현대 건설에서 콘크리트 믹서 트럭 자동화 시스템의 발전

콘크리트 혼합 운송기는 현대 건설 공학에서 필수적인 핵심 장비이며 콘크리트 혼합 운송기의 성능 향상은 엔지니어링 효율성과 콘크리트 품질과 직접 관련이 있습니다. 과학과 기술의 지속적인 발전에 따라 콘크리트 혼합 트럭에서 자동화 기술의 적용은 점점 더 깊어지고 있으며 보조 기능에서 지능형 자율 운영 프로세스로의 진화를 경험했습니다. 이 논문은 현대 건설 공학에서 현재 콘크리트 혼합 트럭의 자동화 시스템의 개발을 요약하고 주요 기술 진화를 분석합니다.

자동화의 초기 탐구: 접근성 사용

콘크리트 혼합 트럭 자동화 시스템 개발의 초기 단계에서 주요 목적은 운영자의 노동 강도를 줄이고 작업의 편의성을 높이는 것이었다. 이 단계의 자동화는 주로 차량의 기본 기능에 대한 보조 제어에 표현된다. 예를 들어, 전기식 또는 유압식 회전 시스템이 이전에 사용되던 수작업 쇼크 크랭크를 대체하여 드럼의 시작, 정지 및 가속 과정을 자동화했다. 따라서 일부 자동차 공장에서는 단순한 물 충전 시스템이 도입되어 물의 양을 사전 설정해 수작업 계량 오류를 배제할 수 있게 되었다. 그러나 이 시기의 자동화는 낮은 수준에 머물러 있으며, 배치, 차량 적재 및 하역과 같은 핵심 부분은 여전히 수작업이며 지능화 수준이 제한적이다.

중급 자동화 개발: 통합 제어 및 센서 기술의 사용

전자 기술과 센서 기술의 급속한 발전에 힘입어 콘크리트 믹싱 트럭의 자동화 시스템은 중간 발전 단계에 진입했습니다. 통합 제어 시스템이 자동차에 적용되었으며, 독립적인 제어 유닛들이 하나로 통합되어 혼합 탱크의 속도, 물의 추가량 및 배출 속도와 같은 주요 매개변수에 대한 집중 제어와 정확한 조정을 실현합니다. 이 단계에서 센서 기술은 수위 센서가 반드시 사용되어 물의 정확한 양을 보장하고, 속도 센서는 혼합 탱크의 속도를 실시간으로 모니터링하며, 압력 센서는 하이드라울릭 시스템의 상태를 감지하는 등 다양한 역할을 합니다. 이러한 기술의 사용은 작업의 정밀도와 일관성을 높이고 인간의 오류를 최소화하며, 이후 더 높은 수준의 자동화를 위한 전조로 작용합니다. 일부 고급 모델들은 데이터 로깅과 간단한 결함 모니터링을 위해 접근 가능한 차량용 컴퓨터 개념을 실험하고 있습니다.

고도의 자동화 단계: 지능형 및 자율 기능의 개선

최근 몇 년간 정보기술, 인공지능 및 사물인터넷 기술의 발전으로 콘크리트 믹서 트럭용 높이 센서가 자동화 시스템을 새로운 수준으로 업그레이드할 수 있게 되었습니다. 이 단계에서는 기발함과 독립성이 주요 특징입니다.

"지능형 투입 시스템: 자동으로 골재의 중량과 습도를 측정하고, 설정된 콘크리트 공식에 따라 콘크리트 매개변수, 시멘트, 모래, 첨가제를 자동으로 계량하여 정확한 투입을 실현하며, 수작업으로 인한 성분 추가 오류를 방지하여 콘크리트 혼합 비율의 정확성을 보장합니다."

콘크리트의 흐름성, 온도, 균일성 및 기타 지표를 모니터링할 수 있으며, 차량 시스템 또는 원격 모니터링 플랫폼을 통해 이러한 지표 데이터를 표시하고 기록할 수 있습니다. 이는 콘크리트의 품질 관리에 강력한 지원을 제공합니다. 더 정교한 시스템은 실시간 데이터 피드백 과정에 따라 혼합 파라미터를 자동으로 조정하여 콘크리트의 품질을 최적화할 수 있습니다.

주행 보조 및 경로 최적화: 일부 새로운 콘크리트 믹서 트럭은 경로 계획 및 내비게이션을 위한 전역위치추적시스템(GPS)과 전자 지도를 갖추고 있습니다. 자동 주차 및 차선 유지와 같은 보조 주행 기능을 센서 및 제어 시스템과 통합하면 주행 안전성이 향상되고 주행 효율성이 개선될 수 있습니다.

고장 진단 및 예측: 차량 통신 시스템을 통해 차량의 운행 상태와 고장 정보가 실시간으로 원격 모니터링 플랫폼에 전송되어 관리자가 점검 및 관리할 수 있습니다. 초기 고장 진단 기능을 갖춘 시스템도 있으며, 잠재적인 고장 위험을 나타내고 유지보수 인원이 이를 활용해 유지보수를 수행할 수 있도록 지원합니다.

SLO: 완전 자동화로의 추세: AI & 협업 작업에 대한 견해

미래에는 콘크리트 믹서 트럭의 자동화 시스템이 더욱 높은 수준의 전체 자동화를 이끌어갈 것입니다. 중요한 촉진 요인 중 하나는 인공지능(AI) 기술의 도입일 것입니다.

AI 기반 지능형 스케줄링 및 최적화: 진행 분석 구축, 교통 상황 분석 등 다양한 정보를 AI 알고리즘을 통해 수집하여 현장에서 유용한 정보를 취합해 지능형 차량 스케줄링과 경로 최적화를 실현하고, 차량 활용률과 운송 효율성을 극대화합니다.

예측 보수 및 고장 자가 진단: 차량 운영 데이터를 분석하여 주요 부품의摩損 트렌드를 예측해 비계획적인 다운타임이 발생하기 전에 계획된 보수를 가능하게 합니다. 인공지능 기반 고장 진단 시스템은 고장 원인을 더욱 신속하고 정확하게 파악해 수리 시간을 단축시킵니다.

자율 주행 기술의 적용: 무인 운전 기술의 발전에 따라 향후 콘크리트 믹서 트럭은 폐쇄된 건설 현장에서 자율 운송 및 하역과 같은 일정 수준의 자율 주행을 실현할 것으로 예상되며, 이는 노동 비용을 줄이고 안전 위험을 감소시킬 것입니다.

다른 장비와 협력: 사물 인터넷(IoT) 기술을 통해 콘크리트 믹서 트럭은 콘크리트 펌프, 크레인 등 다른 건설 장비와 통신하고 협력하여 더욱 효율적인 건설 프로세스를 구현할 수 있습니다.

결론

콘크리트 믹싱 트럭 자동화 시스템은 보조 기능에서 통합 제어로, 그리고 지능형 자율 운전으로 발전하는 과정을 거쳤습니다. 센싱 기술, 전자 기술, 정보 기술 및 인공지능의 발전은 자동화 수준의 지속적인 향상을 촉진했습니다. 믹싱 트럭의 자동 제어는 트럭의 작업 효율성을 높이고 콘크리트 품질을 개선할 뿐만 아니라, 운영자의 노동 강도를 줄이고 작업 안전성을 향상시킵니다. 향후 인공지능 등 다양한 기술의 심화된 적용으로 콘크리트 믹싱 트럭의 자동화 수준은 새로운 단계에 도달하여 현대 건설 프로젝트의 지능화 발전에 새로운 동력을 제공하게 될 것입니다.