레인의 블록 턴오버 제어 방법", 2026년도 대한조선학회 춘계학술발표회, 제주, p. 196, 2026.05.27-05.29
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| Abstract | 조선소에서의 블록 탑재 작업은 선박 및 해양 구조물 건조 과정의 핵심 과정으로, 일반적으로 대형 크레인을 이용하여 수행된다. 이 과정에서는 블록의 형상, 무게, 러그 (lug) 연결 위치 등의 조건에 따라 블록의 흔들림을 억제하고 와이어 로프의 과도한 장력을 방지해야 하며, 특히 블록을 180도 회전시키는 턴오버 작업의 경우 와이어 로프에 작용하는 하중이 크게 증가하므로 더욱 정밀하고 안정적인 제어가 요구된다. 기존의 대형 크레인 제어 방법은 블록의 진동 억제, 도크 안착 시 충돌 방지, 이동과 턴오버 작업이 결합된 복합 작업 대응 측면에서 한계를 가졌다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 연구에서는 안전 강화 학습 (Safe Reinforcement Learning) 기반의 대형 크레인의 블록 턴오버 제어 방법을 제안하였다. 제안된 방법은 대형 크레인과 블록의 위치, 속도, 가속도 및 형상 정보를 통합적으로 고려하여 트롤리의 이동과 와이어 로프의 감기/풀기 동작을 동시에 최적화한다. 또한, 와이어 로프 장력, 블록의 흔들림, 그리고 구조물 및 도크와의 충돌 가능성을 안전 강화 학습 과정에 제약 조건으로 반영함으로써 위험한 거동을 사전에 억제하도록 설계하였다. 더불어 이동 작업과 턴오버 작업의 특성을 구분하여 각 작업 단계에 적합한 제어 행동을 도출할 수 있도록 구성하였다. 본 연구의 효용성을 검증하기 위해 다물체 동역학 기반 시뮬레이션을 통해 제안된 방법을 검증한 결과, 대형 크레인을 활용한 도크 내 블록 탑재 시나리오에서 블록의 흔들림 억제, 제어 안정성 확보, 그리고 충돌 방지 측면에서 우수한 성능을 확인하였다. 또한, 이동 및 턴오버 작업을 포함한 다양한 작업 과정뿐 아니라 여러 블록을 연속적으로 처리하는 롱 호라이즌 (long-horizon) 작업에서도 안정적으로 동작함을 보였다. |
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| Publication Date | 2026-05-28 |
