| 연구개발개요 |
ㅇ 본 연구는 우리나라 차세대 성장엔진인 “최첨단 로봇 기술”과 국제적 경쟁력을 갖추어가고 있는 “고층건물 구조체 시공 기술”을 융합한 “로보틱 크레인 기반의 고층건물 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 건물 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 고층건물 구조체 시공 자동화 시스템 기획 및 통합, (2) 클라이밍 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(두산건설(주) 외 24), 학(고려대학교, 건국대학교, 한양대학교, 연세대학교 외 2), 연(한국과학기술연구원, 한국원자력연구원 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 고층건물 구조체 시공 자동화 시스템 개발”이라는 비전을 설정하였으며, 이를 달성하기 위해 다음과 같은 2단계 전략목표를 설정하였음.- 1단계에서는 “고층건물 구조체 시공 자동화 핵심기술 개발”을 목표로 하며, 이를 달성하기 위해 핵심기술들을 개발하고, Downsized prototype 제작을 통해 적용 가능성 검토 및 문제점 도출을 수행함.- 2단계에서는 “통합 시스템 구축, 실 건축물 시공 및 추가기술 개발”을 목표로 하며, 이를 달성하기 위해 1단계에서 개발된 핵심기술을 통합하는 통합 시스템을 구축하고, 이를 실 건축물 시공에 응용함. 또한, 추가기술로 분류된 기술들에 대한 개발을 수행하고 이에 대한 모듈별 검증 데모 및 시공 simulation 을 통해 검증을 수행함.ㅇ 본 연구의 정량적 목표는 자동화 시공을 통한 노무량 30% 감소, 기후영향 절감을 통한 공기 15% 단축, 지능형 타워크레인을 통한 생산성 25% 향상임.
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| 연구내용 및 범위 |
ㅇ 본 연구는 첨단 로봇 기술과 고층 건축물 시공 기술을 융합하기 위하여, 아래와 같은 4가지 세부 과제를 수행함.ㅇ 제1세부과제는 “로보틱 크레인 기반 고층건물 구조체 시공 자동화 시스템 기획 및 통합”이며, 이를 통해 개발된 기술을 통합 구현함.ㅇ 제1세부과제의 구현을 위해, 아래의 연구를 수행함.- 고층건물 구조체 시공 자동화 시스템 사업 총괄 및 핵심기술 적용성 연구.- 고층건물 구조체 시공 자동화 시스템 통합 및 인터페이스 연구.- 고층건물 구조체 시공 자동화 시스템 연구 개발 현황 조사 및 성능평가 모듈 개발.ㅇ 제2세부과제는 “클라이밍 유압로봇 및 건설공장 구조체 기술 개발”이며, 이를 통해 건설공장 운영 핵심 기술을 개발하고, 시험시공 및 본 시공을 수행함.ㅇ 제2세부과제의 구현을 위해, 아래의 연구를 수행함.- 고층건물 구조체의 시험시공 및 본 시공.- 클라이밍 유압로봇 및 상하이동 구동 유닛 개발.- 건설공장 구조체 개발.- 건축물 구조체 자동화 시공을 위한 DFA(Design for Automation) 개발.ㅇ 제3세부과제는 “로보틱 크레인 기반의 자재설치 핵심 기술 개발”이며, 이를 통해 자재설치 로봇 핵심 기술을 개발함.ㅇ 제3세부과제의 구현을 위해 아래의 연구를 수행함.- 수직/수평 철골구조 대응형 볼트체결 로봇 및 제어기 개발.- 사용자 인터페이스 및 Network 기반 Intelligent Teaching Agent 기술 개발.- 수직/수평 철골구조 대응형 신뢰도 Stable 주행 Carrier 메커니즘 및 볼트 체결용 Mobile Manipulator 개발.- 고중량 지지 로봇의 핵심 구동부 개발.- 고출력 볼트체결 자동화 핵심 구동부 개발.- 양방향 시간지연 원격 시스템의 강인 제어 기술.- 볼트 체결용 Mobile Manipulator를 위한 레일 주행 로봇의 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.- 다차원 CAD 시스템과 무선인식 기술을 연동한 실시간 진도관리 시스템 개발.- 복합형 RFID 기술을 이용한 지능형 양중관리 시스템 개발.- RFID를 이용한 자재인식과 조작기술 개발.- 진도/자재/양중 통합관리를 위한 다차원 모니터링 시스템 개발.
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