Over several decades, considerable efforts have been made by shipbuilding industry to improve the quality of their products. Ship and offshore structures are constructed out of millions of intermediate parts. Typically, welding joins the intermediate parts, and the welding process inevitably causes distortions. The distortion of each welding process is small. However, stacked up distortions through the welding processes causes a large dimensional difference between ideal products and actual products. The misalignment of blocks necessitates additional steps to calibrate and correct the dimensions. Therefore, the shipbuilding industry has focused on dimensional accuracy control to reduce necessity for additional corrective steps.
Geometrical variation measurement is an essential process in the accuracy control. Multiple location of points should be measured to compare the dimensions of real product with a designed product. As the number of measurement points increases, not only the accuracy of measured geometrical variation of product would become higher, but also the amount of measured data as well as the measuring time, would greatly increase. Thus, the optimization is required to determine the optimal number of measurement points as well as their locations.
This study proposed optimal measurement location that considered welding distortion. Variation simulation was conducted to distinguish the effect of each welding distortion propagation. The critical welding process could be diagnosed by using the relation of propagated welding distortions. The Fisher information matrix was generated using data from the propagated welding distortion, and the optimal measurement points that maximized its determinant were identified. The candidate measurement points are determined by the Nyquist sampling theorem. Deformed shapes were reconstructed from the data of optimal measurement points.
철판을 사용하는 조선 산업에서 용접은 부재를 접합하는 가장 효율적인 방법이다. 그러나 국부적인 가열로 인해 용접은 용접 변형을 발생시키고, 수많은 부재가 접합되면서 작은 변형이 누적되어 최종 제품에 예기치 못한 변형을 야기시키게 된다. 이러한 변형은 이후의 조립 단계에서 재작업을 거쳐 보정하게 되는데 이로 인한 생산성의 저하는 무시할 수 없는 수준이다. 조선해양산업은 수십 년간 이러한 문제를 해결하기 위하여 정도 관리에 초점을 맞추어 왔다.
변형 진단은 실제 정도를 관리함에 있어 필수적인 요소지만 조선 산업에서 숙련자가 용접에서 발생하는 주요한 패턴을 이용하거나 경험에 의해 측정점을 결정하는 등 측정점을 결정하는 체계적인 연구가 이루어지고 있지 않았다. 또한 거대한 구조물의 특성상 레이저 스캐너를 사용하기가 쉽지 않아 광파기를 이용하여 구조물의 변형을 측정해야 한다. 따라서 측정점의 개수가 증가할수록 변형을 파악하기는 용이하나 비용과 시간이 더 소모되므로 최적의 측정점을 결정 할 필요가 있다.
본 연구에서는 최종 변형의 주요 인자를 각각의 용접 공정이 발생시키는 변형이 최종 변형으로 전파된 형상으로 가정하고 이들의 상관관계를 이용하여 용접 공정을 진단하고 최적 측정점을 결정한다.
