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- 저자 : 김국환 ( Gukhwan Kim ) (검색결과 2 건)
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우승민 ( Seungmin Woo ),두윰우예다니엘 ( Uyeh Daniel Dooyum ),김준희 ( Junhee Kim ),김영수 ( Yeongsu Kim ),김국환 ( Gukhwan Kim ),김경철 ( Kyoungchul Kim ),이종원 ( Jongwon Lee ),하유신 ( Yushin Ha ) 한국농업기계학회 2019 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.24 No.1
국내에서는 농촌진흥청을 중심으로 스마트팜 기술을 1세대, 2세대, 3세대로 구분하고, 복합에너지 관리와 자동화·로봇 기술기반의 3세대 모델을 ’20년까지 개발하는 연구가 진행 중에 있다. 그 일환으로 본 연구에서는 시뮬레이션(디지털팩토리 퀘스트)을 통하여 3세대 시설온실 모델에 적용되는 로봇의 용량을 산정하여 그 모델을 개발하였다. 재배작물은 국내 시설온실에서 활용도가 높은 딸기를 선정하였으며 10 a 당 생산량에 있어 로봇운용률과 인력운용률을 산정하여 생산성을 분석하였고 이를 바탕으로 경제성 분석을 실시하여 손익분기점을 나타냈다. 시뮬레이션의 진행 방법은 상수형 변수 (로봇의 성능, 인력의 작업률)를 고정하고 일일 목표 생산량에 따라 투입되는 로봇 및 인력을 증가시키면서 대기 및 병목 현상을 해소해 나가는 방법으로 진행하였다. 또한 제한조건으로 인력작업시 휴게시간, 로봇의 충전시간 시설온실 내부 레이아웃에 따른 작업동선으로 설정하였다. 그 결과 10 a 당 수확로봇의 가동률은 84 % 운반로봇의 가동률은 53 % 로 분석되었다. 인력작업 숙련자의 경우 24.8% 초보자의 경우 20.6%의 운용률로 분석되었으며 일일 평균 딸기 수확량은 로봇의 경우 일일 평균 생산량 212.54 kg 숙련자의 경우 171.32 kg로 초보자의 경우 86.74 kg으로 나타났다. 생산성 분석을 바탕으로 경제성 분석을 실시한 결과 로봇의 비용이 현행비용에서 약 1/4로 절감되어야 2명의 작업자를 대체할 수 있고 11년 지난 후 손익분기점이 나타나는 것으로 분석되었다. 하지만 이는 매년 증가하는 노동비용 및 딸기가격 상승 가치를 고려하지 않은 결과이며 추후 시간이 지남에 따라 손익분기점은 줄어들 것으로 판단되며 로봇 기술 발전과 이에 따른 비용 절감 또한 손익분기점을 줄일 수 있는 요인이 될 수 있을 것으로 예상된다.
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우승민 ( Seungmin Woo ),두윰우예다니엘 ( Uyeh Daniel Dooyum ),김준희 ( Junhee Kim ),김국환 ( Gukhwan Kim ),이종원 ( Jongwon Lee ),하유신 ( Yushin Ha ) 한국농업기계학회 2018 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.23 No.2
국내에서는 농진청을 중심으로 스마트팜 기술을 1세대, 2세대, 3세대로 구분하고, 복합에너지 관리와 자동화· 로봇 기술을 기반의 3세대 모델을 ’20년까지 개발하는 연구가 진행 중에 있다. 그 일환으로 본 연구에서는 시뮬레이션(ARENA V15)을 통하여 3세대 시설온실 모델에 적용되는 로봇의 종류 및 용량을 산정하여 그 모델을 개발하였다. 재배작물은 국내 시설온실에서 활용도가 높은 딸기를 선정하였으며 10a 당 생산량 작업공정별 재배시간을 조사하고, 레이아웃을 작성해 시뮬레이션의 입력변수로 적용하였다. 제한조건은 로봇의 고장율, 배터리 구동에 있어 충전시간, 딸기 베드의 배치에 따른 작업동선으로 하였으며, 이를 통하여 출력변수로 총 작업시간, 생산량, 로봇의 가동률, 병목현상 등을 조사하였다. 그 결과 10a 당 인력작업의 가동률은 하루 24시간 중 8시간 작업기준으로 수확의 경우 19%, 선별 및 포장의 경우 10%, 운반의 경우 2.6%로 나타나 낮은 가동률을 높이기 위한 조정이 필요한 것으로 분석되었다. 로봇 작업의 경우 수확 작업 8%, 선별 및 포장작업 91%, 운반작업 0.7%의 가동률로 나타나 선별 및 포장작업은 병목구간이 발생하여 이에 선별 및 포장작업에 투입되는 로봇의 용량을 조정하여야 하는 것으로 분석되었다. 이상의 결과는 3세대 로봇적용 시설온실의 재배환경과 작업시간에 따른 변화를 예측해 볼 수 있는 기초자료로 활용될 수 있을 것이다. 또한 추가적으로 모빌리티를 활용한 시설온실 내부의 로봇적용을 고려하여 공정을 세부적으로 묘사한 시뮬레이션에 대한 연구도 필요한 것으로 판단된다.
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