Smart Factory

스마트팩토리는 제조 전 과정에 ICT와 인공지능을 접목하여 생산 시스템의 지능화·자율화를 실현하는 미래형 공장이다. 본 연구실은 제조 구성 요소 4M1E(Man, Machine, Material, Method, Environment)의 집합체인 제조 시스템을 대상으로, 실제 물리 세계와 가상 세계를 통합한 사이버-물리 생산 시스템(CPPS) 아키텍처와 요소기술을 연구한다. 산업 사물인터넷 기반의 제조 빅데이터 수집, AI 기반 실시간 분석, 디지털 트윈 기반 가상화 모델을 통해 제조 시스템의 효율적·자율적 운영 기술을 개발한다. 또한 홀로닉 제조 시스템, 멀티 에이전트 시스템 등 분산·자율형 제조 운영 아키텍처를 연구하여 수요 변화와 설비 이상에 스스로 대응하는 제조 시스템을 구현한다.

1. 자율 제조 사이버-물리 생산 시스템

(Autonomous Manufacturing Cyber-Physical Production System)

• 제조 구성 요소 4M1E(Man, Machine, Material, Method, Environment)의 집합체인 제조 시스템을 대상으로 실제 물리 세계와 가상 세계를 통합한 지능·자율형 생산 시스템을 위한 아키텍처 및 요소기술 개발
• 산업 사물인터넷 기반으로 제조 현장 빅데이터를 수집하고, AI를 통해 데이터를 실시간으로 분석하고, 현장과 동기화된 가상화 모델을 디지털 트윈으로 구성하여 제조 시스템의 효율적인 운영을 수행하는 지능적이고 자율적인 시스템을 개발함

2. 예지적 공정 계획 및 재계획을 위한 Asset Administration Shell 기반 홀로닉 제조 시스템 개발

(An Asset Administration Shell-Based Holonic Manufacturing System for Predictive Process Planning and Re-planning)

• 설비·자율이동로봇(AMR)·제품·주문 홀론(holon)을 상호운용 가능한 AAS 인스턴스로 가상화하여 예지적 공정 계획과 설비 고장 대응 재계획을 수행하는 홀로닉 제조 시스템(HMS) 개발
• 단위 작업 수준의 실행 이력을 포함하는 AAS 기반 홀론 정보 모델을 설계하고, 작업 시간 예측 기반 공정 계획 결과를 Order AAS에 기록·동기화하며, 설비 고장 시 완료된 작업은 보존하고 잔여 작업만 재구성하는 재계획 알고리즘을 개발함. 생산기술연구원(KITECH) 홀로닉 팩토리 테스트베드 사례 연구에서 복구 스케줄링 시간을 38.1% 단축하고 960개 제품까지 근선형적 확장성을 검증함