차체 조립라인의 객체지향 표현모델 기반 PLC 검증 시뮬레이션

Abstract

본 연구는 자동차 차체 조립라인의 공정데이터를 체계적으로 표현할 수 있는 객체기반의 스키마 모델링 방법을 제시하고, 자동차 차체 SIDE 조립라인 공정 모델링 시 본 연구에서 제안한 표현체계를 적용하였다. 이를 변형하여 Logical Model을 작성하고 3D 그래픽 작업을 통해 Virtual Plant를 구축 후, PLC 제어로직과 Logical Model, Virtual Plant을 연동하여 PLC 제어로직 검증 시뮬레이션을 수행하였다. 이는 공정데이터의 체계화를 통하여 PLC 제어로직 검증 시뮬레이션을 수행하기 위한 Logical Modelling 시 공정분석과 공법 파악에 소요되는 인적, 물적 자원의 중복 투입을 방지하고, 공정분석에 소요되는 시간을 줄임으로써 전체 PLC 검증 시뮬레이션 완료까지의 소요시간을 줄이고자 하였다. 최종목적은 이를 통해 실제 조립라인의 설계도 및 제어관련 공정 데이터들의 체계화를 이룩함으로써 데이터의 재사용성을 높이는 것에 그 목적이 있다. 본 연구는 이를 위해 Device, State, Task의 개념을 차용하여 테이블 형식으로 공정정보 데이터들을 분류하여 체계화 시킬 수 있도록 하였으며, 이를 DS Table로 명명하였다. 본 연구에서 제안한 DS Table을 적용하여 차체 SIDE 조립라인의 공정정보 데이터 체계화를 실시하였고, 이 테이블을 기반으로 Logical Model을 작성하여 차체 SIDE 조립라인의 PLC 제어로직 검증 시뮬레이션을 실시하였다. PLC 검증 시뮬레이션은 대상공정에 대한 공정분석, Virtual Plant 구축, 시뮬레이션 환경 구성 및 검증으로 구성되고, 실제 조립라인의 배치와 동일하게 3D Virtual Plant를 구축하고, 실제로 조립 라인을 제어할 PLC 제어로직을 적용하였다. 본 방법론은 라인 구축 및 제어에 관련된 공정데이터를 각 공정별, 객체별로 분류하고, 이를 상태, 동작, 관련 입·출력 신호별로 정의함으로써 시뮬레이션에 필요한 IO 모델링 시 DEVS 기반의 모델링 방식으로 변환하여 모델링 작성에 적용할 수 있다. 본 방법론을 도입하여 일회성인 공정정보 데이터들의 재사용이 가능하며, PLC 검증 시뮬레이션의 수행 시간도 단축되어 생산라인 안정화까지의 리드타임 감소 및 라인 시운전 소요 비용을 절감할 수 있다고 사료된다.