R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201414PTSI-C063456-03 | |||||
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| 연구사업명 | 교통물류연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 고속 자동 적재/반출 장비(Mini-Load AS/RS) 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2012-08-30 ~ 2015-05-22 | |||||
| 연구책임자 | 나강식 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
4명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
13명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 600,000,000 원 기업 : 230,000,000 원 계 : 830,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 2,566,000,000 원 기업 : 887,400,000 원 계 : 3,453,400,000 원 |
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| 연구기관명 | (주)신흥기계 | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | - | |||||
| 주요 내용 |
ο 시장에서의 환경변화로 인하여 다품종 소량화물이 취급되는 경우가 증가하고 있으며, 따라서 화물처리 과정에서 다양성과 신속성이 요구되고 있음 - 소비자의 요구사항이 다양해지고, 시장에서의 제품수명주기가 짧아짐에 따라 다품종 소량화물이 취급되는 경우가 빈번해지고 있음 - 기존의 단순하고 획일화된 화물처리 기능에서 벗어나, 유연한 대응과 신속한 처리가 가능하며 화물 처리 서비스의 고도화, 비용 절감을 위한 화물취급기술 및 장비 개발이 필요함 ο 화물처리패턴의 변화와 국내물류산업의 발전 상황을 고려해 볼 때 고속 자동 적재/반출 장비에 대한 수요는 증가할 것으로 예상됨 - 고속 자동 적재/반출 장비는 다품종, 소량, 다빈도 화물처리를 효율적으로, 신속하게 처리할 수 있는 물류장비임 ο 이와 같은 상황 변화에 효율적으로 대응하기 위해서는 다품종, 소량, 경량화물에 초점이 맞추어진 연구 및 개발이 필요함 - 중량화물 처리 기술에 많은 투자가 이루어졌으나, 이와 같은 기술들은 정밀하고 신속한 처리가 요구되는 경량화물 분야에 적합하지 않음 - 국가적 차원에서 지원이 활발하게 이루어진 항만에서의 중량화물처리 자동화 분야에 비해서, 물류센터에서의 경량화물처리 자동화 분야에 대한 지원은 미비한 실정임 ο 국내 물류장비 산업규모와 연구 인프라를 고려해 볼 때, 국가가 지원하고 선도하는 연구개발사업이 필요함 - 물류장비의 경우 연구개발에 있어서 많은 초기 투자비용이 요구되는 분야임 - 국내 물류장비 산업규모로는 해당 투자비용을 부담하기 힘든 실정임 ο 국내 기술의 한계로 인하여 관련 물류장비들의 수급은 대부분 해외로부터의 수입에 의존하고 있는 상황임 - 다품종, 소량, 경량, 다빈도 화물작업에 적합한 고속 자동 적재/반출 장비의 경우 90% 이상을 외산에 의존하고 있음 - 물류장비 주요 부품 모듈들의 수입의존도 또한 상당히 높음 ο 고속형, 에너지 저감형 기술을 보유하고 있음은 물론 유지보수의 효율까지 감안하는 외산 기술력을 고려해 볼 때, 수입 의존도는 쉽게 낮아지지 않을 것으로 예상됨 - 선진국에 비하여 아직까지는 국내 장비제조기술이 미약한 실정이며, 따라서 국산 장비만으로는 이와 같은 수요에 효과적으로 대응하지 못하고 있음 - 국가 차원에서의 연구지원을 통하여 관련 장비 및 부품들의 국산화와 차별화된 기술 경쟁력 확보 등을 기대할 수 있음 ο 장기적인 관점에서 관련 기술과 장비의 국산화는 필수적이며, 이를 위해서는 지속적인 연구와 개발이 필요함 - 국가가 선도하는 연구개발사업을 통하여 선진물류장비 기술의 국산화를 지원함 - 외산 기술에 대응하는 고성능 물류장비 제조 기술력을 확보함 - 앞선 기술력 확보를 통하여 글로벌 경쟁력을 확보한 국내 물류장비업체들의 해외진출을 기대할 수 있음 ο 현재 고속 자동 적재/반출 장비에 대한 표준이 존재하지 않으며, 향후 물류장비산업의 활성화를 위해서는 이와 관련된 국내표준 및 기준이 마련되어야 함 - 현재 국내에는 중형 이상의 스태커 크레인 장비 등에 대한 표준만이 존재함 - 연구 개발된 선진기술의 원활한 활용과 관련 장비의 제작기반 마련을 위해서는 표준 및 기준에 대한 논의가 필요함 ο 점차 고층화 및 자동화되고 있는 물류시설에 적합하고 국내 물류환경에 맞는 첨단화된 수직, 수평 이송장비의 핵심기술 개발의 필요성이 증대되고 있는 실태이지만, 선진국 기술 대비 국내 장비제조기술 개발 미약과 관련 연구 인력의 부족으로 주로 수입에 의존하고 있는 상황이므로, 물류장비의 국산화 생산으로 신속한 경쟁력 확보가 시급함 ο 단순히 자동화 장비 개발기술만이 아닌 물류 자동화시스템의 기술력이 곧 물류 창고 전체의 효율을 극대화 시킬 수 있으며, 제어시스템(장비)과 운용시스템(S/W)이 함께 융합된 시스템을 개발하고 그 기술력을 확보해야 함 - 유럽 선진 기업들은 사용자의 편의성을 강조하는 일본의 기업들과는 달리 장비의 효율성과 운영 소프트웨어의 통합화, 자체 운영 소프트웨어 개발 등 장비 자체의 성능과 기존 물류시스템 내 연계성을 중요시 하는 경향을 보이고 있음 [최종목표] ο 고속 자동 적재/반출 장비(Mini-Load) 개발 과제는 국내·외 물류 장비 시장 경쟁력 강화를 목적으로 고성능 선진 기술의 국산화 개발 연구를 수행함 ο 고속 자동 적재/반출 장비(Mini-Load) 개발 과제의 목표는 높은 시장 경쟁력을 확보하기 위한 고성능 보관 물류 장비를 개발하는 것임 - 본 과제에서는 물류 시설/장비 중 보관 장비의 개선 요구사항을 “물류 생산성” 및 “적재 효율성”과 관련하여 다음과 같이 정의하였음 - 물동량 처리량 향상 : 보관 화물의 신속한 적재/반출을 위한 고속 성능 개선 - 보관량 증대 : 보관 화물의 적재량 향상을 위한 적재/반출 방식 및 보관 방식 개선 - 본 과제에서의 고성능 보관 물류 장비는 성능개선 및 자동화 전략을 통하여 다음과 같은 국내 고속 자동 적재/반출 장비의 문제점을 해결함 ① 저조한 물류장비 성능 ② 다품종 소량화물에 적합한 물류장비의 부재 ③ 보관설비의 자동화 미비 ④ 국외 물류장비에 대한 과다한 의존 ο 고속 자동 적재/반출 기술의 국산화를 통하여 국내 창고자동화 물류장비시장을 선점하고, 국외 고속 자동화 장비를 대체함 - 요소기술의 국산화를 위하여 해외 핵심 요소기술을 분석하고 동일 기술 또는 고객의 수요에 따라 개선된 기술을 개발하는 것을 목표로 함 ο 관련 물류장비의 기술경쟁력을 확보하여, 해외 시장으로의 진출을 꾀함 - 세계 최고 수준과 동등한 기술력을 확보하고, 이를 통하여 해외 물류장비시장으로 진출하기 위한 발판을 마련함 - 경쟁력 확보가 가능한 특화기능 (RFID, Picking Information Display, Device Management System, 모바일 현황 리포팅 S/W, 전력량 모니터링, 설비 구조 경량화 및 내구성 강화 등)을 추가하여 물류자동화장비 시장에서의 국가 브랜드를 향상시킴 [연구내용 및 범위] ○ 연구내용 범위로는 과제 제안요구서(RFP)에 제시된 고속 자동 적재반출 장비(Mini-Load AS/RS) 개발이며 이에 부합하는 연구내용을 설정하고 국내 물류산업의 택배업계, 항공 수화물 업계, 원 부자재를 가공하는 공장 등 의 보관분야에 적용하는 고속 적재반출 장비(Mini-Load) 개발을 목표로 함 ○ 고속 자동 적재반출장비(Mini-Load AS/RS) 개발을 위해 1단계로 장비 개발을 위한 설계안 도출 - 국내.외 물류 보관기술 및 산업동향 분석을 통해 핵심기술 요소 개발방향 정립 - 기존 Mini-Load AS/RS의 이송 및 보관을 위한 구동, 자율주행 및 승강 등 기계적 동작 및 운영 메카니즘 분석을 통해 핵심기술 요소 설계 및 가이드라인 제시 ○ 2단계로 개발 장비 제어 및 운용을 위해 Mini-Load AS/RS 제어시스템 및 운용시스템 개발 - 장비 제어를 위한 Stacker Crane의 주행/승강 모듈 개발, 운반 Telescopic Fork의 구동 모듈 개발, Crane의 위치인식을 위한 Sensor 기술 개발 - 제어환경 조성을 위해 하부 Rail 구조개발, 운영 가능한 Rack 설계 및 개발 - 장비 운용을 위한 운용시스템 개발, 기존 WMS(Warehouse Management System, 창고관리 시스템)과의 통합 가능한 인터페이스 모듈개발, 제어시스템과 주행/승강 모듈 등 각 모듈 간 연계되는 네트워크 환경 구성 ○ 3단계로는 설계기술 도출 및 제어/운용시스템 개발을 통해 완성된 시제품의 실용화 및 기술 이전을 위한 시스템 및 부품 규격의 표준 및 시험평가기술 개발 - 핵심개발 장비의 주행 및 승강 시 진동 특성 및 안정성 검증 - 장비운영 시 영향력의 범위가 넓은 화물 및 인력에 대한 안전성 확보 - 개발 장비의 제어시스템과 운용시스템 연계 및 시운전을 통해 유지보수 발생횟수 감소를 위한 안정성 검증 - 핵심개발 장비의 실용화 기반마련을 위한 표준규격(부품 포함), 시험표준 및 시험설계서(H/W, S/W) 제시 - 개발된 장비의 현장적용 시 고장 발생횟수 감소를 위한 유지보수 관리 매뉴얼 제시 ○ 1차년도 ο Mini-Load AS/RS 제어시스템 설계 -국내외 제어시스템 시장/기술 동향분석 -에너지 저감기술 및 고속 적재/반출기술 접목사례 조사 및 분석 -시스템 구조 상세분석 -시스템 구조 상세설계 ο Mini-Load AS/RS 운용시스템 설계 및 개발 -국내외 운용시스템 시장/기술동향 분석 -운용시스템 기술 분석 및 도출 -운용시스템 설계 -운용시스템 구동환경 개발 ○ 2차년도 ο Mini-Load AS/RS 싱글마스트 제어시스템 개발 -제어구동 환경 개발 -주행/승강 모듈 개발 -위치인식 모듈 개발 -안정도 향상을 위한 최적 Topology(모션제어) 개발 -에너지 저감 기술 개발 ο Mini-Load AS/RS 싱글마스트 운용시스템 개발 -RFID기반 PID zone 운용시스템 개발 : RFID 기반 PID, 피킹존 시스템, RFID 처리오더 이력관리 모듈 -장비운용현황 모니터링 시스템 개발(싱글마스트) : 싱글마스트용 ECS 모듈, 장비 간 연계되는 네트워크 모듈 ο 싱글마스트 및 시스템 규격의 표준 가이드라인 및 시험평가기술 개발 -Mini-Load AS/RS 시스템의 부품 표준규격 가이드라인 제시 -Mini-Load AS/RS 시스템 표준적합성 시험 표준 가이드라인 제시 -Mini-Load AS/RS 시스템 시험평가 설계서 및 절차서, 매뉴얼 제작 ○ 3차년도 ο Mini-Load AS/RS 더블마스트 제어시스템 개발 -제어구동 환경 개발(시제품 제작 제외) -상/하부 프레임 개발(일부 단위 시작품 제작) -승강 모듈 및 이재장치 개발(단위 시작품 제작) ο Mini-Load AS/RS 더블마스트 운용시스템 개발 -비상전력 시스템 구축 : 피킹존 비상전원 설비 구축, 전력 이상상황 대비 매뉴얼 개발 -전력 사용량 관리 시스템 개발 : 전력량 모니터링 보드 개발, 전력량 모니터링 S/W 개발 -장비운용현황 모니터링 시스템 개발 : 모바일 입/출고 현황 리포팅 S/W 개발 |
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| 색인어 | 한글 | 듀얼 딥 스태커 크레인 | 급가속형 소형 적재/반출 장치 | 피킹 정보 추출기 | 고속 물류장비 | 듀오타입 화물처리 장치 |
| 영문 | Double Deep Stacker Crane | High Acceleration/ Deceleration Mini-load | Picking Information Display | High-speed Material Handling Equipment | Duo-type Telescopic Loading Device | |
| 최종보고서 | 최종보고서_고속자동적재반출장비개발.pdf | |||||