Offshore plant industry, which is a high added value industry, requires high quality and high productivity. According to the Ocean plant industry, which uses steel materials, one of the most important stage in manufacturing operations is the quality control. The steel plates need to handle through several stages; cutting, process, sub-assembly, middle construction, block assembly, and erection. The distortion should accumulate through the production stages. Block misalignment problems due to distortion can be mitigated through the processes, such as cutting, line heating, and retouching.
The algorithm in this research finds an assembly sequence considering both offshore plant productivity and accumulated welding distortion. The algorithm defines the parts type using case-based reasoning (CBR), which is solving new problems based on the solutions of similar past problems. And the algorithm considers part similarity, part movement, part location, preference part, and welding type. The welding distortion draws from an elasto-plastic analysis based on the thermal strain considering the degree of restraint and rigidity.
The cost function using cost can considers the productivity and welding distortion simultaneously. For draw the optimal assembly sequence, the function uses real construction cost and man-hour. This function can verified by a double-hull tanker unit block.
조선 해양 생산에서 용접 공정은 필연적으로 변형을 수반한다. 이러한 용접 공정의 변형은 해양 플랜트의 품질과 생산성에 영향을 미친다. 따라서 해양 플랜트의 고품질과 생산성의 향상을 위해 용접 공정에 의한 변형의 감소에 대한 연구되어야 한다. 조립순서는 다른 부재의 조립 시 구속도를 변형시켜 구조물의 최종 변형값에 영향을 준다. 따라서 변형을 최소화 시킬 수 있는 최적의 조립순서가 필요하다. 동시에 생산성을 향상시키기 위한 연구 역시 병행되어야 한다.
본 연구에서는 해양 플랜트의 생산성을 고려함과 동시에 용접 공정에서의 부재의 각 조립 단계의 변형을 고려해 변형을 최소화할 수 있는 최적 조립 순서를 도출 할 수 있는 알고리즘을 개발한다. 사례기반추론(Case-based reasoning)을 통해 각 부재의 종류를 정의하여 부재의 유사성이 생산성에 미치는 영향을 고려하며, 조립 순서에 따른 부재의 이동 및 조립 작업 방법을 고려한다. 또한 용접 생산 공정을 고려하기 위해 용접 공정시의 부재 선호도와 용접의 종류를 고려한다. 용접 변형은 열변형도 기반의 탄성해석을 통해 각 단계별 부재의 구속도와 강성을 고려한 간의 해석법을 이용, 최소의 변형을 갖는 조립 순서를 도출한다.
앞서 실제 생산 현장과 용접 생산 공정을 고려한 생산성과 조립 순서에 따라 변하는 구속도에 따른 용접 변형을 동시에 고려하는 실제 건조 비용과 시간을 고려한 Cost function을 통해 최적의 조립순서를 도출한다.
