용접 변형을 고려한 선박 및 플랜트 생산의 조립순서 계획 최적화

Abstract

조선 해양 생산에서 용접 공정은 필연적으로 변형을 수반한다. 이러한 용접 공정의 변형은 해양 플랜트의 품질과 생산성에 영향을 미친다. 따라서 해양 플랜트의 고품질과 생산성의 향상을 위해 용접 공정에 의한 변형의 감소에 대한 연구되어야 한다. 조립순서는 다른 부재의 조립 시 구속도를 변형시켜 구조물의 최종 변형값에 영향을 준다. 따라서 변형을 최소화 시킬 수 있는 최적의 조립순서가 필요하다. 동시에 생산성을 향상시키기 위한 연구 역시 병행되어야 한다. 본 연구에서는 해양 플랜트의 생산성을 고려함과 동시에 용접 공정에서의 부재의 각 조립 단계의 변형을 고려해 변형을 최소화할 수 있는 최적 조립 순서를 도출 할 수 있는 알고리즘을 개발한다. 사례기반추론(Case-based reasoning)을 통해 각 부재의 종류를 정의하여 부재의 유사성이 생산성에 미치는 영향을 고려하며, 조립 순서에 따른 부재의 이동 및 조립 작업 방법을 고려한다. 또한 용접 생산 공정을 고려하기 위해 용접 공정시의 부재 선호도와 용접의 종류를 고려한다. 용접 변형은 열변형도 기반의 탄성해석을 통해 각 단계별 부재의 구속도와 강성을 고려한 간의 해석법을 이용, 최소의 변형을 갖는 조립 순서를 도출한다. 앞서 실제 생산 현장과 용접 생산 공정을 고려한 생산성과 조립 순서에 따라 변하는 구속도에 따른 용접 변형을 동시에 고려하는 실제 건조 비용과 시간을 고려한 Cost function을 통해 최적의 조립순서를 도출한다.