공정 시뮬레이션을 통한 로봇적용 시설온실의 모델개발 = Modelling of Greenhouse for Robotics System by Process Simulation

국문 초록 (Abstract)

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.