KR100362382B1 - 네트워크 기반의 특징형상 모델링 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 클라이언트/서버 구조를 지니고 있으며, 솔리드 모델러에 기반을 둔 중립 특징 형상 모델링 서버 및 웹 상에서 실행이 가능한 특징형상 모델링 클라이언트들이 코바(CORBA)를 기반으로 한 표준 인터페이스를 통하여 특징형상 모델링 가능하도록 한 네트워크 기반의 특징형상 모델링 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따르면, 네트워크(Network) 기반의 특징 형상 모델링 시스템에 있어서, 클라이언트/서버 구조에 기반의 둔 분산 환경을 제공하며, 서버와 클라이언트의 교량 역할을 수행하는 코바(CORBA) 기반의 표준 인터페이스부; 분산 환경하에서 AAB(Attributed Abstracted B-rep)를 이용하여 특징형상 모델링 기능을 수행하고, 각각의 클라이언트에게 필요한 공통된 모델링 서비스를 제공하며, 고유 이름(Generic Naming) 관리 기법을 수행하는 중립 특징형상 모델링 서버; 및 새로운 특징형상이 추가되었을 경우, 상기 중립 특징형상 모델링 서버로부터 수정되어야 할 AAB 정보만을 선택적으로 전송받아 형상모델링을 수행하는 웹 기반의 모델링 클라이언트를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 네트워크 기반의 특징형상 모델링 시스템이 제공된다.

Description

네트워크 기반의 특징형상 모델링 방법 {Network-centric feature-based modeling method in a distributed design environment}
본 발명은 분산 모델링과 관련된 해결 방법 중의 하나로 네트워크 기반의 특징형상 모델링 방법에 관한 것이며, 특히, 클라이언트/서버 구조를 지니고 있으며, 솔리드 모델러에 기반을 둔 중립 특징형상 모델링 서버 및 웹 상에서 실행이 가능한 특징형상 모델링 클라이언트들이 코바(CORBA)를 기반으로 한 표준 인터페이스를 통하여 특징형상 모델링 가능하도록 한 네트워크 기반의 특징형상 모델링 방법에 관한 것이다.
컴퓨터 네트웍 및 인터넷의 발전은 현재의 CAD/CAM 방법론을 급속히 변화시키고 있다. 뿐만 아니라, 제품 설계 및 가공 등과 관련된 전문적인 환경 또한 변화시키고 있다. 그 환경은 글로벌화되고, 네트웍 기반의 분산된 환경을 의미한다.
이러한 변화는 제품 설계 과정에서 지리적인 한계 및 시간적인 한계를 극복하여 보다 효과적인 커뮤니케이션(Communication)을 가능케 하고, 보다 폭넓은 제품 정보를 획득하고 교환할 수 있도록 도와주고 있다. 특히, WWW(월드 와이드 웹, World Wide Web) 기술의 발전과 보편화로 인하여 향후에는 네트워크 및 분산 환경 하에서 제품 설계 및 이와 관련된 많은 작업들이 이루어질 것이다.
한편, 엔지니어링 관습도 변화하고 있는데, 제품 생산과 관련된 많은 일들이 초기 설계 과정으로 옮겨오고 있다. 그 이유는 비록 초기 설계 과정의 비용은 적으나 그 결과에 따른 생산비용은 엄청나게 차이가 나기 때문이다. 따라서, 초기 설계 및 추후 생산 과정과의 효율적인 통합 방법론 개발에 많은 초점이 맞추어졌다. 특히, 특징형상 기술은 설계와 그와 관련된 엔지니어링 활동을 실질적으로 통합시킬 수 있는 방법론으로 인식되었다. 따라서, 특징형상 모델링, 특징형상 인식및 추출, 특징형상 변환 등에 관해서 많은 연구가 진행되고 있다.
한편으로, 솔리드 모델러 및 CAD/CAM 시스템들은 분산환경 하에서 운용되고 있으며, 분산환경 하에서 일련의 작업들이 진행되도록 지원하고 있다. 만약, 한 제품을 설계 및 가공하는데, 모든 참여자들이 똑같은 제품과 하드웨어 장비를 사용해야 한다면 이는 바람직하지 못할 뿐 아니라, 비효율적인 환경이 된다. 따라서, 효과적이고 올바른 공동 작업을 위해서는 각각의 소프트웨어들이 모듈화를 구현해야 하며, 네트워크 상에서 서로의 정보를 교환할 수 있어야 한다.
이에 따라 가상 공동 작업 환경 하에서 설계, 가공 및 생산과 관련된 일들을 동시에 처리할 수 있는 방법론 개발에 많은 연구가 이루어져 왔다. 여기에는 형상 모델링과 응용 시스템과의 커뮤니케이션 표준화, 분산 환경 하에서 가공 서비스, 가상 기업간의 공동 작업을 위한 인프라 스트럭쳐(Infra Structure), 분산 환경 하에서의 설계 및 생산결합, 코바(CORBA)를 이용한 스텝(STEP) 가시화, 분산 환경 하에서 설계 및 프로세스 통합 등의 많은 연구 결과들이 있었다.
하지만, 많은 방법론들이 개념적일 뿐, 구체적이고 상세한 방법론을 제시하지는 않았다. 예를 들면, 효율적인 커뮤니케이션 및 공동 작업을 위하여 컴포넌트들 간에 필요한 프로세싱을 어떻게 분산시킬 것인가, 어떻게 하면 네트워크의 부하를 최소화시키면서, 분산 모델링을 유효하게 수행할 수 있는가 등의 문제점이다.
따라서, 이러한 환경 변화에 부합하고, 설계 과정상의 여러 문제점을 동시에 해결하기 위한 구체적인 방법론이 필요하다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 인출된 것으로서, 클라이언트/서버 구조를 지니고 있으며, 솔리드 모델러에 기반을 둔 중립 특징형상 모델링 서버 및 웹 상에서 실행이 가능한 특징형상 모델링 클라이언트들이 코바(CORBA)를 기반으로 한 표준 인터페이스를 통하여 특징형상 모델링 가능하도록 한 네트워크 기반의 특징형상 모델링 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 네트워크 기반의 특징형상 모델링 시스템의 환경을 나타낸 개략도이고,
도 2는 도 1에 도시된 넷피쳐(NetFEATURE) 서버 및 넷피쳐 클라이언트의 구성도이고,
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고유 이름 명명 방법을 개념적으로 설명한 도면이고,
도 4는 AAB를 개념적으로 나타낸 도면이고,
도 5는 도 4에 도시된 AAB의 예를 나타낸 도면이고,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 네트워크 딜레이를 최소화하기 위한 AAB 의 점진적인 수정 과정을 개략적으로 나타낸 설명도이다.
앞서 설명한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 네트워크(Network) 기반의 특징형상 모델링 시스템에 있어서, 클라이언트/서버 구조에 기반의 둔 분산환경을 제공하며, 서버와 클라이언트의 교량 역할을 수행하는 코바(CORBA) 기반의 표준 인터페이스부; 분산 환경하에서 AAB(Attributed Abstracted B-rep)를 이용하여 특징형상 모델을 표현하고, 각각의 클라이언트에게 필요한 공통된 모델링 서비스를 제공하며, 고유 이름(Generic Naming) 관리 기법을 수행하는 중립 특징 형상 모델링 서버; 및 새로운 특징 형상이 추가되었을 경우, 상기 중립 특징형상 모델링 서버로부터 수정되어야 할 AAB 정보만을 선택적으로 전송받아 형상수정 및 모델링을 효율적이면서 빠르게 수행하는 웹 기반의 모델링 클라이언트들로 구성되어진 것을 특징으로 하는 네트워크 기반의 특징 형상 모델링 시스템이 제공된다.
또한, 네트워크(Network) 기반의 특징형상 모델링 방법에 있어서, 분산 환경하에서 AAB(Attributed Abstracted B-rep)를 이용하여 특징형상 모델링 기능을 수행하고, 각각의 클라이언트에게 필요한 공통된 모델링 서비스를 제공하며, 고유 이름(Generic Naming) 관리 기법을 수행하는 제 1 단계; 및 새로운 특징 형상이 추가되었을 경우, 상기 제 1 단계에서 수정되어야 할 AAB 정보만을 선택적으로 전송받아 형상모델 수정 및 모델링을 수행하는 제 2 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 네트워크 기반의 특징형상 모델링 방법이 제공된다.
또한, 컴퓨터에, 분산 환경하에서 AAB(Attributed Abstracted B-rep)를 이용하여 특징형상 모델링 기능을 수행하고, 각각의 클라이언트에게 필요한 공통된 모델링 서비스를 제공하며, 고유 이름(Generic Naming) 관리 기법을 수행하는 제 1 단계; 및 새로운 특징 형상이 추가되었을 경우, 상기 제 1 단계에서 수정되어야 할 AAB 정보만을 선택적으로 전송받아 수정 및 모델링을 효과적으로 수행하는 제 2 단계를 포함하여 이루어진 것을 실행시킬 수 있는 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체가 제공된다.
아래에서, 본 발명에 따른 양호한 일 실시 예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하겠다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 네트워크 기반의 특징 형상 모델링 시스템의 환경을 나타낸 개략도이고, 도 2는 도 1에 도시된 넷피쳐(NetFEATURE) 서버 및 넷피쳐 클라이언트의 구성도이다.
네트워크 기반의 특징형상 모델링 시스템(이하, 넷피쳐로 지칭한다.)의 구조는 도 1 및 도 2에서 볼 수 있듯이, 중립 특징 형상 모델 서버 (NetFEATURE Server, 110), 웹 기반 모델링 클라이언트(Web-based NetFEATURE Client, 120) 및 코바(CORBA) 기반 표준 인터페이스(130)로 구성되어 있다.
상기 중립 특징 형상 모델링 서버(110)는 분산 환경 하에서 특징 형상 모델링 뿐만 아니라 여러 어플리케이션에 필요한 공통된 모델링 서비스를 제공하는 역할을 한다. 또한, 상기 중립 특징 형상 모델링 서버(110)는 도 2에 도시되어 있듯이, 특징 형상 에이전트 관리자(Feature Agent Manager, 210), 중립 특징 형상 모델 (Neutral Feature Model, 220) 및 솔리드 모델링 커널(Solid Modeling Kernel; ACIS, 230)로 구성되어 있다.
상기 특징 형상 에이전트 관리자(210)는 분산 메타 오브젝트로서, 서버에 접속한 모든 클라이언트를 관리한다. 각 에이전트는 접속된 각각의 클라이언트의 모든 요청에 따른 서비스를 제공한다.
상기 중립 특징 형상 모델(220)은 통합된 특징형상 모델링 기능을 제공하는 표현 기법으로서, 상기 솔리드 모델링 커널(230)을 기반으로 구현되었으며, 형상 요소의 고유 이름을 관리하는 기능을 보유하고 있다. 고유 이름 관리 기법은 특징형상 간섭 문제 해결, 동적인 특징형상 모델 갱신(Update), 속성(Attribute) 기능등을 제공한다. 따라서, 각각의 클라이언트는 상기 중립 특징형상 모델(220)로부터 필요한 정보를 여과하여 특정 영역에 적합한 모델을 구축할 수 있다.
상기 중립 특징형상 모델(220)을 기반으로 한 특징형상 모델링, 가공 특징형상 인식 및 변환과 같은 어플리케이션은 네트워크를 통해서 분산 환경에서 이루어진다. 따라서, 이러한 어플리케이션들을 제대로 구현하기 위해서는 각각의 클라이언트는 명료하고 정확한 형상 표현, 신속한 디스플레이 및 네비게이션 및 사용자 인터페이스 등을 제공하여야 한다. 뿐만 아니라, 서버의 모델과 클라이언트의 모델의 일치성을 유지시킬 수 있어야 한다.
따라서, 클라이언트는 크게 두 모델에 기반을 두고 있는데, 이는 클라이언트 기반 모델(Client-Side Feature Model) 및 Attributed Abstracted B-rep(AAB)로 나눌 수 있다. 앞에서 언급한 것처럼 중립 특징형상 모델은 여러 어플리케이션을 지원할 수 있는 공통된 모델인 반면, 클라이언트 기반 모델은 각 응용 분야에 적합한 모델이며, 본 발명에서는 특징형상 모델링 시스템 개발에 관련된 모델을 의미한다.
AAB는 기존의 B-rep정보를 단순화시킨 모델이며, 서버와 클라이언트 간의 고유 이름 유지(Naming Consistency Maintenance), 특징형상 모델링에 따른 서버와 커뮤니케이션 최소화 및 클라이언트 프로세싱을 위한 모델 제공의 목적으로 개발된 모델이다. 따라서, 가벼운 클라이언트를 실현할 수 있으며, 궁극적으로 클라이언트 상에서 많은 프로세싱이 독립적으로 행해질 수 있다.
상기 코바 기반 표준 인터페이스(130)는 분산환경 하에서 작업이 이루어 질 수 있도록 서버와 클라이언트의 교량 역할을 하는 미들웨어다. 제시된 인터페이스는 CAM-I AIS 방법에 기반을 두고 있다. 따라서, 여러가지 솔리드 모델링이 가능하며, 특히 특징형상 모델링에서 필수적인 속성 정보를 저장할 수 있도록 확장되었다.
본 발명에서는 특징형상 간섭에 의해서 야기되는 위상학적 변화를 효과적으로 처리하기 위해서 고유 이름 관리 기법(Generic Naming)을 이용한다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고유 이름 명명 방법을 개념적으로 설명한 도면으로서, 도 3a 및 도 3b에서 볼 수 있듯이, 고유 이름 관리 기법은 특징형상의 면들이 어떻게 생성되었는지, 어떻게 분할, 변형 및 합병되었는지, 또는 삭제되었는지에 관한 모든 정보를 관리한다.
관리는 FaceIdNodes로 구성되어 있는 FaceIdGraph에 의해서 이루어 진다. FaceIdGraph는 방향성 비순환 그래프(Directed Acyclic Graph)로서, 입력 모서리(Edge)는 주어진 면의 부모(Parent)에 관한 정보를, 출력 모서리는 어떠한 위상학적 변화가 일어났는지에 관한 정보를 나타낸다. 즉, 특징형상 모델링 과정에서 발생되는 면의 위상학적 변화를 관리하는 FaceIdGraph를 보여주고 있다.
FaceIdNode는 B-rep의 속성값(Attribute)형태로 존재하며 다음의 추가적인 정보를 포함하고 있다.
1) FaceId 정보.
2) 실제 또는 가상 태그(Real or virtual tag) : FaceIdNode가 최종 형상의 특정면에 해당되면 실제 태그(Real Tag), 그러하지 아니하면 가상 태그(Virtual Tag)를 저장함.(가상 태그의 의미는 FaceIdNode에 해당되는 면이 특징 형상 추가 과정에서 삭제되었음을 의미함.)
3) FaceId에 해당되는 B-rep의 면.
4) 면이 속한 특징 형상 리스트.(만약 간섭이 일어날 경우, 하나 이상의 특징 형상을 포함할 수 있음.)
위에서 정의된 FaceId는 각 면의 고유 이름(Unique FaceId)을 정의한다. 면 f의 FaceId는 아래의 [수학식 1]과 같이 정의된다.
여기서 stepId는 면 f가 생성될 때의 모델링 순서, faceIndex는 면 f의 인덱스, surfaceType는 면의 타입을 나타낸다.
모서리(Edge)는 둘 또는 그 이상의 면이 교차해서 만들어내는 교선에 의해서 정의된다. 따라서, 모서리 e의 EdgeId는 그 모서리를 에워싸는 면들에 의해서 정의되며, 아래의 [수학식 2]에 의하여 결정된다.
EdgeId(e) = [adjFaceIds, endFaceIds0,1]
여기서 adjFaceIds는 모서리 e를 에워싸는 면들의 리스트(Ordered Cyclic List), endFaceIds0,1은 모서리의 각 점(Vertex)과 관련된 면들의 리스트를 의미한다.
결론적으로, 고유 이름 관리 기법은 분산 특징형상 모델링에서 다음과 같은 중요한 기능을 수행한다.
1) 서버와 클라이언트의 형상 요소들간의 Naming Consistency 유지 및 Thin 클라이언트 달성.
2) 분산 특징형상 모델링 과정에서 발생하는 서버와 클라이언트 간의 네트워크 딜레이 최소화.
클라이언트 상에서 가벼운 모델을 지원하기 위해서 Attributed Abstracted B-rep(AAB)을 클라이언트 형상 모델로 정의한다. AAB는 함축적이며 단순화된 B-rep으로서 형상 모델 데이터 양을 줄여 가벼운 클라이언트 프로세싱을 가능케 한다.
도 4는 AAB를 개념적으로 나타낸 도면이고, 도 5는 도 4에 도시된 AAB의 예를 나타낸 도면으로서, 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.
상기 AAB에는 Face-based AAB 및 Edge-based AAB가 있다.
상기 Face-based AAB는 FacetedFaces로 구성되어 있으며, 이는 형상의 곡면 표현(Surface Representation)을 근사화한 것이다. 반면에, Edge-based AAB는 FacetedEdges로 구성되어 있으며, 이는 형상의 와이어프레임 표현(Wireframe Representation)을 근사화한 것이다.
FacetedFace는 고유 이름인 FaceId, 면의 방정식인 FaceEq 및IndexedTriangleList를 포함하고 있다. 특히, FaceId는 서버상의 특징형상 모델과 클라이언트 모델 사이의 일관성 유지에 이용된다. 따라서, Face-based AAB를 이용하게 되면, 실시간 디스플레이 및 네비게이션, 크기 부피 정보(Mass Property) 추출, 레이 테스트(Ray Test)등의 형상 검색을 행할 수 있다.
결과적으로, AAB는 다음의 기능을 수행하는데 도움을 준다.
1) 클라이언트 상에서 필요한 여러 가지 프로세싱을 독립적으로 수행할 수 있도록 하여 서버와의 커뮤니케이션을 최소화한다.
2) 클라이언트 상의 형상 데이터를 축소화시킴으로써, 저가의 환경 하에서 분산 모델링을 가능케 한다.
한편, 분산 환경 하에서 특징형상 모델링을 수행하면, 클라이언트는 서버로부터 형상이 수정될 때마다 AAB를 전송받아야 한다. 만약, 형상 모델이 변경될 때마다 모든 AAB정보를 받아야 할 경우, 형상 모델이 복잡하면 클라이언트와 서버간의 네트워크 지연으로 말미암아 모델링이 불가능하게 된다. 따라서, 본 발명에서는 앞에서 제시한 고유 이름 관리기법과 AAB를 이용하여 새로운 특징형상이 추가되었을 경우, 수정되어야 할 AAB만을 선택적으로 전송받아 네트워크 지연을 최소화한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 딜레이를 최소화하기 위한 AAB 의 점진적인 과정을 개략적으로 나타낸 설명도로서, 고유 이름 관리 기법이 어떻게AAB의 국부적인(Local) 갱신을 지원하는지를 보여준다.
D1이 초기 특징 형상으로 설계되었을 때, 모든 FacetedFace f1.1 ~ f1.8은 클라이언트로 전송된다. 하지만, 그 다음부터 추가되는 특징 형상부터는 국부적인 갱신이 일어나는 것을 볼 수 있다. D2가 추가되었을 때, f1.3과 f1.7은 FaceIdGraph상에서 트리밍되어 f3.1과 f3.2로 각각 변화되었다. 그리고, f2.1은 FaceIdGraph에 새롭게 등록되었다. 따라서, 하기의 면들이 생성되고, 삭제되고, 갱신된다.
NewFaceIds = {f2.1}
DeletedFaceIds = {f1.3, f1.7}
UpdatedFaceIds = {f3.1, f3.2}
하지만, 관련이 없는 다른 면들은 변화가 없다. 유사하게 D3가 추가되었을 경우, f1.5는 f5.2와 f5.3으로 분할되고, f1.4와 f1.6은 각각 f5.1과 f5.4로 트리밍되었다. 결과적으로 아래의 AAB 갱신이 이루어진다.
NewFaceIds = {f4.1, f4.2, f4.3}
DeletedFaceIds = {f1.4, f1.5, f1.6}
UpdatedFaceIds = {f5.1, f5.2, f5.3, f5.4}
위의 예는 제시된 접근 방법이 특징형상 모델링 과정에 따라 서버와의 커뮤니케이션을 어떻게 최소화시키는 지에 관한 사실을 잘 보여주고 있다.
상기와 같은 본 발명은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체로 기록되고, 컴퓨터에 의해 처리될 수 있다.
앞서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 분산환경 하에서 특징형상 모델링을 가능케 하며 이와 관련된 문제점을 효율적으로 처리할 수 있다는 효과가 있다.
즉, 본 발명은 CAD 시스템에서 반드시 필요한 특징형상 모델링을 웹 브라우저(Web Browser)상에서 가능케 한다. 특히, 자바(Java)로 프로그램밍되어 플랫폼에 독립적이고, 소프트웨어 설치 및 업그레이드가 불필요하다는 효과가 있다.
이상에서 본 발명에 대한 기술 사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 가장 양호한 일 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

Claims (6)

  1. 분산 환경 하에서 적어도 하나의 모델링 서버 및 적어도 하나의 모델링 클라이언트를 포함하는 네트워크(Network) 기반의 특징 형상 모델링 시스템에 있어서,
    분산 환경하에서 상기 모델링 클라이언트로부터 모델링 데이터를 입력받아 AAB(Attributed Abstracted B-rep)를 이용하여 특징 형상 모델링 기능을 수행하고, 각각의 모델링 클라이언트에게 필요한 공통된 모델링 서비스를 제공하며, 고유 이름(Generic Naming) 관리 기법을 수행하는 중립 특징 형상 모델링 서버;
    새로운 특징 형상이 추가되면, 상기 중립 특징 형상 모델링 서버로부터 수정되어야 할 AAB 정보만을 선택적으로 전송받아 형상 수정 및 모델링을 수행하는 웹 기반의 모델링 클라이언트; 및
    클라이언트/서버 구조에 기반을 둔 분산 환경을 제공하며, 상기 모델링 서버와 모델링 클라이언트의 교량 역할을 수행하는 코바(CORBA) 기반의 표준 인터페이스부를 포함하고,
    상기 중립 특징 형상 모델링 서버는,
    상기 접속된 클라이언트들을 분산 메타 오브젝트로서 관리하는 특징 형상 에이전트 관리자(Feature Agent Manager); 및
    형상 요소의 고유 이름을 관리하는 중립 특징 형상 모델(Neutral Feature Model)을 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 기반의 특징 형상 모델링 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 표준 인터페이스부는 솔리드 모델링(Solid Modelling)이 가능하고, 속성 정보를 저장할 수 있도록 확장된 CAM-I AIS 방법을 이용하는 것을 특징으로 하는 네트워크 기반의 특징형상 모델링 시스템.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 중립 특징 형상 모델은,
    솔리드 모델링을 수행할 수 있는 솔리드 모델링 커널(Solid Modeling Kernel : ACIS)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 네트워크 기반의 특징 형상 모델링 시스템.
  5. 삭제
  6. 삭제
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