KR101518335B1 - 선박 건조시 모델 정보를 이용한 고정정반의 조립품 자동배치 방법 - Google Patents

선박 건조시 모델 정보를 이용한 고정정반의 조립품 자동배치 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 선박 건조 작업장인 고정정반에 모델 데이터에서 조립품 투영영상 정보를 추출하여 각종 제약 조건 및 알고리즘을 적용하여 자동으로 배치하는 선박건조시 모델 정보를 이용한 고정정반의 조립품 자동배치 방법을 개시한다.
본 발명은 CAD를 이용하여 생산설계에서 설계한 모델 데이터에서 명세화된 조립품의 정보를 이용하여 비트맵 이미지(조립품 투영 형상)를 추출하여 컴퓨터에 저장한 후에 프로그램을 이용하여 작업정반에 최적 자동배치함으로써 정반의 회전율 향상에 따른 생산성 향상을 실현할 수 있는 선박 건조시 모델 정보를 이용한 고정정반의 조립품 자동배치 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 Tribon과 같은 선박 설계 프로그램을 가동하는 단계; 상기 설계 프로그램에서 조립품 정보를 추출하는 단계; 상기 추출된 조립품 정보를 기반으로 SPF 파일을 작성하는 단계; 상기 SPF 파일로부터 비트맵 파일을 생성하는 단계; 및 상기 생성된 비트맵 파일을 기반으로 정반 배치 프로세스를 동작시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Figure R1020080108675
선박 건조, 고정 정반, 조립품, 자동 배치

Description

선박 건조시 모델 정보를 이용한 고정정반의 조립품 자동배치 방법{A METHOD FOR AUTOMATICALLY ARRANGING BLOCK OF FIXED SUFACE PLATE USING MODEL INFORMATION IN CONSTRUCTING A SHIP}
본 발명은 선박 건조 작업장인 고정정반에 모델 데이터에서 조립품 투영형상 정보를 추출하여 각종 제약 조건 및 알고리즘을 적용하여 자동으로 배치하는 선박건조시 모델 정보를 이용한 고정정반의 조립품 자동배치 방법에 관한 것으로, 특히 조립 작업장의 특성을 감안하여 정의된 작업정반에 계획일정에 따른 조립품의 작업우선 순위를 설정한 다음 다양한 형상을 가진 조립품의 비트맵(bitmap) 이미지를 추출하여 작업정반의 크기와 정반부하를 고려하여 자동으로 배치하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 선박을 건조하기 위해서는 수주된 선박의 종류별(상선, 특수선등), 크기별(배수량) 등에 따라 영업 설계를 시작함과 아울러 생산 계획에서 대일정 계획을 수립하게 된다. 영업 설계가 착수되면 상세 설계를 함과 아울러 이에 따른 구매 일정을 수립하고, 다시 상기한 구매 일정과 연동하도록 중일정 계획을 수립하게 된다. 상세 설계 및 중일정 계획이 수립되면 다시 생산에 필요한 생산 설계를 함과 아울러 생산에 필요한 소일정 계획을 부서별, 공정별로 수립함과 아울러 구매 자재가 입고됨과 아울러 생산을 실행하게 되는 것이다.
즉, 선박을 수주하게 되면 견적-설계-생산의 계획을 동시에 진행하게 되는바, 생산 단계에서는 중장기 계획인 선표(대일정)를 수립하고 각 부서별, 공정별로 6개월 내지 1년 정도의 계획인 중일정 계획을 세우며, 다시 각 생산단계별로 소일정 계획을 세우게 된다. 상기한 소일정 계획에 따라 생산 공정을 진행하게 되면, 선체를 이루는 각각의 조립품을 작업장 즉, 고정정반에서 조립을 진행하게 되는바, 조립, 도장, 의장, 탑재의 공정별로 고정정반에서 조립품을 조립하게 되는 것이다.
즉, 조립의 예를 들면, 소조(소조립), 중조(중조립), 대조(대조립)의 순서대로 조립을 하게 되는바, 소조에서 철판을 절단,용접하여 작은 조립품을 조립하게 되면, 이를 중조에 이동시킴과 아울러 다른 조립품과 결합시켜 보다 큰 조립품을 제작하게 되고, 다시 이를 대조, 도크로 이동시켜 선체로 제작하게 되는 것이다. 물론, 상기한 소조, 중조, 대조 각각의 조립품 제작 시 조립품들을 고정정반에 이동시킨 상태에서 다음 조립품으로 조립하게 되는 것이다. 여기서, 상기한 정반에는 다수의 조립품이 이송되어 여러 가지 조립품으로 조립되는바, 상기한 조립품들은 다양한 형태를 갖고있기 때문에 효율적으로 배치를 해야 정반을 효율적으로 운용할 수 있게 된다. 즉, 상기한 조립품들의 형태를 작업자가 확인하고 현재 정반에 배치된 조립품들의 형태에 따라 빈 자리에 새로운 조립품을 배치하게 되는 것이다.
그러나, 상기한 바와 같이 다양한 형태의 조립품을 정반에 배치할 때 작업자 가 수작업으로 즉, 눈짐작으로 조립품의 형태 및 크기를 재서 조립품들의 사이에 배치하게 되면, 상기한 조립품의 정확한 형태 및 크기에 따른 배치가 어렵게 됨과 아울러 조립품의 배치가 틀렸을 경우 다시 다른 장소로 조립품들을 이동시켜야 하기 때문에, 작업 능률이 매우 저하되는 문제점이 있었다.
도 1은 종래 기술의 선박 건조 작업장의 정반에 조립품 배치 방법을 도시한 개략도로서, 조립, 의장, 탑재 등의 공정에서 사용되는 조립품의 여러 종류를 서버 컴퓨터에 저장하여 표준 조립품의 형태를 만들게 된다. 즉, 선박 건조에서 정반에 배치되는 다양한 형태의 조립품을 길이, 폭, 형태별로 표준화하여 이를 서버 컴퓨터에 저장한 상태에서 정반에 새로운 조립품을 배치할 때는 표준화된 조립품에서 하나를 선택하여 배치하면 쉽게 정반에 조립품을 배치할 수 있게 되는 것이다. 여기서, 상기한 조립품의 표준화는 예를 들어, 삼각형상의 조립품일 경우 각 꼭지점(p1, p2, p3)에 대한 좌표(0.0, 0.0, 0.0)를 설정하여 크기 및 형태를 지정할 수 있게 되는 것이다.
이 종래기술은 조립품들의 표준 형태 및 크기를 정의하여 표준 조립품으로 서버 컴퓨터에 저장함과 아울러 정반에 조립품들을 배치할 때 상기한 조립품들의 간섭 여부 및 조립품과 설비들의 간섭 여부를 파악할 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술을 더욱 개선한 것으로서, CAD를 이용하여 생산설계에서 설계한 모델 데이터에서 명세화된 조립품의 정보를 이용하여 비트맵 이미지(조립품 투영 형상)를 추출하여 컴퓨터에 저장한 후에 프로그램을 이용하여 작업정반에 최적 자동배치함으로써 정반의 회전율 향상에 따른 생산성 향상을 실현할 수 있는 선박 건조시 모델 이미지 정보를 이용한 고정정반의 조립품 자동배치 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 Tribon과 같은 선박 설계 프로그램을 가동하는 단계; 상기 설계 프로그램에서 조립품 정보를 추출하는 단계; 상기 추출된 조립품 정보를 기반으로 SPF 파일을 작성하는 단계; 상기 SPF 파일로부터 비트맵 파일을 생성하는 단계; 및 상기 생성된 비트맵 파일을 기반으로 정반 배치 프로세스를 동작시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 정반에서 조립되어야 하는 다양한 형상과 물성을 가진 조립품을 유사 그룹으로 묶은 다음 작업단계에서 일어나는 세부공정을 규명하고 해당 공정별 작업물량을 감안하여 작업기간을 설정하여 표준화하여 이를 서버 컴퓨터에 저장한 후 정반에 새로운 조립품을 배치할 때 표준화된 조립품 정보를 반영하여 현재 정반상태에 배치하는 것만으로 정확한 조립품 배치 및 일정계획 수립을 가능하게 되는 효과를 얻을 수 있다
이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명의 생산 설계 모델 데이터에서 이미지를 추출하는 프로세스를 도시한 도면이다.
단계 S10에서는 Tribon(설계 CAD Model Data) 등의 선박 설계 프로그램을 가동한다. 단계 S20에서는 상기 설계 프로그램에서 조립품 정보를 추출한다. 조립품 정보는 3D값이다. 이어서 S30에서 상기 추출된 조립품 정보를 기반으로 조립품 정보 파일인 SPF 파일을 작성한다. S40과 S50에서 상기 작성된 SPF 파일로부터 조립품 이미지 파일인 비트맵 파일을 생성한다. 그리고 S60에서는 상기 생성된 비트맵 파일을 기반으로 정반 배치 프로그램을 가동한다.
상기 단계 S40에서 비트맵 파일의 생성은 "SPF파일을 비트맵 파일로 변환하는 프로그램"에서 읽은 후에 SPF 파서(parser)를 사용하여 SPF파일의 내용을 분석하고 분석된 조립품 정보를 이용하여 2차원 정보인 비트맵 이미지를 추출하게 되는데, 이때 생산의 작업성을 고려한 기울기 정보를 반영하여 추출한다. 조립품 이미지 정보인 비트맵 파일은 설계 CAD 모델 데이터에서 조립품 정보가 생성된 만큼 세밀한 정보를 담고 있으며, 조립품 구조에 관한 정보를 100%반영하고 있다.
도 3은 선박 건조 작업장의 특정 정반에 조립품을 배치하는 방법을 나타낸 도면이다. 정반에 조립품을 배치할 때는 도면에 도시한 바와 같이, 1차 기준점, 2차 기준점, 3차 기준점, 4차 기준점 등의 기준점을 사전에 설정한 후에 기준점을 기준으로 조립품을 배치한다. 사용자가 컴퓨터 화면상에 마우스로 정반 위에 조립품을 올려놓았을 때, 그때의 조립품 위치도 기준점으로 사용된다. 정반 배치 시에 조립품이 침범해서는 안 되는 부분은 제약 조건을 나타내는 선을 디스플레이한 후 배치 시에 이 선이 걸리게 되면 배치가 되지 않도록 한다. 도 3에서 A는 조립품이 오버랩 된 영역을 도시한다. 한편, 정반에 조립품을 배치할 때는 사전에 입력된 조립품의 "우선순위"를 기준으로 우선 순위가 빠른 조립품부터 정반에 배치되는데, 배치된 조립품은 해당 조립품이 정반에서 작업해야 하는 작업 기간 동안 해당 정반에 배치된다. 조립품의 배치 작업은 시간과 공간을 모두 고려하여 계산하는데, 여기서 시간은 정반 위에서 수행되는 작업의 소요 시간, 정반 위의 조립품을 교체하는 주기, 사용자가 보길 원하는 정반 배치 현황의 시간 간격 등의 정보를 말하며, 공간은 정반의 수, 정반의 크기, 정반의 위치 등의 정보를 말한다.
도 4는 정반 배치 프로세스 흐름도를 도시한다.
이하에 정반 배치 프로세스 흐름을 설명한다. 먼저, 단계 Tribon 등의 설계 프로그램에서 조립품 정보를 추출하여 조립품 정보를 가져온다(S4100, S4110). 이어서 추출된 조립품 정보로부터 비트맵 파일을 생성하여 조립품 비트맵이 작성된다(S4120, 4130). 이어서 조립품 정보와 조립품 비트맵으로 이루어진 조립품 리스트를 생성하여 조립품 리스트가 작성된다(S4140, S4150). 이어서 한 공장에서 특정 날짜 예를 들어 금일에 배치할 작업정반 중 1번 정반을 선택한 후에 각 정반을 순차적으로 검색한다(S4160). 이어서 금일 정반 배치가 완료되었는지를 확인한다(S4170). 금일 정반 배치가 완료된 경우, 현재 날짜를 다음 날짜로 변경하고(S4180), 이 현재 정반을 다음 날짜의 1번 정반으로 옮긴다(S4190). 이어서 현재 날짜에 정반의 이용이 가능한지 확인하고(S4200), 이용 가능한 경우, 현재 날짜의 현재 정반에 작업하는 조립품이 있는지를 확인한다(S4210). 한편, 상기 단계 S4170에서 금일 정반 배치가 완료되지 않은 경우, 바로 현재 날짜에 정반의 이용이 가능한지를 확인하는 단계 S4200으로 진행한다. 상기 단계 S4210에서 현재 날짜의 현재 정반에 작업하는 조립품이 없는 경우, 조립품 리스트에 있는 모든 조립품들에 대해 순차적으로 정반 배치를 수행한다(S4220). 이어서 조립품을 배치한 후에 오버랩이 발생하였는지를 확인하고(S4230), 오버랩이 발생하지 않은 경우, 조립품 리스트에서 현재 조립품을 제거하고(S4240), 조립품 리스트가 비었는지를 확인하여(S4270), 빈 경우, 종료한다. 조립품 리스트가 비지 않은 경우, 현재 정반을 다음 정반으로 옮긴다(S4280). 상기 단계 S4230에서 오버랩이 발생한 경우, 해당 조립품을 조립품 리스트에 롤백(rollback)하고(S4250), 조립품 리스트에 있는 모든 조립품에 대해 배치를 시도하였는지를 확인하고(S4260), 조립품 리스트에 있는 모든 리스트에 대해 배치를 시도한 경우, 현재 정반을 다음 정반으로 옮겨서(S4280) 금일 정반배치가 완료되었는지를 확인하는 단계 S4170으로 진행한다. 한편, 상기 단계 S4200에서 현재 날짜에 정반이 이용이 가능하지 않고, 상기 단계 S4210에서 현재 날짜의 현재 정반에 작업하는 조립품이 있는 경우, 흐름은 현재 정반을 다음 정반으로 옮기는 단계 S4280으로 진행하고, 이어서 금일 정반배치가 완료되었는지를 확인하는 단계 S4170으로 진행한다. 한편, 상기 단계 S4260에서, 조립품 리스트에 있는 모든 조립품에 대해 배치를 시도하지 않은 경우, 현재 정반을 다음 정반으로 옮기는 단계 S4280으로 복귀하고 이어서 금일 정반배치가 완료되었는지를 확인하는 단계 S4170으로 진행한다. 상기 단계 S4260에서, 조립품 리스트에 있는 모든 조립품에 대해 배치를 시도하지 않은 경우에는 단계 S4220으로 진행한다.
도 5는 정반배치 이미지를 생성하는 흐름도를 도시하는데, 이하에 정반배치 이미지를 생성하는 흐름을 설명한다.
먼저, 조립품에 대한 3D 포맷 스텝 데이터를 입력하고(S510), 스텝 데이터를 분석하여 3D 조립품 및 조립품 구성부품인 어셈블리 리스트를 생성한다(S520). 이어서, 조립품 리스트에서 이미지 생성 대상 즉, 정반 배치 대상을 선정하고(S530), 작업 편의를 위해 현장에 놓일 평면 좌표, 즉 포지션을 자동계산하고(S540), 이어서 상기 자동계산한 평면 좌표가 적합한지를 유저가 확인하고(S550), 포지션이 적합하지 않은 경우, 수작업으로 결정하여(S560) 포지션을 수정하여 다시 포지션이 적합한지를 확인하는 단계(S550)로 복귀한다. 이어서 정반 크기의 픽셀 값에 따라 조립품 조립품의 픽셀 값이 같도록 스케일을 결정한다(S570). 다음에 상기 포지션 정보를 이용하여 2D값으로 가시화하여(S580) 조립품 비트맵이 생성된다(S590). 이렇게 하여 정반 배치 이미지가 생성된다.
지금까지 본 발명을 일 실시예를 참고로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 이하의 부속 청구범위의 사상 및 영역을 일탈하지 않는 범위내에서 당업자에 의해 여러 가지로 수정 및 변형 실시될 수 있다.
도 1은 종래 기술의 선박 건조 작업장의 정반에 블록 배치 방법을 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 생산 설계 모델 데이터에서 이미지를 추출하는 프로세스를 도시한 도면이다.
도 3은 선박 건조 작업장의 특정 정반에 조립품을 배치하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 4는 정반 배치 프로세스 흐름도를 도시한다.
도 5는 정반배치 이미지를 생성하는 흐름도를 도시한다.

Claims (3)

  1. Tribon과 같은 선박 설계 프로그램을 가동하는 단계;
    상기 설계 프로그램에서 조립품 정보를 추출하는 단계;
    상기 추출된 조립품 정보를 기반으로 SPF 파일을 작성하는 단계;
    상기 SPF 파일로부터 비트맵 파일을 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 비트맵 파일을 기반으로 정반 배치 프로세스를 동작시키는 단계를 포함하고,
    상기 정반 배치 프로세스는,
    설계 프로그램에서 조립품 정보를 추출하여 추출된 정보로부터 비트맵 파일을 작성하고 조립품 정보와 비트맵으로 이루어진 조립품 리스트를 생성하는 단계;
    특정일에 작업할 정반중에서 1번 정반을 선택하고, 각 정반을 순차적으로 검색하는 단계;
    특정일에 작업할 정반 배치가 완료되었는지를 확인하는 단계;
    특정일에 작업할 정반 배치가 완료된 경우, 상기 특정일의 날짜를 다음 날짜로 변경하고, 현재 정반을 1번 정반으로 옮기는 단계;
    현재 날짜에 정반의 이용이 가능한지를 확인하고 현재 날짜의 현재 정반에 작업하는 조립품이 있는지를 확인하여 조립품 리스트에 있는 모든 조립품들에 대해 순차적으로 정반 배치를 수행하는 단계;
    조립품을 배치한 후 오버랩이 발생하였는지를 확인하여 오버랩이 발생하지 않은 경우, 조립품리스트에서 현재 조립품을 제거하고, 오버랩이 발생한 경우 해당 조립품을 조립품 리스트에 롤백하고, 조립품 리스트에 있는 모든 조립품에 대해 배치를 시도하였는지를 확인하는 단계; 및
    조립품 리스트가 비었는지를 확인하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 컴퓨터 장치에 의해 수행되는 선박 건조시 모델 정보를 이용한 고정정반의 조립품 자동배치 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 비트맵 파일을 생성하는 단계는,
    조립품에 대한 3D 포맷 스텝 데이터를 입력하는 단계;
    상기 스텝 데이터를 분석하여 3D 조립품과 어셈블리 리스트를 생성하는 단계;
    조립품 리스트에서 이미지 생성 대상을 선정하여 현장에 놓일 포지션을 자동계산하는 단계;
    상기 자동계산한 포지션의 적합여부를 확인하는 단계; 및
    정반 크기에 따라 조립품의 크기가 같도록 스케일을 결정하고 조림품과 어셈블리를 가시화하여 비트맵 이미지를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 컴퓨터 장치에 의해 수행되는 선박 건조시 모델 정보를 이용한 고정정반의 조립품 자동배치 방법.
  3. 삭제
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