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Abstract 본 연구에서는 블록의 탑재 작업에 대해 기존의 시뮬레이션으로 모사할 수 없었던 와이어 로프와 블록의 간섭이나 해상 크레인과 계류 시스템 (mooring system)의 연계 해석에 대하여 다루었다. 그리고 블록 탑재 자동화를 위한 복잡한 장비를 포함한 크레인의 제어 방법을 제안하였다. 먼저, 탑재 시 블록과의 간섭을 고려하기 위해 구속 조건 기반의 와이어 로프 (constraint-based wire rope) 모델을 도입했다. 블록의 반전 (turn over) 작업 시 블록과 와이어 로프 간의 간섭 및 마찰과 같은 상호 작용을 고려하기 위해 접촉, 슬라이딩, 마찰 모델로 이루어진 알고리즘을 제안하였다. 또한, 해상 크레인과 계류 시스템의 연계 해석을 위해 계류 라인을, 자체의 동적 거동과 무게에 의한 영향을 고려할 수 있는 유연체 (flexible body)로 모델링하였다. 계류 라인과 해저면의 접촉은 계류 라인의 위치와 기울기를 제한하는 두 종류의 구속 조건을 통해 모델링하였다. 마지막으로 블록 탑재 작업의 크레인 자동 제어를 위한 방법을 제시하였다. 블록의 궤적 추종 제어 (trajectory tracking control)를 위해 servo constraint라는 개념을 도입하였으며, 이를 갠트리 크레인과 해상 크레인에 적용하여 후크 (hook) 및 이퀄라이저 (equalizer)가 모두 포함된 복잡한 시스템의 제어를 위한 방법을 제시하였다. 제안한 모델들은 각각 자체적인 모듈로 개발되었으며, 기존의 다물체계 동역학 (multibody dynamics) 기반의 해석 프로그램에 통합되었다. 이를 이용하여 블록의 간섭을 고려한 반전 작업, 해상 크레인과 계류 시스템의 연계 해석을 통한 블록의 리프팅 (lifting) 작업, 그리고 갠트리 크레인과 해상 크레인의 자동 제어를 통한 블록 탑재 작업의 안전성 평가를 수행하였다.
Publication Date 2020-02-07
이혜원, 노명일, 함승호, "조선소의 블록 탑재 자동화를 위한 시뮬레이션 고도화 및 크레인 제어", 2020년도 한국CDE학회 동계학술발표회, 평창, pp. 338, 2020.02.05-08

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