| 연구개발개요 |
ㅇ 본 연구는 우리나라 차세대 성장엔진인 “최첨단 로봇 기술”과 국제적 경쟁력을 갖추어가고 있는 “고층 건물 구조체 시공 기술”을 융합한 “로보틱 크레인 기반의 고층 건물 구조체 시공 자동화 시스템”을 개발하기 위한 것임.ㅇ 본 연구와 유사한 시스템들(ABCS, SMART 등)이 1990년대 일본에서 적용된 사례가 있으나, 일본의 시스템들에 적용된 건축구조 및 공법이 국내 현실에 맞지 않을 뿐 아니라, 전자동 시스템의 구축에 막대한 비용이 소요되어 실용화되지 못하고 단지 기업의 이미지 홍보용으로 밖에 사용되지 못하고 있는 실정임.ㅇ 이에 본 연구에서는 한국의 건축기준 및 산업여건에 적합한 “경제적”이고 “실용적”인 한국형 고층건물 시공 자동화 시스템을 개발하고자 함. - 일본의 시스템들과 본 연구의 주요 차이점은 국내에 일반적인 코어선행 공법에 적용이 가능하다는 점과, 고비용의 천정 주행형 크레인이 아닌 기존의 타워크레인을 자동화한다는 점임.ㅇ 본 연구에서 개발하고자하는 세부핵심기술은 (1)로보틱 크레인 기반 고층 건축물 구조체 시공 자동화 시스템 기획 및 통합, (2) 크라이밍 유압로봇 및 건설공장(Construction Factory: CF) 구조체 기술 개발, (3)로보틱 크레인 기반의 자재설치 핵심 기술 개발, (4)무선인식 및 다차원 CAD 기반의 지능형 건설자재 조달 시스템 개발의 4분야 기술임.ㅇ 이들 세부과제의 효율적인 수행을 위하여 산((주)두산건설 외 24), 학(고려대학교, 건국대학교, 연세대학교 외 3), 연(KIST, 한국원자력연구소 외 1) 클러스터를 유기적으로 구축하였으며, 원천기술 보유기관인 미국의 Stevens Institute of Technology, 일본 AIST와 공동연구 팀을 구성하였음.
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| 최종목표 |
ㅇ 본 연구단은 “2012년, 세계최고 수준의 상용화된 건축시공 자동화 시스템 개발”이라는 비전을 설정하였으며, 이를 달성하기 위해 다음과 같은 2단계 전략목표를 설정하였음. - 1단계에서는 “고층 건물 구조체 시공 자동화 핵심기술 개발”을 목표로 하며, 이를 달성하기 위해 고층 건물의 자동화를 위한 핵심기술을 개발하고, Downsized Prototype 제작을 통해 적용 가능성 검토 및 문제점 도출을 수행함. - 2단계에서는 “통합 시스템 구축, 시험시공, 그리고 실 건축물 시공 및 추가기술 개발을 목표로 하며, 이를 달성하기 위해 1단계에서 개발된 핵심기술을 통합하는 통합 시스템을 구축하고, 이를 시험시공 및 실 건축물 시공에 적용함. (지하1층, 지상 7층의 건축면적 3300 제곱미터 건물) 또한, 추가기술로 분류된 기술들에 대한 개발을 수행하고 이에 대한 모듈별 검증 데모 및 시공 simulation을 통해 검증을 수행함.- 본 연구의 정량적 목표는 자동화 시공을 통한 노무량 30% 감소, 기후영향 절감 을 통한 15% 공기단축, 지능형 타워크레인을 통한 생산성 25% 향상임.
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| 연구내용 및 범위 |
ㅇ 본 연구는 첨단 로봇 기술과 초고층 건축물 시공 기술을 융합하기 위하여, 아래와 같은 4가지 세부 과제를 수행함.ㅇ 제1세부과제는 “로보틱 크레인 기반 고층 건축물 구조체 자동화 시공 시스템 기획 및 통합”이며, 이를 통해 개발된 기술을 통합 구현함.ㅇ 제1세부과제의 구현을 위해, 아래의 연구를 수행함.1. 고층건물 구조체 시공 자동화 시스템 사업총괄 및 핵심기술 적용성 연구2. 고층건물 구조체 시공 자동화 시스템 통합 및 인터페이스 연구3. 고층건물 구조체 시공 자동화 시스템 연구개발 현황 조사 및 성능평가 모듈개발ㅇ 제2세부과제는 “크라이밍 유압로봇 및 건설공장 구조체 기술 개발”이며, 이를 통해 건설공장 운영 핵심 기술을 개발하고, 시험시공 및 본시공을 수행함.ㅇ 제2세부과제의 구현을 위해, 아래의 연구를 수행함.1. 고층건물 구조체 시험시공 및 본시공2. 크라이밍 유압로봇 및 상하이동 구동 유닛 개발3. 건설공장 구조체 개발4. 건축물 구조체 자동화 시공을 위한 DFA(Design for Automation) 개발- 본 연구의 최종 결과물은 향후 국내의 가장 일반적인 건물 규모일 것으로 추정되는 정방형/장방형 형태 및 30F~50F 규모의 RC 코어선행 구조에 적용할 수 있는 고층건물 구조체 시공 자동화 시스템 기술임. 정부 지원 연구비의 한계상 본 연구 수행중 대규모 30F~50F 규모의 RC 코어선행 구조의 건물을 지을수 없기 때문에 TEST BED로서 본 연구의 4~5차년도에 고려대학교 부지 내 교육 및 연구시설을 위한 지하 1층 지상 7층, 건축면적 3300 제곱미터의 건물을 코어선행 및 SRC 구조로 시공할 계획임.ㅇ 제3세부과제는 “로보틱 크레인 기반의 자재설치 핵심 기술 개발”이며, 이를 통해 자재설치 로봇 핵심 기술을 개발함. 1. 수직/수평 철골고주 대응형 볼트체결 로봇 및 제어기 개발 2. 사용자 인터페이스 및 네트？p 기반 Intelligent Teaching Agent 기술 개발 3. 수직/수평 철골구조 대응형 볼트체결용 Mobile Manupulator 개발 4. 고중량 지지 로봇의 핵심 구동부 개발 5. 고출력 볼트체결 자동화 핵심 구동부 개발 6. 양방향 시간지연 원격 시스템의 강인 제어 기술 개발 7. 볼트 체결용 Mobile Manupulator를 위한 레일 주행 로봇 개발ㅇ 제4세부과제는 “무선인식 및 다차원 CAD기반의 지능형 건설자재 조달시스템 개발”이며, 이를 통해 지능형 양중관리 시스템 및 실시간 진도관리 핵심 기술을 개발함.ㅇ 제4세부과제의 구현을 위해 아래의 연구를 수행함.1. 다차원 CAD 시스템과 무선인식 기술을 연동한 실시간 진도관리 시스템 개발2. 복합형 RFID 기술을 이용한 지능형 양중관리 시스템 개발.3. RFID를 이용한 자재인식과 조작기술 개발.4. 진도/자재/양중 통합관리를 위한 다차원 모니터링 시스템을 개발하고자 함.
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