KR100786285B1 - 플랜트엔지니어링 및 조선분야의 시공 또는 설치를 위한3차원 모델 데이터의 2차원 도면 자동 작성 방법 - Google Patents

플랜트엔지니어링 및 조선분야의 시공 또는 설치를 위한3차원 모델 데이터의 2차원 도면 자동 작성 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 컴퓨터를 이용하여 3차원 모델로부터 2차원 도면을 자동으로 작성하는 방법에 있어서, 사용자 인터페이스를 통하여, 상기 3차원 모델링 프로그램으로부터 작성된 3차원 모델 그래픽 파일과 3차원 모델 데이터 베이스에 접속하는 경로와 최종도면이 출력되는 경로 및 배관(Piping), 전기·계장(Electricalㆍinstrumet) 또는 공조설비(HVAC)의 부문 중 하나를 선택하고, 해당부문의 2차원 도면상에 나타내고자 하는 도면정보를 선택하여 저장하는 환경설정단계와; 상기 설정된 환경정보에 따라 3차원 모델 그래픽 파일 및 3차원 모델 데이터 베이스에 접속하여 선택된 부문에 해당하는 3차원 모델데이터를 추출하여 모델링된 설계형상에 따라 공통된 형식으로 변환하는 공통형식 변환 단계와; 상기 공통형식으로 변환된 3차원 모델 데이터를 2차원 도면데이터로 변환하는 2차원 도면데이터 변환단계와; 상기 2차원 도면데이터로 변환된 데이터에 식별표지(Label) 및 치수기입을 위한 위치를 검색하여 선정하는 공간검색 단계와; 상기 공간검색 단계를 거친 2차원 도면데이터에 식별표지 및 치수를 기입하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 플랜트엔지니어링 및 조선분야의 시공 또는 설치를 위한 3차원 모델 데이터의 2차원 도면 자동 작성 방법에 관한 것이다. 본 발명을 이용함으로써 신속한 도면 작성이 가능해져서 새로이 도면 작성에 들어가는 비용과 시간을 상당히 단축시킬 수 있는 효과가 있다.
플랜트, 조선, 엔지니어링, 2차원 도면, 공간검색, 3차원 모델 데이터, 공통형식변환, 클립핑, 그룹핑, 투영.

Description

플랜트엔지니어링 및 조선분야의 시공 또는 설치를 위한 3차원 모델 데이터의 2차원 도면 자동 작성 방법{The method to generate automatically from 3-dimensional data to 2-dimensional design, construction or installation drawing for plant engineering and shipbuilding}
도 1 내지 도 3은 3차원 모델링 프로그램으로 작성된 식별표지 등이 기입되기 전의 2차원 도면이고,
도 4는 본 발명의 진행단계를 나타내는 플로우 차트이고,
도 5 내지 도 21은 컴퓨터 상에 입력하는 사용자 인터페이스에 관한 것이며,
도 22는 공통형식 변환단계의 기준점을 표현하는 도면이며,
도 23 내지 도 25a는 자동생성된 배관도면(Piping Drawing)과 그 확대도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 로그인 100 : 환경설정
101 ~ 117 : 사용자인터페이스 200 : 실행(run)
300 : 3차원 모델데이터 301 : 3차원 모델 그래픽
302 : 3차원 모델 데이터베이스 400 : 공통형식변환
500 : 2차원 도면데이터 변환 600 : 공간 검색
700 : 식별표지 및 치수기입 800 : 도면 작성
본 발명은 플랜트 및 선박 설계용 범용 3차원 모델링 프로그램인 PDS, SmartPlant 3D, PDMS, AutoPlant, PlantSpace, Tribon의 서로 다른 형식의 모델 데이터를 사용하여, 3차원 모델을 2차원 도면으로 구현하기 위해 컴퓨터를 이용하여 2차원의 시공 또는 설치 도면으로 작성하는 방법에 관한 것이다.
종래에는 플랜트 및 선박 설계를 위해 2차원으로 된 AUTOCAD를 주로 사용하여 설계를 하였으나, 지금은 기술의 발달과 더불어 컴퓨터의 용량이 커짐에 따라 대부분 3차원 프로그램에 의하여 플랜트 및 선박을 설계하는 추세이다. 따라서 이러한 추세에 따라 3차원 관련 프로그램이 차츰 증가하고 있다. 그러한 3차원 그래픽 설계 프로그램으로는 인터그래프(Intergraph)사의 PDS(Plant Design System)와 SmartPlant 3D, 아비바(Aveva)사의 PDMS(Plant Design Management System)와 Tribon(선박설계용 3차원 프로그램), 벤틀리(Bentley)사의 AutoPlant와 PlantSpace 등이 있다. 이들 3차원 그래픽 설계 프로그램들은 각자의 장단점을 가지고 있으나, 현재 플랜트 엔지니어링에 많이 사용되고 있는 것은 PDS와 PDMS 등이고 조선에서 주로 사용되는 것은 Tribon 프로그램이다.
컴퓨터상에서의 3차원 모델은 그 크기를 실제의 크기에서 축척에 의하여 축소 또는 확대하여 컴퓨터상에서 볼 수 있도록 한 것이므로, 쉽게 엔지니어가 컴퓨터상에서 3차원 모델의 설계상 문제점들을 용이하게 체크(Check)할 수 있고, 각 파이프ㆍ트레이ㆍ덕트 라인들이 전체적으로 연결되어 있는지 여부 즉, 예를 들어 전체 배관이 완성되었는지를 쉽게 체크할 수도 있다. 또한 3차원상의 모델에 의해 시공상의 문제점들, 예를 들어 배관 라인이 다른 기기(Equipment)나 밸브(Valve) 또는 구조물(Structure) 등과 부딪히는 경우나, 배관 라인이 전기·계장 트레이와 간섭되는지 여부를 쉽게 찾아낼 수 있는 기능도 가지고 있어, 현재 대부분의 엔지니어링사, 건설사 및 중공업사에서 3차원 그래픽 설계 프로그램을 사용하고 있다.
그러나 현장에서는 실제 플랜트 및 선박을 제작, 시공하는 곳은 현장(Site 또는 Yard)이므로 설계실에서 작성한 3차원 모델은 단지 참조용에 해당할 뿐 실질적인 시공상의 도면으로 직접 활용될 수 없는 문제가 있다. 왜냐하면 3차원 모델상에는 전체적인 형상을 표현하고 있는 것에 불과하고, 각 배관(Piping), 전기(Electrical) 혹은 계장(Instrument)의 트레이(Tray), 또는 공조설비(Heating, Ventilating and Air-Conditioning)를 위한 덕트 등이 얼마만큼의 간격으로 배치되고, 또 그 위치나 엘리베이션(Elevation)이 얼마나 되는지 등은 추가적인 명령을 통하지 않고서는 알 수가 없기 때문이다. 즉, 3차원으로 구축된 모델상에는 치수 등을 개별적으로 확인할 수는 있어도 도면 형식으로 직접 표현할 수 없는 문제가 있다. 따라서, 일반 현장에서 엔지니어가 쉽게 도면을 가지고 치수 등을 파악하고 설계대로 각 구성요소가 설치되어 있는지 체크(Check)하기 위해서는 구체적인 데이터가 일목요연하게 기입된 2차원 도면, 예를 들어 평면도나 단면도 등은 필수적으로 필요한 요소에 해당한다고 할 수 있다.
다만, 3차원 모델에 대한 프로그램에도 2차원 도면으로 변환하는 기능이 포함되어 있으나, 2차원 도면으로 변환하여도 직접적으로 사용하지 못하는 문제가 있다. 즉, 기본 기능을 이용하여 3차원 모델 데이터에서 2차원 도면으로 만들어진 데이터는 인위적으로 AUTOCAD를 이용한 것에 비하여 도면 자체가 조잡하고, 시공 엔지니어에게 필요한 형식의 식별표지나 치수가 기재되어 있지 않는 등 표현된 정보의 양과 질의 수준이 현저히 낮아서 결국 캐드(CAD) 엔지니어들이 다시 작업을 수행하여야 한다는 문제가 있어 왔다.
또한, 플랜트 또는 선박 설계를 위한 도면들은 한두 장으로 끝나는 것이 아니라, 많게는 수백 장에 다다를 수 있으므로, 이를 일일이 수작업으로 다시 수정하는 것은 전체적인 플랜트 설계 및 시공 프로젝트의 수행 기간 상으로도 상당한 문제가 될 수 있다. 또한, 많은 양의 도면을 작성하기 위해서는 많은 수의 캐드 엔지니어들이 필수적으로 필요하므로 인건비의 상승요인으로 작용할 수도 있다.
또한, 3차원 모델 데이터로부터 변환된 2차원 도면을 엔지니어가 일일이 수작업으로 치수나, 각각 부품들에 필요한 식별표지(Label) 등을 기입하여야 하며, 새로이 치수를 기입하게 되므로 치수가 원래의 설계와는 다른 잘못된 값이 기입되거나 각 계측기기나 기계 등의 태그 넘버가 잘못 기입되는 설계 품질상의 문제도 발생할 수 있다.
도 1 내지 도 3은 3차원 모델링 프로그램에서 기본적으로 제공되는 기능을 이용하여 작성되는 도면을 나타낸 것이다. 상기 도면에서 볼 수 있듯이, 3차원 모델링 프로그램으로부터 생성된 2차원 도면은 치수나 식별표지 등이 나타나 있지 않아서, 캐드 엔지니어가 PDS, SmartPlant 3D, PDMS, AutoPlant, PlantSpace, Tribon 등의 기본 기능을 개별적으로 이용하여 수작업으로 모두 기입하여야 한다는 문제가 있어 왔다. 따라서, 종래에는 2차원 도면을 작성하기 위해 많은 노동력이 필요하므로 비용이 많이 증가하는 문제와, 한정된 프로젝트 시간에 많은 도면 작업을 하여야 하므로 프로젝트 수행기간이 연장되는 문제점도 있어 왔다.
본 발명의 목적은, 상술한 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 3차원 모델 데이터를 전송받아 전체 데이터로부터 각 도면에 필요한 정보를 입수하여 캐드 엔지니어의 수작업이 필요없는 2차원 도면을 생성하는 기술을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 식별표지(Label)를 가장 적절한 장소에 붙이기 위하 여 공간 검색 기술을 포함시켜 다른 구성요소와 겹치거나 간섭되는 등의 문제없이 설계 또는 시공 엔지니어가 도면을 쉽게 파악할 수 있는 도면작성 기술을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 컴퓨터 내에서 프로그램으로 정형화된 작업만으로 작동되는 것이므로 짧은 시간 내에 3차원 모델 데이터를 2차원 도면으로 변환할 수 있어, 인위적인 작업없이 짧은 시간 내에 다량의 도면을 작성할 수 있는 기술을 제공하기 위함이다.
또한 본 발명의 다른 목적은, 3차원 모델 데이터를 변환하여 2차원 도면으로 자동 생성함으로써 도면 작성 시간을 절약하고, 추가적인 인건비의 상승 등이 없이 작업을 수행할 수 있으므로 비용도 함께 절감할 수 있도록 하는 기술을 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 컴퓨터와 3차원 모델링 프로그램을 이용하여 3차원 모델로부터 2차원 도면을 자동으로 작성하는 방법에 있어서, 사용자 인터페이스를 통하여, 상기 3차원 모델링 프로그램으로부터 작성된 3차원 모델 그래픽 파일과 3차원 모델 데이터 베이스에 접속하는 경로와 최종도면이 출력되는 경로 및 배관(Piping), 전기·계장(Electrical and instrument) 또는 HVAC(Heating, Ventilating and Air-Conditioning)의 부문 중 하나를 선택하고, 해당부문의 2차원 도면상에 나타내고자 하는 도면정보가 선택되면 환경정보로 저장하는 환경설정단계와; 상기 설정된 환경정보에 따라 3차원 모델 그래픽 파일 및 3차원 모델 데이터 베이스에 접속하여 선택된 부문에 해당하는 3차원 모델데이터를 추출하여 모델링된 설계형상에 따라 공통된 형식으로 변환하는 공통형식 변환 단계와; 상기 공통형식으로 변환된 3차원 모델 데이터를 2차원 도면데이터로 변환하는 2차원 도면데이터 변환단계와; 상기 2차원 도면데이터로 변환된 데이터에 식별표지(Label) 및 치수기입을 위한 위치를 검색하여 선정하는 공간검색 단계와; 상기 공간검색 단계를 거친 2차원 도면데이터에 식별표지 및 치수를 기입하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 플랜트엔지니어링 및 조선 분야의 시공 또는 설치를 위한 3차원 모델 데이터를 이용한 2차원 도면 자동 작성방법을 제공한다.
본 발명은, 공통형식 변환 단계는 모델링된 설계형상에 따라 특성을 구분하기 위한 연결점 및 중심점을 기준점으로 하여, 기준점이 3개소(예를 들어 파이프(Pipe)나 리듀서(Reducer)), 4개소(예를 들어 티(Tee)), 5개소(예를 들어 크로스 티(Cross Tee)) 또는 일반부품(예를 들어, 메인 파이프로부터 브랜치되는 다수의 라인의 연결점이 있는 메인 파이프)로 구분되어 공통된 형식으로 변환되는 것을 특징으로 한다. 공통형식으로 변환하는 단계는 모든 3차원 모델링 프로그램으로부터 작성된 모델 데이터를 모두 활용하기 위함이다. 따라서, PDS, SmartPlant 3D, PDMS, TRIBON, AUTOPLANT 또는 PLANTSPACE 등 모든 3차원 모델링 프로그램의 모델 데이터를 활용할 수 있다.
또한 본 발명은, 2차원 도면데이터 변환단계는 공통형식으로 변환된 3차원 모델 데이터를 각 라인별 3차원 모델데이터로 그룹핑하는 그룹핑 단계와; 그룹핑된 데이터를 도면크기에 따라 클립핑하는 클립핑 단계와; 클립핑된 데이터를 투영하여 2차원 도면데이터로 변환하는 투영 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은, 3차원 모델데이터를 각 라인별 3차원 모델데이터로 그룹핑하는 그룹핑 단계는, 하나의 라인을 구성하는 구성부품(예를 들어, 파이프·트레이·덕트, 각종 연결구, 밸브 또는 계장부품 등)들이 통합되어 형성된 데이터와, 구성부품에 필요한 태깅(Tagging)을 위한 텍스트가 필요한 경우 구성부품의 텍스트가 통합되어 형성된 데이터와, 치수를 기입하기 위하여 각 구성부품들의 좌표와 엘리베이션을 통합하여 형성된 데이터로 구분되고, 상기 데이터들이 조합되어 각각의 배관, 전기·계장 트레이 또는 덕트의 라인을 구성하는 각 라인별 3차원 모델데이터로 그룹핑 하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은, 클립핑 단계는 각 라인별 3차원 모델데이터로 그룹핑 된 데이터들의 좌표를 기준으로 하여 직육면체, 원통형 또는 이들이 조합된 형태로 클립 바운더리(Clip Boundary)를 생성하고, 상기 클립 바운더리 내의 데이터를 클립핑하 는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은, 투영 단계는 클립핑된 3차원 모델데이터가 도면의 종류에 따라 평면(Plan), 단면(Section) 또는 아이소메트릭(Isometric)으로 투영되어 2차원 도면데이터로 변환되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은, 공간검색단계는 2차원 도면 데이터에 대한 식별표지(Label) 및 치수(Dimension)를 기입하기 위한 여백을 검색하는 단계와; 검색된 여백 중 식별표지 및 치수의 기입장소를 선정하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 목적은 2차원 도면 자동작성방법의 각 단계들을 수행하도록 구성된 컴퓨터 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독가능한 기록매체를 제공함으로써 달성된다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 구체적으로 설명하기로 한다. 도 4는 본 발명의 진행단계를 나타내는 플로우 차트이고, 도 5 내지 도 21은 컴퓨터상에서 환경설정을 하기 위한 사용자 인터페이스(Interface)에 관한 것(본 도면들은 일실시예로서 PDS 모델링 프로그램에 의한 것을 설명한 것임)이며, 도 22는 공통형식변환단계의 기준점을 도시한 도면이고, 도 23 내지 도 25a는 자동생성된 배관도면과 그 확대도이다. 상기 도면들은 설명을 위한 것으로서, 3차원 모델링 프로그램인 PDS 프로그램에 한정되는 것은 아니다.
도 4는 본 발명의 도면 자동작성방법에 관한 순서도이고, 도 5 내지 도 21는 사용자 인터페이스에 관한 도면으로서, 컴퓨터를 이용한 3차원 모델의 2차원 도면 자동작성방법은, 우선적으로 사용자 인터페이스(Interface)를 통해, 플랜트 또는 선박 모델링 프로그램을 이용하여 모델링된 3차원 모델로부터 작성된 3차원 모델 그래픽 파일(301)과 3차원 모델 데이터 베이스(302)에 접속하는 경로와 최종도면이 출력되는 경로 및 배관(Piping), 전기·계장(Electical and Instrument) 또는 공조설비(HVAC)의 부문 중 하나를 선택하고, 해당부문의 2차원 도면상에 나타내고자 하는 도면정보를 선택하여 저장하는 환경설정단계(100)를 거친다.
플랜트엔지니어링(Plant Engineering)의 도면작성 부문(Discipline)에는 배관(Piping), 전기·계장(ElectricalㆍInstrument), 철구조(Steel Structure) 및 공조설비(HVAC) 등이 있다. 또한 조선(Shipbuilding)의 도면작성 부문에는 선체(Hull)와 플랜트 부문의 배관, 전기ㆍ계장, 철구조, 공조설비 등에 해당하는 의장(Outfitting)으로 구분된다. 각 부문별 도면은 배관도, 전기·계장 트레이 도면, 철구조도면, 덕트도면(계장 및 HVAC를 위한 도면) 및 선체도면 등이 있으며, 본 발명에서는 선체와 철구조를 제외한 나머지 2차원 도면의 자동작성방법에 관한 것이다. 배관 도면(Piping Drawing)은 플랜트 또는 선박의 혈관과 같은 역할을 하는 파이프에 관한 것으로서, 하나 또는 그 이상의 장치에서 다른 장치로 유체가 흘러가는 파이프의 경로 및 각종 정보를 나타내는 도면을 말한다. 전기ㆍ계장 트레이 도 면(ElectricalㆍInstrument Tray Drawing)은 플랜트 또는 선박에 사용되는 전기를 공급하는 전선 등의 받침대인 트레이(Tray)의 경로를 나타내는 도면을 말한다. 덕트 도면은 공조설비(HVAC)를 위한 덕트(Duct)가 연결되는 경로를 나타내는 도면을 말한다.
도 5는 본 발명의 2차원 도면 자동작성방법의 프로그램에 접속하기 위한 로그인(Login)용 사용자 인터페이스(101)이다. 상단부에 사용자 네임과 패스워드를 입력하고, PDS 데이터베이스의 이름을 입력한 후 하단의 로그인 키를 누르면 본 발명의 2차원 도면 자동작성방법 프로그램으로 접속하게 된다.
도 6은 환경설정을 위한 사용자 인터페이스(102)이다. 프로젝트에 대한 제반 정보를 입력하는 상단부와 하단부에는 3차원 모델 그래픽으로 접속되는 경로(하단부 환경설정에서 최초 설정경로)와 3차원 모델 데이터베이스에 접속되는 경로와 최종도면이 출력되는 경로 등을 입력하여 저장한다.
도 7 내지 도 9는 배관도면(Piping Drawing)에 대한 일반적인 도면정보를 입력하기 위한 사용자 인터페이스이다. 도 7은 식별표지인 라벨을 나타내기 위해서 설정정보를 입력하는 사용자 인터페이스(103)로서, 라벨(Label)은 플랜뷰(Plan View), 섹션뷰(Section View) 및 아이소메트릭뷰(Isometric View)로 구성되며, 각각의 뷰(View)에서 라벨의 내용은 도면상에 나타나 있는 바와 같이, 파이프 라인(Pipe Line) 정보, 엘리베이션(Elevation) 정보, 파이프 스풀(Pipe Spool) 정보, 기계장치(Equipment) 정보, 스트럭쳐 칼럼(Structure Column) 정보, 서포트 넘 버(Support No.) 등을 포함한다. 상기 라벨들은 도면상의 라인들을 표현하기 위한 식별표지로서의 역할을 하며, 도면상에 표기되기를 원하는 라벨에 대하여 체크하고 저장한다.
도 8은 도면상의 악세서리 데이터(Accessory Data)를 입력하기 위한 사용자 인터페이스(104)이다. 악세서리 데이터는 도면넘버(Drawing No.), 도면타이틀(Drawing Title), 내부치수(Internal Dimension)의 텍스트, 외부치수(External Dimension)의 텍스트, 연결도면의 좌표(Match Line Coordinate), 노스마크(North Mark), 유체흐름마크(Flow Mark) 등 도면상에 표현되기를 원하는 데이터에 대하여 체크한 후 저장한다.
도 9는 도면상에 차트(Chart) 형식의 정보를 표현하기 위한 사용자 인터페이스(105)이다. 차트에는 변경사항차트(Revision History Chart), 노즐차트(Nozzle Chart), 기타기계 BOM(Bill Of Material) 차트 등이 있으며, 도면상에 표현되기를 원하는 차트를 체크한 후 저장한다. 상기의 노즐차트에서 노즐이라 함은 기계장치류에 파이프가 연결되는 기계측 부분을 말한다.
도 7 내지 도 9에서는 식별표지나 치수 등을 기입하기 위한 공간검색(space searching)에 관한 팩터(factor)를 입력하여 공간검색을 아주 정밀하게 할 것인지, 덜 정밀하게 할 것인지를 선택할 수 있다.
도 10은 배관도면상에 표시되는 것으로서, 레인지(Range), 엘리베이션, 컨디션(Condition), 라벨, 심볼로지(Symbology), 로케이션(Location), 치수, 심볼 및 차트에 관한 선택할 수 있는 사항들에 관한 사용자 인터페이스(106)이다. 다만, 도 10은 레인지에 대한 인터페이스만이 도시되어 있으나(나머지 사항은 생략) 전체 인터페이스들에 대한 것으로 설명한다.
도 11은 선택사항에 관한 것 중 치수(Dimension)에 관한 것만 별도로 나타낸 사용자 인터페이스(107)이다.
도 10의 사용자인터페이스(106)의 레인지(Range)에서는 치수(Dimension)를 기입하는 파이프 사이즈를 모든 사이즈에 대하여 적용할 것인지, 아니면 특정 사이즈(예를 들어, 2인치 이상의 파이프. 이하 같음)에 대해서만 치수를 표현할 것인지를 선택하고, 플로우 마크(Flow Mark)는 유체의 흐름을 표현하는 것으로서 모든 사이즈에 표현할 것인지 아니면 특정 사이즈에 한정할 것인지를 선택하고, 라벨(Label)을 붙이는 것도 모든 사이즈에 대하여 적용할 것인지 아니면 특정 사이즈에 한정할 것인지를 선택하고, 노즐 태그(Nozzle Tag)도 모든 사이즈에 노즐 넘버 등 태그를 붙일 것인지 여부를 선택한 후 저장을 하거나, 화면상에서 기본값(Default)을 선택할 수도 있다.
도 10의 사용자인터페이스(106)의 엘리베이션에서는 엘리베이션 표현 스타일을 결정(예를 들어, TOP EL.(Top of Pipe Elevation), BOP EL.(Bottom of Pipe Elevation) 등으로 표현 스타일 선택)할 수 있다. 엘리베이션 스타일에는 3차원 모델 데이터에서 사용된 엘리베이션(예를 들어, 해수면을 기준으로 하여 지면의 엘리베이션이 해발 10000㎜일 때는 10000㎜)을 그대로 사용하거나, 사용자가 기초 엘리베이션(예를 들어, 지면의 베이스 엘리베이션인 10000㎜를 기준으로 하여 이를 '0'으로 정한 엘리베이션)을 정하면 그 값을 기준으로 엘리베이션을 새로이 정하여 사 용거나, 각각의 층(예를 들어 건물이나 파이프랙(Piperack)과 같은 층을 가지는 건축물)이 있는 경우에는 각 층을 기준 엘리베이션으로 새로 정하여 사용할 수 있다. 새로이 정한 사항을 저장하거나, 화면상에서 기본값을 선택할 수도 있다. 여기서의 기본값은 모델 데이터와 동일한 엘리베이션을 사용하게 되는 것을 기본값으로 정하고 있다.
도 10의 사용자인터페이스(106)의 컨디션(Condition)에서는 모델 이름을 구분자로 하여서 사용자가 필요한 모델만을 선택할 수 있다. 즉, 필요한 모델 이외의 것을 필터링(Filtering)할 수 있다. 상기의 모델 이름을 선택하면 선택된 모델 이름을 저장하거나 기본값을 선택할 수 있다. 필터링하는 것은 사용자가 선택한 모델만을 도면에 표현하기 위한 것이다. 예를 들어, 2차원 도면상에서 라인이 복잡하게 구성되어 있어서 이해하기 어려운 경우에는, 일부분에 대한 상세도면을 2차원 도면상에 표현하여 시공자가 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위함이다.
도 10의 사용자인터페이스(106)의 라벨(Label)에서는 라벨을 정의하고, 라벨을 어떤 식으로 표현할 것인지를 결정하게 된다. 예를 들어 파이프의 내부(Internal) 혹은 외부(External) 라벨의 경우는 파이프 라인을 기준으로 상하(또는 좌우) 두 곳에 나누어 표현할 것인지, 아니면 상부(또는 좌측)에만 표현할 것인지를 결정한다. 즉, 두 곳에 라벨을 표현하는 경우는 상부(좌측)에는 라인넘버를 기재하고, 하부(우측)에는 엘리베이션을 기재하는 등의 형식으로, 또는 상부(좌측)에만 기재하는 경우에는 파이프 라인의 상부(좌측)에만 라인넘버(예를 들어, PS-B-101-6″-3J5 등의 라인넘버)와 엘리베이션(예를 들어, TOP EL., BOP EL. 또는 EL) 을 모두 기재하는 것을 말한다(도 23 내지 도 25의 확대도 참조). 상기의 결정된 사항을 저장하거나 기본값을 선택할 수 있다.
도 1O의 사용자인터페이스(106)의 심볼로지(Symbology)에서는 라벨, 텍스트, 라인, 심볼에 대하여 도면에 표현하는 크기나 폰트 등을 결정하는 것이다. 심볼로지에서는 예를 들어, 파이프 라인에 대한 라인넘버의 라벨이나, 텍스트를 작성하는 경우 도면상에 글씨의 폰트나 크기 등을 어떻게 나타낼 것인가를 결정한다. 결정된 사항을 저장하거나 기본값을 선택할 수 있다.
도 10의 사용자인터페이스(106)의 로케이션(Location)에서는 노즐 차트나 참조용 기계 BOM(Bill of Material) 차트를 도면의 어느 위치에 표현할 것인가를 결정한다. 결정된 사항을 저장하거나 기본값을 선택할 수 있다.
도 11의 사용자인터페이스(107)의 치수(Dimension)에서는 외부 치수의 표현방법과 내부 치수의 표현방법을 결정한다. 도 11의 사용자인터페이스에 나타난 도면은 외부 치수에 대한 것으로서, 도면의 우측에 있는 박스를 체크함으로써 치수의 단수(상기 도면에서는 4단 치수로 되어 있음)를 결정할 수 있으며, 결정된 사항을 저장하거나 기본값을 선택할 수 있다. 내부치수의 경우는 내부에 그려진 기준(예를 들어, 칼럼(철골의 칼럼), 철골빔 또는 기계 등)에서 특정 요소간의 치수를 기입하기 위함이다. 따라서, 내부 치수에서는 치수의 기준점을 선택하고, 치수를 기입하려는 대상을 선택하여 저장하거나, 기본값을 선택할 수 있다.
도 11의 사용자인터페이스(107)의 심볼(Symbol)에서는 프로그램 구동상의 도면 작성에 필요한 심볼의 이름과 크기를 결정한다. 상기의 심볼의 이름은 자동작성 된 도면상에는 나타나지 않는 사항들이다. 따라서, 심볼의 이름이나 크기가 결정되면, 결정된 사항을 저장하거나 기본값을 선택할 수 있다.
도 11의 사용자인터페이스(107)의 차트(Chart)에서는 노즐 차트나 참조용 기계 BOM 차트를 도면상에 어떤 식으로 표현할 것인가를 결정한다. 결정된 사항을 저장하거나 기본값을 선택할 수 있다.
도 12 내지 도 14는 전기ㆍ계장 트레이 도면(ElectricalㆍInstrument Tray Drawing)에 대한 일반적인 도면정보를 입력하기 위한 사용자 인터페이스이다. 도 12는 식별표지인 라벨을 나타내기 위해서 설정정보를 입력하는 사용자 인터페이스(108)로서, 라벨(Label)에는 플랜뷰(Plan View), 섹션뷰(Section View) 및 아이소메트릭뷰(Isometric View)로 구성되며, 각각의 뷰(View)에서 라벨의 내용은 도면상에 나타나 있는 바와 같이, 트레이(Tray) 정보, MCT(Multi-Cable Transit) 정보, 엘리베이션(Elevation) 정보, 기계장치(Equipment) 정보, 스트럭쳐 칼럼(Structure Column), 서포트 넘버(Support No.) 등을 포함한다. 상기 라벨들은 도면상의 라인들을 표현하기 위한 식별표지로서의 역할을 하며, 도면상에 표기되기를 원하는 라벨에 대하여 체크하고 저장한다.
도 13은 도면상의 악세서리 데이터(Accessory Data)를 입력하기 위한 사용자 인터페이스(109)이다. 악세서리 데이터는 도면넘버(Drawing No.), 도면타이틀(Drawing Title), 내부치수(Internal Dimension)의 텍스트, 외부치수(External Dimension)의 텍스트, 연결도면의 좌표(Match Line Coordinate), 노스마크(North Mark), 유체흐름마크(Flow Mark) 등으로서, 도면상에 표현되기를 원하는 데이터를 체크한 후 저장한다.
도 14는 도면상에 차트(Chart)를 표현하기 위한 사용자 인터페이스(110)이다. 차트에는 변경사항차트(Revision History Chart), 트레이 BOM차트(Tray BOM chart), 기타 BOM(Bill Of Material) 차트 등이 있으며, 도면상에 표현되기를 원하는 차트를 체크한 후 저장한다.
도 12 내지 도 14에서는 식별표지나 치수 등을 기입하기 위한 공간검색(Space Searching)에 관한 팩터(Factor)를 입력하여 공간검색을 아주 정밀하게 할 것인지, 덜 정밀하게 할 것인지를 선택할 수 있다.
도 15는 트레이 도면상에 표시되는 것으로서, 레인지(Range), 엘리베이션, 컨디션(Condition), 라벨, 심볼로지(Symbology), 로케이션(Location), 치수, 심볼 및 차트에 관한 선택할 수 있는 사항들에 관한 사용자 인터페이스(111)이다. 다만, 도 15는 레인지에 대한 인터페이스만이 도시되어 있으나(나머지 사항은 생략) 전체 사용자인터페이스에 대한 것으로 설명한다.
도 16은 선택사항에 관한 것 중 치수(Dimension)에 관한 것만 별도로 나타낸 사용자 인터페이스(112)이다. 트레이의 선택사항들도 배관의 경우와 유사하다.
도 15의 인터페이스(111)의 레인지에서는 치수에 관한 것과 라벨에 관한 것을 어느 사이즈까지 표현할 것인가를 결정한다. 결정된 사항을 저장하거나 기본값을 선택할 수 있다.
도 15의 사용자인터페이스(111)의 엘리베이션에서는 엘리베이션 표현 스타일 을 결정(예를 들어, TOT EL.(Top of Tray Elevation), BOT EL.(Bottom of Tray Elevation) 또는 EL. 등으로 표현 스타일 선택)할 수 있다. 엘리베이션 스타일에는 3차원 모델 데이터에서 사용된 엘리베이션(예를 들어, 해수면을 기준으로 지면의 엘리베이션이 해발 10000㎜일 때는 10000㎜)을 그대로 사용하거나, 사용자가 기초 엘리베이션(예를 들어, 지면의 베이스 엘리베이션인 10000㎜를 기준으로 하여 이를 '0'으로 정한 엘리베이션)을 정하면 그 값을 기준으로 엘리베이션을 새로이 정하여 사용하거나, 각각의 층(예를 들어 건물이나 파이프랙(Piperack)과 같은 층을 가지는 건축물)이 있는 경우에는 각 층을 기준 엘리베이션으로 새로 정하여 사용할 수 있다. 새로이 정한 사항을 저장하거나, 화면상에서 기본값을 선택할 수도 있다. 여기서의 기본값은 모델 데이터와 동일한 엘리베이션을 사용하게 되는 것을 기본값으로 정하고 있다.
도 15의 사용자인터페이스(111)의 컨디션(Condition)에서는 모델 이름을 구분자로 하여서 사용자가 필요한 모델만을 선택할 수 있다. 즉, 필요한 모델 이외의 것을 필터링(Filtering)할 수 있다. 상기의 모델 이름을 선택하면 선택된 모델 이름을 저장하거나 기본값을 선택할 수 있다. 필터링하는 것은 사용자가 선택한 모델만을 도면에 표현하기 위한 것이다. 예를 들어, 2차원 도면상에서 라인이 복잡하게 구성되어 있어서 이해하기 어려운 경우에는, 일부분에 대한 상세도면을 2차원 도면상에 표현하여 시공자가 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위함이다.
도 15의 사용자인터페이스(111)의 라벨(Label)에서는 라벨을 정의하고, 라벨을 어떤 식으로 표현할 것인지를 결정하게 된다. 예를 들어 배관의 경우와 유사하 게 트레이 라벨(예를 들어, 트레이 태그, 트레이 사이즈 및 트레이 엘리베이션)이나 MCT 라벨(MCT 태그, 사이즈 및 엘리베이션)의 표시순서를 어떻게 정할 것인지와 전기 트레이가 기계에 연결되는 경우 기계에 관한 라벨의 표현방식을 결정한다. 결정된 사항을 저장하거나 기본값을 선택할 수 있다.
도 15의 사용자인터페이스(111)의 심볼로지(Symbology)에서는 라벨, 텍스트, 라인, 심볼에 대하여 도면에 표현하는 크기 또는 폰트 등을 결정하는 것이다. 심볼로지에서는 예를 들어, 트레이나 MCT에 대한 라벨이나 텍스트를 작성하는 경우 도면상에 글씨의 폰트나 크기 등을 어떻게 나타낼 것인가를 결정한다. 결정된 사항을 저장하거나 기본값을 선택할 수 있다.
도 15의 사용자인터페이스(111)의 로케이션(Location)에서는 트레이 BOM 차트, 서포트 차트 혹은 참조용 기계 BOM(Bill of Material) 차트를 도면의 어느 위치에 표현할 것인가를 결정한다. 결정된 사항을 저장하거나 기본값을 선택할 수 있다.
도 16의 사용자인터페이스(112)의 치수(Dimension)에서는 외부 치수의 표현방법과 내부 치수의 표현방법을 결정한다. 도 16의 사용자인터페이스에 나타난 도면은 외부 치수에 대한 것으로서, 도면의 우측에 있는 박스를 체크함으로써 치수의 단수(상기 도면에서는 4단 치수로 되어 있음)를 결정할 수 있으며, 결정된 사항을 저장하거나 기본값을 선택할 수 있다. 내부 치수의 경우는 내부의 기준점(예를 들어, 칼럼(철골의 칼럼), 철골빔 또는 기계 등의 센터)에서 특정 요소간의 치수를 기입하기 위함이다. 따라서, 내부 치수에서는 치수의 기준점을 선택하고, 치수를 기입하려는 대상을 선택하여 저장하거나, 기본값을 선택할 수 있다.결정된 사항을 저장하거나 기본값을 선택할 수 있다.
도 15의 사용자인터페이스(111)의 심볼(Symbol)에서는 심볼의 이름과 크기를 결정한다. 결정된 사항을 저장하거나 기본값을 선택할 수 있다.
도 15의 사용자인터페이스(111)의 차트(Chart)에서는 트레이 BOM 차트, 서포트 차트 혹은 참조용 기계 BOM 차트를 도면상에 어떤 식으로 표현할 것인가를 결정한다. 결정된 사항을 저장하거나 기본값을 선택할 수 있다.
도 17 내지 도 19는 HVAC 덕트 도면(HVAC Duct Drawing)에 대한 일반적인 도면정보를 입력하기 위한 사용자 인터페이스이다. 도 17은 식별표지인 라벨을 나타내기 위해서 설정정보를 입력하는 사용자 인터페이스(113)로서, 라벨(Label)에는 플랜뷰(Plan View), 섹션뷰(Section View) 및 아이소메트릭뷰(Isometric View)로 구성되며, 각각의 뷰(View)에서 라벨의 내용은 도면상에 나타나 있는 바와 같이, 덕트 사이즈(Duct Size) 정보, 엘리베이션(Elevation) 정보, 기계장치(Equipment) 정보, 스트럭쳐 칼럼(Structure Column), 서포트 넘퍼(Support No.) 등을 포함한다. 상기 라벨들은 도면상의 라인들을 표현하기 위한 식별표지로서의 역할을 하며, 도면상에 표기되기를 원하는 라벨에 대하여 체크하고 저장한다.
도 18은 도면상의 악세서리 데이터(Accessory Data)를 입력하기 위한 사용자 인터페이스(114)이다. 악세서리 데이터는 도면넘버(Drawing No.), 도면타이틀(Drawing Title), 내부치수(Internal Dimension)의 텍스트, 외부치수(External Dimension)의 텍스트, 연결도면의 좌표(Match Line Coordinate), 노스마크(North Mark), 유체흐름마크(Flow Mark) 등으로서, 도면상에 표현되기를 원하는 데이터를 체크한 후 저장한다.
도 19는 도면상에 차트(Chart)를 표현하기 위한 사용자 인터페이스(115)이다. 차트에는 변경사항차트(Revision History Chart), 메인 기계차트(Main Equip. Chart), 인스트루먼트 차트(Instrument Chart), 서포트 차트 등이 있으며, 도면상에 표현되기를 원하는 차트를 체크한 후 저장한다.
도 17 내지 도 19에서는 식별표지나 치수 등을 기입하기 위한 공간검색(Space Searching)에 관한 팩터(Factor)를 입력하여 공간검색을 아주 정밀하게 할 것인지, 덜 정밀하게 할 것인지를 선택할 수 있다.
도 20은 덕트 도면상에 표시되는 것으로서, 컨디션(Condition), 엘리베이션, 라벨, 심볼로지(Symbology), 로케이션(Location), 치수, 심볼 및 차트에 관한 선택할 수 있는 사항들에 관한 사용자 인터페이스(116)이다. 다만, 도 20은 엘리베이션에 대한 인터페이스만이 도시되어 있으나(나머지 사항은 생략) 전체 사용자 인터페이스에 대한 도면으로 설명한다. 도 21은 선택사항에 관한 것 중 치수(Dimension)에 관한 것만 별도로 나타낸 사용자 인터페이스(117)이다. 덕트의 선택사항들도 배관 또는 트레이의 경우와 유사하다.
도 20의 인터페이스(116)의 컨디션(Condition)에서는 모델 이름을 구분자로 하여서 사용자가 필요한 모델만을 선택할 수 있다. 즉, 필요한 모델 이외의 것을 필터링(Filtering)할 수 있다. 상기의 모델 이름을 선택하면 선택된 모델 이름을 저장하거나 기본값을 선택할 수 있다. 필터링하는 것은 사용자가 선택한 모델만을 도면에 표현하기 위한 것이다. 예를 들어, 2차원 도면상에서 라인이 복잡하게 구성되어 있어서 이해하기 어려운 경우에는, 일부분에 대한 상세도면을 2차원 도면상에 표현하여 시공자가 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위함이다.
도 20의 사용자인터페이스(116)의 엘리베이션에서는 엘리베이션 표현 스타일을 결정할 수 있으며, 엘리베이션을 표시하는 텍스트를 어떤 것으로 할 것인지를 결정한다. 엘리베이션 스타일에는 3차원 모델 데이터에서 사용된 엘리베이션을 그대로 사용하거나, 사용자가 기초 엘리베이션을 정하면 그 값을 기준으로 엘리베이션을 새로이 정하여 사용하거나, 각각의 층(예를 들어 건물이나 파이프랙(piperack)과 같은 층을 가지는 건축물)이 있는 경우에는 각 층을 기준 엘리베이션으로 새로 정하여 사용할 수 있다. 새로이 정한 사항을 저장하거나 기본값을 선택할 수 있다.
도 20의 사용자인터페이스(116)의 라벨(Label)에서는 라벨을 정의하고, 라벨을 어떤 식으로 표현할 것인지를 결정하게 된다. 예를 들어 트레이의 경우와 유사하게 덕트 라벨(예를 들어, 덕트 태그, 덕트 사이즈 및 덕트 엘리베이션)의 표시순서를 어떻게 정할 것인지를 결정한다. 결정된 사항을 저장하거나 기본값을 선택할 수 있다.
도 20의 사용자인터페이스(116)의 심볼로지(Symbology)에서는 라벨, 텍스트, 라인, 심볼에 대하여 도면에 표현하는 크기나 폰트 등을 결정하는 것이다. 예를 들어, 덕트 사이즈에 대한 라벨이나, 텍스트를 작성하는 경우 도면상에 글씨의 폰트 나 크기 등을 어떻게 나타낼 것인가를 결정한다. 결정된 사항을 저장하거나 기본값을 선택할 수 있다.
도 20의 사용자인터페이스(116)의 로케이션(Location)에서는 기계 차트, 계장(Instrument) 차트 혹은 서포트 차트를 도면의 어느 위치에 표현할 것인가를 결정한다. 결정된 사항을 저장하거나 기본값을 선택할 수 있다.
도 21의 사용자인터페이스(117)의 치수(Dimension)에서는 외부 치수의 표현방법과 내부 치수의 표현방법을 결정한다. 도 21의 사용자인터페이스에 나타난 도면은 외부 치수에 대한 것으로서, 도면의 우측에 있는 박스를 체크함으로써 치수의 단수(상기 도면에서는 4단 치수로 되어 있음)를 결정할 수 있으며, 결정된 사항을 저장하거나 기본값을 선택할 수 있다. 내부 치수의 경우는 내부의 기준점(예를 들어, 칼럼(철골의 칼럼), 철골빔 또는 기계 등의 센터)에서 특정 요소간의 치수를 기입하기 위함이다. 따라서, 내부 치수에서는 치수의 기준점을 선택하고, 치수를 기입하려는 대상을 선택하여 저장하거나, 기본값을 선택할 수 있다.결정된 사항을 저장하거나 기본값을 선택할 수 있다.
도 20의 사용자인터페이스(116)의 심볼(Symbol)에서는 심볼의 이름과 크기를 결정한다. 결정된 사항을 저장하거나 기본값을 선택할 수 있다.
도 20의 사용자인터페이스(116)의 차트(Chart)에서는 계장 차트, 기계 차트 혹은 서포트 차트를 도면상에 어떤 식으로 표현할 것인가를 결정한다. 결정된 사항을 저장하거나 기본값을 선택할 수 있다.
각 부문(Discipline)별로 2차원 도면상에 나타내고자 하는 상기의 도면 정보들을 선택하여 저장한 후 프로그램을 실행하게 되면 저장된 정보에 따라 다음의 각 단계를 거쳐 2차원 도면이 자동 작성된다. 다만, 하나의 부문만을 선택하여 프로그램을 구동할 수 있으며, 한꺼번에 모든 부문의 도면을 작성할 수는 없다. 따라서, 배관의 경우에는 배관의 도면정보 등을 입력하고 본 발명의 프로그램을 실행하면 된다.
도 4에서는 환경 설정 후의 2차원 도면 자동작성 단계를 설명하고 있다.
먼저 본 발명의 환경설정 후 프로그램을 실행하게 되면, 설정된 접속 경로에 따라 3차원 모델 그래픽(301)과 3차원 모델 데이터베이스(302)로 구성되는 3차원 모델 데이터(300)로 접속하게 되고, 3차원 모델 데이터에 접속하여 부문별(배관, 전기·계장, HVAC) 3차원 모델 데이터를 추출하게 된다.
다음으로, 부문별로 추출된 3차원 모델 데이터를 공통형식으로 변환하는 단계(400)를 거친다. 일반적으로 프로그램의 제조회사가 서로 다르기 때문에 모델링 프로그램은 서로 다른 형식의 데이터 파일을 생성하게 된다. 따라서 이들 프로그램으로부터 생성된 데이터를 공통형식으로 변환하는 과정이 필요하다. 즉, 본 발명은 3차원 플랜트 및 조선 설계 프로그램인 PDS, PDMS, SmartPlant 3D, AutoPlant, PlantSpace, Tribon의 3차원 모델 데이터를 이용하여 작업을 수행하므로 서로 다른 데이터들을 각 구성부품의 설계형상에 따라 공통형식으로 변환하는 단계가 필요하 다. 왜냐하면, 각 기종에 따라서 프로그램의 제작 회사가 다른 관계로 형상은 동일하지만, 그 형상의 코드나 속성 등이 다소 다를 수 있다. 따라서 각 회사별 코드나 속성을 설계형상에 따라 동일한 형식으로 변환하는 단계를 필요로 한다. 예를 들어 배관 엘보우(Elbow)의 경우는 EL 혹은 E라는 코드를 사용하고, 티(Tee)의 경우는 T 혹은 Tee를 사용하는 등 각 회사마다 차이가 날 수 있다. 그러나 설계형상의 표시형식이 서로 다를 수 있으나, 그 라인 넘버의 표시형식이나 사이즈의 표시형식은 대동소이하다. 따라서, 설계를 수행하는 동안 이러한 사항들을 반영하여 작업을 수행하게 되므로 각 모델링의 기종이 다를지라도 동일한 형식으로 변환하는 것이 필요하게 된다.
공통형식으로 변환하는 방법은 각 구성요소별로 기준점을 정의하여 기준점이 몇개로 구성되는 요소에 해당하는가를 기준으로 하여 결정된다. 기준점을 정하는 방법을 살펴보면, 각 구성요소별로 연결점과 그 중심점을 기준점으로 정한다. 예를 들어 도 22에서 알 수 있듯이, 직선 파이프(401)의 경우 다른 구성요소와 연결되는 점은 두 곳이고, 파이프의 중심점이 한 곳이 있으므로 3개의 기준점을 가지게 된다. 엘보우(Elbow)(402)의 경우는 두 곳에 연결점을 가지고 있으므로, 두 개의 연결점과 중심점으로 3개의 기준점을 가지게 된다. 티(Tee)(403)의 경우는, 연결되는 점이 세곳이고 중심점이 한 곳이 있으므로 4개의 기준점을 가지게 된다. 이와 같이 배관부품은 설계형상에 따라 서로 다른 이름을 가지고 있고 또한 각 프로그램마다 서로 다른 이름을 가질 수 있지만 그 형상은 동일하다. 따라서, 각 부품의 설계형상에 따라 기준점을 정하면 서로 다른 모델 데이터의 경우라도 공통된 구성부품으 로 각 분류가 가능하고, 도면상의 표기와 더불어 구성부품별 시공에 소요되는 자재도 뽑을 수 있다.
따라서, 상기의 기준에 따라 정해지는 기준점은 3개소, 4개소, 5개소, 그 이상의 개소를 가진 것으로 분류할 수 있다. 각 기준점에 따라 3개소를 가지는 구성요소로는 선형(Linear Type), 방향전환형(Direction Change Type), 사이즈가 변하는 리듀서형(Reducer Type) 등이 있고, 4개소를 가지는 것으로는 티형(Tee Type), 측면 브랜치형(Branch Lateral Type), Y 브랜치형(Branch Y Type) 등이 있으며, 5개소를 가지는 것으로는 십자형(Cross Type), 회귀형(Return Type), 일반형(Generic Type)으로서 5개의 기준점을 가지는 것 등으로 분류할 수 있고, 다수의 기준점을 가지는 것으로는 배관에서 탭(Tab)을 내어 브랜치되는 경우로서 이 경우도 일반형으로 분류된다.
상기 규칙에 따라 3차원 모델 데이터는 상기의 기준점을 가진 부품들로 각 구분되도록 하는 공통형식 변환단계(400)를 거친다.
공통형식으로 변환된 3차원 모델 데이터를 각 라인별 3차원 모델데이터로 그룹핑하는 그룹핑 단계와, 상기 그룹핑된 데이터를 도면크기에 따라 클립핑하는 클립핑 단계와, 상기 클립핑된 데이터를 투영하여 2차원 도면데이터로 변환하는 투영 단계를 거쳐 2차원 데이터로 변환(500)된다.
공통형식으로 변환된 3차원 모델 데이터를 각 라인별 3차원 모델데이터로 그 룹핑하는 그룹핑(Grouping) 단계는, 하나의 라인을 구성하는 구성부품(예를 들어, 파이프·트레이·덕트, 각종 연결구, 밸브 또는 계장부품 등)들이 통합되어 형성된 데이터와, 구성부품에 필요한 태깅(Tagging)을 위한 텍스트가 필요한 경우 구성부품의 텍스트가 통합되어 형성된 데이터와, 치수를 기입하기 위하여 각 구성부품들의 좌표와 엘리베이션을 통합하여 형성된 데이터로 구분되고, 상기 데이터들이 조합되어 각각의 배관, 전기계장 트레이 또는 덕트의 라인을 구성하는 각 라인별 3차원 모델데이터로 그룹핑되어, 전체의 라인을 구성하게 된다.
라인을 구성하는 방법은 기준단위인 세그먼트(Segment) 개념을 이용한다. 즉, 하나의 라인의 구성을 살펴보면, 상기 라인에서 분기되는 라인에 대한 표시, 제작 스풀(Erection Spool)의 넘버가 필요한 경우에는 스풀 넘버 표시를 하고, 라인 넘버에 따라 배관을 구성하기 위해서는 하나의 라인 넘버에 따른 배관 라인의 표시를 하며, 치수를 기입하기 위해서는 배관 구성부품들을 그룹핑하여 치수를 표시하는 등, 배관 라인을 원하는 조건에 따라 분할하거나 이들 데이터를 그룹핑할 필요가 있다. 이러한 조건을 만족시키기 위하여 일정한 조건에 따른 3차원 데이터를 분할하고, 또 필요에 따라 그룹핑하는 작업이 필요하다. 이러한 필요를 위해, L-세그먼트는 라인 넘버 단위로 하나의 라인 넘버를 가진 라인 구성부품들이 통합되어 형성된 데이터이고, B-세그먼트는 각 라인들에서 브랜치되는 곳을 표기하거나 쉽게 찾을 수 있도록 브랜치 되는 지점의 구성부품들이 통합되어 형성된 데이터이고, S-세그먼트는 도면상에 스풀 넘버(Spool Number)를 표시할 필요가 있는 경우 각 제작 스풀 넘버를 표시하기 위하여 하나의 제작 스풀(Erection Spool)을 구성하 는 구성부품들이 통합되어 형성된 데이터이고, C-세그먼트는 구성부품을 필요에 따라 분할하거나 구성부품의 치수를 기입하거나 구성부품들이 통합된 라인의 치수를 기입하거나 구성부품에 필요한 텍스트 등의 태그(Tag)가 필요한 경우 구성부품에 대한 정보가 통합되어 형성된 데이터이고, R-세그먼트는 라인 사이즈가 감소하는 경우 라인의 사이즈(Size)가 줄어드는 지점에 대한 데이터이며, D-세그먼트는 치수(Dimension)를 기입하기 위하여 각 구성부품들의 좌표와 엘리베이션을 통합하여 형성된 데이터이다. 현장에서 플랜트 등의 시공을 위한 작업넘버(예를 들어 배관작업의 경우에는 용접 포인트에 대한 넘버)를 붙이는데, 이러한 작업넘버를 스풀 넘버라고 한다. 상기의 S-세그먼트는 이러한 스풀넘버를 표기하기 위하여 필요한 세그먼트이다.
플랜트나 선박 시공에 있어서, 각 부문의 라인들은 하나의 기계 등에서 시작하여 다른 기계 등으로 연결된다. 그러나 하나의 라인만으로 출발하여 하나의 라인만으로 다른 기계 등에 연결되는 경우는 거의 존재하지 않는다. 하나의 라인에 다른 라인들이 합쳐지거나, 하나의 라인에서 다수의 라인들이 브랜치되어 나갈 수도 있다. 따라서 이러한 모든 조건을 만족하기 위해서는 각 라인들을 하나의 라인만으로 구성된 것으로만 분할하여 표기할 필요가 있으며, 또 어느 지점에서 라인이 분할되는 지를 표기할 필요도 있다. 또 분할된 지점을 표기하기 위하여는 치수 등의 기입이 필요하게 된다. 따라서, 라인을 구성하는 것은 하나의 세그먼트만으로는 표현할 수 없고, 다수의 세그먼트를 조합하여야만 라인에 대한 정보를 전부 나타낼 수 있다. 또한 라인을 구성하는 부품들에 대한 아이템별로 표시할 필요가 있는데, 이를 BOM(Bill of Material) 차트라고 표현한다. BOM 차트에서는 각 아이템의 개수가 얼마인지, 혹은 파이프ㆍ트레이ㆍ덕트인 경우는 길이가 몇 미터인지 등을 나타내게 되는데, 이를 위해서는 구성부품별로 쪼개는 작업도 필요한 경우가 있다. 따라서 라인의 표기를 위해 각 세그먼트를 조합하여 그룹핑하는 과정을 거치게 된다.
그룹핑 된 데이터를 도면의 크기에 따라 클립핑(Clipping)하는 단계는, 각 라인별 3차원 모델데이터로 그룹핑된 데이터들의 좌표를 기준으로 하여 직육면체, 원통형 또는 이들이 조합된 형태로 클립 바운더리(Clip Boundary)를 생성하고 클립 바운더리 내의 데이터를 클립핑하게 된다. 평면도를 그리기 위해서는 직육면체로 클립핑을 하게 되고, 기계 등의 단면도를 그리기 위해서는 원통형으로 클립핑하게 된다. 필요한 경우에는 이들의 조합된 형태로 클립핑 할 수 있다. 직육면체의 경우에는 x, y, z축에 의해 좌표를 기준으로 하여 원하는 크기만큼 클립핑 하게 되며, 원통형의 경우에는 평면인 x, y축과 중심선인 z축 및 반지름을 기준으로 하여 클립핑하게 된다. 또한 조합된 경우에는 각 경우를 조합하여 클립핑되는 좌표를 결정하고 클립핑하게 된다.
클립 바운더리 내의 클립핑 된 데이터 중 경계선에서 절단된 모델데이터에 대하여는 절단된 데이터만으로 각 세그먼트를 조합하여 다시 그룹핑하는 단계가 더 필요하다. 절단되지 않은 데이터에 대하여 세그먼트가 조합되어 있어 절단된 데이터에 대한 정보가 없을 수 있으므로 절단된 데이터에 대한 세그먼트를 조합하여 그룹핑하는 단계가 더 필요하다.
클립핑 단계를 통하여 클립핑된 3차원 모델데이터는 프로젝트(Projector), 즉 투영수단을 이용하여 3차원 데이터를 평면상에 투영한다. 투영방법으로는 평면 투영, 단면 투영 및 아이소메트릭(Isometric) 투영이 있다. 평면투영은 평면도를 작성하기 위하여 2차원 데이터로 변환되는 것이고, 단면 투영은 기계 등의 엘리베이션이 높은 것에 연결되는 라인의 구성을 표현하기 위하여 2차원 데이터로 변환되는 것이며, 아이소메트릭 투영은 선으로 구성된 입체형상을 그리기 위하여 2차원 데이터로 변환되는 것을 말한다. 아이소메트릭 투영은 평면도 또는 단면도의 특정 부분에 대한 확대도면을 나타내기 위해 필요하다.
2차원 도면 데이터로 변환된 후에는 도면상의 구성부품들에 대한 식별표지인 라벨과 치수 등을 기입하여야 한다. 라벨들은 파이프 등의 라인넘버, 엘리베이션, 밸브의 태그, 서포트 넘버 등 각 구성부품을 표시하기 위한 라벨들을 포함하며, 이러한 라벨에 대한 정보들은 각 구성부품들의 특성으로서 지니고 있는 정보에 포함되어 있다. 또한, 도면상의 구성부품에 대한 위치를 표현하기 위한 치수를 기입하여야 한다. 치수값은 각 구성부품들의 특성으로 가지고 있는 정보에 좌표가 포함되어 있으므로 이를 이용하여 계산하게 된다. 이러한 식별표지나 치수를 기입하기 위해 표시장소를 검색하여 선정하는 공간검색(Space Searching)단계(600)가 필요하다. 공간검색단계(600)는 내부 라벨과 외부 라벨을 각각 작성하고 라벨을 기입하기 위한 여백을 검색하는 단계와, 외부 치수와 내부 치수를 작성하고 치수를 기입하기 위한 여백을 검색하는 단계로 구성된다.
공간검색방법은 나선검색(Helix Search)과 라인검색(Line Search)의 두 가지 방법이 있다. 공간검색은 2차원 평면상에서 이루어진다. 나선검색은 출발점(Origin)으로부터 가장 가까운 공간을 나선형(x, y축상의 나선임)으로 돌아가며 찾는다. 가장 가까우면서 적당한 장소가 검색이 되면 라벨을 표기하는 장소로 선정한다. 라인검색은 수평선상(x축상), 수직선상(y축상) 또는 대각선상(45°로 기울어진 경우)의 파이프의 내부에 라벨을 기재하는 경우 검색하는 방법으로서, 파이프의 중심선이 주어진 경우 주어진 선분의 중심으로부터 선분 방향으로 가장 가까운 곳을 찾는다. 근처에 평행인 다른 라인검색 항목이 있으면 그룹화하여 같이 검색한다. 선분을 중심으로 하여 수평선상의 검색은 좌우를, 수직선상의 검색은 위쪽이나 아래쪽에 빈공간을 찾아 라벨을 표기하게 된다. 대각선상의 검색의 경우는 라인이 45°로 기울어진 경우에는 상기의 각도를 따라서 라벨의 표기 장소를 검색하고 라벨을 표기하게 된다.
외부 라벨(External Label)들로는 그리드(Grid) 라벨, 기계(Equipment) 라벨, 파이프 라인 넘버 라벨이 있다. 그리드 라벨은 철골 등의 위치를 나타내는 것이므로 도면의 내부 바운더리로부터 리드 선을 연결하여 밖으로 뽑아내어 라벨을 작성한다. 기계 라벨의 경우도 리드 선을 외부로 연장하여 기계 넘버의 라벨을 작성한다. 라인이 다른 매치 도면에서 연결되는 라인의 경우 파이프의 중심 리드 선을 외부로 뽑아내어 파이프 라인 넘버의 라벨을 작성한다. 같은 라인이 한 바운더리에 두번 이상 걸리는 경우에는 한 라인에 대해서만 라벨을 작성한다.
내부 치수를 작성하는 방법으로는 치수의 기준이 되는 좌표를 정한다. 치수 의 기준이 되는 좌표들로는 철골의 빔이나 철골의 위치를 표시하는 그리드(Grid) 혹은 도면의 경계(View Boundary)를 기준으로 하여 치수를 기입하게 된다. 기준에서부터 가장 가까운 대상을 찾아 치수를 기입하고, 치수가 기입된 대상은 기준으로서 작용할 수 있다. 다시 상기 새로운 기준으로부터 대상을 찾아 치수를 기입하는 단계를 반복적으로 실시하여 치수를 기입하게 된다. 치수기입이 완료되면 치수가 연속적으로 기입되는 경우 혹은 일정간격 이하로 떨어져 있을 때는 일직선으로 치수가 보기 좋게 기입되도록 그룹핑하고, 그룹핑된 치수를 다른 태그와 겹치지 않도록 위치를 선정하여 치수를 표시한다.
외부 치수를 작성하는 방법은 도면 경계선의 외부에 경계선과 평행하게 여러 단으로 치수를 기입하게 되는데, 단의 가장 안쪽 단부터 파이프, 기계, 그리드 및 전체 치수(Overall Dimension)가 기입된다. 전체 치수는 경계선의 상하나 좌우에 대한 치수를 기입하게 되고, 그리드의 경우는 전체 치수를 기준으로 가까운 쪽에서 치수가 기입된다. 기계에 대한 치수는 그리드를 기준으로 가장 가까운 그리드에서 기계까지의 치수를 기입한다. 파이프의 경우도 그리드를 기준으로 가장 가까운 그리드에서 파이프까지의 치수를 기입한다. 다른 치수와 중복되지 않도록 위치를 선정하여 치수를 표시한다.
상기 공간검색단계(600)와 식별표지 및 치수의 기입(700)단계가 완료되면, 상기 데이터에 따라 2차원 도면의 지정된 위치에 표시되어 2차원 배관도면이 컴퓨터상에서 자동으로 작성(800)되고 사용자는 이를 프린트 등을 이용하여 출력할 수 있다.
도 23 내지 도 25a는 본 발명의 2차원 도면 자동작성방법에 따라 출력된 배관도면과 일부분의 확대도에 관한 것이다. 또한 도 23 내지 도 25a는 도 1 내지 도 3의 도면과 동일한 형태로 하여 비교할 수 있도록 도시하였다. 도 23은 배관 평면도에 해당한다. 도23을 살펴보면, 각 배관의 경로가 나타나 있으며, 배관의 라인넘버와 엘리베이션 등이 표현되어 있다. 또한 우측의 상단에는 키플랜(Key Plan)이 나타나 있으며, 키플랜의 하단에는 노즐 차트가 표현되어 있다. 키플랜이라 함은 전체 사이트에 대한 도면 중 어느 부분에 해당하는지를 나타내 주는 도면을 말한다. 키플랜에 의해서 엔지니어는 쉽게 사이트의 위치를 찾을 수 있는 이점이 있다. 또한 노즐 차트의 하단에는 노트사항과 노트 사항의 하단에는 도면 변경사항란이 나타나 있다. 그리고, 평면도 상에는 각 라인들의 치수와 좌표 등이 기입되어 있다. 도 23a는 일부확대도로서, 기계의 라벨이 BD-201로 타원형의 형태에 표기되어 있으며, 연결 라인들에 대한 라인넘버와 엘리베이션 등이 상부 및 하부로 두 곳에 표현되어 있음을 알 수 있다. 그리고 밸브들의 태그(예를 들어, 원형 형태에 표기된 XV205 등의 태그)가 표현되어 있으며, 각 라인들의 치수들이 기입되어 있다.
도 24는 기계류 등이 존재하지 않는 형태의 배관 평면도이다. 이 경우에는 라인들만이 나타나 있고, 또한 철골의 위치를 기준으로 하여 치수가 결정되어 있다. 그리고 라인들에 대한 라인넘버와 엘리베이션 등이 중심선을 기준으로 상부와 하부에 표시되어 있다. 도 24a의 확대도에서는 좀 더 명확하게 라인넘버와 엘리베이션 등이 중심선을 기준으로 하여 상부와 하부 두 곳에 표현되어 있음을 알 수 있다. 또한, 상부에는 좌표(N 503000)가 표시되어 위치를 표현하고 있다.
도 25는 기계류가 설치된 부분의 단면도이다. 상기 단면도에서도 우측 상단에는 키플랜이 도시되어 있고, 기계류가 있으므로 키플랜의 하부에는 노즐 차트가 형성되어 있다. 또한 노즐 차트의 하부에는 노트사항이, 그리고 노트사항의 하부에는 도면 변경사항란이 형성되어 있다. 단면도 상에서는 기계류와 기계류에 연결되는 파이프 라인들이 나타나 있다. 도 25a는 일부 확대도로서, 엘리베이션과 각 밸브 및 기기류들의 태그가 표현되어 있다.
따라서, 상기의 도면(도 23 내지 도 25)에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 컴퓨터를 이용한 2차원 도면의 자동작성방법에 의하면, 3차원 모델 데이터를 2차원 도면으로 자동작성하여 현장에서 시공 또는 설치 도면으로 활용할 수 있게 된다.
또한 본 발명의 다른 양상에 따라, 상술한 방법의 각 단계들을 수행하도록 구성된 컴퓨터 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독가능한 기록매체가 제공된다.
본 발명은 3차원 모델 데이터를 전송받아 전체 데이터로부터 각 도면에 필요한 정보를 입수하여 캐드 엔지니어의 2차원 도면을 자동으로 생성하는 것이므로, 캐드 엔지니어의 수작업이 필요하지 않게 되어 작업이 수월하게 이루어지는 효과를 가진다.
본 발명은, 치수나 식별표지의 태그 등의 라벨링 장소를 검색하여 최적의 공간에 라벨링을 한다는 점에서 도면상의 치수나 태그 등이 겹침이 없어 시공엔지니어가 쉽게 파악할 수 있다는 장점을 가진다.
본 발명은, 컴퓨터 내에서 원하는 정보만을 입력하여 컴퓨터를 가동함으로써 도면이 얻어지기 때문에 짧은 시간에 작업이 이루어지고, 컴퓨터의 가동만이 필요하므로 효율적인 작업이 수행될 수 있다는 효과를 가진다.
또한 본 발명은, 3차원 그래픽 데이터를 변환하여 2차원 도면으로 자동 생성함으로써 도면 작성 시간을 절약하고, 추가적인 인건비의 상승 등이 없이 작업을 수행할 수 있으므로 비용도 함께 절감할 수 있는 효과를 가진다.

Claims (8)

  1. 컴퓨터와 3차원 모델링 프로그램을 이용하여 플랜트엔지니어링 및 조선분야의 시공 또는 설치를 위한 3차원 모델 데이터로부터 2차원 도면을 자동으로 작성하는 방법에 있어서,
    사용자 인터페이스를 통하여, 상기 3차원 모델링 프로그램으로부터 작성된 3차원 모델 그래픽 파일과 3차원 모델 데이터 베이스에 접속하는 경로와 최종도면이 출력되는 경로 및 배관(Piping), 전기(Electrical)·계장(Instrument) 또는 공조설비(HVAC)의 부문 중 하나가 선택되고 해당부문의 2차원 도면상에 나타내고자 하는 도면정보가 선택되면 환경정보로 저장하는 환경설정단계와;
    상기 설정된 환경정보에 따라 3차원 모델 그래픽 파일 및 3차원 모델 데이터 베이스에 접속하여 선택된 부문에 해당하는 3차원 모델데이터를 추출한 후 모델링된 설계형상에 따른 특성을 구분하기 위한 연결점 및 중심점을 기준점으로 하여, 기준점이 3개소(파이프(Pipe)나 리듀서(Reducer)), 4개소(티(Tee)), 5개소(크로스 티(Cross Tee)) 또는 일반부품(메인 파이프로부터 브랜치되는 다수의 라인의 연결점이 있는 메인 파이프)으로 구분되어 공통된 형식으로 변환하는 공통형식 변환 단계와;
    상기 공통형식으로 변환된 3차원 모델 데이터를 2차원 도면데이터로 변환하는 2차원 도면데이터 변환단계와;
    상기 2차원 도면데이터로 변환된 데이터에 대한 식별표지(label) 및 치수(dimension)를 기입하기 위한 여백을 검색하고, 검색된 여백 중 식별표지 및 치수의 기입장소를 선정하는 공간검색 단계와;
    상기 공간검색 단계를 거친 2차원 도면데이터에 식별표지 및 치수를 기입하는 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 플랜트엔지니어링 및 조선분야의 시공 또는 설치를 위한 3차원 모델 데이터를 이용한 2차원 도면 자동 작성 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 2차원 도면데이터 변환단계는, 상기 공통형식으로 변환된 3차원 모델 데이터를 각 라인별 3차원 모델데이터로 그룹핑하는 그룹핑 단계와; 상기 그룹핑된 3차원 모델데이터를 도면크기에 따라 클립핑하는 클립핑 단계와; 상기 클립핑된 데이터를 투영하여 2차원 도면데이터로 변환하는 투영 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 플랜트엔지니어링 및 조선분야의 시공 또는 설치를 위한 3차원 모델 데이터의 2차원 도면 자동 작성 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 3차원 모델데이터를 각 라인별 3차원 모델데이터로 그룹핑하는 그룹핑 단계는, 하나의 라인을 구성하는 구성부품(파이프·트레이·덕트, 각종 연결구, 밸브 또는 계장부품)들이 통합되어 형성된 데이터와, 구성부품에 필요한 태깅(Tagging)을 위한 텍스트가 필요한 경우 구성부품의 텍스트가 통합되어 형성된 데이터와, 치수를 기입하기 위하여 각 구성부품들의 좌표와 엘리베이션을 통합하여 형성된 데이터로 구분되고, 상기 데이터들이 조합되어 각각의 배관, 전기계장 트레이 또는 덕트의 라인을 구성하는 각 라인별 3차원 모델데이터로 그룹핑 하는 것을 특징으로 하는 플랜트엔지니어링 및 조선분야의 시공 또는 설치를 위한 3차원 모델 데이터의 2차원 도면 자동 작성 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    클립핑 단계는, 각 라인별 3차원 모델데이터로 그룹핑 된 데이터들의 좌표를 기준으로 하여 직육면체, 원통형 또는 이들이 조합된 형태로 클립 바운더리(Clip Boundary)를 생성하고, 상기 클립 바운더리 내의 데이터를 클립핑하는 것을 특징으로 하는 플랜트엔지니어링 및 조선분야의 시공 또는 설치를 위한 3차원 모델 데이터의 2차원 도면 자동 작성 방법.
  6. 제3항에 있어서,
    투영 단계는, 클립핑된 3차원 모델데이터가 도면의 종류에 따라 평면(plan), 단면(section) 또는 아이소메트릭(Isometric)으로 투영되어 2차원 도면데이터로 변환되는 것을 특징으로 하는 플랜트엔지니어링 및 조선분야의 시공 또는 설치를 위한 3차원 모델 데이터의 2차원 도면 자동 작성 방법.
  7. 삭제
  8. 제1항, 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 방법의 각 단계들을 수행하도록 구성된 컴퓨터 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독가능한 기록매체.
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