ETRI, 선박 도장 훈련용 시스템 최초개발
- 조선소, 직업훈련 도장교육 현장 직접 적용가능
- 실제상황과 동일, 훈련 기간 단축 생산성 향상기대

세계최고의 선박제조 능력을 자랑하는 우리의 조선산업에 최첨단 IT기술이 적용되어 효율을 크게 높일 수 있는 길이 열렸다.

ETRI(한국전자통신연구원 원장 최문기)는 31일, 선박을 건조하는 조선소의 도장공 교육 훈련과정에 IT기술을 적용, 컴퓨터를 통해 가상으로 도장 훈련을 체험할 수 있는『선박 도장훈련 시뮬레이션 기술』을 최초로 개발했다고 밝혔다.

따라서 조선소의 도장공, 직업전문학교의 기능공, 대학교의 관련 학과 전공자들은 그동안 페인트를 이용한 도장 실습시 각종 유해가스 및 열악한 작업환경 등으로 인해 어려움이 많았는데 앞으로는 컴퓨터 소프트웨어를 이용, 3차원으로 실제환경과 동일하게 체험할 수 있는 가상훈련 시스템의 간편한 실습이 가능케 되었다.

본 기술은 ETRI가 산업계에 실제 실용화가 가능한 기술개발 발굴의 취지 아래 선박회사 등에서 실제 교육중인 도장훈련 프로그램을 바탕으로 시뮬레이터 기술개발에 적용한 것이라고 말했다.

ETRI가 기술개발에 성공한 선박도장 훈련용 시뮬레이터는 ▲평면작업 ▲가로작업 ▲세로선반 ▲바닥앵글 ▲바닥앵글 스티프터(보강재) ▲천장앵글 ▲천장앵글 스티프너 ▲벽면앵글 등 총 8개의 프로그램으로 구성되어 있으며 사용자가 원하는 방향으로 페인트 실습이 가능토록 꾸며져 있다.

또한, 페인트 실습시 도포된 페인트의 두께를 실시간으로 계산해 측정이 가능할 뿐만 아니라 스프레이 패턴 또한 벽면에 실제 칠해지는 것과 느낌이 유사하고 손을 움직이는 대로 스피드가 나오는 실시간 디스플레이 기능이 있다. 또한 컬러의 변경, 분사형태를 바꿀수 있는 팁(Tip)의 변경, 페이트가 흘러내리는 정도를 알아내는 새깅(Sagging)측정도 가능하다.

이는 ETRI가 기술개발을 함에 있어 전문 도장공의 경험 데이터베이스를 근간으로 수학적 모델링을 통해 가능했다고 설명했다.

아울러 이 기술을 활용하면, 도장 교육생이 3차원 입체 영상으로 표현된 가상의 구조물에 실제의 페인트 스프레이 도구를 이용하여 도장 실습을 직접 경험해 볼 수 있어, 단 기간 내 다양한 실습이 가능케 될 전망이다. 또한, 실습 후 에는 컴퓨터 데이터베이스에 보관할 수 있어 교육 실습 관리에도 큰 도움이 될 것으로 기대된다.

ETRI는 현재 국제특허 3건을 출원한 상태이며 관련기술을 산업체에 활발히 기술이전 하고 있다. 실제로 삼성중공업에 기술이전한 결과 교육훈련생 반응도 좋도 만족할 만한 성과를 보이고 있다며 시스템 적용 이전보다 한 층 더 숙련된 기능공 배출이 가능케 되었다고 삼성중공업 김병영 기술연수원장은 말했다.

ETRI는 시뮬레이터 기술이 다수가 참여하는 강의실 및 개인 집중형 현장 작업 교육이 가능해 기능공을 위한 직업훈련 실습 뿐만이 아니라 대학의 도장 교육용으로도 널리 사용되어 질 수 있다고 전망했다.

ETRI 디지털콘텐츠연구단 손욱호 가상현실연구팀장은 “최근 발표된 정보통신부의 『IT2020 기술 예측』에도 나타났듯이, 앞으로 가상현실 기술이 산업, 교육, 의료 등 사회 전 분야 걸쳐 국민생활수준을 높이는데 일조를 할 것으로 기대된다”고 말했다.

ETRI는 현재, 조선 뿐 아니라 자동차, 정보가전 등 제조 산업 전반에 활용할 수 있는 가상현실 기술을 확보하고 있으며, 가상현실 기술의 다양한 응용 분야를 개척하고 있다.

이를 계기로 현재 세계 최고를 자랑하고 있는 국내 조선기술 수준이 세계최고의 IT기술과의 융합을 통해 한 차원 업그레이드 되는 계기로 거듭날 전망이다.


::::첨부자료::::
도장 작업은 선박의 부식을 막고 내구성을 높이는 등 선박의 품질을 결정하는 중요한 과정으로 선주(船主)의 요구를 맞추는 품질관리의 중점 대상이 되고 있다. 하지만, 도장 작업 중에 발생하는 유해가스 등의 열악한 작업 환경으로 인해 이직률이 높아 지속적인 인력 수급이 절실한 직종으로 알려져 있다.

ETRI가 개발한 『선박 도장훈련 시뮬레이션 기술』은 도장 작업을 컴퓨터가 만들어낸 가상의 공간에서 실제와 유사하게 체험할 수 있도록 하여, 도장 기술자 배출을 위한 훈련과정에 적용 시 교육 효과를 극대화시킬 수 있는 가상현실 기술이다.

실제 페인트를 이용한 기존 실습 환경의 경우, 작업 시 발생하는 유해가스로 인해 장시간 실습하고 지도하는데 어려움이 있었으며, 실제 구조물을 관리하기 위한 공간 확보 및 운반 등의 추가적인 노력이 필요했다.

또한, 기존 실습의 경우, 실습 전후로 페인트 제거 및 건조를 위한 시간적 비용이 많이 소요되었으나, 이번 기술 개발을 통해 이러한 어려움들을 극복하여 경제, 시간, 환경 등 다양한 측면에서 교육의 질 및 생산성 향상을 기대할 수 있게 되었다.


::::::시스템 구성::::::

구성내 용몰입형 디스플레이 장치
ㅇ 강의실형 대형 디스플레이
- 고해상도 : 1024 x 1370
- 확장형 tiled 디스플레이구조
- 오픈 SG기반 렌더링 클러스터
- 원형 편광필터방식 입체영상

ㅇ 현장 훈련용 착용형 디스플레이
- 고해상도 : 1280 x 1024
- 광시야각 : 65도 이상
- 경량형 : 300g 미만사실적인 스프레이 페인팅 시뮬레이션

ㅇ 실시간 스프레이 분사 애니메이션(30fps)

ㅇ 경험DB 기반 분사 패턴 및 적층 가시화

ㅇ 색상차이를 이용한 실시간 두께변화 가시화 um단위 두께측정

ㅇ 2차원 그래프 두께 분석스프레이 인터페이스

ㅇ 공압 분사를 이용한 스프레이건의 분사압력(3kg/m3) 및 사운드 효과재현

ㅇ 가상사용자 인터페이스 메뉴제어 및 상호작용을 위한 스프레이건 장치제작

ㅇ 고정밀 무선 광학식 트래킹 시스템

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