기계학습(ML)을 효과적으로 활용하기 위해서는, ML 응용 도메인에 특유한 측면들을 고려하는 가상 ML 애플리케이션이 요구된다. 본 논문은 제품 개발 과정에서 주어진 조립 제품의 구성요소들 사이에서 부품을 탐지하기 위한 ML 응용을 지원하기 위해 ML 객체를 통합한 제품 데이터 모델을 제시한다. 제안된 제품 데이터 모델은 ML 생애주기 동안 ML 모델 및 데이터셋 객체를 결합하며, 또한 제품 생애주기 전반에 걸쳐 항목, 기술 문서, 제품 구조 및 엔지니어링 변경 객체를 포함한다. 제품 데이터 모델의 ML 객체는 제품 구조와 긴밀히 연계되어 있으며, 제품 개발에서의 ML 응용 도메인인 생산 라우팅을 지원한다. 더 나아가 이들은 전이 학습 접근법을 적용하여, 엔지니어링 변경이 이루어진 제품을 위한 새로운 ML 모델을 생성할 수 있도록 이전에 학습된 ML 모델을 재용도한다. 제안된 제품 데이터 모델의 실현 가능성을 평가하기 위해, 제품 개발을 위한 기존 정보 시스템과 수작업을 활용하여 부품 탐지 ML의 시험 애플리케이션을 구현하였다.

이 연구는 공유 CAD(Computer-Aided Design) 및 BOM(Bill of Material) 데이터베이스에 기반한 대화형 인간-로봇 협업(HRC) 조립을 위한 정보시스템 아키텍처의 계층을 제안한다. 이 계층은 HRC를 위한 여러 인터페이스로 구성되며, 선행 연구에서 구축된 기반 시스템 아키텍처에서 CAD 및 BOM 데이터베이스를 공유한다. HRC 인터페이스에는 계획 편집기로서의 BOM 편집기, 로봇 경로 시뮬레이터 및 로봇 조립 실행을 위한 대화형 언어(Interactive Language)가 포함된다. 대화형 언어는 인간 작업자와 로봇 시스템 간의 유연한 제어와 통신을 제공한다. 그 타당성을 검증하기 위해, 본 연구는 CAD 및 BOM 데이터베이스가 로봇 매니퓰레이터에 결합된 정보시스템으로서 해당 아키텍처를 구현하고, 예시 제품을 시스템에 적용한다. 마지막으로, 본 연구는 제안된 아키텍처의 HRC 측면을 선진 HRC 시스템의 알려진 특성들과 함께 검토하여 그 특성과 한계를 명확히 한다.

이 논문은 CAD, BOM 및 로봇 데이터베이스에 기반한 정보 시스템 아키텍처를 제안하며, 이를 통해 CAD 파일로부터 로봇 조립 계획을 자동으로 생성한다. 조립 제품을 위한 STEP CAD 파일은 CAD 데이터베이스의 형상 객체와 BOM 데이터베이스의 제품 구조 객체 양쪽으로 변환된다. 이 아키텍처는 CAD 데이터베이스의 형상 객체로부터 구성 부품 항목의 형상 특성과 가능한 조립 방향을 식별한다. 다음으로 구성 부품을 순서화하고 로봇 작업의 순서를 나타내기 위한 제조용 BOM을 생성한다. 마지막으로 로봇 조립 계획을 생성하며, 이는 최종 조립 제품에 대한 최종 조립 공정의 라우팅뿐 아니라 필요한 항목과 자재도 표현할 수 있는 공정 BOM으로 나타낸다. 인간의 도움 없이 로봇 조립 계획은 CAD 모델로부터 제품을 조립하기 위해 로봇 팔을 제어할 수 있다. 본 연구는 해당 아키텍처를 구현하고 예시 조립 제품에 적용하여 로봇 조립 계획을 자동으로 생성하였다. 이를 통해 아키텍처의 실행 가능성과 통합된 CAD 및 BOM 데이터베이스가 자동 로봇 조립 계획을 지원할 수 있음을 보여준다.

기계학습(ML)을 효과적으로 활용하기 위해서는, ML 응용 도메인에 특유한 측면들을 고려하는 가상 ML 애플리케이션이 요구된다. 본 논문은 제품 개발 과정에서 주어진 조립 제품의 구성요소들 사이에서 부품을 탐지하기 위한 ML 응용을 지원하기 위해 ML 객체를 통합한 제품 데이터 모델을 제시한다. 제안된 제품 데이터 모델은 ML 생애주기 동안 ML 모델 및 데이터셋 객체를 결합하며, 또한 제품 생애주기 전반에 걸쳐 항목, 기술 문서, 제품 구조 및 엔지니어링 변경 객체를 포함한다. 제품 데이터 모델의 ML 객체는 제품 구조와 긴밀히 연계되어 있으며, 제품 개발에서의 ML 응용 도메인인 생산 라우팅을 지원한다. 더 나아가 이들은 전이 학습 접근법을 적용하여, 엔지니어링 변경이 이루어진 제품을 위한 새로운 ML 모델을 생성할 수 있도록 이전에 학습된 ML 모델을 재용도한다. 제안된 제품 데이터 모델의 실현 가능성을 평가하기 위해, 제품 개발을 위한 기존 정보 시스템과 수작업을 활용하여 부품 탐지 ML의 시험 애플리케이션을 구현하였다.

이 연구는 공유 CAD(Computer-Aided Design) 및 BOM(Bill of Material) 데이터베이스에 기반한 대화형 인간-로봇 협업(HRC) 조립을 위한 정보시스템 아키텍처의 계층을 제안한다. 이 계층은 HRC를 위한 여러 인터페이스로 구성되며, 선행 연구에서 구축된 기반 시스템 아키텍처에서 CAD 및 BOM 데이터베이스를 공유한다. HRC 인터페이스에는 계획 편집기로서의 BOM 편집기, 로봇 경로 시뮬레이터 및 로봇 조립 실행을 위한 대화형 언어(Interactive Language)가 포함된다. 대화형 언어는 인간 작업자와 로봇 시스템 간의 유연한 제어와 통신을 제공한다. 그 타당성을 검증하기 위해, 본 연구는 CAD 및 BOM 데이터베이스가 로봇 매니퓰레이터에 결합된 정보시스템으로서 해당 아키텍처를 구현하고, 예시 제품을 시스템에 적용한다. 마지막으로, 본 연구는 제안된 아키텍처의 HRC 측면을 선진 HRC 시스템의 알려진 특성들과 함께 검토하여 그 특성과 한계를 명확히 한다.

이 논문은 CAD, BOM 및 로봇 데이터베이스에 기반한 정보 시스템 아키텍처를 제안하며, 이를 통해 CAD 파일로부터 로봇 조립 계획을 자동으로 생성한다. 조립 제품을 위한 STEP CAD 파일은 CAD 데이터베이스의 형상 객체와 BOM 데이터베이스의 제품 구조 객체 양쪽으로 변환된다. 이 아키텍처는 CAD 데이터베이스의 형상 객체로부터 구성 부품 항목의 형상 특성과 가능한 조립 방향을 식별한다. 다음으로 구성 부품을 순서화하고 로봇 작업의 순서를 나타내기 위한 제조용 BOM을 생성한다. 마지막으로 로봇 조립 계획을 생성하며, 이는 최종 조립 제품에 대한 최종 조립 공정의 라우팅뿐 아니라 필요한 항목과 자재도 표현할 수 있는 공정 BOM으로 나타낸다. 인간의 도움 없이 로봇 조립 계획은 CAD 모델로부터 제품을 조립하기 위해 로봇 팔을 제어할 수 있다. 본 연구는 해당 아키텍처를 구현하고 예시 조립 제품에 적용하여 로봇 조립 계획을 자동으로 생성하였다. 이를 통해 아키텍처의 실행 가능성과 통합된 CAD 및 BOM 데이터베이스가 자동 로봇 조립 계획을 지원할 수 있음을 보여준다.

본 연구는 로봇 조립 계획 시스템을 위한 통합 Computer-Aided Design(CAD) 및 Bill of Material(BOM) 데이터베이스 기반의 시스템 아키텍처를 제안한다. 제안된 아키텍처는 CAD, Product Data Management(PDM) 및 CAD, BOM, 로봇 데이터베이스에 기반한 로봇 조립 계획 애플리케이션으로 구성된다. 3D CAD 파일로부터 형상 및 제품 구조 데이터를 CAD 및 BOM 데이터베이스의 데이터 객체로 관리하며, 로봇 교육 결과로부터 얻은 일반적인 로봇 조립 계획 데이터를 로봇 데이터베이스의 로봇 경로 객체로 저장한다. 로봇 엔지니어는 CAD, BOM 및 로봇 데이터베이스의 데이터를 통합하는 공정 BOM을 사용하여 로봇 조립 계획을 생성한다. 로봇 조립 계획을 생성하는 전 과정에서 아키텍처는 CAD 데이터베이스에 참여 부품의 형상 데이터를 활용하여 로봇 말단 이펙터의 위치를 자동으로 계산한다. 본 논문은 FreeCAD, MariaDB 및 Apache Tomcat 웹 애플리케이션 서버를 사용하여 아키텍처 내 애플리케이션과 데이터베이스를 구현하는 방법을 설명하고, 구현된 계획 시스템과 실험실 수준의 로봇 팔을 이용한 실험적 로봇 조립 계획 사례를 제시한다.

본 논문은 스마트하고 연결된 제품을 위한 제품 개발 프로세스와 제품 데이터 모델을 제안한다. 제안된 프로세스와 데이터 모델은 정보 시스템을 지원하기 위한 프레임워크로서 스마트하고 연결된 제품 개발을 뒷받침할 수 있다. 제안된 제품 개발 프로세스는 기계적 제품을 지원해 온 기존 제품 개발 프로세스의 프레임워크를 재사용한다. 또한 제안된 제품 데이터 모델은 자재명세서(bills of material)에 기반한 기존 제품 데이터 모델을 참조한다. 이 모델은 조립 제품 구조(assembly product structures)에서 제품 구성(product configurations)과 소프트웨어 부품(software parts)의 소프트웨어 모듈을 확장한다. 제안된 프로세스와 데이터 모델은 제품 데이터 관리 시스템으로 구현되었으며, 구현된 제품 데이터 관리 시스템과 제안된 제품 개발 프로세스를 사용하여 시제품 스마트 연결 마네킹이 개발되었다. 적용 예시의 결과, 제안된 프로세스와 데이터 모델은 스마트 연결 제품의 개발을 지원할 수 있으며, 스마트 연결 제품의 전 생애주기(life cycle) 동안 소프트웨어 기술을 광범위하고 종합적으로 활용할 필요가 있음을 보여준다.

본 연구는 물리적 제조 장비와 기존 애플리케이션 시스템을 연동하여 공정 프로세스 BOM(빌 오브 머티리얼즈, BOM)을 구축할 수 있는 디지털 트윈 시스템의 아키텍처를 제안한다. 이 아키텍처는 센서, 인터페이스, 그리고 통합 디지털 트윈 객체를 관리하는 통합 디지털 트윈(IDT) 데이터베이스를 포함하여 여러 구성요소로 이루어진다. IDT 데이터베이스는 애플리케이션 시스템들이 센서 데이터의 기록과 함께 디지털 트윈 객체를 공유할 수 있게 한다. 이를 통해 기존의 공통 애플리케이션 시스템은 현실 세계의 객체에 추가 센서나 인터페이스를 도입하지 않고도 디지털 트윈 기능을 구현할 수 있다. 본 연구는 3D 프린터, 센서 인터페이스, 데이터베이스 시스템, 제품 데이터 관리 시스템 및 데이터 분석 애플리케이션을 포함하는 시제품 디지털 트윈 시스템으로 해당 아키텍처를 구현하였다. 구현된 시스템을 활용하여, 본 연구는 제안된 아키텍처의 실현 가능성을 검증하기 위해 예시 공정 BOM을 구축한다.

이 논문은 최근 개인용 제작 기계, 소셜 미디어, 그리고 접근 가능한 일련의 공학 소프트웨어에 기반하여 등장한 개인 제조(personal manufacturing)를 위한 부품 카탈로그 시스템을 제안한다. 개인 제조의 결핍, 즉 인적 자원의 부족을 보완하기 위해, 제품 생애 주기 관리(product life cycle management) 관점에서 설계와 고객 지원을 통합하는 것을 목표로 한다. 설계와 제조의 통합에 관한 선행 연구를 확장하여, 고객 지원까지 포함하는 부품 카탈로그 시스템을 제공하며, 이 시스템은 부품 카탈로그 편집기와 뷰어로 구성된다. 편집기는 자체적으로 확장된 제품 데이터 관리(product data management, PDM) 시스템으로서, 통합된 사용자 환경에서 설계와 고객 지원을 위한 제품 데이터를 관리한다. 뷰어는 웹 환경을 통해 고객 또는 고객 지원 대리인이 부품 카탈로그에 손쉽게 접근할 수 있게 한다. 편집기와 뷰어는 또한 소셜 미디어 기능을 제공하여, 개인 제조 환경에서 고객 지원의 효율성을 높이기 위해 개인 제조자와 고객을 직접 연결할 수 있다. 제안된 시스템은 기존 연구 및 교육 목적의 PDM 시스템을 기반으로 시제품 부품 카탈로그 시스템으로 구현되었다. 아울러 본 논문은 제안된 부품 카탈로그 시스템의 실현 가능성을 검증하기 위해 구현된 시스템에 산업 예시 데이터도 적용하였다.

본 논문은 개인 제조를 위한 BOM(부품명세서, bill of material) 모델을 제안한다. 개인 제조는 개인 또는 소수의 사람들이 소셜 기술, 새로운 개인용 제작(프래브리케이션) 기계, 그리고 설계 및 제조 응용을 위한 일련의 소프트웨어를 활용하여 운영하는 상업적 생산 시스템을 의미한다. 제안된 BOM 모델은 개인 제조를 위한 기능 요구사항과 이에 대응하는 클래스 스키마 및 연산으로 구성된다. 본 논문은 연구 및 교육 목적의 제품 데이터 관리 시스템을 기반으로, 제안된 모델을 BOM 관리 시스템으로 구현하였다. 또한 구현된 BOM 관리 시스템에 대해 개인 제조 시나리오를 적용하고, 산업적 예시 데이터에 의해 제안된 BOM 모델의 타당성을 설명하였다. 아울러 본 논문에는 적용 결과에 대한 논의와 개인 제조를 위한 BOM 모델에 대한 추가 연구를 포함하였다.