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Abstract The block erection using a gantry crane is an important process for the production of the ships in a shipyard. The motion of the block should be controlled accurately under the external forces to prevent collision with the structures and the excessive loads on wire ropes. However, it is difficult to control the block during the lifting because the movement of the block is indirectly controlled with various objects such as trolleys, hooks, equalizers, and wire ropes. Therefore, we proposed the Deep Reinforcement Learning (DRL)-based block lifting method in this study. The DRL-based block lifting method can control the block under the change of the center of gravity and modelling uncertainty. Furthermore, the DRL-based block lifting method can provide robust control with an unexpected motion of the block due to the unexpected external disturbance. The position, orientation and angular velocity of the block and hoisting speed of wire ropes were set as the input state of the neural network of DRL. The hosting speed of wire ropes was controlled as the output action of DRL. The functions to minimize the change of orientation and to stabilize the speed of the block were set as the reward of DRL. In this study, the deep deterministic policy gradient (DDPG) method of DRL, which is a kind of off-policy actor-critic method, was applied to solve the problem with continuous state space and continuous multi-action space. To verify the DRL-based block lifting method proposed in this study, it was compared with traditional control algorithms for various simulation examples. As a result, the proposed method could effectively control the block with the modelling uncertainty. Also, the proposed method could respond to the unexpected motion of the block effectively due to the unexpected external disturbance.
Publication Date 2022-04-28

Do-Hyun Chun, Myung-Il Roh, Hye-Won Lee, Seung-Ho Ham, "A Block Lifting Method with Wire Ropes Based on Deep Reinforcement Learning", Proceedings of ICDM(International Conference on Decarbonization and Digitalization in Marine Engineering) 2022, Si-Heung, Korea, 2022.04.28-29

List of Articles
번호 분류 제목 Publication Date
28 Domestic Conference 하지상, 노명일, 이혜원, 은종호, 박종진, "실시간 AIS 데이터를 이용한 해상 충돌 회피 알고리즘 연구", 2019년도 대한조선학회 추계학술발표회, 경주, pp. 430, 2019.10.24-26 file 2019-10-25
27 Domestic Conference 하지상, 노명일, 조로만, 은종호, 박종진, 이동연, "AIS 데이터를 이용한 해상 충돌 위험도 평가 방법 및 회피 대응 알고리즘 연구", 2018년도 대한조선학회 춘계학술발표회, 제주, pp. 261, 2018.05.24-25 file 2018-05-24
26 Domestic Conference 하지상, 노명일, 함승호, "유압식 피스톤 사출 장치의 최적 설계 방법 연구", 2017년도 한국CDE학회 동계학술발표회, 평창, pp. 454, 2017.02.08-10 file 2017-02-09
25 Domestic Conference 하지상, 노명일, 함승호, 이성준, "메타 모델링 기반의 유압 시스템의 최적 설계 방법 연구", 2017년도 대한조선학회 춘계학술발표회, 부산, pp. 45, 2017.04.19-20 file 2017-04-19
24 Domestic Conference 한성남, 노명일, 이규열, "최적 공간 배치 설계를 위한 개선된 유전자 알고리즘에 관한 연구", 2001년도 한국경영과학회/대한산업공학회 춘계학술발표회, 양양, pp. 239, 2001.04.27-28 file 2001-04-27
23 Domestic Conference 한성남, 이규열, 노명일, "개선된 유전자 알고리즘을 이용한 최적 공간 배치 설계에 관한 연구", 2001년도 한국CAD/CAM학회 학술발표회, 서울, pp. 253-260, 2001.02.09 file 2001-02-09
22 Domestic Conference 함승호, 김기수, 조로만, 이성, 노명일, 하솔, "물리 기반 해석-가상 현실-하드웨어 통합 시뮬레이션 기술 개발", 2015년도 대한조선학회 춘계학술발표회, 제주, pp. 182-184, 2015.05.21-23 file 2015-05-22
21 Domestic Conference 함승호, 노명일, "유연 다물체 동역학 및 비 상호 관통 제약 조건을 활용한 조선 해양 역학 시뮬레이션 사례 연구", 2017년도 조선해양생산연구회 춘계학술발표회, 울산, 2017.05.18-19 file 2017-05-18
20 Domestic Conference 함승호, 노명일, 이성, 조로만, "조선 해양 분야 적용을 위한 해석, 하드웨어 및 가시화 기반의 실시간 시뮬레이션 방법", 2015년도 한국CAD/CAM학회 하계학술발표회, 용인, pp. 149-152, 2015.08.19-20 file 2015-08-19
19 Domestic Conference 함승호, 노명일, 이성준, 조로만, 이주필, "조선 해양 분야에서의 물리 기반 해석과 가상 현실의 통합 시뮬레이션 기술 개발 및 적용", 2017년도 조선해양생산연구회 추계학술발표회, 부산, 2017.10.19-20 file 2017-10-19
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