KR101514879B1 - 제조설비 시뮬레이션 시스템 및 방법 - Google Patents

제조설비 시뮬레이션 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

3D 가상공간에서 가상설비를 이용하여 다양한 시뮬레이션을 수행할 수 있는 본 발명의 일 측면에 따른 제조설비 시뮬레이션 시스템은, 해석 대상의 형상에 관한 해석 파라미터의 값 및 상기 해석 파라미터의 값을 기초로 획득되는 해석 결과로 구성된 샘플 해석 데이터를 획득하고, 복수개의 샘플 해석 데이터를 기초로 해석예측함수를 생성하는 해석예측함수 생성부; 상기 해석 파라미터의 타겟 값을 획득하고, 상기 획득된 타겟 값을 상기 해석예측함수에 입력하여 상기 타겟 값에 대한 해석 결과를 예측하는 해석 예측부; 및 상기 해석 대상의 3차원 형상 정보 및 상기 예측된 해석 결과를 시각화하여 표현하는 가상설비 뷰어를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

제조설비 시뮬레이션 시스템 및 방법{Simulation System and Method for Manufacturing Facility}
본 발명은 시뮬레이션 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 제조설비 시뮬레이션 시스템 및 방법에 관한 것이다.
시뮬레이션 시스템은 물리적 시스템과 현상을 컴퓨터나 모델 또는 다른 장비에 의해서 표현하는 것으로 현실의 상태나 상황을 실험하는 것이 곤란하거나 불가능한 경우 그에 해당하는 모델을 작성하여 실험하는 시스템을 말한다.
시뮬레이션 시스템은 제철소, 발전소 등에서 적용되는 경우 현장에서 직접 조작하지 않고도 안전하고 빠른 시간 내에 발전소를 운전 및 제어해볼 수 있다는 효과가 있다. 또한, 시뮬레이션 시스템은 설계 제품 또는 공정에 대한 검증을 통해 개발 초기에 발생되는 잦은 설계 변경을 최소화할 수 있고, 개발 기간 단축 및 비용 절감이라는 장점이 있다.
최근 개발되는 시뮬레이션 시스템은 CAD(Computer Aided Design)를 이용하여 3차원으로 구현된다. 여기서, CAD는 컴퓨터를 사용하여 3차원 물체를 설계하는 것으로서, 물체를 선, 표면, 알맹이의 정보로 표현한다. 이러한 CAD는 고체 기반의 물체의 형상만을 표현할 수 있고, 물체 또는 유체의 특성을 표현할 수 없다는 단점이 있다.
특히, 제철소와 같이 유체를 생산하는 경우, CAD를 기반으로 하는 시뮬레이션 시스템은 철강과 같은 유체를 표현할 수 없기 때문에 철강의 유동, 구부러짐, 온도분포와 같은 특성을 가시화할 수 없을 뿐만 아니라, 연속 공정을 위한 설비들의 시뮬레이션을 수행할 수 없다는 문제점이 있다.
또한, CAD를 기반으로 설계된 물체 또는 유체의 특성을 컴퓨터를 사용하여 해석하는 CAE(Computer Aided Engineering) 해석 프로그램을 이용하여 해석 정보를 획득할 수 있으나, 프로그램 연산이 복잡하여 해석 시간이 다소 걸리기 때문에 연속 공정에서 변동되는 물체 또는 유체의 특성에 대한 해석 정보를 실시간으로 획득하기 어렵다는 또 다른 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 3D 가상공간에서 가상설비를 이용하여 다양한 시뮬레이션을 수행할 수 있는 제조설비 시뮬레이션 시스템 및 방법을 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 가상설비에 대한 CAD 정보 및 CAE 정보를 하나의 영상에 표현할 수 있는 제조설비 시뮬레이션 시스템 및 방법을 제공하는 것을 다른 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 시뮬레이션을 수행할 때 CAE 정보를 반영함에 있어, 빠른 처리 속도로 구현할 수 있는 제조설비 시뮬레이션 시스템 및 방법을 제공하는 것을 또 다른 기술적 과제로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 제조설비 시뮬레이션 시스템은, 해석 대상의 형상에 관한 해석 파라미터의 값 및 상기 해석 파라미터의 값을 기초로 획득되는 해석 결과로 구성된 샘플 해석 데이터를 획득하고, 복수개의 샘플 해석 데이터를 기초로 해석예측함수를 생성하는 해석예측함수 생성부; 상기 해석 파라미터의 타겟 값을 획득하고, 상기 획득된 타겟 값을 상기 해석예측함수에 입력하여 상기 타겟 값에 대한 해석 결과를 예측하는 해석 예측부; 및 상기 해석 대상의 3차원 형상 정보 및 상기 예측된 해석 결과를 시각화하여 표현하는 가상설비 뷰어를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 제조설비 시뮬레이션 방법은 해석 대상의 형상에 관한 해석 파라미터에 임의의 값을 입력하여 상기 해석 대상을 시뮬레이션 하는 단계; 상기 시뮬레이션 결과 획득되는 해석 결과와 상기 임의의 값으로 구성된 샘플 해석 데이터를 획득하는 단계; 복수개의 샘플 해석 데이터를 기초로 해석예측함수를 생성하는 단계; 및 상기 해석 파라미터의 타겟 값을 상기 해석예측함수에 입력하여 획득되는 해석 결과를 상기 해석 대상의 3차원 형상 정보 및 움직임 정보와 함께 시각화하여 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 3D 가상공간에서 가상 설비들을 이용하여 다양한 테스트를 수행할 수 있어 개발 초기에 발생되는 잦은 설계 변경을 최소화할 수 있고, 개발 기간 단축은 물론, 개발 비용을 획기적으로 절감할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 제조설비를 시뮬레이션함에 있어 CAD 정보 및 CAE해석 정보를 하나의 영상에 표현함으로써 현장에서 발생할 수 있는 상황을 기술자가 정확하게 파악할 수 있다는 다른 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 해석예측함수를 생성 및 이용함으로써, 신뢰도 높은 해석 결과를 빠른 시간 내에 제공할 수 있고, 이에 따라 문제 발생 위치 및 범위를 빠르게 찾을 수 있어 문제 발생시 빠른 대응이 가능하다는 또 다른 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 3차원 엔지니어링 데이터를 기반으로 실제와 동일한 가상의 제조 환경을 구현할 수 있고, 이를 활용하여 연속 흐름 공정 시 설비의 해석 결과를 실제의 제품(예컨대, 철강 슬라브)이 흘러갈 때의 상황에 맞게 실시간으로 분석할 수 있다는 또 다른 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면 가상 PLC를 모사하는 시스템을 이용하여 실제 PLC를 검증할 수 있으며, PLC 개발을 위한 제어 프로그램의 테스트 설비로서 활용할 수 있다는 또 다른 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제조설비 시뮬레이션 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제조설비 시뮬레이션 시스템을 나타내는 구성도이다.
도 3은 도 2의 가상설비 제어 서버를 나타내는 구성도이다.
도 4는 제어흐름 정보의 예를 보여주는 도면이다.
도 5는 도 2의 가상설비 서버를 설명하는 구성도이다.
도 6은 도 5의 해석예측함수 생성부를 설명하는 구성도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제조설비 시뮬레이션 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 8은 해석예측함수를 생성하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 9는 래들을 포함하는 시험 연주기에 대한 시운전 시뮬레이션의 예를 보여주는 도면이다.
도 10은 래들의 3차원 형상을 시각화한 예를 보여주는 도면이다.
도 11은 래들에 대한 용강 탕면의 유동에 대한 해석 정보를 시각화한 예를 보여주는 도면이다.
이하, 첨부되는 도면을 참고하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제조설비 시뮬레이션 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제조설비 시뮬레이션 시스템(100)은 3D 가상공간이라는 시스템 환경에서 실제 설비와 동일한 움직임을 구현하는 가상 설비를 모델링함으로써, 3D 가상공간에서 다양한 시뮬레이션을 수행할 수 있도록 하는 시스템이다.
이와 같은 제조설비 시뮬레이션 시스템(100)은, 도 1a에 도시된 바와 같은 실제 설비를 도 1b에 도시된 바와 같은 가상 설비로 모델링함으로써 각 실제 설비 별로 가상 설비를 시뮬레이션 할 수 있다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 실제 설비들은 실제 설비에 부착되어 있는 센서에 의해 획득된 센서 정보를 PLC로 제공하고, PLC는 센서 정보에 기초하여 설비를 구동하기 위한 구동기(예컨대, 모터)의 제어 정보를 생성하여 실제 설비로 전달하게 된다.
따라서, 가상 설비 또한 도 1b에 도시된 바와 같이, 가상 설비에 부착되어 있는 가상 센서에 의해 획득되는 센서 정보를 가상 PLC로 제공하고, 가상 PLC는 센서 정보에 기초하여 가상 설비를 구동하기 위한 가상 구동기(예컨대, 가상 모터)의 제어 정보를 생성하여 가상 설비로 전달하게 된다.
그리고, 제조설비 시뮬레이션 시스템(100)은 가상 PLC 제어에 의한 가상 구동기의 움직임에 따른 유체의 유량, 유속, 온도분포 등을 해석하고, 그 해석 결과를 가상설비의 3차원 형상과 함께 하나의 영상으로 표현한다.
한편, 이하에서는 설명의 편의를 위해, 본 발명이 철강산업에 적용되는 것으로 가정하며, 본 발명에서 사용되는 제조설비란 용어는 철강을 생성하는 철강제조 설비를 의미하고, 유체는 철강의 제조에 이용되는 용강을 의미하는 것으로 가정하여 설명하기로 한다. 다만, 본 발명은 철강산업에만 적용되는 것은 아니며, 원료(예컨대, 석유)나 화학 등과 같은 연속 흐름 공정이 주를 이루는 산업분야의 시뮬레이션 시스템으로도 이용할 수 있을 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제조설비 시뮬레이션 시스템을 나타내는 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제조설비 시뮬레이션 시스템(100)은 가상설비 제어 서버(110), 공유 서버(120) 및 가상설비 서버(130)를 포함한다.
먼저, 공유 서버(120)는 가상설비 제어 서버(110)와 가상설비 서버(130) 간의 데이터 통신을 중계하는 역할을 수행한다. 일 실시예에 있어서, 공유 서버(120)는 OPC 서버일 수 있다. 이러한 경우, 가상설비 제어 서버(110)와 가상설비 서버(130)는 OPC 클라이언트가 될 수 있다.
이러한 공유 서버(120)에는 공유 메모리가 탑재된다. 공유 메모리는 가상 공장에서 주로 사용하는 PLC의 데이터 통신 방식이 OPC 방식이므로, OPC 서버를 실행시키기 위해 가상에 잡아두는 공유 메모리 실행 프로그램을 포함한다.
구체적으로, 공유 서버(120)는 가상설비 제어 서버(110)로부터 수신한 제어 정보를 공유 메모리에 저장하고, 가상설비 서버(130)의 요청에 따라 제어 정보를 가상설비 서버(130)에 송신한다.
또한, 공유 서버(120)는 가상설비 서버(130)로부터 수신한 센서 정보를 공유 메모리에 저장하고, 가상설비 제어 서버(110)의 요청에 따라 센서 정보를 가상설비 제어 서버(110)에 송신한다.
또한, 공유 서버(120)는 복수의 가상설비들 각각의 형상 정보를 공유 메모리에 저장할 수 있고, 가상설비 제어 서버(110) 또는 가상설비 서버(130)의 요청에 따라 복수의 가상설비들 중 적어도 하나의 형상 정보를 가상설비 제어 서버(110) 또는 가상설비 서버(130)에 제공할 수 있다.
다음, 가상설비 제어 서버(110)는 철강공정 내에 포함된 가상설비에 대한 제어 정보를 생성하고, 생성된 제어 정보를 공유 서버(120)를 통해 가상설비 서버(130)로 전송한다.
이러한 가상설비 제어 서버(110)는 하나의 서버로 구현되거나, 도 2에 도시된 바와 같이, 가상 단위설비 마다 서로 다른 컴퓨팅 장비로 구현된 복수의 가상 단위설비 제어 서버(110a,..., 110n)로 구현될 수도 있다.
예를 들어 설명하면, 철강공정은 제선공정, 제강공정, 연주공정, 압연공정을 포함하고, 여기서, 연주공정은 액체 상태의 용강을 고체 상태의 슬라브(slab)로 제조하는 공정으로서, 래들(ladle)에 담겨진 용강을 연속주조기의 턴디쉬(tundish)에 일시 저장하여 두었다가, 몰드(mold)로 용강을 공급 및 냉각시켜 슬라브를 생산하게 된다. 이때, 생산된 슬라브는 원형보존을 하면서 완전 응고되도록 세그먼트(segment)를 따라 이동된다.
이때, 연주공정을 제어하기 위한 가상설비 제어 서버(110)는 래들, 턴디쉬, 몰드 및 세그먼트 각각에 대하여 제어 정보를 생성하는 4개의 가상 단위설비 제어 서버(110a, 110b, 110c, 110d)를 포함할 수 있다.
이러한 가상설비 제어 서버(110)는 가상설비를 제어하는 PLC(Programmable Logic Controller)를 시뮬레이션한다. 이하에서는 도 3을 참조하여 가상설비 제어 서버(110)에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다.
도 3은 도 2의 가상설비 제어 서버를 설명하는 구성도이다.
도 3을 참조하면, 가상설비 제어 서버(110)는 동기화부(210), 가상설비 제어기(220), 사용자 조작부(230) 및 제1 로직 연산부(240)를 포함한다.
먼저, 동기화부(210)는 가상설비 제어 서버(110)와 가상설비 서버(130) 간의 동기화를 위하여 동가화 플래그(flag)를 생성하는 기능을 수행하는 것으로서, 공유 서버(120)에 대해 OPC 클라이언트로서 동작할 수 있다. 이러한 동기화부(210)는 가상설비 제어기(220) 내에 모듈로 탑재될 수 있다.
동기화부(210)에 의하여 생성된 동기화 플래그는 가상설비 제어 서버(110)와 가상설비 서버(130) 간의 정보를 교환할 때 정보에 삽입되어 동기화를 수행한다.
구체적으로 설명하면, 동기화부(210)는 초기에 동기화 플래그를 '1'로 생성하고, 가상설비 제어기(220)에 의해 생성된 제어 정보에 동기화 플래그를 삽입할 수 있다.
그리고, 가상설비 제어 서버(110)가 공유 서버(120)에 동기화 플래그가 '1'인 제어 정보를 송신하면, 공유 서버(120)는 가상설비 제어 서버(110)로부터 수신한 제어 정보에서 동기화 플래그를 '1'에서 '2'로 변경한 후 공유 메모리에 저장할 수 있다.
그리고, 가상설비 서버(130)는 공유 메모리에서 동기화 플래그가 '2'인 제어 정보를 읽어가서 제어 정보에 따라 단위설비에 대한 시뮬레이션을 수행할 수 있다. 한편, 가상설비 서버(130)가 시뮬레이션 과정에서 가상센서에 의하여 생성된 센서 정보에 동기화 플래그 '2'를 삽입하여 공유 서버(120)에 송신하면, 공유 서버(120)는 가상설비 서버(130)로부터 수신한 센서 정보에서 동기화 플래그를 '2'에서 '3'으로 변경한 후 공유 메모리에 저장할 수 있다.
그리고, 가상설비 제어 서버(110)는 공유 메모리에서 동기화 플래그가 '3'인 센서 정보를 읽어가서 센서 정보를 기초로 제어 정보를 생성할 수 있다.
다음, 가상설비 제어기(220)는 PLC를 모사하는 기능을 수행하는 것으로서, 공유 서버(120)에 대해 OPC 클라이언트로서 동작할 수 있다. 이러한 가상설비 제어기(220)는 가상설비에 대한 제어 정보를 생성하고, 생성된 제어 정보를 공유 서버(120)를 통해 가상설비 서버(130)에 송신한다. 또한, 가상설비 제어기(220)는 가상설비 서버(130)로부터 제어 정보에 따른 시뮬레이션 결과를 공유 서버(120)를 통해 제공 받는다.
이때, 가상설비 제어기(220)는 관리자에 의하여 미리 정의된 제어흐름 정보를 이용하여 제어 정보를 생성할 수 있다. 제어흐름 정보는 가상설비 제어와 관련된 순차적 행위를 모델링하기 위한 것으로서, 상태 다이어그램이나 액티비티 다이어그램으로 정의될 수 있다. 이러한 상태 다이어그램의 일 예가 도 4에 도시되어 있다.
제어흐름 정보는 상태나 액티비티 사이의 전환이 이뤄질 때, 인터락 조건이 같이 정의될 수 있는데, 이때 정의된 인터락 조건들은 실제 시뮬레이션을 준비하는 과정에서 변경될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 가상설비 제어기(220)는 실제 철강공정의 설비에 적용된 PLC와 연동되거나, 시뮬레이션을 활용한 설비 개발에 적용할 가상 PLC에 의하여 제어 정보를 생성할 수도 있다.
다음, 사용자 조작부(230)는 가상 PLC 및 가상설비에 대하여 사용자가 직접 조작하거나 화면상에 정보를 디스플레이 하는 기능을 수행하는 것으로서, 공유 서버(120)에 대해 OPC 클라이언트로서 동작할 수 있다.
구체적으로, 사용자 조작부(230)는 시뮬레이션 수행을 위한 초기 데이터 입력, 인터락(Interlock) 조건 입력, 사용자 조작을 위한 조작 기능을 지원하거나, 데이터 입력 및 출력을 위해 OPC 클라이언트를 이용한 데이터 전송 기능을 수행할 수 있다.
예컨대, 철강공정에 대한 가상공장 시뮬레이션에서 사용자 조작 대상으로는,래이들(Ladle) 설비의 경우 슬라이드(slide) 게이트 조작, 래이들 위치 조작, 래이들 커버 조작이 있고, 턴디쉬(Tundish) 설비의 경우 턴디쉬 슬라이드 게이트 조작, 턴디쉬 위치 조작이 있고, 몰드(Mold) 설비의 경우 몰드 진동 조작, 몰드 게이트 조작 등이 있으며, 세그먼트(Segment) 설비의 경우 롤러 회전 조작, 롤러 압력 조작 등이 있을 수 있다.
또한, 제조설비의 인터락 조건의 예로, 래이들의 경우 래이들 커버의 정위치 신호, 래이들 내 용강량 Empty 신호, 래이들 준비 신호, 래이들 교환 신호 등이 있을 수 있다.
일 실시예에 있어서, 사용자 조작부(230)는 실제 철강 공정에서 활용하는 HMI 화면과 연동되거나, 실제 철강 공정의 제조설비에 적용된 동작패널(Operation Panel) 화면과 연동될 수 있다.
다음, 제1 로직 연산부(240)는 복잡한 수식을 연산하는 기능을 수행한다. 이러한 제1 로직 연산부(240)는 프로그램으로 구현되거나 DLL로 구현될 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 가상설비 서버(130)는 가상설비 제어 서버(110)에 의하여 생성된 제어 정보에 따라 가상설비를 시뮬레이션하고 그 결과를 디스플레이하며, 가상설비에 대한 시뮬레이션 결과를 공유 서버(120)를 통해 가상설비 제어 서버(110)에 제공한다.
이하에서는 도 5를 참조하여 가상설비 서버(130)에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다.
도 5는 도 2의 가상설비 서버를 설명하는 구성도이다.
도 5를 참조하면, 가상설비 서버(130)는 3D 프리젠테이션부(310), 가상설비 시뮬레이터(320), 가상설비 뷰어(330) 및 제2 로직 연산부(340)를 포함한다.
먼저, 3D 프리젠테이션부(310)는 해석 대상을 포함하는 가상설비의 3차원 형상 및 키네메틱(Kinematic) 정보를 표현한다. 구체적으로, 3D 프리젠테이션부(310)는 가상설비의 3차원 형상을 표현하고, 가상설비 제어 서버(110)의 제어에 따른 구동기의 움직임을 표현한다. 그리고, 3D 프리젠테이션부(310)는 가상설비의 움직임 및 충돌 시 문제되는 영역을 화면에 표시할 수 있다.
이때, 3D 형상의 경우, 3D CAD 파일 사용을 위해 경량화 단계를 거칠 수 있다. 일 실시예에 있어서, 3D CAD 모델은 일반적으로 고용량인데, 3D CAD 모델을 파트 구성을 단순화시킴으로써 3D 경량화를 위한 컴포넌트 단위로 재구성한 후, 나사나 나사선 등과 같이 불필요한 파트를 제거함으로써 3D CAD 모델을 저용량으로 경량화할 수 있다.
다음, 가상설비 시뮬레이터(320)는 3D 프리젠테이션부(310)에서 3D 가상설비의 움직임을 표현하기 위하여 센서 및 구동기의 움직임을 모사하는 기능을 수행한다.
구체적으로, 가상설비 시뮬레이터(320)는 가상설비를 구동하는 구동기의 움직임을 모사하기 위한 가상 구동기 시뮬레이터(322), 및 가상설비의 움직임 또는 온도 등을 센싱하는 센서를 모사하기 위한 가상센서 시뮬레이터(324)를 포함한다.
가상 구동기 시뮬레이터(322)는 가상설비 제어 서버(110)로부터 가상설비에 대하여 특정 동작을 지시하는 제어 정보가 입력되면, 가상 구동기 시뮬레이션 알고리즘(342)을 통해 제어 정보를 구동기에 대한 동작 정보로 변환한다. 예컨대, 구동기에 대한 동작 정보는 속도, 가속도 및 방향 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
그리고, 가상 구동기 시뮬레이터(322)는 변환된 동작 정보를 3D 프리젠테이션부(310)에 제공한다.
한편, 가상센서 시뮬레이터(324)는 3D 프리젠테이션부(310)에서 가상설비의 움직임 또는 온도 등을 측정하고, 가상센서 시뮬레이션 알고리즘(344)을 통해 측정된 값을 센서 정보로 변환한다. 여기서, 센서 정보는 센서 종류에 따라 달라질 수 있는데, 예컨대, 이동거리 센서의 경우 센서 정보는 가상설비의 이동거리를 포함하고, 온도 센서의 경우 센서 정보는 가상 단위설비의 온도를 포함할 수 있다.
그리고, 가상센서 시뮬레이터(324)는 측정값 또는 센서 정보를 가상설비 뷰어(330)에 제공한다.
한편, 가상설비 시뮬레이터(320)는 해석대상에 대한 해석 결과를 생성하기 위하여 해석 예측부(326)를 더 포함한다. 해석 예측부(326)는 측정값 또는 센서 정보를 해석예측함수(346)에 입력하여 해석 예측값을 산출하고, 산출된 해석 예측값을 기초로 해석 결과를 생성한다.
여기서, 해석예측함수(346)는 CAE(Computer Aided Engineering) 해석 프로그램을 실행하여 얻은 샘플 해석 데이터를 이용하여 생성된 것으로서, 가상설비에 대한 시뮬레이션을 수행하기에 앞서 해석예측함수 생성부(350)에 의하여 미리 생성되어 제2 로직 연산부(340)에 저장된다.
이하에서는 도 6을 참조하여 해석예측함수 생성부(350)에 대하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
도 6은 도 5의 해석예측함수 생성부를 설명하는 구성도이다.
도 6을 참조하면, 해석예측함수 생성부(350)는 해석대상 선택부(352), 해석 시뮬레이션 수행부(354), 샘플 해석 데이터 추출부(356) 및 해석예측함수 획득부(358)를 포함한다.
해석대상 선택부(352)는 해석 결과를 얻고자 하는 가상설비 또는 가상설비에 포함된 가상 서브 설비를 선택한다. 일 실시예에 있어서, 해석 결과는 해석 대상의 구조 특성, 해석 대상의 열 특성, 또는 해석 대상 내에서의 유체 특성 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
열 특성은 해석 대상 내의 열전도, 열 흐름에 대한 정보를 포함하고, 구조 특성은 해석 대상의 기하학적 형상, 재료의 성질, 구조 역학에 따른 응력, 변형 상태에 대한 정보를 포함한다. 그리고, 해석 대상 내에서의 유체 특성은 유체의 형상 및 속성에 대한 것으로서, 유체의 형상은 유체의 온도분포 및 유동 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 유체의 속성은 유체의 강도, 유동속도 및 점성 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예컨대, 해석대상 선택부(352)는 연주기의 세그먼트의 롤러에 대한 구조 해석 결과를 얻기 위하여 세그먼트를 해석 대상으로 선택할 수 있다.
해석 시뮬레이션 수행부(354)는 해석 대상의 형상에 대한 적어도 하나의 해석 파라미터를 선정하고, CAE 해석프로그램 상에서 적어도 하나의 해석 파라미터에 임의의 값을 입력하여 시뮬레이션을 수행함으로써 해석 결과를 획득한다. 일 실시예에 있어서, 는 해석 대상의 형상에 대한 적어도 하나의 해석 파라미터는 해석 대상에 대한 CAD 데이터를 이용하여 선정할 수 있다. 여기서, CAE 해석 프로그램은 ANSYS, ABAQUS, FLUENT, I-DEAS, LS-DYNA, FEMAP, 및 FADIOSS 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예컨대, 해석 시뮬레이션 수행부(354)는 세그먼트가 해석 대상으로 선택된 경우 세그먼트의 롤러 회전 속도, 롤러 압력, 롤러 무게, 롤러 크기, 슬라브의 입력 두께, 슬라브의 온도, 슬라브의 강종, 슬라브의 강성, 슬라브의 속도, 슬라브의 부피, 슬라브의 이동속도를 해석 파라미터로 선정할 수 있다. 그리고, 해석 시뮬레이션 수행부(354)는 CAE 해석 프로그램을 이용하여 선정된 해석 파라미터에 따른 롤러의 열 분포, 롤러의 휨 정도, 슬라브의 출력 두께, 슬라브의 길이 등을 해석 결과로 획득할 수 있다.
한편, 해석 시뮬레이션 수행부(354)는 각 해석 파라미터에 대하여 최소 3개의 값, 예컨대, 최소값, 중간값, 최대값을 CAE 해석 프로그램에 입력하여 시뮬레이션을 반복 수행하고, 시뮬레이션을 통해 획득된 모든 해석 결과를 그 입력 값과 함께 해석 데이터로써 해석 데이터베이스(355)에 저장한다.
해석 데이터베이스(355)는 적어도 하나의 해석 파라미터 정보(예컨대, 시뮬레이션을 위해 입력된 값), 및 각 해석 파라미터에 대하여 시뮬레이션을 수행한 결과 획득된 해석 결과를 포함하는 해석 데이터를 저장한다.
샘플 해석 데이터 추출부(356)는 해석 데이터베이스(355)에 저장된 복수의 해석 데이터에서 특정 파라미터에 대하여 서로 다른 값을 가지는 적어도 3개의 샘플 해석 데이터를 추출한다.
일 실시예에 있어서, 샘플 해석 데이터 추출부(356)는 해석 결과에 영향을 미치는 파라미터를 선택하고, 선택된 파라미터에 가중치를 부여할 수 있다. 예컨대, 샘플 해석 데이터 추출부(356)는 롤러의 휨 정도에 영향을 주는 파라미터로 슬라브의 강종, 슬라브의 이동속도, 롤러 압력을 선택할 수 있고, 영향의 정도를 고려하여 슬라브의 강종, 슬라브의 이동속도, 롤러 압력 순으로 가중치를 부여할 수 있다.
해석예측함수 획득부(358)은 샘플 해석 데이터를 기초로 해석예측함수를 획득한다. 먼저, 해석예측함수 획득부(358)은 샘플 해석 데이터를 기초로 N개의 점을 생성하고, 생성된 N개의 점을 모두 만족하는 함수를 해석예측함수로 결정할 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 샘플 해석 데이터 추출부(356)에 의하여 3개의 샘플 해석 데이터를 기초로 (X1, Y1), (X2, Y2), (X3, Y3)를 생성하였다고 가정한다. 여기서, X는 해석 파라미터를 나타내고, Y는 해석 결과를 나타낸다. 그리고, X1, X2, X3은 해석 파라미터에 대한 최소값, 중간값, 최대값을 나타낸다.
해석예측함수 획득부(358)는 (X1, Y1), (X2, Y2), (X3, Y3)을 모두 만족하는 다항식을 해석예측함수로 결정할 수 있다. 이러한 다항식은 아래 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112013053959043-pat00001
여기서, f(X)는 해석 결과를 나타내고, X는 해석 파라미터를 나타내며, n은 생성된 점의 개수를 나타낸다. 그리고, P는 계수를 나타낸다.
해석예측함수 획득부(358)는 샘플 해석 데이터를 기초로 생성된 점을 수학식 1에 대입하여 P1, . . . , Pn-1, Pn을 구함으로써 해석예측함수를 획득할 수 있다. 이때, 해석예측함수 획득부(358)는 해석예측함수의 신뢰도를 위하여 적어도 3개의 샘플 해석 데이터를 이용하여야 한다.
상술한 예에서는 해석 파라미터가 하나인 경우를 설명하고 있지만, 해석 파라미터는 하나 이상일 수도 있다. 이러한 경우, 샘플 해석 데이터는 각 파라미터마다 적어도 3개의 값, 예컨대, 최소값, 중간값, 최대값을 가지도록 추출될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 해석예측함수 획득부(358)는 샘플 해석 데이터를 기초로 생성된 점의 개수에 따라 해석예측함수를 결정할 수도 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 해석예측함수 획득부(358)는 샘플 해석 데이터를 기초로 N개의 점을 생성하고, 점의 개수가 임계값을 초과하는지 확인한다.
임계값을 초과하지 않으면, 해석예측함수 획득부(358)는 N개의 점을 모두 만족하는 N-1차 다항식을 해석예측함수로 결정할 수 있다. 반면, 임계값을 초과하면, 해석예측함수 획득부(358)는 N개의 점을 복수의 구간으로 분류하고, 구간마다 해당 구간에 속하는 점을 모두 만족하고 점의 개수만큼의 차수를 가지는 다항식을 해석예측함수로 결정할 수 있다. 이때, 해석예측함수 획득부(358)는 구간의 개수만큼의 다항식을 해석예측함수로 결정하게 된다.
일 실시예에 있어서, 해석예측함수 생성부(350)는 새로운 해석 데이터가 획득되면 해석예측함수를 갱신할 수 있다. 구체적으로 설명하면, 해석예측함수 생성부(350)는 주기적으로 해석 데이터를 수집할 수 있고, 새로운 해석 데이터를 획득하면 기존의 해석 데이터 및 새로운 해석 데이터를 기초로 해석예측함수를 갱신할 수 있다.
다시 도 5를 참조하면, 해석 예측부(326)는 해석예측함수 생성부(350)에 의하여 생성된 해석예측함수를 이용하여 해석 예측값을 산출한다.
보다 구체적으로 설명하면, 해석 예측부(326)는 3D 프리젠테이션부(310)에 의한 시뮬레이션 수행 과정에서 측정된 측정값 또는 센서 정보를 제공받는다. 그리고, 해석 예측부(326)는 측정값 또는 센서 정보 중 해석예측함수의 해석 파라미터에 대응되는 값을 해석 파라미터의 타겟 값으로 추출하여 해석예측함수에 입력하여 함수 연산을 수행함으로써 해석 예측값을 획득한다.
예컨대, 3D 프리젠테이션부(310)가 래들이 포함된 시험 연주기에 대하여 시뮬레이션을 수행한다고 가정한다. 해석 예측부(326)는 3D 프리젠테이션부(310)에 의한 시뮬레이션 과정에서 래들의 부피, 용강의 온도, 용강의 현재 높이를 제공받아 해석예측함수에 입력할 수 있다. 그리고, 해석 예측부(326)는 해석예측함수의 결과값으로 용강의 탕면의 유동을 출력할 수 있다.
한편, 해석 예측부(326)는 해석 예측값을 기초로 해석 결과를 생성하여 가상설비 뷰어(330)에 제공한다.
다음, 가상설비 뷰어(330)는 해석 대상의 3차원 형상 및 해석 정보를 표현한다. 즉, 가상설비 뷰어(330)는 해석대상의 3차원 형상뿐만 아니라 해석 대상의 특성을 해석한 해석 결과를 하나의 영상으로 표현하는 것을 특징으로 한다.
이를 위하여, 가상설비 뷰어(330)는 가상설비 시뮬레이터(320)로부터 센서 정보 및 해석 결과를 제공받을 수 있다. 먼저, 가상설비 뷰어(330)는 해석대상의 3차원 형상을 표현하고, 센서 정보를 이용하여 해석대상의 움직임을 표현하며, 해석대상의 3차원 형상에 해석 결과를 반영하여 사용자에게 디스플레이한다.
제2 로직 연산부(340)는 복잡한 수식을 연산하는 기능을 수행하는 것으로서, 프로그램 혹은 DLL로 구현될 수 있다. 예컨대, 제2 로직 연산부(340)는 센서를 모사하기 위한 가상센서 시뮬레이션 알고리즘, 구동기를 모사하기 위한 가상 구동기 시뮬레이션 알고리즘, 해석 결과를 예측하기 위한 해석예측함수 등을 포함할 수 있다.
이미 위에서 언급한 바와 같이, 철강 공정은 기타 다른 제조업 공정과 달리 연속 흐름 공정이 대부분을 이루므로 각 설비를 중심으로 가상 공장이 표현되어야 하고, 유체의 유동성이 표현되어야 한다는 특성이 있다.
이러한 특성을 구현하기 위하여, 본 발명에서는 가상설비 제어 서버(110)의 동기화부(210)와 가상설비 서버(130)의 가상설비 뷰어(330)를 이용한다.
설비와 시뮬레이터 간의 동기화를 맞추기 위하여 동기화부(210)에서는 동기화 플래그를 발생하고, 가상설비 제어기(220)는 동기화 플래그 상태에 따라 공유 서버(120)로부터 정보를 읽어오거나 쓰거나 하는 작업을 수행한다. 그리고, 그와 동일하게 가상설비 시뮬레이터(320)에서도 동기화 플래그에 맞춰서 공유 서버(120)로부터 정보를 읽어오거나 쓰거나 하는 작업을 수행한다.
그리고, 설비의 해석을 보여주기 위하여 가상설비 뷰어(330)에서는 가상설비의 형상, 제어 정보, 및 해석 결과를 하나로 통합하여 하나의 영상으로 보여준다.
한편, 본 발명에서는 시뮬레이션이 수행될 때마다 CAE 해석 프로그램을 이용하여 해석 결과를 획득하지 아니하고, 미리 생성된 해석예측함수를 이용하여 해석 결과를 예측하는 것을 특징으로 한다.
본 발명과 달리 시뮬레이션이 수행될 때마다 CAE 해석 프로그램을 이용하여 해석 결과를 획득하게 되면, 해석 시간이 많이 소요되기 때문에 해석 결과를 시뮬레이션에 실시간으로 반영할 수 없다는 문제점이 있다.
본 발명은 해석 데이터를 기초로 미리 생성된 해석예측함수를 이용하여 해석 시간을 단축하고, 이에 따라 해석 결과를 시뮬레이션에 실시간으로 반영할 수 있도록 한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제조설비 시뮬레이션 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 제조설비 시뮬레이션 시스템(100)은 가상설비에 대한 해석 결과를 예측하기 위한 해석예측함수를 생성한다(S701). 본 발명의 일 실시예에 따른 제조설비 시뮬레이션 시스템(100)은 해석예측함수를 이용하여 시뮬레이션에 따른 열 특성, 구조 특성, 및 해석 대상 내에서의 유체 특정 중 적어도 하나를 포함하는 해석 결과를 예측하는데, 이때, 이용되는 해석예측함수는 시뮬레이션을 수행하기 앞서 미리 생성된다.
도 8은 해석예측함수를 생성하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 제조설비 시뮬레이션 시스템(100)은 복수의 가상설비들 중 해석 대상을 선택하고(S801), 선택된 해석 대상에 대한 해석 데이터를 생성하여 해석 데이터베이스에 저장한다(S802). 이때, 생성되는 해석 데이터는 해석 대상의 형상에 관한 해석 파라미터에 임의의 값을 입력하여 도출된 해석 결과 및 해당 해석 결과를 획득하기 위해 입력된 임의의 값으로 구성되고, 해석예측함수를 획득하기 위한 샘플 해석 데이터로 이용된다.
일 실시예에 있어서, 해석 대상의 형상에 관한 해석 파라미터는 CAD 데이터를 기초로 선정할 수 있다.
예를 들어 설명하면, 제조설비 시뮬레이션 시스템(100)은 시험 연주기의 세그먼트를 해석 대상으로 선택하고, 슬라브의 강종 및 슬라브의 이동속도에 따른 세그먼트의 롤러에 대한 구조 해석 데이터를 생성하여 해석 데이터베이스에 저장할 수 있다.
이를 위하여, 제조설비 시뮬레이션 시스템(100)은 CAE 해석 프로그램을 이용하여 해석 데이터를 얻기 위하여 롤러의 회전속도, 롤러의 압력, 롤러의 무게, 롤러의 크기, 롤러의 길이, 롤러의 강종, 슬라브의 입력 두께, 슬라브의 강종, 슬라브의 강성, 슬라브의 온도, 슬라브의 부피, 슬라브의 이동속도를 해석 파라미터로 설정할 수 있다.
그리고, 제조설비 시뮬레이션 시스템(100)은 CAE 해석 프로그램에 따라 상기 설정된 복수의 해석 파라미터들에 임의의 값을 입력하여 시뮬레이션을 수행하면, 롤러의 열 분포 정보, 롤러의 휨 정도 정보, 슬라브의 출력 두께 정보, 및 슬라브의 길이 정보 중 적어도 하나를 해석 결과값으로 출력할 수 있다.
이때, 제조설비 시뮬레이션 시스템(100)은 복수의 해석 파라미터들 중 슬라브의 강성 또는 슬라브의 이동속도에 대하여 적어도 3개의 값에 따른 다른 해석 결과값을 획득할 수 있다.
한편, 제조설비 시뮬레이션 시스템(100)은 해석 파라미터 정보 및 해석 결과정보를 기초로 해석 데이터를 생성하고, 생성된 해석 데이터를 해석 데이터베이스에 저장할 수 있다.
다음, 제조설비 시뮬레이션 시스템(100)은 해석 데이터베이스에서 샘플 해석 데이터를 추출한다(S803). 샘플 해석 데이터는 해석예측함수를 생성하기 위한 것으로서, 해석 결과에 영향을 미치는 적어도 하나의 파라미터 정보(파라미터의 값) 및 해석 결과를 포함한다.
다음, 제조설비 시뮬레이션 시스템(100)은 샘플 해석 데이터의 수가 미리 설정된 임계값을 초과하는지 확인하고, 초과하지 않으면, 제1 해석예측함수를 생성한다(S804 및 S805).
보다 구체적으로, 제조설비 시뮬레이션 시스템(100)은 샘플 해석 데이터에 포함된 적어도 하나의 해석 파라미터의 값을 입력값으로 하고, 해석 결과를 출력값으로 하는 N개의 포인트들을 생성한다. 그리고, 제조설비 시뮬레이션 시스템(100)은 상기 N개의 포인트들을 모두 통과하는 그래프를 가지는 N-1 이하의 차수의 다항식을 구한다. 이때, 획득된 다항식을 제1 해석예측함수로 설정한다.
반면, 제조설비 시뮬레이션 시스템(100)은 샘플 해석 데이터의 수가 임계값을 초과하면, 제2 해석예측함수를 생성한다(S804 및 S806).
보다 구체적으로, 제조설비 시뮬레이션 시스템(100)은 샘플 해석 데이터에 포함된 적어도 하나의 해석 파라미터의 값을 입력값으로 하고, 해석 결과를 출력값으로 하는 N개의 포인트들을 생성한다. 그리고, 제조설비 시뮬레이션 시스템(100)은 상기 N개의 포인트들을 통과하는 적어도 하나의 다항식을 구한다. 즉, 제조설비 시뮬레이션 시스템(100)은 N개의 포인트들을 복수의 구간으로 나누고, 구간마다 해당 구간에 속하는 점을 모두 만족하는 다항식을 구한다.
이에 따라, 제조설비 시뮬레이션 시스템(100)은 구간 개수만큼의 다항식을 구하게 되고, 획득된 복수의 다항식을 제2 해석예측함수로 설정한다.
다시 도 7을 참조하면, 제조설비 시뮬레이션 시스템(100)은 해석 대상이 포함된 가상설비를 선택하여 시운전 시뮬레이션을 수행한다(S702).
보다 구체적으로, 제조설비 시뮬레이션 시스템(100)은 가상설비를 선택하고, 선택된 가상설비에 대하여 특정 동작을 지시하는 제어 정보를 생성한다. 제조설비 시뮬레이션 시스템(100)은 가상설비의 3차원 형상을 표시하고, 제어 정보에 따라 가상설비의 움직임을 시뮬레이션 한다.
예컨대, 제조설비 시뮬레이션 시스템(100)은 래들이 포함된 시험 연주기를 선택하고, 시험 연주기의 3차원 형상 및 움직임에 대하여 시운전 시뮬레이션을 수행할 수 있다. 이러한 시운전 시뮬레이션의 일 예가 도 9에 도시되어 있다.
다음, 제조설비 시뮬레이션 시스템(100)은 시운전 시뮬레이션을 통해 해석 파라미터의 타겟 값을 획득한다(S703). 제조설비 시뮬레이션 시스템(100)은 시운전 시뮬레이션을 통해 해석 대상에 대한 해석 결과를 예측하기 위한 해석 파라미터의 타겟 값을 획득하게 된다.
예컨대, 래들의 탕면의 유동을 해석하기 위하여 래들의 부피, 용강의 온도, 래들 내 용강의 높이가 요구되는 경우, 제조설비 시뮬레이션 시스템(100)은 시운전 시뮬레이션을 통해 래들의 부피, 용강의 온도, 래들 내 용강의 높이를 측정한 값을 획득할 수 있다.
다음, 제조설비 시뮬레이션 시스템(100)은 해석 파라미터의 타겟 값을 제1 또는 제2해석예측함수에 입력하여 해석 예측값을 산출하고 해석 예측값을 기초로 해석 대상에 대한 해석 결과를 생성한다(S704).
예컨대, 제조설비 시뮬레이션 시스템(100)은 래들의 부피, 용강의 온도, 래들 내 용강의 높이에 대한 값을 제1 또는 제2 해석예측함수에 입력하여 연산을 수행하고, 그 결과값을 기초로 래들 내에 있는 용강 탕면의 유동에 대한 해석 정보를 생성할 수 있다.
다음, 제조설비 시뮬레이션 시스템(100)은 가상설비 뷰어(330)에 해석 대상의 3차원 형상, 움직임 및 해석 결과를 시각적으로 보여준다(S705). 보다 구체적으로, 제조설비 시뮬레이션 시스템(100)은 해석 대상에 대한 형상 정보를 이용하여 가상설비 뷰어(330)에 3차원 형상을 시각적으로 표현한다. 도 10은 해석 대상인 래들의 3차원 형상을 시각화한 예를 도시하고 있다.
한편, 제조설비 시뮬레이션 시스템(100)은 시운전 시뮬레이션 수행시 제어 정보에 따라 동작하는 가상설비에서 해석 대상의 움직임을 측정하고, 그 측정값을 가상설비 뷰어(330)에 제공할 수 있다. 가상설비 뷰어(330)는 측정값을 기초로 해석 대상의 움직임을 시각적으로 표현한다.
또한, 제조설비 시뮬레이션 시스템(100)은 제1 또는 제2 해석예측함수를 이용하여 예측된 해석 결과를 시각적으로 표현한다. 도 11은 해석 대상인 래들에 대한 용강 탕면의 유동에 대한 해석 결과를 시각화한 예를 도시하고 있다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 제조설비 시뮬레이션 시스템 및 시뮬레이션 방법에 있어서, 가장 중요시되는 것은 해석 시간으로, 일반 해석 시뮬레이션을 적용하는 경우 시뮬레이션의 해석 시간은 대상의 복잡도와 주어진 조건에 의해 결정되는데 철강 공정의 경우 설치된 설비의 복잡도도 높고 해석을 위한 조건이 시시각각 변경된다. 그러므로, 본 발명에 따른 보간법을 이용한 제조설비용 시뮬레이션 시스템 및 시뮬레이션 방법은 특히 철강공정과 유사한 연속흐름을 표현해야 하는 산업에 특화된 방안으로 적용될 수 있다.
상기에서는 본 출원의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 출원의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (18)

  1. 가상설비를 제어하는 가상 PLC를 시뮬레이션하여 상기 가상설비의 동작 제어를 위한 제어정보를 생성하는 가상설비 제어서버; 및
    상기 가상설비 제어서버에 의해 생성된 제어정보에 따라 상기 가상설비를 시뮬레이션하여 그 결과를 디스플레이하는 가상설비 서버를 포함하고,
    상기 가상설비 서버는,
    CAE(Computer Aided Engineering) 해석 프로그램상에서 상기 가상 설비에 포함된 해석 대상의 형상에 관한 해석 파라미터에 임의의 값을 입력하여 상기 해석 대상에 대한 시뮬레이션을 수행함으로써 상기 해석 대상의 구조 특성, 열 특성, 유체 특성 중 적어도 하나를 포함하는 해석 결과를 획득하고, 상기 임의의 값 및 상기 해석 결과로 구성된 샘플 해석 데이터를 획득하며, 복수개의 샘플 해석 데이터를 기초로 해석예측함수를 생성하는 해석예측함수 생성부;
    상기 해석 파라미터의 타겟 값을 획득하고, 상기 획득된 타겟 값을 상기 해석예측함수에 입력하여 상기 타겟 값에 대한 해석 결과를 예측하는 해석 예측부; 및
    상기 해석 대상의 3차원 형상 정보 및 상기 예측된 해석 결과를 시각화하여 표현하는 가상설비 뷰어를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조설비 시뮬레이션 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 해석예측함수 생성부는
    복수개의 해석 데이터들 중 N개의 샘플 해석 데이터를 추출하는 샘플 해석 데이터 추출부; 및
    상기 N개의 샘플 해석 데이터를 기초로 N개의 점을 생성하고, N이 임계값을 초과하지 않으면 상기 N개의 점을 모두 만족하는 N-1차 다항식을 상기 해석예측함수로 결정하고, N이 임계값을 초과하면 상기 N개의 점을 복수의 구간으로 분류하고 구간마다 해당 구간에 속하는 점을 모두 만족하고 해당 구간에 속하는 점의 개수만큼의 차수를 가지는 다항식을 상기 해석예측함수로 결정하는 해석예측함수 획득부를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조설비 시뮬레이션 시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 구조 특성은 상기 해석 대상의 기하학적 형상, 재료의 성질, 구조 역학에 따른 응력, 및 변형상태에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 열 특성은 상기 해석 대상 내의 열전도 및 열흐름에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함하며,
    상기 해석 대상에서의 유체 특성은, 상기 해석 대상 내에서 유체의 형상 및 유체의 속성에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조설비 시뮬레이션 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    각 해석 파라미터는 적어도 3개의 서로 다른 해석 파라미터의 값을 갖고,
    상기 해석예측함수 생성부는, 상기 적어도 3개의 서로 다른 해석 파라미터의 값 및 상기 적어도 3개의 서로 다른 해석 파라미터의 값을 기초로 획득되는 해석 결과로 구성된 샘플 해석 데이터를 획득하는 것을 특징으로 하는 제조설비 시뮬레이션 시스템.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 가상설비의 3차원 형상 정보 및 상기 가상설비에 대한 제어 정보를 기초로 상기 가상설비의 움직임을 시운전 시뮬레이션하는 3D 프리젠테이션부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조설비 시뮬레이션 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 해석 파라미터의 타겟 값은 상기 해석 대상을 포함하는 가상설비에 대한 시운전 시뮬레이션을 통해 획득되는 것을 특징으로 하는 시뮬레이션 시스템.
  12. 해석예측함수 생성부가, CAE(Computer Aided Engineering) 해석 프로그램상에서 해석 대상의 형상에 관한 해석 파라미터에 임의의 값을 입력하여 상기 해석 대상을 시뮬레이션하여 상기 해석 대상의 구조 특성, 열 특성, 및 해석 대상에서의 유체 특성 중 적어도 하나를 포함하는 해석 결과를 획득하는 단계;
    상기 해석예측함수 생성부가, 상기 해석 결과와 상기 임의의 값으로 구성된 샘플 해석 데이터를 획득하는 단계;
    상기 해석예측함수 생성부가, 복수개의 샘플 해석 데이터를 기초로 해석예측함수를 생성하는 단계;
    가상설비 제어서버가, 가상 PLC를 시뮬레이션하여 상기 해석 대상을 포함하는 가상설비에 동작을 지시하는 제어 정보를 생성하는 단계;
    가상 구동기 시뮬레이터가, 상기 생성된 제어 정보를 상기 가상설비를 구동하는 구동기에 대한 동작 정보로 변환하는 단계;
    3D 프리젠테이션부가, 상기 동작 정보에 따라 상기 구동기의 움직임을 시뮬레이션하여 상기 해석 파라미터의 타겟 값 및 상기 해석 대상의 움직임 정보를 획득하는 단계; 및
    가상설비 뷰어가, 상기 해석 파라미터의 타겟 값을 상기 해석예측함수에 입력하여 획득되는 해석 결과를 상기 해석 대상의 3차원 형상 정보 및 상기 움직임 정보와 함께 시각화하여 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조설비 시뮬레이션 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 해석예측함수를 생성하는 단계는
    상기 해석예측함수 생성부가, 복수개의 해석 데이터에서 N개의 샘플 해석 데이터를 추출하여 N개의 점을 생성하는 단계; 및
    상기 해석예측함수 생성부가, N이 임계값을 초과하지 않으면 상기 N개의 점을 모두 만족하는 N-1차 다항식을 상기 해석예측함수로 결정하고, N이 임계값을 초과하면 상기 N개의 점을 복수의 구간으로 분류하고, 구간마다 해당 구간에 속하는 점을 모두 만족하고 해당 구간에 속하는 점의 개수만큼의 차수를 가지는 다항식을 상기 해석예측함수로 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조설비 시뮬레이션 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    각 해석 파라미터는 적어도 3개의 서로 다른 해석 파라미터의 값을 갖고,
    상기 획득하는 단계에서, 상기 적어도 3개의 서로 다른 해석 파라미터의 값 및 상기 적어도 3개의 서로 다른 해석 파라미터의 값을 기초로 획득되는 해석 결과로 구성된 샘플 해석 데이터를 획득하는 것을 특징으로 하는 제조설비 시뮬레이션 방법.
  15. 삭제
  16. 제12항에 있어서,
    상기 동작 정보는 속도, 가속도 및 방향 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조설비 시뮬레이션 방법.
  17. 삭제
  18. 제12항에 있어서,
    상기 해석결과는 상기 해석 대상의 구조 특성, 열 특성, 및 해석 대상에서의 유체 특성 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 구조 특성은 상기 해석 대상의 기하학적 형상, 재료의 성질, 구조 역학에 따른 응력, 및 변형상태에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함하며,
    상기 열 특성은 상기 해석 대상 내의 열전도 및 열흐름에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 해석 대상에서의 유체 특성은, 상기 해석 대상 내에서 유체의 형상 및 유체의 속성에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조설비 시뮬레이션 방법.
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