KR102010500B1 - 3차원 모델링에 기초한 배관 연결 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 3차원 시설물 모델링 정보를 분석하여, 각 배관을 연결 적합성을 분석하여 배관을 자동으로 연결시키는 배관 연결 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 배관 연결 장치에서 3차원 시설물 모델링 정보를 분석하여 자동으로 배관을 연결하는 방법은, 상기 3차원 시설물 모델링 정보를 분석하여 미연결된 어느 한 배관 객체를 소스 배관 객체로 설정하는 단계; 상기 소스 배관 객체의 위치를 기준으로, 연결 거리 이내에 위치하며 미연결된 상태를 유지하는 하나 이상의 배관 객체를 상기 3차원 시설물 모델링 정보에서 확인하는 단계; 상기 확인한 하나 이상의 배관 객체 중에서, 상기 소스 배관 객체의 속성과 연결 가능한 속성을 가지며 상기 소스 배관 객체와의 결합 각도가 연결 각도 범위에 포함되는 배관 객체를 연결 가능한 배관 객체로서 선정하는 단계; 및 상기 연결 가능한 배관 객체와 상기 소스 배관 객체를 연결하는 단계를 포함한다.

Description

3차원 모델링에 기초한 배관 연결 방법 및 장치{Method and apparatus for hooking up pipes on based three-dimensional modeling}

본 발명은 3차원 시설물 모델링에서 자동으로 배관 연결을 수행하는 기술에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 3차원 시설물 모델링 정보를 분석하여, 각 배관을 연결 적합성을 분석하여 배관을 자동으로 연결시키는 배관 연결 방법 및 장치에 관한 것이다.

생산 라인이 가동되는 제조업, 특히 반도체 공장의 경우 산업의 발전에 따라 공정의 배관 설계 복잡도가 지속적으로 증가하고 있다. 이렇게 반도체 등과 같은 생산 설비를 이용한 공정이 복잡해짐에 따라, 유지보수, 오류 파악 등을 용이하게 하기 위해서, 공정을 형성하는 각 시설물들을 3차원으로 설계하여, 3차원 시설물 모델링 정보를 구축한다. 그리고 산업 현장에서는 상기 3차원 시설물 모델링 정보를 이용하여, 공정 라인을 관리하고 유지보수한다.

이러한 3차원 시설물 모델링 정보를 구축하는데 있어서, 설계상의 오류를 최소화하기 위해 설계와 관련된 대규모의 인력이 협업하여 업체별(분야별)로 공정 및 유틸리티를 분할하여 저장하고 관리한다. 부연하면, 3차원 모델링은 각 설비시스템의 유틸리티 특성에 따라 분류되며, 각 유틸리티별로 배관 및 배선이 완료되고 나서, 생산설비, 부대설비 또는 각종 유틸리티 배관과의 연결작업이 수행되는데, 이를 Hook-up 설계 작업이라 한다.

그런데 앞서 설명한 바와 같이 반도체, 배터리 등의 공정 환경 특성상 유틸리티별로 전문분야 업체가 모두 달라, 이로 인해 각 업체별(분야별)로 설계가 개별적으로 이뤄진 후에, 개별적으로 이루어진 설계가 통합되는 작업을 진행된다.

따라서 관리자 입장에서는 각 업체별(분야별)로 개별적으로 이루어진 설계의 통합이 중요하다. 그런데 이러한 통합 과정은, 많은 시간과 노동력이 필요한 단점이 있다. 또한, 통합 작업이 진행되는 과정에서, 각 업체별로 설계된 배관을 연결할 때, 3차원 모델링의 핵심인 연결정보가 누락되는 경우도 자주 발생한다.

한편, 오래된 플랜트의 경우 종이도면이 분실되는 일이 잦아 최근 역설계가 각광받는 추세이다. 이러한 역설계를 통해서 3차원 시설물 모델링 정보를 구축할 수도 있다. 상기 역설계는, 건물 내에 설치된 시설물을 3차원 스캔한 후에 스캔된 데이터를 토대로 3차원 모델링을 구축하는 작업이다. 그런데 조명이 어둡거나 건물 내에 노이즈가 존재하는 경우, 역설계를 통해서 3차원 모델링된 정보는, 배관 간에 연결이 누락되어 구축되어, 수작업을 통한 배관 연결을 다시 수행해야 되는 문제점이 있다.

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 3차원 시설물 모델링 정보에서 배관 객체들의 연결 적합성을 분석하고 배관을 자동으로 연결하는 배관 연결 방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1측면에 따른, 배관 연결 장치에서 3차원 시설물 모델링 정보를 분석하여 자동으로 배관을 연결하는 방법은, 상기 3차원 시설물 모델링 정보를 분석하여 미연결된 어느 한 배관 객체를 소스 배관 객체로 설정하는 단계; 상기 소스 배관 객체의 위치를 기준으로, 연결 거리 이내에 위치하며 미연결된 상태를 유지하는 하나 이상의 배관 객체를 상기 3차원 시설물 모델링 정보에서 확인하는 단계; 상기 확인한 하나 이상의 배관 객체 중에서, 상기 소스 배관 객체의 속성과 연결 가능한 속성을 가지며 상기 소스 배관 객체와의 결합 각도가 연결 각도 범위에 포함되는 배관 객체를 연결 가능한 배관 객체로서 선정하는 단계; 및 상기 연결 가능한 배관 객체와 상기 소스 배관 객체를 연결하는 단계를 포함한다.

상기 선정하는 단계는, 상기 소스 배관 객체의 길이방향으로 가상선을 생성하고, 타 배관 객체의 길이방향으로 가상선을 생성하고, 두 가상선이 만나 형성되는 내각을 상기 결합 각도로서 산출할 수 있다.

상기 방법은, 상기 확인한 하나 이상의 배관 객체를 상기 소스 배관 객체와 가까운 순서로 정렬하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

이 경우, 상기 선정하는 단계는, 상기 정렬한 배관 객체의 순서에 따라 타깃 배관 객체를 설정하되, 현재 설정한 타깃 배관 객체의 속성이 상기 소스 배관 객체의 속성과 연결 가능한지 여부를 검증하고, 상기 타깃 배관 객체와 상기 소스 배관 객체의 결합 각도가 상기 연결 각도 범위에 포함되는지 여부를 2차 검증하여, 1차 검증과 2차 검증 모두를 가장 먼저 통과한 타깃 배관 객체를 상기 연결 가능한 배관 객체로서 선정할 수 있다.

상기 선정하는 단계는, 상기 소스 배관 객체의 속성과 타 배관 객체의 속성을 확인하고, 서로 연결 가능한 속성들의 관계가 정의된 속성 관계 데이터를 참조하여, 상기 소스 배관 객체의 속성과 상기 타 배관 객체의 속성이 서로 연결 가능한 관계인지를 확인할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2측면에 따른, 하나 이상의 프로세서; 메모리; 및 상기 메모리에 저장되어 있으며 상기 하나 이상의 프로세서에 의하여 실행되도록 구성되는 프로그램을 포함하는 통신 장치는, 3차원 시설물 모델링 정보를 분석하여 미연결된 어느 한 배관 객체를 소스 배관 객체로 선정하고, 상기 소스 배관 객체의 위치를 기준으로, 연결 거리 이내에 위치하며 미연결된 상태를 유지하는 하나 이상의 배관 객체를 상기 3차원 시설물 모델링 정보에서 확인하는 연결 대상 선정부; 상기 연결 대상 선정부에서 확인한 하나 이상의 배관 객체 중에서, 상기 소스 배관 객체의 속성과 연결 가능한 속성을 가지며 상기 소스 배관 객체와의 결합 각도가 연결 각도 범위에 포함되는 배관 객체를 연결 가능한 배관 객체로서 선정하는 연결 적합성 분석부; 및 상기 연결 가능한 배관 객체와 상기 소스 배관 객체를 연결하는 배관 연결부를 포함한다.

본 발명은 3차원 시설물 모델링 정보에서 배관 객체들의 연결 적합성을 분석하여 배관을 자동으로 연결함으로써, 배관 연결 작업에서 투입되는 노동력과 시간을 절감하는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 사용자로부터 입력받은 연결 설정 정보를 토대로, 소스(source) 배관 주변에서 존재하는 배관들을 선별하여 연결함으로써, 더욱 정확하게 배관들을 연결하는 효과가 있다.

게다가, 본 발명은 배관 객체의 속성을 토대로, 두 개의 배관 간에 연결이 가능한지 여부를 판별함으로써, 배관 연결 과정에서 발생하는 오류를 최소하는 장점이 있다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 배관 연결 장치를 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 연결 프로그램을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시에 따른, 배관 연결 장치에서 3차원 시설물 모델링 정보를 분석하여, 3차원 시설물 모델링 정보에서 배관을 자동으로 연결하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 4는 연결되지 않은 배관 객체들을 예시하는 도면이다.
도 5는 소스 배관 객체와 연결 거리 이내에 포함되는 다수의 배관 객체들을 예시한 도면이다.
도 6은 배관 객체 간의 결합 각도를 산출하는 것을 예시하는 도면이다.
도 7은 3차원 시설물 모델링 정보에서 배관이 자동으로 연결된 상태를 예시한 도면이다.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 배관 연결 장치를 구성을 나타내는 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 연결 장치(100)는 메모리(110), 메모리 제어기(121), 하나 이상의 프로세서(CPU)(122), 주변 인터페이스(123), 입출력(I/O) 서브시스템(130), 디스플레이 장치(141), 입력 장치(142) 및 통신 회로(152)를 포함한다. 이러한 구성요소는 하나 이상의 통신 버스 또는 신호선을 통하여 통신한다. 도 1에 도시한 여러 구성요소는 하나 이상의 신호 처리 및/또는 애플리케이션 전용 집적 회로(application specific integrated circuit)를 포함하여, 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어 둘의 조합으로 구현될 수 있다.

메모리(110)는 고속 랜덤 액세스 메모리를 포함할 수 있고, 또한 하나 이상의 자기 디스크 저장 장치, 플래시 메모리 장치와 같은 불휘발성 메모리, 또는 다른 불휘발성 반도체 메모리 장치를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 메모리(110)는 하나 이상의 프로세서(122)로부터 멀리 떨어져 위치하는 저장 장치, 예를 들어 통신 회로(152)와, 인터넷, 인트라넷, LAN(Local Area Network), WLAN(Wide LAN), SAN(Storage Area Network) 등, 또는 이들의 적절한 조합과 같은 통신 네트워크(도시하지 않음)를 통하여 액세스되는 네트워크 부착형(attached) 저장 장치를 더 포함할 수 있다. 프로세서(122) 및 주변 인터페이스(123)와 같은 배관 연결 장치(100)의 다른 구성요소에 의한 메모리(110)로의 액세스는 메모리 제어기(121)에 의하여 제어될 수 있다.

주변 인터페이스(123)는 배관 연결 장치(100)의 입출력 주변 장치를 프로세서(122) 및 메모리(110)와 연결한다. 하나 이상의 프로세서(122)는 다양한 소프트웨어 프로그램 및/또는 메모리(110)에 저장되어 있는 명령어 세트를 실행하여 배관 연결 장치(100)를 위한 여러 기능을 수행하고 데이터를 처리한다. 일부 실시예에서, 주변 인터페이스(123), 프로세서(122) 및 메모리 제어기(121)는 칩(120)과 같은 단일 칩 상에서 구현될 수 있다. 다른 실시예에서, 이들은 별개의 칩으로 구현될 수 있다.

I/O 서브시스템(130)은 디스플레이 장치(141), 입력 장치(142)와 같은 배관 연결 장치(100)의 입출력 주변장치와 주변 인터페이스(123) 사이에 인터페이스를 제공한다. 상기 I/O 서브시스템(130)은 생체 센싱 이어폰(200)과의 인터페이스를 제공할 수 있다.

디스플레이 장치(141)는 LCD(liquid crystal display) 기술 또는 LPD(light emitting polymer display) 기술을 사용할 수 있고, 이러한 디스플레이 장치(141)는 용량형, 저항형, 적외선형 등의 터치 디스플레이일 수 있다. 터치 디스플레이는 단말과 사용자 사이에 출력 인터페이스 및 입력 인터페이스를 제공한다. 디스플레이 장치(141)는 터치 디스플레이는 사용자에게 시각적인 출력을 표시한다. 시각적 출력은 텍스트, 그래픽, 비디오와 이들의 조합을 포함할 수 있다. 시각적 출력의 일부 또는 전부는 사용자 인터페이스 대상에 대응할 수 있다. 상기 디스플레이 장치(141)가 터치 스크린인 경우, 입력 수단과 출력 수단을 기능을 동시에 수행하고, 사용자 입력을 수용하는 터치 감지면을 형성한다.

입력 장치(142)는 키보드, 마우스, 스타일러스 펜 등과 같은 입력수단으로서, 사용자의 입력 신호를 수신한다. 특히, 입력 장치(142)는 사용자로부터 연결 설정 정보를 입력받는다.

프로세서(122)는 배관 연결 장치(100)에 연관된 동작을 수행하고 명령어들을 수행하도록 구성된 프로세서로서, 예를 들어, 메모리(110)로부터 검색된 명령어들을 이용하여, 배관 연결 장치(100)의 컴포넌트 간의 입력 및 출력 데이터의 수신과 조작을 제어할 수 있다.

통신 회로(152)는 유선으로 신호를 송수신하거나 무선으로 전자파를 송수신한다. 통신 회로(152)는 전기 신호를 전자파로 또는 그 반대로 변환하며 이 전자파를 통하여 통신 네트워크, 다른 이동형 게이트웨이 및 전자 기기와 통신한다. 통신 회로(152)는 예를 들어 안테나 시스템, RF 트랜시버, 하나 이상의 증폭기, 튜너, 하나 이상의 오실레이터, 디지털 신호 처리기, CODEC 칩셋, 가입자 식별 모듈(subscriber identity module, SIM) 카드, 메모리 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는 이러한 기능을 수행하기 위한 주지의 회로를 포함할 수 있다.

소프트웨어 구성요소는 운영 체제(111), 그래픽 모듈(명령어 세트)(112) 및 배관 연결 프로그램(113)이 메모리(110)에 설치될 수 있다. 운영 체제(111)는, 예를 들어, 다윈(Darwin), RTXC, LINUX, UNIX, OS X, WINDOWS 또는 VxWorks, 안드로이드 등과 같은 내장 운영체제일 수 있고, 일반적인 시스템 태스크(task)(예를 들어, 메모리 관리, 저장 장치 제어, 전력 관리 등)를 제어 및 관리하는 다양한 소프트웨어 구성요소 및/또는 장치를 포함하고, 다양한 하드웨어와 소프트웨어 구성요소 사이의 통신을 촉진시킨다. 그래픽 모듈(112)은 디스플레이 장치(141) 상에 그래픽을 제공하고 표시하기 위한 주지의 여러 소프트웨어 구성요소를 포함한다. "그래픽(graphics)"이란 용어는 텍스트, 웹 페이지, 아이콘(예컨대, 소프트 키를 포함하는 사용자 인터페이스 대상), 디지털 이미지, 비디오, 애니메이션 등을 제한 없이 포함하여, 사용자에게 표시될 수 있는 모든 대상을 포함한다.

배관 연결 프로그램(113)은 3차원 시설물 모델링 정보에서 아직 연결되지 않은 배관 객체들을 분석하여, 각 배관들을 자동으로 연결한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 연결 프로그램을 나타내는 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 연결 프로그램(113)은 범위 설정부(21), 연결 대상 선정부(22), 연결 적합성 분석부(23), 배관 연결부(24) 및 저장부(25)를 포함한다.

저장부(25)는 배관 객체의 식별정보, 배관 객체 속성, 배관 객체의 꺽임 각도 등이 포함된 배관 데이터를 저장한다. 상기 배관 속성에는 배관 객체의 재질과 배관 객체 내에 흐르는 물질 종류가 포함된다. 상기 물질 종류는 공정에서 사용되거나 배출되는 유체의 종류를 나타낸다. 여기서 배관 객체는, 배관, 덕트, 밸브, 플랜지, 배관 엘보우 등과 같이, 배관 그 자체이거나 배관 부속품 등이 될 수 있다. 따라서, 본 발명에서 있어서, 배관 또는 배관 객체를 연결하는 것은, 두 개의 배관을 연결하는 것, 배관과 배관 자재(또는 설비)를 연결하는 것 및 두 개의 배관 자재끼리 연결되는 것을 포함한다.

또한, 저장부(25)는 각 배관 속성에 근거하여 연결 가능한 관계가 기재된 속성 관계 데이터를 저장한다. 즉, 상기 속성 관계 데이터는 배관 속성들 중에서 서로 연결 가능한 속성들의 관계를 정의한다.

아래의 표 1은 속성 관계 데이터를 테이블 형태로 예시한 것이다.

소스 배관 속성	연결 가능 배관 속성
제1속성	제1속성, 제3속성, 제4속성
제2속성	제2속성, 제6속성, 제8속성
제3속성	제3속성, 제1속성
...

표 1에 예시된 바와 같이, 동일 속성을 가지는 배관 객체끼리 연결이 가능하다. 또한, 다른 속성을 가지더라도, 유사 속성에 해당하는 배관 객체들은 서로 연결 가능한 것으로 사전에 설정되어 속성 관계 데이터에 저장되는데, 표 1에서는 제1속성이 제3속성과 제4속성이 유사한 속성으로 설정되어, 제1속성을 가지는 배관 객체는 제3속성을 가지는 배관 객체 또는 제4속성을 가지는 배관 객체와 연결이 가능한 것으로 설정된다.

범위 설정부(21)는 사용자로부터 입력받은 연결 설정 정보를 토대로, 배관 연결 범위(즉, 필터링 조건)를 설정하는 기능을 수행한다. 구체적으로, 범위 설정부(21)는 입력 장치(142)를 통해서 사용자로부터 연결 거리와 연결 각도 범위를 입력받아, 상기 연결 거리와 연결 각도 범위를 배관 연결 범위로서 설정한다. 이때, 범위 설정부(21)는 x축, y축, z축 중에서 하나 이상을 기준으로 연결 거리를 사용자로부터 입력받을 수 있으며, 이 경우 사용자로부터 입력받은 축을 기준으로 배관 연결 범위를 설정할 수 있다.

연결 대상 선정부(22)는 배관 객체 목록을 생성하고, 더불어 적합성이 검증되는 소스(source) 배관 객체와, 상기 소스 배관 객체와 연결 대상이 되는 다수의 배관 객체를 선정하는 기능을 수행한다. 구체적으로, 연결 대상 선정부(22)는 3차원 시설물 모델링 정보를 분석하여, 아직 연결되지 않은 배관 객체를 확인하고, 이 배관 객체들이 포함된 배관 객체 목록을 생성한다. 상기 배관 객체 목록에는 배관 객체의 식별정보가 기록된다. 또한, 연결 대상 선정부(22)는 배관 객체 목록에 기록된 배관 객체들 중에서 어느 하나를 소스 배관 객체로 선정하고, 소스 배관 객체의 일단을 기준으로 연결 거리 이내에 단부가 형성되어 있는 다수의 배관 객체를 상기 3차원 시설물 모델링 정보에서 확인한 후, 이렇게 확인한 다수의 배관 객체를 거리가 가까운 순으로 정렬한다. 상기 연결 대상 선정부(22)는 상기 배관 객체 목록에서 새로운 소스 배관 객체를 재선정할 수 있으며, 이 경우 연결 대상 선정부(22)는 재선정한 소스 배관 객체의 일 단부를 기준으로 연결 거리 이내에 단부를 형성하는 복수의 배관 객체를 상기 3차원 시설물 모델링 정보에서 다시 확인하여 거리가 가까운 순으로 정렬한다.

연결 적합성 분석부(23)는 타깃 배관 객체와 소스 배관 객체 간의 연결이 적합한지 여부를 분석하는 기능을 수행한다. 구체적으로 연결 적합성 분석부(23)는 연결 대상 선정부(22)에서 거리 순에 따라 정렬한 복수의 배관 객체 중에서, 가장 순위가 높은 배관 객체를 타깃(target) 배관 객체로서 설정하고, 소스 배관 객체의 속성과 타깃 배관 객체의 속성이 결합 가능한 속성인지 여부를 저장부(25)의 속성 관계 데이터를 토대로 1차로 검증한다. 또한, 연결 적합성 분석부(23)는 상기 타깃 배관 객체와 상기 소스 배관 객체의 결합되는 각도를 확인하여, 이 각도가 연결 각도 범위에 포함되는지 여부를 2차로 검증한다. 이때, 연결 적합성 분석부(23)는 상기 타깃 배관 객체의 단부 중심점에서 타깃 배관 길이방향으로 사전에 설정된 길이만큼(예를 들어 1m)의 가상선의 생성하고, 더불어 상기 소스 배관 객체의 단부 중심점에서 소스 배관 길이방향으로 사전에 설정된 길이만큼의 가상선을 생성한 후, 이 두 가상선이 만나 형성되는 내각을 상기 타깃 배관 객체와 상기 소스 배관 객체의 결합되는 각도로서 확인할 수 있다.

연결 적합성 분석부(23)는 1차 검증과 2차 검증 모두에 성공하면, 1차 및 2차 검증에 성공한 타깃 배관 객체와 소스 배관 객체 간의 연결을 배관 연결부(24)로 요청한다. 반면에, 연결 적합성 분석부(23)는 1차 검증, 2차 검증 중에서 어느 하나라도 실패하면, 정렬된 배관 객체 중에서 다음 순위에 해당하는 배관 객체를 타깃 배관 객체로서 재설정한다. 아울러, 연결 적합성 분석부(23)는 재설정한 타깃 배관 객체와 상기 소스 배관 객체 간의 1차 검증(즉, 속성정보에 의한 연결 적합성 검증)과 2차 검증(즉, 결합 각도가 연결 각도 내에 포함되는지에 대한 검증)을 다시 수행한다. 이러한 과정을 의해서, 연결 적합성 분석부(23)는 주변 배관 객체와 소스 배관 객체 간의 연결 적합성을, 소스 배관 객체의 위치를 기준으로 거리가 가까운 순으로 점진적으로 확대하면서 확인할 수 있다.

배관 연결부(24)는 1차 검증 및 2차 검증 모두에 성공한, 타깃 배관 객체와 소스 배관 객체를 3차원 시설물 모델링 정보에서 자동으로 연결한다. 배관 연결부(24)는 타깃 배관 객체와 소스 배관 객체의 연결이 완료되면, 소스 배관 객체, 타깃 배관 객체 중에서 양 끝단 모두가 연결이 완료된 배관 객체가 존재하는지 확인하고, 존재하면 해당 배관 객체의 아이디를 배관 객체 목록에서 삭제하여 배관 객체 목록을 갱신한다.

도 3 내지 도 7을 참조한 설명을 통해서, 본 발명에 따른 배관 연결 방법을 더욱 자세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시에 따른, 배관 연결 장치에서 3차원 시설물 모델링 정보를 분석하여, 3차원 시설물 모델링 정보에서 배관을 자동으로 연결하는 방법을 설명하는 흐름도이다.

도 3을 참조하면, 배관 연결 장치(100)의 입력장치(142)는 사용자로부터 연결 거리와 연결 각도 범위를 포함하는 연결 설정 정보를 수신한다(S301). 그러면, 범위 설정부(21)는 상기 연결 설정 정보에서 연결 거리와 연결 각도 범위를 확인하고, 상기 연결 거리와 연결 각도 범위를 배관 연결 범위(즉, 필터링 조건)로서 설정한다(S303). 입력장치(142)는 x축, y축, z축 중에서 하나 이상을 기준으로 설정된 연결 거리를 사용자로부터 입력받을 수 있으며, 이 경우 범위 설정부(21)는 사용자로부터 입력받은 축을 기준으로 연결 거리를 가지는 배관 연결 범위를 설정할 수 있다.

다음으로, 연결 대상 선정부(22)는 3차원 시설물 모델링 정보를 분석하여, 복수의 단부 중에서 어느 하나라도 미연결된 배관 객체를 확인하고, 이 배관 객체들이 포함된 배관 객체 목록을 생성한다(S305). 즉, 연결 대상 선정부(22)는 미연결된 상태의 배관 객체들을 3차원 시설물 모델링 정보에서 확인하여, 미연결된 배관 객체가 포함된 배관 객체 목록을 생성한다.

도 4는 연결되지 않은 배관 객체들을 예시하는 도면으로서, 도 4와 같은 3차원 시설물 모델링 정보가 존재하면, 연결 대상 선정부(22)는 단부 중에서 연결되지 않은(즉, 오픈된) 단부를 가지는 배관 객체들을 확인하고, 이 배관 객체들을 기록되는 배관 객체 목록을 생성할 수 있다.

연결 대상 선정부(22)는 상기 배관 객체 목록에 배관 객체가 기록되어 있는지 여부를 확인하여, 배관 객체 목록에 배관 객체가 기록되지 않으면, 모든 배관 객체의 연결 작업이 종료된 것으로 판별하여, 배관 연결 작업을 종료한다(S307).

반면에, 연결 대상 선정부(22)는 배관 객체 목록에 배관 객체가 기록되어 있으면, 아직 연결되지 않은 배관 객체가 존재하는 것으로 판단하여, 상기 배관 객체 목록에 기록된 배관 객체들 중에서 어느 하나를 소스 배관 객체로 선정하고, 이 소스 배관 객체에 대한 속성을 저장부(25)에서 확인한다(S307, S309). 다음으로, 연결 대상 선정부(22)는 S303 단계에서 설정한 배관 연결 범위에서 연결 거리를 확인하고, 상기 소스 배관 객체의 일단을 기준으로 상기 연결 거리 이내에, 미연결된 단부가 형성되어 있는 다수의 배관 객체를 상기 3차원 시설물 모델링 정보에서 확인한다(S311). 다음으로, 연결 대상 선정부(22)는 상기 확인한 다수의 배관 객체를 상기 소스 배관 객체의 단부와 거리가 가까운 순으로 정렬한다(S313).

도 5는 소스 배관 객체와 연결 거리 이내에 포함되는 다수의 배관 객체들을 예시한 도면이다.

도 5는 참조부호 51에 해당하는 배관 객체가 소스 배관 객체(51)로 선정된 것을 나타내고, 더불어 연결 거리(d) 이내에 미연결 단부가 위치하는 복수의 배관 객체(52a 내지 52g)가 선정됨을 예시하고 있다.

다음으로, 연결 적합성 분석부(23)는 상기 거리 순에 따라 정렬한 복수의 배관 객체 중에서, 가장 순위가 높은 배관 객체를 타깃 배관 객체로서 설정한다(S315). 그리고 연결 적합성 분석부(23)는 상기 타깃 배관 객체의 속성을 저장부(25)에서 확인하고, 상기 타깃 배관 객체의 속성과 소스 배관 객체의 속성이 결합 가능한 속성인지 여부를 저장부(25)의 속성 관계 데이터를 토대로 1차로 검증한다(S317).

다음으로, 연결 적합성 분석부(23)는 상기 타깃 배관 객체와 상기 소스 배관 객체의 결합되는 각도를 확인하여, 이 각도가 연결 각도 범위에 포함되는지 여부를 2차로 검증한다(S319). 이때, 연결 적합성 분석부(23)는 상기 타깃 배관 객체의 단부 중심점에서 타깃 배관 길이방향으로 사전에 설정된 길이(예컨대, 1m)만큼의 가상선의 생성하고, 더불어 상기 소스 배관 객체의 단부 중심점에서 소스 배관 길이방향으로 사전에 설정된 길이만큼의 가상선을 생성한 후, 이 두 가상선이 만나서 형성되는 내각을 상기 타깃 배관 객체와 상기 소스 배관 객체의 결합되는 각도로서 확인할 수 있다. 또한, 연결 적합성 분석부(23)는 소스 배관 객체와 타깃 배관 객체가 서로 다른 일직선상에서 서로 평행하게 위치되어 있는 경우, 결합 각도를 산출하지 못할 수도 있다. 이 경우 연결 적합성 분석부(23)는 결합 각도가 산출되지 않은 경우, 결합 각도가 연결 각도 범위에 포함되지 않은 것으로 처리한다.

도 6은 배관 객체 간의 결합 각도를 산출하는 것을 예시하는 도면이다.

도 6을 예를 들어 설명하면, 연결 적합성 분석부(23)는 제1배관 객체(61, 63)의 끝단 중심점에서 소스 배관 객체의 길이 방향으로 가상선을 연장하고, 더불어 제2배관 객체(62, 64)의 끝단 중심점에서 소스 배관 객체의 길이 방향으로 가상선을 연장하여, 두 가상선이 만나 형성되는 내각을 두 배관 객체(61, 62)가 결합되는 결합 각도로서 산출할 수 있다. 도 6의 (a)에 도시된 배관 객체 간 결합 각도(θ₁)는 대략 90도이고, 도 6의 (b)에 도시된 배관 객체 간 결합 각도(θ₂)는 대략 180도이다.

다시 도 5를 참조하여 예를 들어 설명하면, 도 5에서 51 참조부호를 가지는 소스 배관 객체(51)를 기준으로, 가장 가까운 배관 객체(52e)가 타깃 배관 객체(52e)로서 우선 설정될 것이다. 그러나 가장 먼저 설정된 타깃 배관 객체(52e)는 상기 소스 배관 객체(52)와 상이한 일직선상에서 평행하게 배열되어 있어, 결합 각도가 산출되지 않을 것이고, 이에 따라 상기 타깃 배관 객체(52e)는 연결 적합성에 통과하지 않게 될 것이다.

다음으로, 연결 적합성 분석부(23)는 1차 검증과 2차 검증을 토대로, 현재 설정된 타깃 배관 객체와 소스 배관 객체가 연결 가능한지 여부를 판단하여 연결이 불가능한 것으로 판단되면, 정렬된 배관 객체 중에서 다음 순위의 배관 객체를 타깃 배관 객체로서 재설정한다(S325). 즉, 연결 적합성 분석부(23)는 1차 검증, 2차 검증 중에서 어느 하나라도 실패하면, 타깃 배관 객체와 소스 배관 객체가 연결 불가능한 것으로 판단하여, 정렬된 배관 객체 중에서 다음 순위의 배관 객체를 타깃 배관 객체로서 재설정한다. 그리고 연결 적합성 분석부(23)는 S317 단계를 재진행하여, 재설정한 타깃 배관 객체와 소스 배관 객체 간의 연결 적합성 분석을 다시 수행한다. 이에 따라, 주변 배관 객체와 소스 배관 객체 간의 연결 적합성을, 소스 배관 객체의 위치를 기준으로 거리가 가까운 순으로 점진적으로 확대하면서 검증된다.

반면에, 연결 적합성 분석부(23)는 상기 1차 검증과 2차 검증 모두에 성공하여 현재 설정된 타깃 배관 객체와 소스 배관 객체가 연결 가능한지 여부를 판단되면, 타깃 배관 객체와 소스 배관 객체 간의 연결을 배관 연결부(24)로 요청한다. 그러면, 배관 연결부(24)는 타깃 배관 객체의 일단과 소스 배관 객체의 일단을 3차원 시설물 모델링 정보에서 자동으로 연결한다(S323).

배관 연결부(24)는 타깃 배관 객체와 소스 배관 객체의 연결이 완료되면, 소스 배관 객체, 타깃 배관 객체 중에서 양 끝단 모두가 연결이 완료된 배관 객체가 존재하는지 확인하고, 존재하면 해당 배관 객체의 아이디를 배관 객체 목록에서 삭제하여 배관 객체 목록을 갱신한다. 그러면, 연결 대상 선정부(22)는 S307 단계를 재진행하여, 갱신된 배관 객체 목록에서 배관 객체가 아직 기록되어 있는지 여부를 확인하고, 기록되어 있으면, 갱신된 배관 객체 목록에서 어느 한 배관 객체를 소스 배관 객체로서 다시 선정하고, 이 소스 배관 객체의 단부를 기준으로 상기 연결 거리 이내에 위치하는 미연결 단부를 가지는 배관 객체들을 3차원 시설물 모델링 정보에서 확인함으로써, S309 단계 이후를 재진행할 수 있다.

한편, S311 단계 S325 단계는 소스 배관 객체에서 연결되지 않은 일단을 기준으로 프로세스를 설명하는 것으로서, 소스 배관 객체의 일단이 타깃 배관 객체와 연결?으나, 아직 타단이 여전히 미연결된 상태인 경우, 연결 적합성 분석부(23)는 타단을 기준으로 S311 이후를 재진행하여, 소스 배관 객체의 타단을 연결 적합성이 있는 것으로 검증된 타 배관 객체와 연결한다.

이렇게 도 3과 같은 프로세스가 반복되면, 각 배관 객체의 연결 적합성에 근거하여, 미연결된 배관 객체의 끝단은 타 배관 객체의 끝단과 자동으로 연결된다.

도 7은 3차원 시설물 모델링 정보에서 배관이 자동으로 연결된 상태를 예시한 것으로, 각 배관 객체는 상술한 프로세스에 의해서 자동적으로 연결된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 배관 연결 장치(100)는 3차원 시설물 모델링 정보에서 배관 객체들의 연결 적합성을 분석하여 배관을 자동으로 연결함으로써, 배관 연결 작업에서 투입되는 노동력과 시간을 절감한다. 또한, 본 발명에 따른 배관 연결 장치(100)는 사용자로부터 입력받은 연결 설정 정보를 토대로, 소스(source) 배관 주변에서 존재하는 배관들을 선별하여 연결함으로써, 더욱 정확하게 배관들을 연결할 수 있다.

본 명세서는 많은 특징을 포함하는 반면, 그러한 특징은 본 발명의 범위 또는 특허청구범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 개별적인 실시예에서 설명된 특징들은 단일 실시예에서 결합되어 구현될 수 있다. 반대로, 본 명세서에서 단일 실시예에서 설명된 다양한 특징들은 개별적으로 다양한 실시예에서 구현되거나, 적절히 결합되어 구현될 수 있다.

도면에서 동작들이 특정한 순서로 설명되었으나, 그러한 동작들이 도시된 바와 같은 특정한 순서로 수행되는 것으로, 또는 일련의 연속된 순서, 또는 원하는 결과를 얻기 위해 모든 설명된 동작이 수행되는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정 환경에서 멀티태스킹 및 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 아울러, 상술한 실시예에서 다양한 시스템 구성요소의 구분은 모든 실시예에서 그러한 구분을 요구하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 상술한 프로그램 구성요소 및 시스템은 일반적으로 단일 소프트웨어 제품 또는 멀티플 소프트웨어 제품에 패키지로 구현될 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(시디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다. 이러한 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

100 : 배관 연결 장치 110 : 메모리
111 : 운영 체제 112 : 그래픽 모듈
113 : 배관 연결 프로그램
121 : 메모리 제어기 122 : CPU
123 : 주변 인터페이스 130 : I/O 서브시스템
141 : 디스플레이 장치 142 : 입력장치
152 : 통신 회로 21 : 범위 설정부
22 : 연결 대상 선정부 23 : 연결 적합성 분석부
24 : 배관 연결부 25 : 저장부

Claims (10)

1. 배관 연결 장치에서 3차원 시설물 모델링 정보를 분석하여 자동으로 배관을 연결하는 방법으로서,
   상기 3차원 시설물 모델링 정보를 분석하여 미연결된 어느 한 배관 객체를 소스 배관 객체로 설정하는 단계;
   상기 소스 배관 객체의 위치를 기준으로, 연결 거리 이내에 위치하며 미연결된 상태를 유지하는 하나 이상의 배관 객체를 상기 3차원 시설물 모델링 정보에서 확인하는 단계;
   상기 확인한 하나 이상의 배관 객체를 상기 소스 배관 객체와 가까운 순서로 정렬하는 단계;
   상기 정렬한 배관 객체의 순서에 따라 타깃 배관 객체를 설정하되, 현재 설정한 타깃 배관 객체의 속성이 상기 소스 배관 객체의 속성과 연결 가능한지 여부를 1차 검증하고, 상기 타깃 배관 객체와 상기 소스 배관 객체의 결합 각도가 연결 각도 범위에 포함되는지 여부를 2차 검증하여, 1차 검증과 2차 검증 모두를 가장 먼저 통과한 타깃 배관 객체를 연결 가능한 배관 객체로서 선정하는 단계; 및
   상기 연결 가능한 배관 객체와 상기 소스 배관 객체를 연결하는 단계;를 포함하고,
   상기 선정하는 단계는,
   상기 소스 배관 객체의 길이방향으로 가상선을 생성하고, 상기 타깃 배관 객체의 길이방향으로 가상선을 생성하고, 두 가상선이 만나 형성되는 내각을 상기 결합 각도로서 산출하는 것을 특징으로 하는 배관 연결 방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   사용자로부터 상기 연결 거리와 상기 연결 각도 범위를 입력받는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배관 연결 방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 선정하는 단계는,
   상기 소스 배관 객체의 속성과 상기 타깃 배관 객체의 속성을 확인하고, 서로 연결 가능한 속성들의 관계가 정의된 속성 관계 데이터를 참조하여, 상기 소스 배관 객체의 속성과 상기 타깃 배관 객체의 속성이 서로 연결 가능한 관계인지를 확인하는 것을 특징으로 하는 배관 연결 방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 속성은, 배관 객체의 재질, 배관 객체 내에 흐르는 유체 종류 중에서 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 배관 연결 방법.
7. 하나 이상의 프로세서;
   메모리; 및
   상기 메모리에 저장되어 있으며 상기 하나 이상의 프로세서에 의하여 실행되도록 구성되는 프로그램을 포함하는 통신 장치에 있어서,
   3차원 시설물 모델링 정보를 분석하여 미연결된 어느 한 배관 객체를 소스 배관 객체로 선정하고, 상기 소스 배관 객체의 위치를 기준으로, 연결 거리 이내에 위치하며 미연결된 상태를 유지하는 하나 이상의 배관 객체를 상기 3차원 시설물 모델링 정보에서 확인하고, 상기 확인한 하나 이상의 배관 객체를 상기 소스 배관 객체와 가까운 순서로 정렬하는 연결 대상 선정부;
   상기 연결 대상 선정부에서 정렬한 배관 객체의 순서에 따라 타깃 배관 객체를 설정하되, 현재 설정한 타깃 배관 객체의 속성이 상기 소스 배관 객체의 속성과 연결 가능한지 여부를 1차 검증하고, 상기 타깃 배관 객체와 상기 소스 배관 객체의 결합 각도가 연결 각도 범위에 포함되는지 여부를 2차 검증하여, 1차 검증과 2차 검증 모두를 가장 먼저 통과한 타깃 배관 객체를 연결 가능한 배관 객체로서 선정하는 연결 적합성 분석부; 및
   상기 연결 가능한 배관 객체와 상기 소스 배관 객체를 연결하는 배관 연결부;를 포함하고,
   상기 연결 적합성 분석부는,
   상기 소스 배관 객체의 길이방향으로 가상선을 생성하고 타 배관 객체의 길이방향으로 가상선을 생성한 후, 두 가상선이 만나 형성되는 내각을 상기 결합 각도로서 산출하는 것을 특징으로 하는 장치.
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