KR101796744B1 - 오프쇼어 시스템 운영 및 엔지니어링 시뮬레이션 시스템 - Google Patents

오프쇼어 시스템 운영 및 엔지니어링 시뮬레이션 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 오프쇼어 시스템의 운영 및 엔지니어링을 함께 시뮬레이션할 수 있는 시뮬레이션 시스템이다. 본 발명의 오프쇼어 시스템 운영 및 엔지니어링 시뮬레이션 시스템은 오프쇼어 시스템에 장착된 센서부에서 센싱된 정보를 기반으로 적어도 하나의 환경 데이터를 생성하는 환경 정보부, 상기 오프쇼어 시스템의 상태 또는 상기 오프쇼어 시스템의 일부 상태에 기반한 필드 데이터를 생성하는 필드 데이터부, 상기 필드 데이터부로부터 상기 필드 데이터를 전달받아 소정의 프로그램을 이용하여, 수치화된 데이터인 엔지니어링 데이터로 변환하는 변환 모델부, 상기 환경 정보부로부터 환경 데이터를 전달받고, 상기 변환 모델부로부터 엔지니어링 데이터를 전달받아, 상기 엔지니어링 데이터에 따른 상기 환경 데이터의 변화량을 연산하여 출력하는 시뮬레이션 서버를 포함할 수 있다.

Description

오프쇼어 시스템 운영 및 엔지니어링 시뮬레이션 시스템{OFFSHORE SYSTEM OPERATING AND ENGINEERING SIMULATION SYSTEM}
본 발명은 오프쇼어 시스템의 운영 및 다양한 엔지니어링을 시험할 수 있는 시뮬레이션 시스템에 관한 것이다.
해양 시추를 위한 해양 구조물들은 해상에서 단독으로 작업할 수 없으며, 무어링(Mooring) 또는 파이프 부설 등 여러 목적에 따른 해양 지원선(Offshore Support Vessel, OSV)와 함께 작업을 수행할 수 있다.
이러한 해양 지원선은 동적 위치제어(Dynamic Positioning, DP) 모듈을 통해 해양 구조물과 일정 거리를 유지하게 한다.
DP 모듈은 시추선의 하부에 부착된 다수개의 쓰러스터(Thruster)를 움직여 시추 중 고정된 위치를 유지하도록 제어를 하며, 시추선을 이동시킨다.
무어링 모듈은 수면 위에 떠 있는 장비의 위치를 한정시키는 기능을 하며, 장비의 중심에 케이블의 일단이 고정되고, 해저 지반에 상기 케이블의 타단이 고정되어 장비가 일정 반경 내에서 표류하도록 한다.
본 발명에서 오프쇼어 시스템은 OSV, DP, Mooring 기타 시추에 필요한 모든 해상 장비를 포함하는 것을 지칭한다.
기존의 오프쇼어 시스템용 시뮬레이션 장치는 오프쇼어 시스템을 운영시키는 운영자를 위한 훈련 장치로 이용되는 것에 그쳤으며, 오프쇼어 시스템의 전부 또는 일부를 설계하고 시험을 통한 타당성 검토를 위한 훈련 시뮬레이션 장치는 별도로 제공되지 않아, 오프쇼어 시스템에 결함 등 문제발생요소에 대한 식별의 필요성이 있는 경우에, 이를 미리 발견할 수 없는 단점이 있었다.
즉, 오프쇼어 시스템의 일부를 차지하는 복수의 모듈이 서로 다른 제작자에 의해 설계되고 제작되는데, 이 중 일부에 결함이 있더라도 오프쇼어 시스템을 운영하기 전에는 미리 이 결함을 발견할 수 없는 문제가 있었다.
한국특허공개공보 20150124241A (2015-11-05 공개)
본 발명은 상기의 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 오프쇼어 시스템의 운영과 엔지니어링을 동시에 훈련할 수 있는 오프쇼어 시뮬레이션 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 오프쇼어 시스템 운영 및 엔지니어링 시뮬레이션 시스템은 오프쇼어 시스템 또는 상기 오프쇼어 시스템의 일부에 장착된 센서부에서 센싱된 정보를 기반으로 적어도 하나의 환경 데이터를 생성하는 환경 정보부, 상기 오프쇼어 시스템의 상태 또는 상기 오프쇼어 시스템의 일부 상태에 기반한 필드 데이터를 생성하는 필드 데이터부, 상기 필드 데이터부로부터 상기 필드 데이터를 전달받아 소정의 프로그램을 이용하여, 수치화된 데이터인 엔지니어링 데이터로 변환하는 변환 모델부, 상기 환경 정보부로부터 환경 데이터를 전달받고, 상기 변환 모델부로부터 엔지니어링 데이터를 전달받아, 상기 엔지니어링 데이터에 따른 상기 환경 데이터의 변화량을 연산하여 출력하는 시뮬레이션 서버를 포함할 수 있다.
또한, 상기 변환 모델부는 ANSYS 또는 MATLAB 프로그램을 이용하여 상기 필드 데이터를 상기 엔지니어링 데이터로 변환할 수 있다.
또한, 상기 필드 데이터부는 제1 유닛을 포함하고, 상기 변환 모델부는 제1 모델부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 유닛에서 윈치의 반경, 관성, 텐션, 토크 중 적어도 하나를 선택하여, 상기 제1 모델부로 전달하고, 상기 제1 모델부는 전달된 데이터를 기초로 윈치 속도 데이터로 변환할 수 있다.
또한, 상기 필드 데이터부는 제2 유닛을 포함하고, 상기 변환 모델부는 제2 모델부를 포함하고, 상기 제2 유닛에서 키(rudder)의 면적, 형태 및 중량 중 적어도 하나를 선택하여, 상기 제2 모델부로 전달하고, 상기 제2 모델부는 전달된 데이터를 기초로 타력(Rudder force) 데이터로 변환할 수 있다.
또한, 상기 필드 데이터부는 제3 유닛을 포함하고, 상기 변환 모델부는 제3 모델부를 포함하고, 상기 제3 유닛에서 키(rudder)의 면적, 형태 및 중량 중 적어도 하나를 선택하여, 상기 제3 모델부로 전달하고, 상기 제3 모델부는 전달된 데이터를 기초로 타력(Rudder force) 데이터로 변환할 수 있다.
또한, 상기 필드 데이터부는 제4 유닛을 포함하고, 상기 변환 모델부는 제4 모델부를 포함하고,상기 제4 유닛에서 상기 오프쇼어 시스템의 형태, 중량톤(DWT), 앞부분/뒷부분(fore/aft), 공압 면적(windage area) 중 적어도 하나를 선택하여, 상기 제4 모델부로 전달하고, 상기 제4 모델부는 전달된 데이터를 기초로 해수 또는 바람 항력(drag force) 데이터로 변환할 수 있다.
또한, 상기 필드 데이터부는 제5 유닛을 포함하고, 상기 변환 모델부는 제5 모델부를 포함하고,상기 제5 유닛에서 쓰러스터(thruster)의 배치, 가속도, 관성 및 급정거(crash stop) 데이터 중 적어도 하나를 선택하여, 상기 제5 모델부로 전달하고, 상기 제5 모델부는 전달된 데이터를 기초로 쓰러스터 데이터로 변환할 수 있다.
또한, 상기 필드 데이터부는 제6 유닛을 포함하고, 상기 변환 모델부는 제6 모델부를 포함하고,상기 제6 유닛에서 쓰러스터(thruster)의 배치, 가속도, 관성 및 급정거(crash stop) 중 적어도 하나를 선택하여, 상기 제6 모델부로 전달하고, 상기 제6 모델부는 전달된 데이터를 기초로 해류 또는 바람 항력(drag force) 데이터로 변환할 수 있다.
또한, 상기 필드 데이터부는 제7 유닛을 포함하고, 상기 변환 모델부는 제7 모델부를 포함하고, 상기 제7 유닛에서 상기 오프쇼어 시스템의 형태, 흘수(draft), 중량톤(DWT), 방형비척계수(block coefficient), 주형비척 계수(prismatic coefficient) 중 적어도 하나를 선택하여, 상기 제7 모델부로 전달하고, 상기 제7 모델부는 전달된 데이터를 기초로 수압(hydrostatic) 데이터로 변환할 수 있다.
또한, 상기 필드 데이터부는 제8 유닛을 포함하고, 상기 변환 모델부는 제8 모델부를 포함하고, 상기 제8 유닛에서 상기 오프쇼어 시스템의 선회(turn), 전진(advance), 이동(transfer), 선회 지름(tactical diameter) 데이터 중 적어도 하나를 선택하여, 상기 제8 모델부로 전달하고, 상기 제8 모델부는 전달된 데이터를 기초로 PID 제어 데이터로 변환할 수 있다.
또한, 상기 시뮬레이션 서버는 상기 환경 정보부로부터 적어도 하나의 환경 데이터를 입력받는 제1 입력부; 상기 변환 모델부로부터 적어도 하나의 엔지니어링 데이터를 입력받는 제2 입력부; 상기 제1 입력부로부터 상기 적어도 하나의 환경 데이터를 전달받고, 상기 제2 입력부로부터 적어도 하나의 엔지니어링 데이터를 입력받아, 상기 엔지니어링 데이터에 따른 상기 환경 데이터의 변화량을 연산하는 연산부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 연산부는 상기 환경 데이터의 변화량이 소정 범위를 벗어난 경우에 피드백 데이터를 생성할 수 있다.
또한, 상기 시뮬레이션 서버는 출력부를 더 포함하고, 상기 출력부는 상기 연산부로부터 피드백 데이터를 전달받을 수 있다.
또한, 상기 오프쇼어 시스템 운영 및 엔지니어링 시뮬레이션 시스템은 디스플레이부를 더 포함하고, 상기 디스플레이부는 상기 출력부로부터 상기 피드백 데이터를 입력받아 디스플레이할 수 있다.
또한, 상기 오프쇼어 시스템 운영 및 엔지니어링 시뮬레이션 시스템은 시뮬레이션 서버, 환경 정보부, 변환 모델부를 포함하는 클라우드 서버를 더 포함하고, 상기 디스플레이부와 상기 필드 데이터부는 상기 클라우드 서버와 원격인 곳에 위치할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 오프쇼어 시스템 운영 및 엔지니어링 시뮬레이션 방법은 오프쇼어 시스템의 상태 또는 상기 오프쇼어 시스템의 일부 상태에 기반한 제1 필드 데이터를 생성하는 단계; 상기 제1 필드 데이터부로부터 상기 필드 데이터를 전달받아 소정의 프로그램을 이용하여, 수치화된 데이터인 제1 엔지니어링 데이터로 변환하는 단계; 상기 오프쇼어 시스템에 장착된 센서부에서 센싱된 정보를 기반으로 적어도 하나의 환경 데이터를 생성하는 단계; 및 상기 제1 엔지니어링 데이터에 따른 상기 환경 데이터의 변화량을 연산하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 환경 데이터의 변화량이 소정 범위를 벗어난 경우에, 상기 제1 필드 데이터와 상이한 제2 필드 데이터를 선택하는 단계; 및 상기 제2 필드 데이터에 기반하여 제2 엔지니어링 데이터를 변환하는 단계; 상기 제2 엔지니어링 데이터와 상기 환경 데이터를 입력받아, 상기 제2 엔지니어링 데이터에 따른 상기 환경 데이터의 변화량을 연산하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 환경 데이터의 변화량이 소정 범위 이내인 경우에, 상기 제1 필드 데이터를 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 오프쇼어 시스템을 운영하기 위한 훈련과 함께 오프쇼어 시스템의 설계 및 분해와 같은 엔지니어링을 시험할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 오프쇼어 시스템 및 오프쇼어 시스템 일부를 제작하는 제조업체나 해체작업을 수행하는 업체에서 범용으로 시뮬레이션할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 오프쇼어 시스템이 완성되기 전에 미리 오프쇼어 시스템의 결함을 발견하여 제조 비용을 감소하고 안전을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 클라우드 기반의 시스템으로 다수의 훈련생을 동시에 훈련할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 오프쇼어 시스템 운영 및 엔지니어링 시뮬레이션 시스템을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 필드 데이터부와 변환 모델부를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 시뮬레이션 서버를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 오프쇼어 시스템 운영 및 엔지니어링 시뮬레이션 방법을 도시한 것이다.
본 발명은 오프쇼어 시스템의 운영과 엔지니어링을 함께 훈련할 수 있는 오프쇼어 시스템 운영 및 엔지니어링 시뮬레이션 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 오프쇼어 시스템 운영 및 엔지니어링 시뮬레이션 시스템은 시뮬레이션 저장부(미도시), 환경 정보부(100), 시뮬레이션 서버(200), 필드 데이터부(300), 변환 모델부(400), 디스플레이부(500)를 포함할 수 있다.
본 발명에서 오프쇼어 시스템은 OSV, DP, Mooring 모듈 및 기타 오프쇼어를 위한 선박 및 장비를 모두 지칭하며, 오프쇼어 시스템의 일부는 오프쇼어를 이루는 부품 또는 모듈을 지칭하는 것으로 한다. 또한, 본 발명에서 엔지니어링이라 함은 오프쇼어 시스템 또는 오프쇼어 시스템의 일부의 설계, 제작, 해체 중 적어도 하나를 포함한다.
본 발명의 시뮬레이션 저장부(미도시)는 적어도 하나의 시나리오를 저장할 수 있다. 이 시나리오는 오프쇼어 시스템에 장착된 센서부에서 센싱된 정보를 기반으로 기존에 생성된 환경 데이터에 따라 달라질 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 환경 정보부(100)는 시뮬레이션 저장부(미도시)로부터 특정 시나리오를 전달받고, 이 시나리오에 포함된 환경 데이터를 시뮬레이션 서버(200)로 전달할 수 있다.
또는 제2 실시예에 따른 환경 정보부(100)는 미리 저장된 시나리오가 아니라 오프쇼어 시스템 및/또는 오프쇼어 시스템의 일부에 장착된 센서부에서 실시간으로 센싱된 정보를 기반으로 환경 데이터를 생성하여 시뮬레이션 서버(200)로 전달할 수 있다.
본 발명의 센서부는 바람 센서, 해류 센서, 파도 센서, 속도 센서, 흘수(draught) 센서, 자이로 센서, 회전 센서, 가변 랙 스토르크(Variable Rack Stroke, VRS) 센서, PME 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 환경 데이터는 오프쇼어 시스템 주변의 바람의 속력 및 방향, 오프쇼어 시스템이 위치한 바다의 해류 속력 및 방향, 오프쇼어 시스템을 치는 파도의 높이, 방향, 및 주기, 오프쇼어 시스템의 헤딩(heading), 오프쇼어 시스템의 roll, pitch 및 heave, 오프쇼어 시스템의 흘수- 여기서, 흘수는 오프쇼어 시스템의 정중앙부의 수면이 닿은 위치에서 오프쇼어 시스템의 가장 밑바닥 부분까지의 수직거리를 의미함-, 오프쇼어 시스템의 선회율, 오프쇼어 시스템의 속도, 오프쇼어 시스템의 위치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 필드 데이터부(300)는 오프쇼어 시스템 상태 또는 오프쇼어 시스템 일부 상태에 기반한 필드 데이터를 선택할 수 있으며, 적어도 하나의 유닛을 포함할 수 있다. 오프쇼어 시스템 및/또는 오프쇼어 시스템의 일부의 운영을 훈련하는 훈련생 또는 오프쇼어 시스템 및/또는 오프쇼어 시스템의 일부를 제조하는 훈련생은 필드 데이터부(300)에서 데이터를 선택할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 필드 데이터부(300)는 적어도 하나의 그룹으로부터 데이터를 전달받을 수 있다. 여기서, 그룹이란 오프쇼어 시스템을 제조하는 제조회사일 수 있다. 즉, 필드 데이터부(300)에서 선택될 수 있는 필드 데이터는 A사에서 제조된 오프쇼어 시스템 또는 오프쇼어 시스템의 일부에 기반한 필드 데이터, B사에서 제조된 오프쇼어 시스템 또는 오프쇼어 시스템의 일부에 기반한 필드 데이터, C사에서 제조된 오프쇼어 시스템 또는 오프쇼어 시스템의 일부에 기반한 필드 데이터일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 변환 모델부(400)는 필드 데이터부(300)로부터 필드 데이터를 전달받아 소정의 변환 과정을 거쳐 수치화된 자료인 엔지니어링 데이터로 변환한 뒤, 엔지니어링 데이터를 시뮬레이션 서버(200)로 전달할 수 있으며, 적어도 하나의 모델부를 포함할 수 있다.
예컨대, 본 발명의 변환 모델부(400)는 ANSYS와 같은 프로그램을 이용하여, 필드 데이터가 연산되면, 소정의 함수 라이브러리가 실행되어 필드 데이터에 기초한 수치적 해석 결과인 엔지니어링 데이터를 생성하여, 이를 시뮬레이션 서버(200)로 전달할 수 있다. 또는, 본 발명의 변환 모델부(400)는 MATLAB과 같은 프로그램을 이용하여, 필드 데이터를 전달받아 데이터를 MATLAB 파일 형식으로 변한하고, 소정 알고리즘을 이용하여 필드 데이터를 계산하여 엔지니어링 데이터로 변환하고, 이 엔지니어링 데이터를 시뮬레이션 서버(200)로 전달할 수 있다.
본 발명의 필드 데이터부(300)는 제1 유닛(310)을 포함할 수 있으며, 변환 모델부(400)는 제1 모델부(410)를 포함할 수 있다. 상기 제1 유닛(310)에서 선택된 데이터는 제1 모델부(410)로 전달될 수 있다. 예컨대, 제1 유닛(310)에서 윈치(winch)에 기반한 데이터를 선택할 수 있다. 제1 유닛(310)에서 선택될 수 있는 데이터는 윈치의 반경, 관성, 텐션, 토크 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제1 유닛(310)에서 선택된 데이터는 제1 모델부(410)로 전달될 수 있다. 제1 모델부(410)는 제1 유닛(310)으로부터 전달된 적어도 하나의 윈치 관련 데이터를 기초로 엔지니어링 데이터인 윈치 속도 데이터로 변환하여 시뮬레이션 서버(200)로 전달할 수 있다.
본 발명의 필드 데이터부(300)는 제2 유닛(320)을 포함할 수 있으며, 변환 모델부(400)는 제2 모델부(420)를 포함할 수 있다. 제2 유닛(320)에서 선택될 수 있는 필드 데이터는 키(rudder)의 면적, 형태 및 중량 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제2 유닛(320)에서 선택된 필드 데이터는 제2 모델부(420)로 전달될 수 있다. 제2 모델부(420)는 제2 유닛(320)으로부터 전달된 적어도 하나의 키(rudder) 관련 데이터를 기초로 엔지니어링 데이터인, 타력(Rudder force) 데이터로 생성하여 시뮬레이션 서버(200)로 전달할 수 있다.
본 발명의 필드 데이터부(300)는 제3 유닛(330)을 포함할 수 있으며, 변환 모델부(400)는 제3 모델부(430)를 포함할 수 있다. 제3 유닛(330)에서 선택될 수 있는 필드 데이터는 앵커(anchor)의 중량, 유형, 체인의 중량, 유닛, 길이 및 배치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제3 유닛(330)에서 선택된 앵커 관련 데이터는 제3 모델부(430)로 전달될 수 있다. 제3 모델부(430)는 제3 유닛(330)에서 전달된 적어도 하나의 앵커 관련 필드 데이터를 기초로 엔지니어링 데이터인 앵커 홀딩(anchor holding), 체인 브레이킹(chain breaking) 데이터로 변환하여 시뮬레이션 서버(200)로 전달할 수 있다.
본 발명의 필드 데이터부(300)는 제4 유닛(340)을 포함할 수 있으며, 변환 모델부(400)는 제4 모델부(440)를 포함할 수 있다. 상기 제4 유닛(340)에서 선택될 수 있는 필드 데이터는 오프쇼어 시스템의 형태, 중량톤(DWT), 앞부분/뒷부분(fore/aft), 공압 면적(windage area) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제4 유닛(340)에서 선택된 오프쇼어 시스템 관련 필드 데이터는 제4 모델부(440)로 전달될 수 있다. 제4 모델부(440)는 제4 유닛(340)에서 전달된 필드 데이터를 엔지니어링 데이터인 해수 및/또는 바람 항력(drag force) 데이터로 변환하여 시뮬레이션 서버(200)로 전달할 수 있다.
본 발명의 필드 데이터부(300)는 제5 유닛(350)을 포함할 수 있으며, 변환 모델부(400)는 제5 모델부(450)를 포함할 수 있다. 상기 제5 유닛(350)에서 선택될 수 있는 필드 데이터는 쓰러스터(thruster)의 배치, 가속도, 관성 및 급정거(crash stop) 데이터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제5 유닛(350)에서 선택된 쓰러스터 관련 필드 데이터는 제5 모델부(450)로 전달될 수 있다. 제5 모델부(450)는 제5 유닛(350)에서 전달된 적어도 하나의 필드 데이터를 엔지니어링 데이터인 쓰러스터 데이터로 변환하여 시뮬레이션 서버(200)로 전달할 수 있다.
본 발명의 필드 데이터부(300)는 제6 유닛(360)을 포함할 수 있으며, 변환 모델부(400)는 제6 모델부(460)를 포함할 수 있다. 상기 제6 유닛(360)에서 선택될 수 있는 필드 데이터는 쓰러스터(thruster)의 배치, 가속도, 관성 및 급정거(crash stop) 데이터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제6 유닛(360)에서 선택된 쓰러스터 관련 필드 데이터는 제6 모델부(460)로 전달될 수 있다. 제6 모델부(460)는 제6 유닛(30)에서 전달된 적어도 하나의 필드 데이터를 엔지니어링 데이터인 해류 및/또는 바람 항력(drag force) 데이터로 변환하여 시뮬레이션 서버(200)로 전달할 수 있다.
본 발명의 필드 데이터부(300)는 제7 유닛(370)을 포함할 수 있으며, 변환 모델부(400)는 제 7 모델부를 포함할 수 있다. 상기 제7 유닛(370)에서 선택될 수 있는 필드 데이터는 오프쇼어 시스템의 형태, 흘수(draft), 중량톤(DWT), 방형비척계수(block coefficient), 주형비척 계수(prismatic coefficient) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제7 유닛(370)에서 선택된 필드 데이터는 제7 모델부(470)로 전달될 수 있다. 제7 모델부(470)는 제7 유닛(370)에서 전달된 필드 데이터를 엔지니어링 데이터인, 수압(hydrostatic) 데이터로 변환하여 시뮬레이션 서버(200)로 전달할 수 있다.
본 발명의 필드 데이터부(300)는 제8 유닛(380)을 포함할 수 있으며, 변환 모델부(400)는 제8 모델부(480)를 포함할 수 있다. 상기 제8 유닛(380)에서 선택될 수 있는 필드 데이터는 오프쇼어 시스템의 선회(turn), 전진(advance), 이동(transfer), 선회 지름(tactical diameter) 데이터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제8 유닛(380)에서 선택된 필드 데이터는 제8 모델부(480)로 전달될 수 있다. 제8 모델부(480)는 제8 유닛(380)에서 전달된 데이터를 엔지니어링 데이터인, PID 제어 데이터로 변환하여 시뮬레이션 서버(200)로 전달할 수 있다.
본 발명의 시뮬레이션 서버(200)는 제1 입력부(210), 제2 입력부(220), 연산부(230), 출력부(240), 저장부(250)를 포함할 수 있다.
본 발명의 제1 입력부(210)는 환경 정보부(100)로부터 적어도 하나의 환경 데이터를 입력받고, 이를 연산부(230)로 전달할 수 있다.
본 발명의 제2 입력부(220)는 변환 모델부(400)로부터 적어도 하나의 엔지니어링 데이터를 입력받고, 이를 연산부(230)로 전달할 수 있다.
본 발명의 연산부(230)는 엔지니어링 데이터에 따른 환경 데이터의 변화량을 연산하고, 연산된 환경 데이터의 변화량을 출력부(240)로 전달할 수 있다. 바람직하게, 상기 연산부(230)는 환경 데이터의 변화량이 소정 범위를 벗어난 경우에만, 피드백 데이터를 생성하여 출력부(240)로 전달할 수 있다.
예를 들어, 연산부(230)는 제1 입력부(210)로부터 해류 속력 및 방향 데이터를 전달받고, 제2 입력부(220)로부터 타력(rudder force)을 전달받은 경우에, 이 타력에 따라 해류의 속력 및 방향이 초기값(제1 입력부(210)로부터 전달받았던 해류의 속력 및 방향)과 10% 이상 차이나는 경우에, 피드백 데이터인 타력에 따른 해류의 속력 및 방향 데이터를 출력부(240)로 전달할 수 있다. 이 실시예는 제1 입력부(210), 제2 입력부(220)로부터 각각 하나의 데이터만을 입력받는 것으로 가정하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 제1 입력부(210), 제2 입력부(220)는 복수개의 데이터를 입력받을 수 있으며, 특히, 제2 입력부(220)는 복수개의 엔지니어링 데이터를 입력받고, 이 복수개의 엔지니어링 데이터에 따른 환경 데이터가 소정 범위를 벗어나게 변하는 경우에, 피드백 데이터(환경 데이터의 변화량) 출력부(240)로 전달할 수 있다.
출력부(240)는 연산부(230)로부터 피드백 데이터를 전달받고, 이를 디스플레이부(500)로 전달할 수 있다.
또한, 본 발명의 서버는 환경 데이터의 변화량인 피드백 데이터를 저장하는 저장부(250)를 더 포함할 수 있다.
오프쇼어 시스템 전부 또는 일부를 운영하거나, 오프쇼어 시스템 전부 또는 일부의 엔지니어링을 훈련하고자 하는 훈련생은 디스플레이부(500)로 전달된 피드백 데이터에 따라 초기 필드 데이터와 상이한 제2 필드 데이터를 선택할 수 있으며, 이 선택된 필드 데이터는 상술한 변환 과정을 거쳐 엔지니어링 데이터로 변환되어, 시뮬레이션 서버(200)로 전달될 수 있다. 위에서 상술한 과정과 마찬가지로, 시뮬레이션 서버(200)는 제2 필드 데이터에 따른 환경 데이터의 변화량을 연산하고, 소정 범위 밖이면 다시 피드백 데이터를 생성하여 출력부(240)로 전달할 수 있다. 위에서와 마찬가지로 출력부(240)는 피드백 데이터를 전달받아 디스플레이부(500)로 전달하고, 오프쇼어 시스템 전부 또는 일부를 운영하거나, 오프쇼어 시스템 전부 또는 일부의 엔지니어링을 훈련하고자 훈련생은 제2 필드 데이터와 상이한 제3 필드 데이터를 선택하여 위 과정을 다시 반복함으로써, 적절한 훈련을 받을 수 있다.
또는, 오프쇼어 시스템을 엔지니어링하는 제작자는 디스플레이부(500)로 전달된 피드백 데이터에 따라 초기 필드 데이터와 상이한 제2 필드 데이터를 선택할 수 있으며, 상술한 과정과 마찬가지로, 엔지니어링 데이터로 변환하여, 시뮬레이션 서버(200)로 전달하고, 시뮬레이션 서버(200)는 제2 필드 데이터에 따른 환경 데이터의 변화량을 연산하여, 소정 범위 밖이면 피드백 데이터를 생성하여 출력부(240)로 전달하고, 출력부(240)는 전달된 피드백 데이터를 디스플레이부(500)로 전달하여, 디스플레이할 수 있다. 이와 같이, 오프쇼어 시스템 또는 오프쇼어 시스템의 일부를 설계하거나 해체하는 과정에서 이와 같이 시뮬레이션을 진행함으로써, 실제 오프쇼어 시스템이 건조되기 전에 오프쇼어 시스템의 다양한 설계 검토를 통해 사전에 결함 등을 발견하고 이를 정정함으로써, 시간과 비용을 절감하고, 오프쇼어 시스템을 운영하는 오퍼레이터들과 작업자들의 안전을 도모할 수 있는 장점이 있다.
또한, 위에서 상술한 바와 같이, 필드 데이터는 하나의 제조업체만 입력할 수 있는 것이 아니라, 각 오프쇼어 시스템을 제조하는 각각의 업체에서 필드 데이터를 입력하고, 이 필드 데이터에 따른 피드백 데이터를 얻을 수 있어, 제조업체마다 별도의 시뮬레이션 시스템을 개발하지 않고도 범용으로 이용할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 시뮬레이션 시스템은 클라우드 서버를 포함할 수 있다. 이 클라우드 서버는 상술한 시뮬레이션 서버(200), 환경 정보부(100), 변환 모델부(400)를 포함할 수 있다. 또한, 상술한 디스플레이부(500), 필드 데이터부(300)는 클라우드 서버와 원격인 훈련생이 위치한 곳에 배치될 수 있다.
즉, 오프쇼어 시스템의 운영을 훈련하고자 하는 훈련생 또는 오프쇼어 시스템의 일부 또는 전부의 엔지니어링을 훈련하고자 하는 훈련생은 이 클라우드 서버를 이용하여 한꺼번에 많은 인원이 원격에서 시뮬레이션 시스템을 이용할 수 있다.
즉, 시뮬레이션을 이용하고자 하는 훈련생은 클라우드 서버에 접속한 뒤, 환경 데이터를 선택하고, 이를 클라우드 서버로 전달할 수 있다. 이 경우 상술한 바와 같이 변환 모델부(400)는 필드 데이터를 엔지니어링 데이터로 변환하여 시뮬레이션 서버(200)로 전달하고, 환경 정보부(100)는 환경 데이터를 시뮬레이션 서버(200)로 전달하고, 연산부(230)에서 피드백 데이터를 연산하여, 디스플레이부(500)로 전달할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 오프쇼어 시스템 운영 겸용 제작 오프쇼어 시스템 시뮬레이션 방법은 제1 필드 데이터 선택 단계(S100), 제1 엔지니어링 데이터 변환 단계(S200), 환경 데이터 생성 단계(S300), 환경 데이터의 변화량 연산 단계(S400)를 포함할 수 있다.
여기서, 필드 데이터, 엔지니어링 데이터, 환경 데이터는 위에서 설명한 바와 동일하므로, 자세한 설명은 생략한다.
오프쇼어 시스템 및/또는 오프쇼어 시스템의 일부를 운영하고자 하는 오퍼레이터 또는 오프쇼어 시스템을 및/또는 오프쇼어 시스템의 일부를 설계 및/또는 해체하고자 하는 제작자는 특정 오프쇼어 시스템의 제1 필드 데이터를 선택할 수 있다. 이후, 선택된 제1 필드 데이터는 소정의 프로그램을 이용하여 제1 엔지니어링 데이터로 변환될 수 있다.
이후, 환경 데이터와 제1 엔지니어링 데이터를 입력받고, 이 제1 엔지니어링 데이터에 따라 변화된 환경 데이터의 변화량을 연산한다(S500).
만일 연산된 환경 데이터의 변화량이 미리 설정한 범위 이내인 경우에는 제1 필드 데이터의 연산결과를 저장하는단계(S600)를 더 포함할 수 있다.
또는, 연산된 환경 데이터의 변화량이 미리 설정한 범위를 벗어나는 경우에는 초기 선택한 제1 필드 데이터와 상이한 제2 필드 데이터를 선택(S100)하고, 이를 제2 엔지니어링 데이터로 변환(S200)할 수 있다.
이후, 환경 데이터와 제2 엔지니어링 데이터를 입력받고, 이 제2 엔지니어링 데이터에 따라 변화된 환경 데이터의 변화량을 연산(S400)한다.
만일 연산된 환경 데이터의 변화량이 미리 설정한 범위 이내인 경우에는 제2 필드 데이터의 연산결과를단계(S600)를 더 포함할 수 있다.
또는, 연산된 환경 데이터의 변화량이 미리 설정한 범위를 벗어나는 경우에는 초기 선택한 필드 데이터와 상이한 제3 필드 데이터를 선택(S100)하고, 이를 제3 엔지니어링 데이터로 변환(S200)할 수 있다.
예를 들어 설명하면 다음과 같다. 먼저 특정 오프쇼어 시스템을 선택한다. 이후, 이 오프쇼어 시스템에 이용되는 필드 데이터인, 키(rudder)의 제1 면적, 제1 형태 및 제1 중량 중 적어도 하나의 데이터를 선택할 수 있다. 이후, 키(rudder)의 제1 면적, 제1 형태 및 제1 중량 중 적어도 하나의 데이터를 기반으로 엔지니어링 데이터인, 제1 타력(Rudder force) 데이터를 생성할 수 있다. 이후, 환경 데이터 중 하나인 해류의 속도 및 방향 데이터와 제1 타력 데이터를 입력받고, 이 제1 타력 데이터에 따라 변화된 해류의 속도 및 방향을 연산한다. 만일 연산된 해류의 속도 및 방향 변화량이 미리 설정된 범위(예컨대, 변화량이 10%) 이내인 경우에, 키(rudder)의 제1 면적, 제1 형태 및 제1 중량을 저장하고, 만일, 연산된 해류의 속도 및 방향 변화량이 미리 설정된 범위 밖인 경우에, 초기 필드 데이터와 상이한, 키(rudder)의 제2 면적, 제2 형태 및 제2 중량 중 적어도 하나를 선택하여, 이를 제2 타력 데이터로 변환하고, 변환된 제2 타력 데이터에 따라 변화된 해류의 속도 및 변화량을 연산한다. 이후, 연산된 해류의 속도 및 방향 변화량이 미리 설정된 범위(예컨대, 변화량이 10%) 이내인 경우에, 키(rudder)의 제2 면적, 제2 형태 및 제2 중량을 저장할 수 있다.

Claims (18)

  1. 오프쇼어 시스템 또는 상기 오프쇼어 시스템의 일부에 장착된 센서부에서 센싱된 정보를 기반으로 적어도 하나의 환경 데이터를 생성하는 환경 정보부;
    상기 오프쇼어 시스템의 상태 또는 상기 오프쇼어 시스템의 일부 상태에 기반한 필드 데이터를 생성하는 필드 데이터부;
    상기 필드 데이터부로부터 상기 필드 데이터를 전달받아 소정의 프로그램을 이용하여, 수치화된 데이터인 엔지니어링 데이터로 변환하는 변환 모델부; 및
    상기 환경 정보부로부터 환경 데이터를 전달받고, 상기 변환 모델부로부터 엔지니어링 데이터를 전달받아, 상기 엔지니어링 데이터에 따른 상기 환경 데이터의 변화량을 연산하여 출력하는 시뮬레이션 서버를 포함하고,
    상기 필드 데이터부는 제1 유닛을 포함하고, 상기 변환 모델부는 제1 모델부를 포함하되,
    상기 제1 유닛에서 윈치의 반경, 관성, 텐션, 토크 중 적어도 하나를 선택하여, 상기 제1 모델부로 전달하고, 상기 제1 모델부는 전달된 데이터를 기초로 윈치 속도 데이터로 변환하는 것을 특징으로 하는 오프쇼어 시스템 운영 및 엔지니어링 시뮬레이션 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 변환 모델부는 ANSYS 또는 MATLAB 프로그램을 이용하여 상기 필드 데이터를 상기 엔지니어링 데이터로 변환하는 것을 특징으로 하는 오프쇼어 시스템 운영 및 엔지니어링 시뮬레이션 시스템.
  3. 삭제
  4. 오프쇼어 시스템 또는 상기 오프쇼어 시스템의 일부에 장착된 센서부에서 센싱된 정보를 기반으로 적어도 하나의 환경 데이터를 생성하는 환경 정보부;
    상기 오프쇼어 시스템의 상태 또는 상기 오프쇼어 시스템의 일부 상태에 기반한 필드 데이터를 생성하는 필드 데이터부;
    상기 필드 데이터부로부터 상기 필드 데이터를 전달받아 소정의 프로그램을 이용하여, 수치화된 데이터인 엔지니어링 데이터로 변환하는 변환 모델부; 및
    상기 환경 정보부로부터 환경 데이터를 전달받고, 상기 변환 모델부로부터 엔지니어링 데이터를 전달받아, 상기 엔지니어링 데이터에 따른 상기 환경 데이터의 변화량을 연산하여 출력하는 시뮬레이션 서버를 포함하고,
    상기 필드 데이터부는 제2 유닛을 포함하고, 상기 변환 모델부는 제2 모델부를 포함하되,
    상기 제2 유닛에서 키(rudder)의 면적, 형태 및 중량 중 적어도 하나를 선택하여, 상기 제2 모델부로 전달하고, 상기 제2 모델부는 전달된 데이터를 기초로 타력(Rudder force) 데이터로 변환하는 것을 특징으로 하는 오프쇼어 시스템 운영 및 엔지니어링 시뮬레이션 시스템.
  5. 오프쇼어 시스템 또는 상기 오프쇼어 시스템의 일부에 장착된 센서부에서 센싱된 정보를 기반으로 적어도 하나의 환경 데이터를 생성하는 환경 정보부;
    상기 오프쇼어 시스템의 상태 또는 상기 오프쇼어 시스템의 일부 상태에 기반한 필드 데이터를 생성하는 필드 데이터부;
    상기 필드 데이터부로부터 상기 필드 데이터를 전달받아 소정의 프로그램을 이용하여, 수치화된 데이터인 엔지니어링 데이터로 변환하는 변환 모델부; 및
    상기 환경 정보부로부터 환경 데이터를 전달받고, 상기 변환 모델부로부터 엔지니어링 데이터를 전달받아, 상기 엔지니어링 데이터에 따른 상기 환경 데이터의 변화량을 연산하여 출력하는 시뮬레이션 서버를 포함하고,
    상기 필드 데이터부는 제3 유닛을 포함하고, 상기 변환 모델부는 제3 모델부를 포함하되,
    상기 제3 유닛에서 키(rudder)의 면적, 형태 및 중량 중 적어도 하나를 선택하여, 상기 제3 모델부로 전달하고, 상기 제3 모델부는 전달된 데이터를 기초로 타력(Rudder force) 데이터로 변환하는 것을 특징으로 하는 오프쇼어 시스템 운영 및 엔지니어링 시뮬레이션 시스템.
  6. 오프쇼어 시스템 또는 상기 오프쇼어 시스템의 일부에 장착된 센서부에서 센싱된 정보를 기반으로 적어도 하나의 환경 데이터를 생성하는 환경 정보부;
    상기 오프쇼어 시스템의 상태 또는 상기 오프쇼어 시스템의 일부 상태에 기반한 필드 데이터를 생성하는 필드 데이터부;
    상기 필드 데이터부로부터 상기 필드 데이터를 전달받아 소정의 프로그램을 이용하여, 수치화된 데이터인 엔지니어링 데이터로 변환하는 변환 모델부; 및
    상기 환경 정보부로부터 환경 데이터를 전달받고, 상기 변환 모델부로부터 엔지니어링 데이터를 전달받아, 상기 엔지니어링 데이터에 따른 상기 환경 데이터의 변화량을 연산하여 출력하는 시뮬레이션 서버를 포함하고,
    상기 필드 데이터부는 제4 유닛을 포함하고, 상기 변환 모델부는 제4 모델부를 포함하되,
    상기 제4 유닛에서 상기 오프쇼어 시스템의 형태, 중량톤(DWT), 앞부분/뒷부분(fore/aft), 공압 면적(windage area) 중 적어도 하나를 선택하여, 상기 제4 모델부로 전달하고, 상기 제4 모델부는 전달된 데이터를 기초로 해수 또는 바람 항력(drag force) 데이터로 변환하는 것을 특징으로 하는 오프쇼어 시스템 운영 및 엔지니어링 시뮬레이션 시스템.
  7. 오프쇼어 시스템 또는 상기 오프쇼어 시스템의 일부에 장착된 센서부에서 센싱된 정보를 기반으로 적어도 하나의 환경 데이터를 생성하는 환경 정보부;
    상기 오프쇼어 시스템의 상태 또는 상기 오프쇼어 시스템의 일부 상태에 기반한 필드 데이터를 생성하는 필드 데이터부;
    상기 필드 데이터부로부터 상기 필드 데이터를 전달받아 소정의 프로그램을 이용하여, 수치화된 데이터인 엔지니어링 데이터로 변환하는 변환 모델부; 및
    상기 환경 정보부로부터 환경 데이터를 전달받고, 상기 변환 모델부로부터 엔지니어링 데이터를 전달받아, 상기 엔지니어링 데이터에 따른 상기 환경 데이터의 변화량을 연산하여 출력하는 시뮬레이션 서버를 포함하고,
    상기 필드 데이터부는 제5 유닛을 포함하고, 상기 변환 모델부는 제5 모델부를 포함하되,
    상기 제5 유닛에서 쓰러스터(thruster)의 배치, 가속도, 관성 및 급정거(crash stop) 데이터 중 적어도 하나를 선택하여, 상기 제5 모델부로 전달하고, 상기 제5 모델부는 전달된 데이터를 기초로 쓰러스터 데이터로 변환하는 것을 특징으로 하는 오프쇼어 시스템 운영 및 엔지니어링 시뮬레이션 시스템.
  8. 오프쇼어 시스템 또는 상기 오프쇼어 시스템의 일부에 장착된 센서부에서 센싱된 정보를 기반으로 적어도 하나의 환경 데이터를 생성하는 환경 정보부;
    상기 오프쇼어 시스템의 상태 또는 상기 오프쇼어 시스템의 일부 상태에 기반한 필드 데이터를 생성하는 필드 데이터부;
    상기 필드 데이터부로부터 상기 필드 데이터를 전달받아 소정의 프로그램을 이용하여, 수치화된 데이터인 엔지니어링 데이터로 변환하는 변환 모델부; 및
    상기 환경 정보부로부터 환경 데이터를 전달받고, 상기 변환 모델부로부터 엔지니어링 데이터를 전달받아, 상기 엔지니어링 데이터에 따른 상기 환경 데이터의 변화량을 연산하여 출력하는 시뮬레이션 서버를 포함하고,
    상기 필드 데이터부는 제6 유닛을 포함하고, 상기 변환 모델부는 제6 모델부를 포함하되,
    상기 제6 유닛에서 쓰러스터(thruster)의 배치, 가속도, 관성 및 급정거(crash stop) 중 적어도 하나를 선택하여, 상기 제6 모델부로 전달하고, 상기 제6 모델부는 전달된 데이터를 기초로 해류 또는 바람 항력(drag force) 데이터로 변환하는 것을 특징으로 하는 오프쇼어 시스템 운영 및 엔지니어링 시뮬레이션 시스템.
  9. 오프쇼어 시스템 또는 상기 오프쇼어 시스템의 일부에 장착된 센서부에서 센싱된 정보를 기반으로 적어도 하나의 환경 데이터를 생성하는 환경 정보부;
    상기 오프쇼어 시스템의 상태 또는 상기 오프쇼어 시스템의 일부 상태에 기반한 필드 데이터를 생성하는 필드 데이터부;
    상기 필드 데이터부로부터 상기 필드 데이터를 전달받아 소정의 프로그램을 이용하여, 수치화된 데이터인 엔지니어링 데이터로 변환하는 변환 모델부; 및
    상기 환경 정보부로부터 환경 데이터를 전달받고, 상기 변환 모델부로부터 엔지니어링 데이터를 전달받아, 상기 엔지니어링 데이터에 따른 상기 환경 데이터의 변화량을 연산하여 출력하는 시뮬레이션 서버를 포함하고,
    상기 필드 데이터부는 제7 유닛을 포함하고, 상기 변환 모델부는 제7 모델부를 포함하되,
    상기 제7 유닛에서 상기 오프쇼어 시스템의 형태, 흘수(draft), 중량톤(DWT), 방형비척계수(block coefficient), 주형비척 계수(prismatic coefficient) 중 적어도 하나를 선택하여, 상기 제7 모델부로 전달하고, 상기 제7 모델부는 전달된 데이터를 기초로 수압(hydrostatic) 데이터로 변환하는 것을 특징으로 하는 오프쇼어 시스템 운영 및 엔지니어링 시뮬레이션 시스템.
  10. 오프쇼어 시스템 또는 상기 오프쇼어 시스템의 일부에 장착된 센서부에서 센싱된 정보를 기반으로 적어도 하나의 환경 데이터를 생성하는 환경 정보부;
    상기 오프쇼어 시스템의 상태 또는 상기 오프쇼어 시스템의 일부 상태에 기반한 필드 데이터를 생성하는 필드 데이터부;
    상기 필드 데이터부로부터 상기 필드 데이터를 전달받아 소정의 프로그램을 이용하여, 수치화된 데이터인 엔지니어링 데이터로 변환하는 변환 모델부; 및
    상기 환경 정보부로부터 환경 데이터를 전달받고, 상기 변환 모델부로부터 엔지니어링 데이터를 전달받아, 상기 엔지니어링 데이터에 따른 상기 환경 데이터의 변화량을 연산하여 출력하는 시뮬레이션 서버를 포함하고,
    상기 필드 데이터부는 제8 유닛을 포함하고, 상기 변환 모델부는 제8 모델부를 포함하되,
    상기 제8 유닛에서 상기 오프쇼어 시스템의 선회(turn), 전진(advance), 이동(transfer), 선회 지름(tactical diameter) 데이터 중 적어도 하나를 선택하여, 상기 제8 모델부로 전달하고, 상기 제8 모델부는 전달된 데이터를 기초로 PID 제어 데이터로 변환하는 것을 특징으로 하는 오프쇼어 시스템 운영 및 엔지니어링 시뮬레이션 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 시뮬레이션 서버는 상기 환경 정보부로부터 적어도 하나의 환경 데이터를 입력받는 제1 입력부;
    상기 변환 모델부로부터 적어도 하나의 엔지니어링 데이터를 입력받는 제2 입력부;
    상기 제1 입력부로부터 상기 적어도 하나의 환경 데이터를 전달받고, 상기 제2 입력부로부터 적어도 하나의 엔지니어링 데이터를 입력받아, 상기 엔지니어링 데이터에 따른 상기 환경 데이터의 변화량을 연산하는 연산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 오프쇼어 시스템 운영 및 엔지니어링 시뮬레이션 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 연산부는 상기 환경 데이터의 변화량이 소정 범위를 벗어난 경우에 피드백 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 오프쇼어 시스템 운영 및 엔지니어링 시뮬레이션 시스템.
  13. 제12항에 있어서, 상기 시뮬레이션 서버는 출력부를 더 포함하고,
    상기 출력부는 상기 연산부로부터 피드백 데이터를 전달받는 것을 특징으로 하는 오프쇼어 시스템 운영 및 엔지니어링 시뮬레이션 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 상기 오프쇼어 시스템 운영 및 엔지니어링 시뮬레이션 시스템은 디스플레이부를 더 포함하고,
    상기 디스플레이부는 상기 출력부로부터 상기 피드백 데이터를 입력받아 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 오프쇼어 시스템 운영 및 엔지니어링 시뮬레이션 시스템.
  15. 제14항에 있어서, 상기 오프쇼어 시스템 운영 및 엔지니어링 시뮬레이션 시스템은 시뮬레이션 서버, 환경 정보부, 변환 모델부를 포함하는 클라우드 서버를 더 포함하고,
    상기 디스플레이부와 상기 필드 데이터부는 상기 클라우드 서버와 원격인 곳에 위치하는 것을 특징으로 하는 오프쇼어 시스템 운영 및 엔지니어링 시뮬레이션 시스템.
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