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요약문
Summary
CONTENTS
목차
제1장 연구개발과제의 개요 23
제1절 연구개발의 목적 24
제2절 연구개발의 필요성 26
1. 물류 환경 변화 26
2. 모바일 파워카트 29
3. 스마트 파워캐리어 30
제3절 연구개발의 범위 33
1. 모바일 파워카트 33
2. 스마트 파워캐리어 35
제2장 국내·외 기술개발 현황 38
제1절 물류센터의 활동과 물류장비 40
1. 물류센터의 활동 40
2. 물류센터의 활동별 물류장비 40
제2절 모바일 파워카트 관련 기술동향 49
1. 모바일 미디어 카트 49
2. 카트형 계량 검품 시스템 49
3. 새도우 캐디 51
제3절 스마트 파워캐리어 관련 기술동향 52
1. 국내 도매시장 물류장비 현황 52
2. 국외 도매시장 물류장비 현황 57
제4절 관련특허 분석 60
1. Warehouse 60
2. Cargo handling 66
제3장 연구 수행내용 및 성과 74
제1절 시장조사 76
1. 시장조사 개요 76
2. 시장조사 기획 77
3. 시장조사 준비 78
4. 모바일 파워카트 시장조사 82
5. 스마트 파워캐리어 시장조사 94
제2절 모바일 파워카트 기술 개발 103
1. 기술 개요 103
2. 세부기술 설계 및 개발 106
3. 시작품 제작 및 테스트 139
4. 시험운영 및 실용화 146
제3절 스마트 파워캐리어 기술개발 156
1. 기술 개요 156
2. 세부기술 설계 및 개발 161
3. 시작품 제작 176
4. 시험운영 및 실용화 177
제4절 실용화전략 수립 184
1. 모바일 파워카트 184
2. 스마트 파워캐리어 189
제4장 목표 달성도 및 관련분야 기여도 192
제1절 목표달성도 194
제2절 관련 분야 기여도 195
제5장 연구개발성과의 활용계획 196
제1절 요소기술 정보 198
제2절 성과활용 네트워크 정보 200
제3절 성과정보 201
제4절 성과활용 정보 205
제5절 성과활용 계획 207
제6장 연구과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 210
제1절 모바일 파워카트 212
제2절 스마트 파워캐리어 214
제7장 연구개발성과의 보안등급 220
제8장 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설·장비 현황 221
제9장 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전 조치 이행 실적 222
제1절 연구실 안전조치 이행계획 222
1. 연구실 안전점검 체계 222
2. 연구실 안전조치 이행계획 222
제2절 연구실 안전조치 이행 실적 223
1. 위험 요소 분석 223
2. 안전 관리 대책 223
제10장 연구개발과제의 대표적 연구 실적 224
제11장 참고문헌 226
표 1.2.1. 사업별 산업재해 사망자 28
표 1.2.2. 일 총 물동량 기준의 물류장비 사용현황 31
표 1.2.3. 피크타임시 물동량 기준의 물류장비 사용현황 31
표 1.2.4. 핸드카 사용 시 문제점 31
표 1.2.5. 스마트 파워캐리어 도입 효과 32
표 1.3.1. MPC 연구개발 범위 33
표 1.3.2. SPC 연구개발 범위 35
표 2.1.1. 물류센터 내 활동 정의 40
표 2.1.2. 물류센터의 활동별 물류장비 41
표 2.3.1. 도매시장 사용 장비 분석 55
표 2.3.2. 도매시장 활용장비 사용시간대 분석 56
표 2.3.3. 시간대별 반입 물동량 분석 56
표 2.3.4. 시간대별 반출 물동량 분석 57
표 2.4.1. '75~'12년 국가별 관련 특허 출원 건수(Warehouse) 60
표 2.4.2. 주요 IPC 분류 및 내용(Warehouse) 63
표 2.3.3. 관련 출원 특허 상위 5개 IPC 분류(Warehouse) 64
표 2.4.4. '76~'10년 국가별 관련 특허 출원 건수(Cargo handling) 67
표 2.4.5. 주요 IPC 분류 및 내용(Cargo handling) 69
표 2.4.6. 관련 출원 특허 상위 5개 IPC 분류(Cargo handling) 70
표 3.1.1. FGI(Focus Group Interview) 개요 77
표 3.1.2. 시장조사 대상 및 항목 선정 종합 결과 77
표 3.1.3. 산업대분류별 항목수 78
표 3.1.4. 업종별 분류 총괄 79
표 3.1.5. 모바일 파워카트로 대체 가능한 장비의 예 80
표 3.1.6. 모바일 파워카트 시장조사 대상 및 방법 81
표 3.1.7. 스마트 파워캐리어 시장조사 대상 및 방법 82
표 3.1.8. 모바일 파워카트 조사내용 82
표 3.1.9. 모바일 파워카트 설문문항 83
표 3.1.10. 성별 인원 84
표 3.1.11. 연령 및 경력 85
표 3.1.12. 주요 신체 피로부위 86
표 3.1.13. 1시간 반복 작업횟수 86
표 3.1.14. 개발 유사장비 이용자가 선택한 모바일 파워카트 필요기능 89
표 3.1.15. 개발 물류장비 이동방법 및 적정속도 90
표 3.1.16. 핸드카 및 전동차 개선 내용 91
표 3.1.17. 개발 모바일 파워카트 선호 적정 적재중량 91
표 3.1.18. 기대 장비기능에 따른 기대 작업 단축시간 92
표 3.1.19. 스마트 파워캐리어 조사내용 94
표 3.1.20. 조사응답자 업종 및 성별 95
표 3.1.21. 조사응답자 연령 및 경력 96
표 3.1.22. 주사용 물류장비 및 업무 97
표 3.1.23. 취급제품 형태 및 작업 간 불편사항 98
표 3.1.24. 핸드카 및 전동차 이용 시 불편 사항 100
표 3.2.1. 단말기 송신 명령 115
표 3.2.2. 구동제어기 송신 명령 116
표 3.2.3. 통합 제어보드 및 펌웨어 123
표 3.2.4. 단말기 사양 124
표 3.2.5. 단말기 디자인 125
표 3.2.6. WMPC ↔ 컨트롤러(board) 데이터 전송항목 129
표 3.2.7. 인터페이스 프로토콜 정의 130
표 3.2.8. 모바일 파워카트 사양 139
표 3.2.9. 테스트 환경 정의 141
표 3.2.10. 테스트 결과 143
표 3.2.11. 소프트웨어 신뢰성 확보 프로세스 145
표 3.2.12. 시험운영 대상 및 내용 147
표 3.2.13. 작업자 인식 및 추적, 장애물 검지 수행 결과 150
표 3.3.1. ATmega328p 마이크로 컨트롤러의 특성 169
표 3.3.2. BLE 모듈의 특성 170
표 3.3.3. 음성출력부의 특성 170
표 3.3.4. 음성지원 기능 173
표 3.4.1. 물류로봇의 국내 시장 규모 184
표 3.4.2. 물류로봇의 세계 시장 규모 185
표 3.4.3. 연도별 판매계획 186
표 3.4.4. 국내 물류창고 현황 187
표 3.4.5. 연도별 마케팅 계획 187
표 3.4.6. 연도별 판매 계획 190
표 6.1.1. 물류로봇 기술동향 및 향후 전망 212
표 6.2.1. 해외 도매시장 동력형 물류장비 214
표 6.2.2. 해외 도매시장 수동형 물류장비 215
표 9.1.1. 연구실 안전 점검 체계 222
그림 1.2.1. 국내 물류센터 기술 수준 27
그림 1.2.2. 물류센터 기술개발 목표(내용없음) 17
그림 1.2.2. 시도별 총인구 증감, 2015년 대비 2045년 28
그림 2.1.1. 리프트 42
그림 2.1.2. VNA 트럭 42
그림 2.1.3. 오더피커 43
그림 2.1.4. 리치 스태커 43
그림 2.1.5. 사이드형 지게차 44
그림 2.1.6. 스트래들 지게차 44
그림 2.1.7. 덧쌓기 가능 롤테이너 45
그림 2.1.8. 덧쌓기 불가능 롤테이너 45
그림 2.1.9. 보냉용 롤테이너 46
그림 2.1.10. 인테이너 46
그림 2.1.11. 대차 47
그림 2.1.12. 투-휠 47
그림 2.1.13. 핸드 파렛트 48
그림 2.1.14. 핸드 리프트 48
그림 2.2.1. 모바일 미디어 카트 49
그림 2.2.2. 카트현 계량 검품시스템 50
그림 2.2.3. 새도우 캐디 51
그림 2.3.1. 도매시장에서 사용되는 지게차의 종류 52
그림 2.3.2. 도매시장에서 사용되는 전동차의 종류 53
그림 2.3.3. 도매시장에서 사용되는 오토바이 종류 53
그림 2.3.4. 캐리어 및 핸드카 54
그림 2.3.5. 손수레 및 핸드잭 54
그림 2.3.6. 쇼핑카트 및 대차 55
그림 2.3.7. 반입물동량 분석 56
그림 2.3.8. 반출물동량 분석 57
그림 2.3.9. 국외도매시장에서 사용되는 지게차 제품 57
그림 2.3.10. 국외도매시장에서 사용되는 동력차 제품 58
그림 2.3.11. 국외도매시장에서 사용되는 기타 제품 58
그림 2.3.12. 국외 도매시장에서 사용되는 캐리어 제품 59
그림 2.3.13. 국외 도매시장에서 사용되는 대차 및 손수레 제품 59
그림 2.4.1. '75~'12년 국가별 관련 특허... 60
그림 2.4.2. '75~'12년 국가별 년당 관련 특허 출원 건수(Warehouse) 61
그림 2.4.3. '75~'12년 국가별 관련 특허 출원 건수(Warehouse) 62
그림 2.4.4. '75~'12년 국가별 관련 특허 출원 비중(Warehouse) 62
그림 2.4.5. 국가별 연도별 관련 출원 특허 IPC 분류 추이(Warehouse) 65
그림 2.4.6. 연도별 관련 출원 특허 국가별 상위 IPC 분류 추이(Warehouse) 66
그림 2.4.7. '76~'10년 국가별 관련 특허... 67
그림 2.3.8. '76~'10년 국가별 년당 관련 특허 출원 건수(Cargo handling) 67
그림 2.4.9. '76~'10년 국가별 관련 특허 출원 건수(Cargo handling) 68
그림 2.4.10. '76~'10년 국가별 관련 특허 출원 비중(Cargo handling) 68
그림 2.4.11. 국가별 연도별 관련 출원 특허 IPC 분류 추이(Cargo handling) 71
그림 2.4.12. 연도별 관련 출원 특허 국가별 상위 IPC 분류 추이(Cargo handling) 72
그림 3.1.1. 시장조사 개요 76
그림 3.1.2. 성별 84
그림 3.1.3. 연령 및 경력 85
그림 3.1.4. 신체 피로부위 86
그림 3.1.5. 1시간 작업 반복 최대횟수 86
그림 3.1.6. 작업강도 87
그림 3.1.7. 주 사용 장비 및 오더리스트 수령 방법 88
그림 3.1.8. 유사장비 사용여부 및 필요기능 88
그림 3.1.9. 개발 물류장비 이동방법 및 적정속도 89
그림 3.1.10. 선호 적재함 구성 90
그림 3.1.11. 기대 작업시간 단축 및 모바일 파워카트 기능 92
그림 3.1.12. 모바일 파워카트의 구매의사 93
그림 3.1.13. 조사응답자 업종 및 성별 95
그림 3.1.14. 조사응답자 연령 및 경력 96
그림 3.1.15. 주사용 물류장비 및 업무 97
그림 3.1.16. 취급제품 형태 및 작업간 불편사항 98
그림 3.1.17. 상·하역 작업 간 불편사항 및 작업강도 99
그림 3.1.18. 핸드카 및 전동차 이용 시 불편사항 100
그림 3.1.19. 개선된 핸드카 및 전동차 구매의사 101
그림 3.2.1. 오더피킹 작업순서 103
그림 3.2.2. 모바일 파워카트 주요기술 104
그림 3.2.3. 작업자 인식 107
그림 3.2.4. 작업자인식 및 트레킹 방법 프로세스 108
그림 3.2.5. 거리 측정 센서 작업자 인식 및 추적 프로세스 설계 109
그림 3.2.6. 거리 측정센서를 이용한 scan data 예 110
그림 3.2.7. labeling 기법에서 4-이웃 연결성과... 110
그림 3.2.8. object 교차영역비율 매칭방법 111
그림 3.2.9. Drive mode 및 Follow mode MPC 113
그림 3.2.10. Drive mode 및 Follow mode 시연 113
그림 3.2.11. MPC 주행 중 장애물 감지 114
그림 3.2.12. 단말기 ↔ H/W Board 인터페이스 구성도 115
그림 3.2.13. MPC 개념설계 117
그림 3.2.14. MPC 주요 구성품 117
그림 3.2.15. 일반DC 모터와 BLDC 모터 비교 118
그림 3.2.16. MPC 기구부 설계도 119
그림 3.2.17. MPC 구동부 설계도 119
그림 3.2.18. 통합 제어보드 구성 120
그림 3.2.19. 메인보드 회로도 121
그림 3.2.20. 전원 및 DAC 컨버터 회로도 122
그림 3.2.21. Ethernet 및 RS-232 회로도 122
그림 3.2.22. 확장 입/출력 PORT 123
그림 3.2.23. 단말기 도면 125
그림 3.2.24. 단말기 시제품 126
그림 3.2.25. 단말기 운영 소프트웨어 아키텍처 127
그림 3.2.26. MPC S/W 개발환경 128
그림 3.2.27. 단말UI↔ WMPC ↔ 제어기 메시지 흐름도 128
그림 3.2.28. 인터페이스 프로토콜 구성도 131
그림 3.2.29. 단말기 구동 초기화면 131
그림 3.2.30. 작업자 인증 / 오더피킹 주문목록 132
그림 3.2.31. 오더피킹 주문 상세목록 / 물품정보 검수 132
그림 3.2.32. 비상정지 알림 133
그림 3.2.33. WMPC 제어모드 선택 133
그림 3.2.34. 작업자 인식 133
그림 3.2.35. 상태 : 작업 진행 중 134
그림 3.2.36. 상태 : 비상정지 134
그림 3.2.37. Smart Watch ↔ 단말기 ↔ WMPC... 134
그림 3.2.38. 오더피킹 운영시스템 아키텍처 135
그림 3.2.39. WMPC UI ↔ 관제 서버 인터페이스 구성도 136
그림 3.2.40. 오더피킹 운영시스템 138
그림 3.2.41. 관제서버 ↔ 데이터베이스 ↔ 관제웹 인터페이스 구성도 138
그림 3.2.42. 모바일 파워카트 시작품 사진 1 140
그림 3.2.43. 모바일 파워카트 시작품 사진 1 140
그림 3.2.44. 실험 환경 141
그림 3.2.45. 성능 테스트 142
그림 3.2.46. x(position)-t(time) graph 143
그림 3.2.47. 시연준비 146
그림 3.2.48. Follow mode 시연 146
그림 3.2.49. 맵 생성 시연 147
그림 3.2.50. 시연 시나리오 148
그림 3.2.51. 모바일 파워카트 현장시험 149
그림 3.2.52. 생성된 점유격자 지도 150
그림 3.2.53. 모바일 파워카트 개선 디자인 151
그림 3.2.54. 모바일 파워카트 개선품 설계 152
그림 3.2.55. KBS 미래기획 2030 153
그림 3.2.56. 언론 홍보 154
그림 3.2.57. 국제물류산업전 전시 및 시연 154
그림 3.2.58. 모바일 파워카트 팸플릿 155
그림 3.3.1. 자동각도 조절 및 동력이동에 따른 개선방향 156
그림 3.3.2. 무빙워크에서 사용가능한 전동휠 개선방향 157
그림 3.3.3. 이동대차 활용성 및 전용파렛트 개선방향 158
그림 3.3.4. 스마트 파워캐리어의 스마트 구조 158
그림 3.3.5. 스마트 파워캐리어의 전복장비 개념 159
그림 3.3.6. 스마트 파워캐리어의 모니터링 망의 구조 159
그림 3.3.7. 스마트 파워캐리어의 주요기능 160
그림 3.3.8. 스마트 파워캐리어의 주요 구성품 160
그림 3.3.9. 스마트파워 캐리어 주행부 161
그림 3.3.10. 스마트파워 캐리어 주행부 설계도 161
그림 3.3.11. 전동틸팅 기능 162
그림 3.3.12. 틸팅구조 설계도 162
그림 3.3.13. 스마트 파워태리어 탑승부 163
그림 3.3.14. 안쪽접이 방식의 개선 163
그림 3.3.15. 탑승부 설계도 164
그림 3.3.16. 교체 가능한 배터리 구조 164
그림 3.3.17. 탈부착형 배터리의 설계도 165
그림 3.3.18. 스마트 파워태리어 운행조작부 166
그림 3.3.19. LCD 디스플레이 166
그림 3.3.20. LCD 디스플레이 설계도 167
그림 3.3.21. 스마트 파워캐리어의 제어부 구조 167
그림 3.3.22. 제어부의 PCB 제작 168
그림 3.3.23. 제어부의 회로도 설계(1) 168
그림 3.3.24. 전자제어부의 회로도 설계(2) 169
그림 3.3.25. 전장품의 배치도 171
그림 3.3.26. 배선부의 전기배선도 171
그림 3.3.27. 스마트폰 어플리케이션 174
그림 3.3.28. 연동대차 175
그림 3.3.29. 연동대차 제어 설계 175
그림 3.3.30. 대차연동 결합부 부착방법 175
그림 3.3.31. 대차연동 후 전원연결 방법 176
그림 3.3.32. 스마트 파워캐리어의 시작품 177
그림 3.3.33. 가락 도매시장 시연회 및 테스트 178
그림 3.3.34. 국내 전시회 참가 180
그림 3.3.35. 해외 전시회 참가 180
그림 3.3.36. 스마트 파워캐리어의 브로슈어 181
그림 3.3.37. 스마트파워캐리어 기술이전 완료확인서 182
그림 3.3.38. 납품된 스마트 파워캐리어 실 사용모습 183
그림 6.2.3. 휴대용 캐리어의 종류 216
그림 6.2.4. 동력형 근력보조장치 216
그림 6.2.5. 무동력 근력보조장치 217
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