This study was conducted to explore ways to improve the operation of NCS-based curricula, focusing on vocational education programs. The purpose is to design and establish an effective NCS-based vocational education curriculum and to apply it in educational settings. For the purpose of improving the operation of NCS-based curricula, this study first reviewed the relevant information and system operations presented on the National Competency Standards (NCS) website (http://www.ncs.go.kr/). This is because effective vocational education can only be achieved when accurate information regarding the curriculum and educational content is properly delivered. In conclusion, it is required to identify the problems in the design, composition, and operation of vocational education curricula, and to establish curriculum design strategies that can enhance the overall efficiency of vocational education programs. Based on the results of this study, the research examined the competency unit “Inspection of Aircraft Reciprocating Engine Fuel Systems” under the NCS categories — Major Category [15. Machinery], Subcategory [09. Aircraft Manufacturing], Minor Category [03. Aircraft Maintenance], and Detailed Category [03. Aircraft Reciprocating Engine Maintenance] — and designed the learning content for the NCS learning module “Inspecting the Boost Pump.” The designed practical training plan has the following characteristics: First, by incorporating additional content from the NCS competency unit, it was structured to be applicable in actual workplaces that operate aircraft equipped with reciprocating engines. Second, it aims to enhance troubleshooting skills required for the maintenance of aircraft reciprocating engines. Third, the contents were designed to align with the practical training environments of educational institutions while ensuring applicability to real-world work settings. Fourth, it was designed to allow learners to simultaneously practice content related to obtaining aviation-related certifications. This study is significant in that it designed a vocational education curriculum and proposed effective strategies for improving vocational education. However, there are certain limitations. The study did not include an empirical implementation or analysis of the results based on the designed instructional program. In addition, it did not develop curricula that reflect the specific characteristics of individual subjects within the field of NCS-based aircraft maintenance through the design of diverse course modules.

무인 자율 이동 로봇은 산업 현장에서 자동화를 위해 활용되고 있으며, 선박 분야에서는 기관실 순찰 및 화재 감시를 위한 연 구가 진행되고 있다. 선박 적용 연구에 사용되는 대부분 로봇은 Ackermann 주행 방식을 기반으로 하고 있어, 협소하고 구조가 복잡한 기 관실 환경에서 기동성과 주행 정확도를 확보하는데 한계가 있다. 이에 본 연구에서는 Ackermann, Mecanum 그리고 Track의 세 가지 대표적 인 주행 방식을 동일한 조건에서 비교·평가하여 주행 성능을 분석하였다. 주행 방식 변경이 가능한 자율 주행 로봇을 제작하고, 이론적 운동학 모델을 기반으로 최소 회전반경을 산출하였으며, 직선 및 직선-곡선 혼합 경로에서 반복 주행 실험을 수행하여 도착 성공률과 도 착 지점 오차를 정량적으로 평가하였다. 그 결과, 직선 경로에서는 세 주행 방식 모두 높은 도착 성공률을 보였으나, 곡선이 포함된 경로 에서는 Mecanum 구동이 가장 낮은 평균 도착 오차와 안정적인 주행 특성을 나타냈다. 반면 Track 구동은 곡선 구간에서 미끄럼에 따른 편 향으로 오차가 증가하는 경향을 보였으며, Ackermann 구동은 조향 구조의 특성으로 인해 최소 회전반경이 0.346 m로 제한되었다. 본 연구 는 기관실 같은 협소하고 복잡한 환경에서 자율 주행 로봇의 구동 방식 선정에 대한 정량적 근거를 제시하고, 선박 무인 감시 로봇의 설 계 및 운용 전략 수립에 기초 자료를 제공한다.

본 연구는 선박용 내연 기관에 적용되는 연료 분사 노즐을 대상으로, 수소 연료 운전 조건에서의 구조적 거동을 규명하기 위해 정적 열-구조 연성(static thermo-structural coupled) 유한요소 해석(FEA)을 수행하였다. 해석은 상용 프로그램 ANSYS Mechanical 2025 R1을 사 용하였으며, 주요 경계 조건으로 연료 공급 온도 -60°C~120°C, 연료 공급 압력 60 bar 및 연료 분사 압력 60 bar를 적용하였다. 또한 노즐 니들의 개폐(open/close) 상태를 각각 모델링하여 니들의 개폐에 따른 구조적 응답 변화를 비교하였다. 해석 결과, 노즐의 최대 등가 응력 (maximum equivalent stress)은 니들 폐쇄 상태에서 니들 개방 상태에 비해 약 1.6배 높게 나타났으며, 최대 등가 응력은 모든 조건에서 유로 벽면에 집중되었다. 이러한 결과는 수소 연료 적용 시 노즐의 잠재적 취약 부를 사전에 예측할 수 있음을 시사하며, 내수소성 확보를 위 한 재료 선정 및 구조 보강 설계의 기초 자료로 활용될 수 있다. 제안된 해석 접근법은 향후 수소 내연기관용 노즐의 내구성 향상, 형상 최적화 및 신뢰성 평가를 위한 기반 연구로서 의의가 있다.

This study analyzes the automotive behavior and its impact on driving safety when the Micro controller Unit (Micom), a core component of the automotive Engine Control Unit (ECU), is exposed to high temperatures. The automotive behavior was observed with and without the ECU housing cover under thermal exposure, and the temperature of the Micom was determined using heat transfer principles. The results showed that with the housing cover in place, a thermal equilibrium was maintained at approximately 160[°C], and the Micom's temperature was about 73[°C], which is within its guaranteed operating limits and did not affect the automotive behavior. When the housing cover was removed, the engine stoped to operate at approximately 220[°C], and it is presumed that the Micom's internal circuitry was damaged. These findings can provide useful quantitative data for future reliability assessments of ECUs and for investigations into sudden unintended acceleration phenomena.

In this study, when Butyl ether, a type of diether-based oxygenated fuel, is mixed in each volume ratio in a naturally aspirated direct injection diesel engine, the exhaust gas emission characteristics of the oxygenated component in the fuel affect each operating area of the engine I wanted to investigate the effect on. For comparative measurement of engine performance and exhaust emissions, commercial diesel and butyl ether mixed fuels were classified into 4 types according to the mixing ratio and tested. As the content of butyl ether in fuel increases, soot emission reduction increases, and when the maximum mixing amount of butyl ether (diesel 80vol-% + BE 20vol%) is applied, compared to the case of using only diesel as fuel, at 2500 rpm and no load, 39%, and about 32% of smoke reduction effect at full load was confirmed.

선박의 기관 고장은 해상 안전성뿐만 아니라 경제적 요인에도 큰 영향을 미친다. 2024년 국내 해양 사고 통계에 따르면 단순 사고 중 기관 고장이 차지하는 비율은 40%이다. 이는 기관 손상이 선박 안전에 매우 중요한 요소임을 보여준다. 선박 기관 고장은 다양한 기계적 결함에 의해 발생하며, 이러한 영향은 선박 배기가스 온도 변화에 직접적으로 나타난다. 따라서 본 연구에서는 선박 배기가스 온 도를 예측하여 선박 기관 고장을 사전에 방지할 수 있는 모델을 개발하였다. 본교 실습선에서 수집한 데이터를 활용한 시계열 운항 데이 터를 수집하였고, 수집된 데이터 전처리 과정을 통해 비정규성을 나타낸다는 것을 밝혀냈다. 이에 따라서 Spearman 상관관계 분석법과 LASSO 회귀 분석법을 통해 총 6개의 변수를 도출했다. 이후, Random Forest 모델의 파라미터를 최적화하기 위해서 GridsearchCV를 활용하 였고, 모델 성능을 잔차 분포, 실제값 대비 예측값 산점도 및 정량적 지표를 통해 검증하였다.

국제해운의 탈탄소 전환과 IMO GHG 전략에 따른 규제 강화로 선박별 정밀 배출 산정이 요구되고 있다. 그러나 실제 운항 선 박의 주기관 출력 정보는 외부 데이터베이스에 의존하는 경우가 많아 데이터 수집 단계에서 상당한 경제적 비용과 시간 지연이 발생한 다. 이러한 제약을 완화하기 위해, 본 연구는 AIS 정적 정보 중 선체길이를 단일 입력변수로 활용하여 선종별 주기관 출력을 기계학습으 로 추정하는 방법을 제안한다. 본 연구에서는 선형회귀, K-최근접이웃, 랜덤포레스트, 그래디언트부스팅, AdaBoost, XGBoost, LightGBM, CatBoost 등 8종의 기계학습 모델을 적용하였다. 수집한 데이터는 선종별로 분리한 뒤 무작위 분할하였고, 90% 학습셋에서 10-fold 교차검 증을 수행한 후 10% 홀드아웃 테스트로 최종 성능을 평가하였다. 테스트셋 기준 화물선은 CatBoost가 R²=0.96, 탱커선은 Gradient Boosting이 R²=0.96으로 가장 우수하였다. 여객선은 XGBoost가 R²=0.89, 예인선은 CatBoost가 R²=0.76을 보였다. 본 연구를 통해 AIS 데이터를 이용하여 주기관 출력을 추정할 수 있음을 확인하였다.

This study investigated how adding nanoparticles to cocklebur biodiesel affected a 4-stroke compression ignition (CI) engine. The biodiesel was mixed with titanium oxide nanoparticles at concentrations of 4 ppm in each blend. Engine performance characteristics were examined including consumed gas heat, brake thermal efficiency (BTE), and brake specific fuel consumption (BSFC). The tests were conducted under a variety of loads and speeds, and the outcomes were compared to those from tests using only pure diesel and only pure biodiesel. According to the findings, adding nanoparticles to the biodiesel enhanced engine performance, with the highest gains being shown at B36F4 content. At 75 % and 100 % load, the BSFC was reduced by 6.8 % and 7.6 %, respectively. When compared to pure biodiesel, the brake thermal efficiency increased by 6.7 % and 8.8 %. The temperature of the exhaust gas decreased as the concentration of nanoparticles increased. The performance of the 4-stroke CI engine was improved when nanoparticles were added to cocklebur biodiesel making it a competitive alternative to traditional diesel fuel.

In situations where materials are rare difficult to obtain, the ability to test small specimens is becoming increasingly important, particularly for aerospace. In the nuclear power generation field, tensile and small punch testing of small specimens is being utilized to evaluate integrity. In this study, we designed and validated small specimens suitable for aircraft engine components. A fixture for small plate specimens was optimized using finite element analysis to ensure uniform stress distribution, and the specimens were manufactured through precision machining. Tensile tests and creep rupture tests were conducted, and the results were analyzed and compared with those from round specimens made from the same alloy. The yield strength and tensile strength of the small plate specimens were within 5 % of the round specimens, but there was less elongation compared to the round specimens. The difference in the decrease in elongation of the round specimens and small plate specimens was analyzed using the Voce equation to identify the cause. The approach used in this study enables the evaluation of the mechanical properties of engine components with limited material options or those in operation, and is expected to be utilized for monitoring the condition of critical components.

고밀도폴리에틸렌(HDPE)은 소형선박용 차세대 선체 재료로 주목받고 있으나 재료의 열변형온도가 하절기 선박 운용 온도와 유사하여 건조 및 운용 과정에서 선체의 구조적 거동에 대한 고려가 필요하다. 본 연구에서는 모의설계한 HDPE 어선을 대상으로 연중 태 양복사가 가장 강하고 기관실 내기 온도가 최고에 도달하는 혹서기 운용 조건을 모사한 열전달 해석을 수행하였다. 특히, 최고 고온환경 이 조성되는 기관실 구획의 내부 구조부재에 두 가지 방열재 시공 조건을 적용하여 선체 구조의 온도 응답 및 열변형 거동을 평가하였다. 그 결과, 방열재 시공은 HDPE 선체 온도의 상승을 억제하는 효과가 있으나 그 수준은 제한적임을 확인하였다. 따라서 여름철 운항에서 선체의 구조적 안전성을 확보하기 위해서는 기관실 내기 온도 저하 등 능동적 열관리 방안을 병행할 필요가 있다.

Most engines for small vessels operating in coastal waters, such as fishing boats, are equipped with a reduction gear to reduce the engine's rotational speed. Small vessels are equipped with engines of fixed output and reduction gears of single reduction ratio only. This paper is a study on the development of a two-stage reducer capable of controlling the reduction ratio according to the light and full load conditions of a ship. Because the torque and rotational speed delivered to the propeller can be flexibly adjusted, the engine load can be maintained appropriately. In addition, because the engine room space is limited, the development of a two-stage reducer with an integrated power take off (PTO) was pursued to minimize the volume. Through this development, we were able to confirm a reduction in fuel consumption rate because we did not have to consume a lot of fuel to maintain maximum output. Reducing fuel consumption can result in reduced harmful exhaust emissions. Additionally, it can be expected that the frequency of failures that may occur due to overload can be reduced.

이동로봇은 인공지능, 센서 기술 등과 융합함으로서 다양한 산업 및 서비스 분야에서 광범위하게 사용되고 있으며, 조선 및 해 양 분야에서도 이동로봇을 활용한 물품 운반, 현장 모니터링, 위험한 업무 등에 대한 연구가 수행됨으로서 생산성 향상 및 안정성 강화를 향상시키고자 하고 있다. 본 연구에서는 선박기관실처럼 내연기관, 선반, 드릴머신, 공구대, 용접실습대 등 다양한 기기 및 장비의 간격이 좁고 구조가 복잡한 환경의 기관실습실 내에서 이동로봇의 자율주행을 구현함으로서 선박기관실에 적용 가능여부를 확인하고자 하였다. ROS2기반의 이동로봇으로 SLAM 라이브러리 중 하나인 Cartographer를 사용하여 지도를 작성한 후 여러 위치에서 자율주행 시험과 지도에 없는 장애물을 놓은 경우 자율주행 시험결과 복잡한 환경에서도 높은 자율주행 성능을 확인하였다. 선박기관실은 실험한 장소와 여러환 경의 차이는 있으나 구조의 변화가 거의 없어 자율주행이 가능할 것으로 사료된다.

본 연구는 선박 기관 냉각수 계통의 부식 관리를 해양사고 예방 관점에서 분석하였다. 해양사고 재결서 분석을 통해 관련 주요 사고 원인을 도출하고, 부식 억제제 농도 변화가 부식 거동에 미치는 영향을 실험적으로 평가하였다. 중앙해양안전심판원 재결서 950건을 텍스트 마이닝과 대규모 언어모델로 분석한 결과, 기관손상 사고 중 냉각수 계통 관련 사례의 비중이 가장 높았으며 주된 원인은 관리 소 홀과 점검 미흡 등 인적 요인으로 확인되었다. 이 분석을 토대로 선박 냉각수 관리의 핵심 요소인 부식 억제제의 첨가와 농도 유지가 부 식 거동에 미치는 영향을 구상흑연주철(FCD-500)을 대상으로 평가하였다. 아질산염 기반 억제제 농도를 0에서 19,000 ppm 범위로 설정하 고, 침적시험과 전기화학 기법을 적용하여 부식 특성을 비교하였다. 권장 농도 13,000 ppm에서는 균일부식과 국부부식이 모두 효과적으로 억제되었고 3000에서 7000 ppm의 저농도 구간에서는 국부부식으로 인한 설비 손상 위험이 증가하였다.

본 연구는 우리나라 연근해 어선어업에서 가장 많이 발생하는 해양 사고 유형인 기관 손상 발생 현황을 파악하고, 기존 사후 관리 구조에서 예방 중심의 안전 체계를 구축하기 위한 방안을 제시하였다. 기관 손상은 상대적으로 사고 규모나 인명 피해는 적지만, 화 재나 침수 사고로 이어질 수 있는 2차 사고 위험성이 크다. 기존 연구들은 충돌, 침몰, 전복 등 대형 인명 피해 사고에 대하여 다루었으나, 본 연구는 기관 손상으로 인한 2차 피해를 사전에 차단할 수 있는 대응 방안을 도출하였다. 이를 위해 2005년부터 2024년까지의 해양 사 고 통계 분석과 관련 문헌을 토대로 기존 체계의 한계점을 고찰하였으며, 그 대안으로 기관 모니터링 시스템 개발, 자가점검 앱(App) 개 발․보급 및 결과 보고, 보험 인센티브와 연계한 자율적 정비 강화 등 기술적, 제도적, 정책적 방안을 제안하였다. 본 연구는 기관 손상 사고 현황을 구조적으로 분석하고 예방적 대응을 제안한 사례로서 소형어선의 안전 거버넌스 체계 구축에 실질적인 기여를 기대한다.

This study proposes a real-time content design pipeline optimized for Unreal Engine, integrating generative AI-based image creation with AI-assisted 3D modeling tools. The pipeline aims to streamline the production of high-quality assets for real-time applications, including games and simulations. Two types of subjects were selected: a bust combining organic character features, and a stone slab characterized by planar and symmetrical structure. Multi-angle image data were first synthesized using advanced generative AI models to simulate diverse viewpoints. These were then processed using AI-enhanced photogrammetry and modeling tools to reconstruct detailed 3D meshes and extract base textures. Post-processing steps, including mesh decimation, UV unwrapping, and texture baking, were performed to ensure compatibility with Physically Based Rendering (PBR) workflows used in Unreal Engine. The final assets were successfully imported into Unreal Engine, demonstrating visual fidelity and performance suitability in a real-time environment. The study confirms the pipeline’s potential for accelerating asset development and suggests promising future directions in AI-driven digital content creation.