크레인 시뮬레이션 훈련의 최신 동향

크레인 시뮬레이션 훈련의 최신 동향

 

                                                                                                                                               건설기계산업연구원  김인유

 

시뮬레이션 훈련은 노동 시장에서 자신의 기술을 연마하고 경력을 쌓으려는 크레인 조종사에게 가상의 ‘조종 시간’을 제공한다. 시뮬레이션 훈련은 인증 및 조종 기술 면에서 경쟁력을 제공할 수 있으며 동시에 장비의 마모와 손상을 방지할 수 있다. 이러한 이익을 조종사와 계약자 모두에게 제공할 수 있으므로 시뮬레이션 훈련은 기술 주도 산업의 상생 도구로서 전망이 밝다고 할 수 있다. ACT는 업계 전문가 패널을 모아 이러한 유형의 훈련 동향과 중장비 및 가상 세계의 미래에 대해 논의했다.

 

· 전문가1: CM Labs(product manager) Alan Limoges · 전문가2: Manitowoc(director of service, training and telematics) John Alexander · 전문가3: IUOE Local 115(instructor) Mike Wiens · 전문가4: ITI(VR Crane product line lead designer) Andrew Czarnietzki

 

· 사회자: 업계의 많은 사람들이 시뮬레이션 훈련이 초급 조종사들을 위한 것이라고 평가하는데 교차 훈련 및 고급 기술 습득에 시뮬레이션 훈련을 어떻게 사용할 수 있는지

 

· 전문가1: ODAY의 시뮬레이터는 데이터 및 분석 기반이다. 이는 훈련 기술이 교차 훈련 또는 고급 기술 습득을 위해 특정 기술 결핍을 목표로 할 수 있음을 의미한다. 또한 시뮬레이터는 기존 훈련 방법의 단점인 실용적이지 않은 면이나 다양한 시나리오와 조건(조명, 지형, 날씨, 작업)의 부족을 보완하여 훈련생에게 제공할 수 있다. 또한 CM Lab의 시뮬레이터는 팀 학습을 위한 고급 조종사 훈련을 가능하게 하는 추가 이점이 존재한다. 여기에는 탠덤 리프트 조종사, 신호수 및 크레인 조종사 등의 다중 통신을 위한 다수의 크레인 작업 관계자가 존재하는 시나리오가 포함될 수 있다. 언제든지 안전하게 연습할 수 있는 시뮬레이션은 스스로 학습을 지속할 수 있는 자기 주도형 훈련에 적합하다. 현재의 유동적인 노동 시장에서 숙련된 조종사는 경력을 쌓기 위해 교차 기술을 습득하기 위한 동기부여를 받을 수 있다.

 

· 전문가2: 일반적으로 초급 조종사에게 이러한 유형의 훈련이 사용된다는 점에는 동의하지만 Manitowoc의 새로운 CCS(크레인 제어 시스템) 시뮬레이터는 숙련 조종사에게도 유익한 특수 작업 현장 시나리오를 시뮬레이션 할 수 있는 기회를 제공한다. 또한 CCS 제어 시스템이 시뮬레이션 시나리오에 통합되어 있기 때문에 숙련 조종사는 CCS 장착 크레인에 사용되는 LMI 설정에 대한 훈련도 제공받을 수 있다.

 

· 전문가3: 시뮬레이터가 물리적이나 크레인 동작에서 더욱 발전되고 현실적이 됨에 따라 훈련 기관에서 시뮬레이터를 활용할 수 있는 좋은 방안들이 마련되고 있다. 예를 들어 IUOE 115 훈련 협회는 크레인의 반복 부하작업(파일 드라이빙, 드래그라인 및 준설)을 위해 CM Labs에서 만든 전문 프로그램이 있으며 반복 부하작업을 운영한 경험이 없는 기존 조종사에게 경험을 시킬 수 있다. 이를 통해 조종사는 경력을 쌓고 장비를 안전하게 작동하는 방법과 반복 부하작업에서 크레인을 작동할 때 예상되는 사항을 숙지할 수 있다.

 

· 전문가4: 시뮬레이션 훈련은 초급 조종사 훈련 이상의 강력한 도구가 될 수 있으며 재인증을 위한 저렴한 대안 또한 가능하다. 표적 교정을 위한 훌륭한 도구가 될 수 있으며 기술 검증을 위한 객관적인 근거가 될 수도 있다. 인적 요소를 제거함으로써 조종사는 보다 일반적이고 객관적인 맥락에서 평가될 수 있으며 이를 통해 개선되어야 할 정확한 목표를 설정하는데 도움이 될 수 있다. 교차 훈련도 훌륭한 시뮬레이터 활용 사례이다. 조종사들은 현장에서 인증된 조종사가 되기 위해 필요한 모든 엄격한 기준 대신 시뮬레이터를 통해 크레인의 조종 방법을 배울 수 있다. 또한 시뮬레이터는업그레이드를 통해 기타 개인이 비현실적인 방식으로 ‘조종 시간’을 확보 할 수 있는 방법을 제공한다. 숙련 조종사도 시뮬레이터 구성을 통해 고도의 기술 시나리오를 만들 수 있다.

 

Vortex Advantage Boom Truck Simulator

 

· 사회자: 시뮬레이션 훈련을 인증 시험에 사용할 수 있는지. 기술 자격 또는 인증을 위해 시뮬레이션을 사용하는 것에 대한 규제 또는 표준 기관의 입장은 무엇인지

 

· 전문가1: 시뮬레이터는 인증 시험을 연습하기 위해 효과적인 방법이다. CM Labs는 실제 장비에서만 연습한 훈련생보다 시뮬레이터에서 인증 시험을 연습한 훈련생의 성공률이 더 높다고 보고한다. Electrical Training Alliance는 크레인 시뮬레이터를 사용하여 전기 산업 인증 협회의 인증 프로그램에 맞춘 조종사를 양성하고 있다. 인증 요구사항에서 영감을 얻은 시뮬레이션 훈련은 일반적인 시나리오가 아닌 오우거 제어, 극 제어 및 설정과 같은 정확한 응용 프로그램을 반영한다. 이는 훈련생이 필기 시험과 실기 시험 모두에 잘 준비될 수 있도록 도움을 주기 때문에 더 높은 합격률을 나타낸다.

 

· 전문가2: Manitowoc의 CCS 시뮬레이터에는 인증 시험을 연습하는데 매우 유용한 CCO 실기 시험이 포함되어 있다. 래티스 붐 크롤러 크레인 시뮬레이터에는 뉴욕 시 인증 요구 사항인 비상 레이다운(emergency laydown) 시뮬레이션도 제공한다.

 

· 전문가3: 크레인 작동은 현재 시뮬레이터로 표현할 수 없는 변수가 너무 많기 때문에 현행 표준에서는 시뮬레이터를 인증 시험에 사용할 수 없다고 판단된다. 이는 조종사가 인증을 받기 위해 직접 수행해야 하는 중요한 작업이다. 하지만 시뮬레이터를 사용한 업그레이드 프로그램을 통해 특수 크레인 작업에서 조종사에게 자격을 부여하는 것은 도움이 될 수 있다. 예로 AT 크레인, 크롤러 크레인의 초대형 인양과 타워 크레인의 클라이밍 또는 이동식 크레인의 반복 부하작업 조종 등을 들 수 있다. “자격”이 되는 것은 다양한 규제 표준과 사업주에 의해 여러 가지 제약이 있을 수 있으므로 이를 고려해야 한다.

· 전문가4: 시뮬레이터는 특히 항공 우주 산업의 인증 도구로써 오랜 역사를 가지고 있다. 일반적으로 시뮬레이터는 실제 시험을 수행하는데 너무 고가이거나 복잡하고 안정적으로 설정하기 어려울 때의 선택지로 고려된다. 시뮬레이션 측면에서도 일관성과 객관성을 확보할 수 있다는 장점이 있다. 우리는 시뮬레이터의 사용자가 무엇을 보고 있는지 무엇을 하고 있는지 정확히 알 수 있으며 다른 사용자와 정확히 동일한 운영 능력을 가지고 있는지 판단할 수 있다. 하지만 인증을 위해 공정하고 실행 가능한 시뮬레이터를 만드는 것은 연습 및/또는 오리엔테이션에 사용할 수 있는 시뮬레이터를 만드는 것보다 훨씬 어려운 과정이다.

 

Manitowoc's CCS(Crane Control System)

 

 

· 사회자: 다양한 유형의 시뮬레이션 플랫폼이 가지는 하드웨어 및 소프트웨어 측면 장단점은 무엇인지

 

· 전문가1: CM Labs의 스마트 트레이닝 기술과 모션 지원 플랫폼은 조종사에게 매우 사실적인 경험을 제공한다. CM Labs는 데스크톱, 모션 지원 단일 화면 및 중장비 조종사 훈련을 위한 최대 5개 화면의 완전 몰입형 플랫폼의 세 가지 유형을 제공한다. 시뮬레이터에는 앉은 상태에서 쉽게 시작할 수 있는 다양한 시뮬레이션 훈련 프로그램이 사전에 로드되어 있다. 시뮬레이터는 업계에서 쉽게 교체할 수 있는 실제 제어장치를 사용한다. 데스크톱 버전은 화면이 하나뿐이고 모션 플랫폼이 없는 가장 몰입도가 낮은 유형이지만 이동성이 가장 좋은 점이 장점이므로 현장 훈련 또는 원격 요구사항에 가장 적합하다. 세 가지 유형 모두 동일하게 CM Labs의 독점적인 Vortex 소프트웨어와 스마트 트레이닝 기술이 사용된다.

 

· 전문가2: Manitowoc의 시뮬레이션 플랫폼은 CCS 제어와의 통합으로 인해 조종사에게 매우 유용하다. 동일한 제어/화면을 사용하기 때문에 조종사는 추가 학습 없이 시뮬레이터를 통해 크레인을 사용할 수 있다.

 

· 전문가4: 크레인의 경우, 스크린과 VR 중의 선택과 모션 하드웨어와 데스크톱 사이의 선택은 매우 중요한 논점이다. 크레인 시뮬레이터의 경우 이동 가능성이 적어 데스크톱이 일반적인 옵션으로 생각될 수 있지만 360도의 가시성은 크레인 작업에 매우 중요하므로 VR이 필수적이다. VR을 사용하면 조종사가 자연스럽게 보고 머리를 숙이며 실제 원근감을 느낄 수 있을 뿐만 아니라 정확한 양안의 시야를 가질 수 있다. 747비행 시뮬레이터와 같은 일부 시뮬레이터는 장비의 모든 제어장치와 전자장치를 정확하게 재현하고 있다. 이는 극도로 정밀한 훈련을 가능하게 하지만 많은 비용이 소모된다. 만약 비용 문제로 XBOX 컨트롤러를 통해 크레인을 조종하면 핵심 기능 중 일부만 구현이 가능하며 실제와 같은 훈련은 불가능하다. ITI의 철학은 이와 같은 선택에서 균형을 맞추기 위해 핵심 동작에 대한 충분한 실습 효과를 유지하면서 가시성을 최대화할 수 있는 VR 경험과 결합할 수 있는 일반 하드웨어를 사용하는 것이다.

 

 

· 사회자: AR, VR, 조종실/스크린 유형과 각각에 적합한 장치의 차이점은 무엇인지

 

· 전문가1: CM Labs의 시뮬레이션은 몰입형 기술이므로 현재 증강현실이나 VR 솔루션은 개발하지 않고 있다. 이에 따라 Vortex Edge Plus 데스트톱, 모션 지원 단일 화면 Vortex Edge Max 및 중장비 조종사 훈련을 위한 완전 몰입형 Vortex Advantage(3~5개의 화면)의 세 가지 유형을 플랫폼을 제공하고 있다. 세 가지 유형 모두 동일하게 CM Labs의 독점적인 Vortex 소프트웨어와 스마트 트레이닝 기술이 사용된다. 모든 플랫폼은 상용 대형 스크린을 사용하여 지속적인 유지 관리가 용이하도록 쉽게 교체할 수 있으며 조종사의 자연스러운 조종실 시야와 유사하도록 구성되어 최대한 몰입감 있는 경험을 제공한다. 가상현실훈련은 완전한 몰입형 경험을 제공할 때 흥미로운 옵션이지만 몇 가지 단점이 존재한다. 관리자는 가상 현실로 인해 실제 훈련을 받을 수 있는 능력을 상실한다. 훈련생은 그룹 토론을 할 기회가 상실되며 강사와의 커뮤니케이션이 차단되고 모든 시간 동안 혼자 진행해야 한다.

 

· 전문가3: 이러한 시각적 장치에 대해 작업 사례 시나리오로 설명할 수 있다. AR은 예를 들어 대화형 사전 작동 검사로 사용될 수 있으며 VR은 떠오르는 신기술로 현재 반복되는 상황에서 가장 몰입감 있는 경험을 제공할 수 있는 시각적 인터페이스 옵션이다. 단점은 안정적인 작동을 위해 측면 디스플레이와 상호 작용해야 하는 경우가 발생한다는 것이다. 조종실/스크린 유형은 디스플레이 인터페이스로 사용하는 유효한 방법이다. 비용적인 측면에서 가장 효율적인 방법이며 잠재적(소프트웨어가 지원되는 경우)으로 단일 화면보다 더 몰입감 있게 업그레이드 될 수 있다. 다른 하나는 조종실 레이아웃과 제어 레이아웃이 현장에서 필요로 하는 장비 유형과 정확히 맞도록 하는 기능이다.

 

· 전문가4: AR은 홀로렌즈와 마찬가지로 현실을 오버레이해야 한다. 이는 실제 물체에 대해 엔진이나 엘리베이터의 일부를 오버레이하는 개념 증명과 같이 알려진 지점이 있는 위치의 오버레이에 유용하다. 일반적으로 이러한 응용 프로그램은 헤드셋에서 실행되므로 성능 및 물리적 시뮬레이션이 극히 제한된다. 시야는 주요 제한 사항이다. AR은 현실을 증강하지만 현실을 대체할 수는 없으므로 현실 세계에 최소한으로 무언가를 추가하는 해결방안이 이상적이다. VR은 현실을 대체하며 사용자를 어떠한 위치에 배치하고 시야를 이어받는다. 데스크톱과 동시에 사용하면 충실도 높은 물리적 시뮬레이션과 사실감이 추가될 수 있다. VR은 가상 작업 현장에서 크레인의 조종석에 조종사를 태우는데 이상적이다. 조종실 유형의 스크린 시뮬레이터는 자연스러운 포인트 분할 처리를 제공한다.

ITI VR Polar Crane