기술발전에 따른 굴착기 조종의 편리성

기술발전에 따른 굴착기 조종의 편리성

 

건설기계산업연구원  원장 김인유

 

건설에 관여 한 사람이라면 누구나 기술 부족의 영향을 느꼈을 것입니다. 요즈음 노련한 장비 조종사를 찾기는 쉽지 않고, 이로 인해 작업 생산성을 크게 저하될 수 있다. 제작사 (OEMs:Original Equipment Manufacturers)는 장비를 더욱 간단하게 사용할 수 있는 방법을 찾고 있으므로 더 많은 작업자가 최대한 신속하고 효율적으로 작업할 수 있도록 하고 있다.

굴착기는 건설 현장에서 가장 보편적인 기계로 다른 기계보다 조작이 간단하지만 학습 곡선은 여전히 존재하고 있다. 최고의 굴착기 조종사는 고도로 숙련되어 있다.

많은 제작사들은 정확한 사양에 따라 작업을 수행할 수 있도록 기계에 스마트 기술을 접목하여 작업에서 추측 작업을 배제하는 시스템을 도입하고 있다.

예를 들어, Komatsu는 2014년에 제어 옵션을 장비에 설치 도입했으며 그 이후로 인기가 꾸준히 증가하고 있습니다. Komatsu의 굴착기 제품 관리자인 Andrew Earing은“2DGG(2D Machine Guidance)와 3DCC(3D Machine Control) [3DMC]를 제공하고 있다. “2DMG를 사용하면 작업자는 깊이만 시각적으로 이해하는 반면 3DMC를 사용하면 경사와 경사를 포함한 전체 풍경을 볼 수 있다. 이 경우, 기계는 반자동으로 작동하여 과도한 굴착을 방지한다.”

 

Earing씨는 3DMC는 현재 고마쓰 굴착기에 제공되는 5세대 강력한 솔루션이라고 말합니다. 이 지능형 시스템을 통해 측량 및 토목 업자는 전체 작업 현장의 모델을 지도화한 다음 기계의 '두뇌'에 업로드될 수 있다.

그는“이로 인해 작업의 정확도가 크게 향상되고 작업 품질의 손상을 줄이거나 제거할 수 있다는 것이다.

 

Caterpillar는 차세대 굴착기에는 공장에서 표준 기술과 완전히 일체형 기술로 탑재해 굴착기 조종을 간소화하고 효율성과 생산성, 안전성을 높였다. 조종사는 시스템을 작동하기 위해 어떤 조치도 취할 필요가 없으며, 단지 자기 일을 할 뿐이다. 이러한 기술에는 Cat Grade, Cat Payload, Cat Grade with Assist and Lift Assist가 포함된다.

 

Cat의 기술은 생산성과 안전을 보장하기 위해 뒷받침되는 반면, 기계 인터페이스는 조종사의 편안함과 자신감을 주고 있다. 또한, "손쉬운 조작이 가능한 시야, 방해받지 않는 가시성 및 번개 같은 빠른 스윙 속도를 갖춘 큰 조종석은 좁은 장소에서 작업하는 데 덜 스트레스를 주는 요소가 될 것이다." John Deere의 솔루션 마케팅 관리자인 Cory Brant는 말합니다.

 

조종사는 백호 또는 굴착기에 가장 편안한 조이스틱 제어 패턴을 선택할 수 있어 학습 곡선을 완만하게 만들어 주고 있다.

John Deere는 210G, 350G 및 470G LC 기계를 포함한 여러 모델에 제어시스템을 도입했다고 덧붙였다. 조종석에는 디스플레이가 장착된 Grade Guidance system은 작업자에게 대상 평면(2D) 또는 설계면(3D)에 대한 버킷 절삭 날의 높이 및 위치를 제공합니다.

 

Brant는“이 정보는 파이프 굴착 트렌치 굴착, 도랑 또는 경사 형성 또는 구조 기초 파기 등 정밀한 굴착 프로젝트에 필요한 세부 정보를 작업자에게 제공합니다. "또 다른 큰 장점은 고객이 기존 장비를 활용하여 큰 비용을 들이지 않고도 정확성을 얻을 수 있다는 것입니다.”

Brant에 따르면, 전체 규격에서 제어시스템을 원하는 고객을 위해 John Deere는 올해 말 공장에서 통합된 2D 또는 3D SmartGrade 제어시스템을 출시하여 붐과 버킷을 자동으로 제어함으로써 작업자가 더 많은 도움을 받을 수 있도록 노력하고 있다.

 

1. 작업수행 방식 변경

 

자동화 및 디지털화는 오늘날 작업 현장에서 두 가지 주요 트렌드이며 작업 수행 방식을 변화시키고 있습니다.

Liebherr와 함께 Nadine Willburger는“건설 산업은 현재 흥미롭고 포괄적인 개발 단계를 거치고 있다. "네트워크화되고 부분적으로 자율적인 건설기계는 건설 현장과 전체 건설 프로세스에서 효율성과 생산성을 높일 수 있는 수많은 새로운 가능성을 창출하고 있으며, 부분적으로 자율적인 시스템을 추가하여 작업 프로세스를 매우 안정적이며, 효율적으로 수행할 수 있는 잠재력을 제공함으로써 건설 현장의 안전, 생산성 및 수익성을 향상시키고 있다.

 

Willburger 부사장은 가장 큰 과제는 건설 과정과 관련된 모든 요소를 ​​네트워킹하는 것이라는 것이다. 이는 5G의 빠르고 포괄적인 데이터 네트워크 구조 프로세스 구축으로 BIM(Building Information Modelling), M2M(machine-to-machine) 소프트웨어를 네트워크 장치에 통합하여 사람의 수동 지원 없이 정보를 교환하고, 작업을 수행하고, 관련된 모든 시스템의 상호 작용을 위한 제조업체 독립적인 인터페이스 생성이 포함된다.

 

Caterpillar Construction Digital & Technology Worldwide의 제품 관리자인 Fred Rio는 필요한 모든 요소가 완전히 축적되면 작업장 자율성이 달성되어 이러한 정서에 반향을 일으킬 것이다. 그러나 하룻밤 사이에는 일어나지 않을 것이지만, 향후 10년 동안 꾸준한 발전으로 이어질 것이다.

건설 과정에서의 자율성은 건설 생태계에 지대한 영향을 미치게 될 것이며, 개별 사업자나 하청업체에 고용된 장비의 크기, 딜러와 제작사의 역할과 관련하여 기존 규범에 잠재적으로 지장을 주거나 도전하게 될 것입니다

 

Cat Command solution은 일련의 빌딩 블록으로 구성되어 반자율 작동이 가능하며, 이는 확장성 뛰어나 고객이 원하는 수준의 기술 및 인프라에 진입할 수 있고 사용자는 단일 명령 스테이션에서 여러 시스템에 접근할 수 있다. 기계 수준의 자동화이든, 시스템 수준의 반자율적 운영이든, 완전히 자율적인 솔루션이든, 강력한 데이터 분석과 결합된 완벽한 연결성 및 이동성은 실행 가능한 통찰력을 제공하여 긍정적인 기업 성과와 함께 최적의 작업 현장 성능을 보장한다.

 

Doosan Infracore North America의 딜러 및 제품 마케팅 관리자인 Aaron Kleingartner는 자동화가 건설 장비의 미래라고 말합니다. 예를 들어 굴착기와 같은 건설 장비는 회사의 Concept-X 기술을 통해 여러 현장 상황에 따라 최적화된 무인 작업을 수행할 수 있습니다.

Kleingartner는 “두산은 자동화를 강화하면 건설 장비 운영에 필요한 시간과 비용을 줄이면서도 작업장을 보다 안전하게 유지함으로써 생산성과 경제성을 크게 향상할 수 있다고 믿고 있습니다. 일반적으로 자동화 기술발전은 작업 현장과 산업을 변화시키는 가장 핵심적인 방법이라 할 수 있다.

 

2. 기계 복잡성 증가

 

신입 조종사는 경험 많은 조종사의 기술을 배우려 하지 않고 자동화 기술에만 의존하려는 경향을 보이는 경우가 있을 수 있다. 이를 위해 John Deere는 단순한 2D 등급지도 시스템이든 완벽한 3D 제어 능력이든 고객의 요구를 충족시키고, 올바른 수준의 기술을 제공하기 위해 최선을 다하고 있다.

"고객은 또한 기계 복잡성 증가로 인한 고장 및 수리 비용에 대해 걱정할 수 있다. 그러나 John Deere는 이러한 부담을 줄이기 위해 고객과 딜러가 기계를 신속하게 진단하고 수리할 수 ​​있도록 텔레매틱스 시스템을 개발했다.

"텔레매틱스는 고객의 주요 기능이다. 기계 사용 방법, 사용 위치 및 가동 시간에 영향을 줄 수 있는 잠재적인 서비스 문제를 이해하는 것이 필수적이다.“

JDLink 및 Service Advisor Remote는 모든 John Deere 굴착기에서 13 metric ton과 그 이상 큰 것에 표준장착되는 두 가지 텔레매틱스 기술입니다.

 

Caterpillar의 굴착기 제품 및 응용 프로그램 전문가인 Juan Vila는 기술자들의 작업이 이제는 너트와 볼트가 아니라 전자 진단 및 수리에 관한 것이라고 말한다.

"우리의 Caterpillar Connect 기술 제품군은 원격 장비 진단 및 소프트웨어 업데이트를 제공하여 장비 및 엔진 가동 중지 시간을 줄이고 작업 현장 효율성을 높이고," 새로운 Caterpillar Remote Services에는 두 가지 주요 제품인 Remote Troubleshoot 및 Remote Flash가 포함되어 있다.

원격 문제 해결은 실시간 데이터를 분석하여 딜러가 연결된 제품에 대한 진단 테스트를 실행하고 잠재적인 문제를 찾아낼 수 있다. 이를 통해 딜러점의 정비사가 작업 현장으로 이동하는 시간을 절약하고 진단 중 장비 가동 중지 시간을 없앨 수 있다. 기계 또는 엔진은 프로세스 전체에서 계속 작업을 수행하므로 생산성이 저하되지 않는다.

 

Vila는“결함 코드 또는 알람의 원인이 확인되면 딜러는 원격으로 문제를 해결할 수 있어 고객의 생산 일정에 걸리는 시간, 비용 및 불편을 줄일 수 있습니다. "수리가 필요한 경우, 딜러 점 기술자는 고객에게 편리할 때 수리 할 수 ​​있도록 올바른 정보, 부품, 도구 및 지침과 함께 작업장으로 파견됩니다."

Remote Flash는 Caterpillar 장비가 최신 버전의 소프트웨어와 함께 작동할 수 있도록 하여 제품이 고성능, 최대 효율성 및 가동 중지 시간을 최소화합니다.

Vila는“이 새로운 Caterpillar 서비스를 통해 서비스 기술자가 작업 현장을 방문할 필요 없이 작업이 편리한 시간에 연결된 기계 또는 엔진의 소프트웨어를 원격으로 업데이트할 수 있습니다.

“원격 플래시를 사용하면 Caterpillar 고객은 장비에 대한 새로운 소프트웨어 업데이트가 제공될 때 Caterpillar 특약점 또는 Caterpillar로부터 직접 통지를 받습니다. 그런 다음 딜러 기술자가 도착할 때까지 기다리지 않고도 작업장에서 기계 나 엔진을 업데이트할 수 있습니다.”

 

첨단 기술은 비용이 많이 들지만 가치가 있다. 또한, 첨단 기술을 통하여 이익을 비용 이상으로 하는 것을 목표로 해야 하며, 오늘날의 기술의 이점이 잠재적인 문제보다 훨씬 크다는 점이다. 굴착기 조종사가 제대로 교육을 받는 한 복잡한 기계 시스템에는 단점이 없어야 하고, 적절한 작업 또는 전원 모드를 선택하고 기계를 보다 효율적으로 사용할 수 있도록 하여야 한다.