KR102397921B1 - 디지털 트윈 기술 및 운용 데이터를 이용한 항공기의 예방 정비 정보 제공 시스템 및 그 방법 - Google Patents

디지털 트윈 기술 및 운용 데이터를 이용한 항공기의 예방 정비 정보 제공 시스템 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 항공기 예방 정비를 수행하기 위해 항공기 운용 데이터를 기반으로 가상공간에 모사하고, 가상공간에서 항공기 운용데이터를 통해 다양한 시뮬레이션을 수행하여 항공기의 예방정비 정보를 제공할 수 있도록 한 디지털 트윈 기술 및 운용 데이터를 이용한 항공기의 예방 정비 정보 제공 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 상기 시스템은, 항공기 기종별 상세 구성품 정보, 각 구성품들에 대한 운용 정보 및 항공기 기종별 운항에 따른 다수의 환경 정보들을 저장하는 데이터베이스; 및 운용자로부터 예방 정비 정보의 분석을 위한 기종 정보가 입력되면, 입력된 기종에 상응하는 상세 구성품 정보를 상기 데이터베이스로부터 리드하여 가상 항공기를 생성하고, 생성된 가상 항공기에 상기 데이터베이스에 저장된 해당 기종의 운용 정보 및 환경 정보를 적용하여 운항 시뮬레이션을 수행한 후, 환경 상태에 따른 각 구성품들에 대한 예방 정비 정보를 도출하는 제어부를 포함한다.

Description

디지털 트윈 기술 및 운용 데이터를 이용한 항공기의 예방 정비 정보 제공 시스템 및 그 방법{Aircraft preventive maintenance information providing system and method using digital twin technology and operation data}
본 발명은 디지털 트윈 기술 및 운용 데이터를 이용한 항공기의 예방 정비 정보 제공 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히 항공기 예방 정비를 수행하기 위해 항공기 운용 데이터를 기반으로 가상공간에 모사하고, 가상공간에서 항공기 운용데이터를 통해 다양한 시뮬레이션을 수행하여 항공기의 예방정비 정보를 제공할 수 있도록 한 디지털 트윈 기술 및 운용 데이터를 이용한 항공기의 예방 정비 정보 제공 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 디지털 트윈 시스템이란 실제 물리적인 자산 대신 소프트웨어로 가상화한 자산의 디지털 트윈을 만들어 모의실험(시뮬레이션)함으로써 실제 자산의 특성(현재 상태, 생산성, 동작 시나리오, 등)에 대한 정확한정보를 얻도록 하는 방법을 말한다.
상기 디지털 트윈 시스템을 이용하는 경우 에너지, 항공, 헬스케어, 자동차, 국방 등 여러 산업 분야에서 디지털 트윈을 이용하여 자산 최적화, 돌발 사고 최소화, 생산성 증가 등 설계부터 제조, 서비스에 이르는 모든 과정의 효율성을 향상시킬 수 있다.
특히 항공분야 및 선박분야의 경우 예상하지 못한 고장에 의하여 정비가 진행되는 경우 정비에 소요되는 직접적인 비용이 높을 뿐만 아니라 정비에 소요되는 시간이 상당히 길어지게 되는 문제가 있다.
이에 따라 항공기 또는 선박의 제조단계에서 디지털 트윈 시스템을 도입하여 해당 항공기 또는 선박에 맞게 소모품에 대한 교체를 제공하고, 운항 스케쥴, 내용 등에 따라 디지털 트윈에서 인식되는 정보를 기초로 예상되는 소모 부품, 가능성 있는 고장 원인을 선제적으로 대응하여 미리 정비할 수 있도록 함으로서 시간 및 비용적인 효율을 높이고 있다. 뿐만 아니라 이를 통하여 안전사고를 미연에 방지할 수 있도록 하고 있다.
위와 같이 특정 항공기 또는 선박뿐만 아니라 대자본이 소요되는 건설분야에서도 사용되는 건설장비에 대한 고장 예측 및 선제적인 정비를 통하여 고장 및 예기치 못한 사고를 방지하는 방안이 필요하다.
다만, 하나의 항공기 자체 또는 선박 자체와 달리 건설분야의 특성상 사용되는 다양한 건설장비가 있고, 건축되는 대상에 따라 각 건설장비의 사용 내역, 건설 스케쥴 등 더 많은 요소를 고려할 필요가 있다.
따라서 건설분야에 사용되는 건설기계에 디지털 트윈을 도입하고, 상술한 건설분야의 특징을 반영할 수 있도록 빅데이터 기반의 실시간 데이터 변환, 저장, 관리를 적용하고, 이를 기초로 한 딥러닝을 통하여 예상되는 고장을 추론함으로서 건설분야에서 사용되는 특정한 장비의 특정한 부품을 선제적으로 정비할 수 있도록 하는 시스템의 개발이 필요하다.
즉, 기존의 한 개체의 디지털 트윈을 넘어 복수개의 개체에 대한 시뮬레이션과 건설환경을 반영하여 데이터를 반영, 관리함으로서 다양한 고장인자 안에서 현실적인 고장 예측 정보를 제공하는 시스템이 개발될 필요가 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 선행특허 (공개특허공보 10-2020-0045924호)가 출원되었다.
상기 선행 특허는, 디지털 트윈 기반의 건설기계 안전관리를 위한 고장 원인분석 및 예측 모델 시스템에 관한 것이다. 디지털 트윈을 이용하여 건설기계의 소모 부품을 미리 예상하여 효과적인 정비를 제공하면서 고장이 예견되는 경우 선제적인 정비를 할 수 있도록 하고, 고장이 발생한 경우 그 원인을 보다 신속하게 분석하여 빠르게 정비가 완료될 수 있도록 하기 위한 기술이다.
그러나, 이러한 디지털 트윈 기술 및 항공기 운용 데이터를 이용한 예방 정비 데이터를 제공하는 기술은 존재하지 않고 있다.
대한민국 공개특허공보 10-2020-0045924호(2020. 05. 06)
따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 항공기 예방 정비를 수행하기 위해 항공기 운용 데이터를 기반으로 가상공간에 모사하고, 가상공간에서 항공기 운용데이터를 통해 다양한 시뮬레이션을 수행하여 항공기의 예방정비 정보를 제공할 수 있도록 한 디지털 트윈 기술 및 운용 데이터를 이용한 항공기의 예방 정비 정보 제공 시스템 및 그 방법을 제공함에 있다.
즉, 본 발명은 항공기의 운용 데이터 기반으로 디지털 트윈 기술과 접목하여 항공기의 고장 원인분석이 더욱 정확도 있게 분석이 가능하고, 항공기 예방정비 부품과 매뉴얼 데이터를 통해 실제적인 예방정비 적용시 더욱 큰 효과를 가져올 수 있도록 한 디지털 트윈 기술 및 운용 데이터를 이용한 항공기의 예방 정비 정보 제공 시스템 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기된 바와 같은 과제로 한정되지 않으며, 또 다른 과제들이 존재할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 디지털 트윈 기술 및 운용 데이터를 이용한 항공기의 예방 정비 정보 제공 시스템은, 항공기 기종별 상세 구성품 정보, 각 구성품들에 대한 운용 정보 및 항공기 기종별 운항에 따른 다수의 환경 정보들을 저장하는 데이터베이스; 및 운용자로부터 예방 정비 정보의 분석을 위한 기종 정보가 입력되면, 입력된 기종에 상응하는 상세 구성품 정보를 상기 데이터베이스로부터 리드하여 가상 항공기를 생성하고, 생성된 가상 항공기에 상기 데이터베이스에 저장된 해당 기종의 운용 정보 및 환경 정보를 적용하여 운항 시뮬레이션을 수행한 후, 환경 상태에 따른 각 구성품들에 대한 예방 정비 정보를 도출하는 제어부를 포함할 수 있다.
상기 데이터베이스는, 항공기 기종별(회전익, 고정익) 상세 구성품에 대한 정보를 저장하는 항공기 기종별 구성품 상세 정보 저장부; 사전에 설정된 항공기 별 실제 운용되는 세부적인 구성품 각각의 하드웨어 및 소프트웨어에 대한 운용 정보 및 각 구성품에 대한 예방 정비 정보를 저장하는 항공기 기종별 상세 운용 정보 저장부; 및 항공기에 운항에 따른 환경 상태 정보를 저장하는 환경 정보 저장부를 포함할 수 있다.
상기 환경 상태 정보는, 기상 정보, 고도 정보, 비행시간 정보, 기상에 따른 각 구성품들에 미치는 영향 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있다.
상기 예방 정비 정보는, 항공기 기종별 각 구성품들의 환경 상태에 따른 고장시기, 소모 부품의 교체시기, 항공기 운항 시간에 따른 구성품 정비 시기 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있다.
상기 제어부에서 생성되는 가상 항공기는, 디지털 트윈 가상 공간에 형성될 수 있다.
상기 시스템은, 운용자의 선택에 따라 항공기 예방 정비 정보의 도출을 위한 요청신호 및 예방 정비 정보의 도출을 위한 항공기 기종 정보를 상기 제어부로 입력하는 입력부; 및 상기 제어부에서 도출된, 운용자가 입력한 항공기 기종에 대한 예방 정비 정보를 운용자가 확인할 수 있도록 출력하는 출력부를 더 포함할 수 있다.
상기 출력부는, 상기 도출된 예방 정비 정보를 화면상에 출력하는 디스플레이장치, 상기 도출된 예방 정비 정보를 문서로 출력하는 프린터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 입력부를 통해 항공기 기종 정보가 입력되는 경우, 디지털 트윈 가상 공간을 생성하고, 운용자가 입력한 기종에 상응하는 다수의 구성품 정보(하드웨어 및 소프트웨어 정보)를 데이터베이스로부터 리드하여, 상기 생성된 디지털 트윈 가상 공간에 해당 기종에 대한 가상 항공기를 생성하는 디지털 트윈 가상 공간 생성부; 상기 생성된 가상 항공기에 데이터베이스에 저장된 해당 항공기의 운용 정보 및 다양한 환경 정보를 선택적/순차적으로 적용하여 가상 항공기의 시뮬레이션을 수행하는 시뮬레이션부; 및 상기 시뮬레이션되는 가상 항공기의 운항 상태를 분석하고, 분석 결과에 따라 해당 기종의 항공기에 구성된 구성품들의 예방 정비 정보를 도출하고, 도출된 예방 정비 정보를 상기 출력부로 출력하는 예방 정비 정보 도출부를 포함할 수 있다.
상기 예방 정비 정보 도출부는, 상기 도출된 해당 항공기의 예방 정비 정보와, 상기 데이터베이스에 미리 저장된 해당 기종 항공기의 예방 정비 정보와 비교하고, 비교 결과, 예방 정비 정보의 차이가 존재하는 경우, 도출된 예방 정비 정보를 상기 데이터베이스에 업데이트할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 측면에 따른 디지털 트윈 기술 및 운용 데이터를 이용한 항공기의 예방 정비 정보 제공방법은, 항공기 기종별 상세 구성품 정보, 각 구성품들에 대한 운용 정보 및 항공기 기종별 운항에 따른 다수의 환경 정보들에 대한 데이터베이스를 구축하는 단계; 및 운용자로부터 예방 정비 정보의 분석을 위한 기종 정보가 입력되면, 입력된 기종에 상응하는 상세 구성품 정보를 상기 데이터베이스로부터 리드하여 가상 항공기를 생성하고, 생성된 가상 항공기에 상기 데이터베이스에 저장된 해당 기종의 운용 정보 및 환경 정보를 적용하여 운항 시뮬레이션을 수행한 후, 환경 상태에 따른 각 구성품들에 대한 예방 정비 정보를 도출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 데이터베이스는, 항공기 기종별(회전익, 고정익) 상세 구성품에 대한 정보를 저장하는 영역; 사전에 설정된 항공기 별 실제 운용되는 세부적인 구성품 각각의 하드웨어 및 소프트웨어에 대한 운용 정보 및 각 구성품에 대한 예방 정비 정보를 저장하는 영역; 및 항공기에 운항에 따른 환경 상태 정보를 저장하는 영역을 포함할 수 있다.
상기 환경 상태 정보는, 기상 정보, 고도 정보, 비행시간 정보, 기상에 따른 각 구성품들에 미치는 영향 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있다.
상기 예방 정비 정보는, 항공기 기종별 각 구성품들의 환경 상태에 따른 고장시기, 소모 부품의 교체시기, 항공기 운항 시간에 따른 구성품 정비 시기 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있다.
상기 생성되는 가상 항공기는, 디지털 트윈 가상 공간에 형성될 수 있다.
상기 방법은, 운용자의 선택에 따라 항공기 예방 정비 정보의 도출을 위한 요청신호 및 예방 정비 정보의 도출을 위한 항공기 기종 정보를 입력하는 단계; 및 상기 도출된, 운용자가 입력한 항공기 기종에 대한 예방 정비 정보를 운용자가 확인할 수 있도록 출력 장치를 통해 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 출력장치는, 상기 도출된 예방 정비 정보를 화면상에 출력하는 디스플레이장치, 상기 도출된 예방 정비 정보를 문서로 출력하는 프린터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 도출하는 단계는, 상기 항공기 기종 정보가 입력되는 경우, 디지털 트윈 가상 공간을 생성하고, 운용자가 입력한 기종에 상응하는 다수의 구성품 정보(하드웨어 및 소프트웨어 정보)를 데이터베이스로부터 리드하여, 상기 생성된 디지털 트윈 가상 공간에 해당 기종에 대한 가상 항공기를 생성하는 단계; 상기 생성된 가상 항공기에 데이터베이스에 저장된 해당 항공기의 운용 정보 및 다양한 환경 정보를 선택적/순차적으로 적용하여 가상 항공기의 시뮬레이션을 수행하는 단계; 및 상기 시뮬레이션되는 가상 항공기의 운항 상태를 분석하고, 분석 결과에 따라 해당 기종의 항공기에 구성된 구성품들의 예방 정비 정보를 도출하고, 도출된 예방 정비 정보를 상기 출력장치로 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 출력하는 단계는, 상기 도출된 해당 항공기의 예방 정비 정보와, 상기 데이터베이스에 미리 저장된 해당 기종 항공기의 예방 정비 정보와 비교하고, 비교 결과, 예방 정비 정보의 차이가 존재하는 경우, 도출된 예방 정비 정보를 상기 데이터베이스에 업데이트하는 단계를 포함할 수 있다.
상술한 본 발명에 따르면, 항공기 예방 정비를 수행하기 위해 항공기 운용 데이터를 기반으로 가상공간에 모사하고, 가상공간에서 항공기 운용데이터를 통해 다양한 시뮬레이션을 수행하여 항공기의 예방정비 정보를 제공할 수 있도록 한 것으로서, 항공기의 운용 데이터 기반으로 디지털 트윈 기술과 접목하여 항공기의 고장 원인분석이 더욱 정확도 있게 분석이 가능하고, 항공기 예방정비 부품과 매뉴얼 데이터를 통해 실제적인 예방정비 적용시 더욱 큰 효과를 가져올 수 있도록 한 것이다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이하에 첨부되는 도면들은 본 실시 예에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 실시 예들을 제공한다. 다만, 본 실시예의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시 예로 구성될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 디지털 트윈 기술 및 운용 데이터를 이용한 항공기의 예방 정비 정보 제공 시스템에 대한 블록 구성을 나타낸 도면.
도 2는 도 1에 도시된 데이터베이스의 상세 블록 구성을 나타낸 도면.
도 3은 도 1에 도시된 제어부에 대한 상세 블록 구성을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 따른 디지털 트윈 기술 및 운용 데이터를 이용한 항공기의 예방 정비 정보 제공방법에 대한 동작 플로우챠트를 나타낸 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 디지털 트윈 기술 및 운용 데이터를 이용한 항공기의 예방 정비 정보 제공 시스템 및 그 방법에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 디지털 트윈 기술 및 운용 데이터를 이용한 항공기의 예방 정비 정보 제공 시스템에 대한 블록 구성을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 디지털 트윈 기술 및 운용 데이터를 이용한 항공기의 예방 정비 정보 제공 시스템은, 데이터베이스(100), 입력부(200), 제어부(300) 및 출력부(400)를 포함할 수 있다.
상기 데이터베이스(100)는 항공기 기종별(회전익, 고정익) 상세 구성품 정보, 각 구성품들에 대한 운용 정보 및 항공기 기종별 운항에 따른 다수의 환경 정보들을 저장할 수 있다.
여기서, 상기 항공기 기종별(회전익, 고정익) 상세 구성품들에 대한 운용 정보는, 사전에 설정된 항공기 별 실제 운용되는 세부적인 부속품들 각각의 하드웨어 및 소프트웨어에 대한 예방 정비 데이터 즉, 회전익, 고정익의 분류와 해당 기종의 기존 교범과 연관된 예방정비 데이터, 구성품별 환경 상태, 및 항공기 비행시간에 따른 구성품 고장 정비 정보, 소모 부품의 교체 시기 정보 등을 포함할 수 있다. 또한, 데이터베이스(100)에 저장된 다수의 환경 정보는, 기상 정보, 고도 정보, 비행시간 정보, 기상에 따른 각 구성품(하드웨어)들에 미치는 영향 정보 중 적어도 하나의 정보일 수 있다.
입력부(200)는 사용자(운용자)에 의해 항공기 기종별 예방 정비 정보를 분석 및 도출을 위한 요청신호 및 예방 정비 정보의 분석 및 도출을 위한 항공기 기종 정보를 제어부(300)로 제공한다.
제어부(300)는 입력부(200)를 통해 항공기 기종별 예방 정비 정보를 분석 및 도출을 위한 요청신호 및 예방 정비 정보의 분석 및 도출을 위한 항공기 기종 정보가 입력되면, 디지털 트윈 가상 공간을 생성하고, 생성된 디지털 트윈 가상 공간에 데이터베이스(100)에 저장된 해당 기종의 구성품 정보를 이용한 가상 항공기를 생성한다.
그리고, 제어부(300)는 상기 생성된 디지털 가상 공간내 가상 항공기에 상기 데이터베이스(100)에 저장된 각 구성품들에 대한 운용 정보 및 다수의 환경 정보를 선택적으로 적용(다수의 항공기 운항 환경 조성)하여 항공기 운항에 대한 시뮬레이션을 수행한다.
그리고, 제어부(300)는 상기 항공기 운항에 대한 시뮬레이션을 통해 가상 항공기의 각 구성품들의 동작 상태를 분석하여 각 구성품들에 대한 예방 정비 정보 도출 즉, 데이터베이스(100)에 저장된 항공기 환경 정보(기상, 고도, 비행시간 등)에 따른 각 구성품들의 예방 정비 정보를 도출하게 된다. 여기서, 예방 정비 정보는, 비행 시간 및 환경 정보에 따른 구성품의 고장시기, 소모 부품의 교체시기, 각 구성품 정비 시기 등의 정보를 포함할 수 있다.
또한, 제어부(300)는 상기 도출된 각 구성품들의 예방 정비 정보를 운용자가 확인할 수 있도록 출력부(400)로 출력할 수 있다. 여기서, 상기 출력부(400)는 도출된 예방 정비 정보를 화면에 디스플레이하는 디스플레이 장치 또는/및 도출 정보를 문서로 출력하는 프린터를 포함할 수 있다.
또한, 제어부(300)는 상기 도출된 각 구성품들의 예방 정비 정보를 상기 데이터베이스(100)에 사전 설정되어 저장된 항공기 기종별 각 구성품들에 대한 예방 정비 정보와 비교하여 차이가 발생되는 정보가 발생되는 경우, 해당 정보를 데이터베이스(100)에 업데이트할 수 있다.
상기 도 1에 도시된 데이터베이스(100)는 하나의 데이터베이스로 각 정보를 필드별로 구분하여 저장할 수도 있으나, 도 2와 같이 각각의 저장부의 형태로 저장될 수 있다. 즉, 도 2는 도 1에 도시된 데이터베이스(100)의 상세 블록 구성을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 데이터베이스(100)는 상기 항공기 기종별(회전익, 고정익) 상세 구성품에 대한 정보를 저장하는 항공기 기종별 구성품 상세 정보 저장부(110), 사전에 설정된 항공기 별 실제 운용되는 세부적인 구성품 각각의 하드웨어 및 소프트웨어에 대한 예방 정비 데이터 즉, 회전익, 고정익 항공기의 분류에 따른 해당 기종의 각 구성품들에 대한 운용 정보 및 각 구성품들에 대한 상세 예방 정비 데이터를 저장하는 항공기 기종별 상세 운용 정보 저장부(120) 및 항공기에 운항에 따른 기상 정보, 고도 정보, 비행시간 정보, 기상에 따른 각 구성품(하드웨어)들에 미치는 영향 정보 중 적어도 하나의 정보를 저장하는 환경 정보 저장부(130)를 포함할 수 있다.
상기 도 1에 도시된 제어부(300)에 대한 상세 구성 및 상세 동작에 대하여 도 3을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 여기서, 제어부(300)의 설명에 있어 데이터베이스(100)에 대해서는 도 2를 참조하기로 한다.
도 3은 도 1에 도시된 제어부(300)에 대한 상세 블록 구성을 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 제어부(300)는 디지털 트윈 가상 공간 생성부(310), 시뮬레이션부(320), 분석부(330) 및 예방 정비 정보 도출부(340)를 포함할 수 있다.
상기 디지털 트윈 가상 공간 생성부(310)는, 도 1에 도시된 입력부(200)로부터 항공기 기종별 예방 정비 정보를 분석 및 도출을 위한 요청신호 및 예방 정비 정보의 분석 및 도출을 위한 항공기 기종 정보가 입력되면, 디지털 트윈 가상 공간을 생성하고, 운용자가 입력한 기종에 상응하는 다수의 구성품 정보(하드웨어 및 소프트웨어 정보)를 상기 데이터베이스(100)의 항공기 기종별 구성품 상세 정보 저장부(110)로부터 리드하여, 상기 생성된 디지털 트윈 가상 공간에 해당 기종에 대한 가상 항공기를 생성한다.
시뮬레이션부(320)는 상기 디지털 트윈 가상 공간부(310)에 생성된 가상 항공기 즉, 운용자가 선택한 기종에 대한 가상 항공기에 데이터베이스(100)의 항공기 기종별 상세 운용 정보 저장부(120)에 저장된 해당 기종 항공기의 운용 정보를 적용하여 가상 항공기의 운항에 대한 시뮬레이션을 수행한다. 여기서, 시뮬레이션 시, 데이터베이스(100)의 환경 정보 저장부(130)에 저장된 다양한 환경 정보 즉, 기상 정보, 고도 정보, 비행 시간 정보 등을 선택적/순차적으로 다양하게 적용하여 가상 항공기의 시뮬레이션을 수행한다. 즉, 가상 항공기의 운항 시뮬레이션 시, 다양한 기상 정보별, 고도정보별, 비행 시간 정보 등을 순차적으로 적용하여 가상 항공기의 가상 운항을 수행할 수 있다.
분석부(330)는 상기 시뮬레이션부(320)를 통해 시뮬레이션되는 가상 항공기의 운항 상태를 분석하여, 분석된 운항 상태 정보를 예방 정비 정보 도출부(340)로 제공한다. 즉, 분석부(330)는, 해당 기종의 가상 항공기의 운항에 다양한 환경 정보를 선택적 및 순차적으로 적용하여 해당 가상 항공기의 운항 상태를 분석하여 해당 운항 상태 분석 정보를 예방 정비 정보 도출부(340)로 제공할 수 있다.
예방 정비 정보 도출부(340)는 상기 분석부(330)를 통해 다양한 환경 정보에 따라 가상 항공기의 운항 상태 분석 결과 정보를 이용하여 해당 기종의 항공기에 구성된 구성품들의 고장시기, 소모 부품의 교체시기, 각 구성품들의 정비 시기 등과 같은 예방 정비 정보를 도출한다.
즉, 예방 정비 정보 도출부(340)는 해당 기종의 항공기가 어떤 고도에, 어떤 기상 환경에, 어느 정도의 비행 시간에 어느 구성품이 고장이 발생하는지, 그리고 소모 부품의 교체 시기 등에 대한 예방 정비 정보를 도출하고, 도출된 해당 예방 정비 정보를 도 1에 도시된 출력부(400)로 출력하여 운용자가 용이하게 확인할 수 있도록 할 수 있다.
한편, 상기 예방 정비 정보 도출부(340)는 상기 도출된 해당 항공기의 예방 정비 정보와, 데이터베이스(100)의 항공기 기종별 상세 운용 정보 저장부(120)에 미리 저장된 해당 기종 항공기의 예방 정비 정보와 비교하여, 예방 정비 정보의 차이가 존재하는 경우, 도출된 예방 정비 정보를 항공기 기종별 상세 운용 정보 저장부(120)에 업데이트할 수 있다.
상기한 본 발명에 따른 디지털 트윈 기술 및 운용 데이터를 이용한 항공기의 예방 정비 정보 제공 시스템의 동작과 상응하는 본 발명에 따른 디지털 트윈 기술 및 운용 데이터를 이용한 항공기의 예방 정비 정보 제공방법에 대하여 첨부한 도 4를 참조하여 단계적으로 살펴보기로 하자.
도 4는 본 발명에 따른 디지털 트윈 기술 및 운용 데이터를 이용한 항공기의 예방 정비 정보 제공방법에 대한 동작 플로우챠트를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 먼저, 항공기 기종별(회전익, 고정익) 상세 구성품 정보, 각 구성품들에 대한 운용 정보 및 항공기 기종별 운항에 따른 다수의 환경 정보들에 대한 데이터베이스를 구축한다(S401).
여기서, 상기 항공기 기종별(회전익, 고정익) 상세 구성품들에 대한 운용 정보는, 사전에 설정된 항공기 별 실제 운용되는 세부적인 부속품들 각각의 하드웨어 및 소프트웨어에 대한 예방 정비 데이터 즉, 회전익, 고정익의 분류와 해당 기종의 기존 교범과 연관된 예방정비 데이터, 구성품별 환경 상태, 및 항공기 비행시간에 따른 구성품 고장 시기 정보, 소모 부품의 교체 시기 정보, 각 구성품들에 대한 정비 시기 정보 등을 포함할 수 있다. 또한, 다수의 환경 정보는, 기상 정보, 고도 정보, 비행시간 정보, 기상에 따른 각 구성품(하드웨어)들에 미치는 영향 정보 중 적어도 하나의 정보일 수 있다
한편, S401 단계에서, 데이터베이스 구축 시, 하나의 데이터베이스에 상기 정보들을 저장하여 구축할 수도 있고, 각각의 정보를 도 2와 같이 서로 다른 저장장치에 저장한 후, 데이터베이스를 구축할 수도 있음을 이해해야 할 것이다.
이어, 운용자로부터 항공기 기종별 예방 정비 정보를 분석 및 도출을 위한 요청신호가 입력되는지 판단한다(S402).
판단 결과, 항공기 기종별 예방 정비 정보의 분석 및 도출을 위한 요청신호가 입력되면, 운용자로부터 예방 정비 정보의 분석 및 도출을 위한 해당 항공기 기종 정보가 입력되는지를 판단한다(S403).
판단 결과, 운용자로부터 예방 정비 정보의 분석 및 도출을 위한 항공기 기종 정보가 입력된 경우, 먼저 디지털 트윈 가상 공간을 생성하고, 생성된 가상 공간에, 운용자가 입력한 기종의 항공기에 상응하는 다수의 구성품 정보(하드웨어 및 소프트웨어 정보)를 데이터베이스로부터 리드하여, 상기 생성된 디지털 트윈 가상 공간에 해당 기종에 대한 가상 항공기를 생성한다(S404).
이어, 상기 S404단계를 통해 디지털 트윈 가상 공간에 생성된 가상 항공기 즉, 운용자가 선택한 기종에 대한 가상 항공기에 데이터베이스에 저장된 해당 기종 항공기의 운용 정보를 적용하여 가상 항공기의 운항에 대한 시뮬레이션을 수행한다(S405). 여기서, 시뮬레이션 시, 데이터베이스에 저장된 다양한 환경 정보 즉, 기상 정보, 고도 정보, 비행 시간 정보 등을 선택적/순차적으로 다양하게 적용하여 가상 항공기의 시뮬레이션을 수행한다. 즉, 가상 항공기의 운항 시뮬레이션 시, 다양한 기상 정보 별, 고도정보 별, 비행 시간 정보 등을 순차적으로 적용하여 가상 항공기의 가상 운항을 수행할 수 있다.
이어, 상기 S405 단계를 통해 시뮬레이션되는 가상 항공기의 운항 상태를 분석 즉, 해당 기종의 가상 항공기의 운항에 다양한 환경 정보를 선택적 및 순차적으로 적용하여 해당 가상 항공기의 운항 상태를 분석하고, 가상 항공기의 운항 상태 분석 결과 정보를 이용하여 환경 상태에 따른 해당 기종의 항공기에 구성된 구성품들의 교체시기, 소모 부품의 교체시기, 각 구성품들에 대한 정비 시기와 같은 예방 정비 정보를 도출한다(S406).
즉, 상기 S406 단계는, 해당 기종의 항공기가 어떤 고도에, 어떤 기상 환경에, 어느 정도의 비행 시간에 어느 구성품들에 이상(고장)이 발생하는지 그리고 소모 부품의 수명(교체시기) 등에 대한 예방 정비 정보를 도출하는 것이다.
이어, S406 단계를 통해 도출된 해당 예방 정비 정보를 출력 장치로 출력하여 운용자가 용이하게 확인할 수 있도록 할 수 있다(S407). 여기서, 상기 출력장치는 예방 정비 정보를 화면상에 출력하는 디스플레이부 및/또는 예방 정비 정보를 문서로 출력하는 프린터를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 도출된 해당 항공기의 예방 정비 정보와, 데이터베이스에 미리 저장된 해당 기종 항공기의 예방 정비 정보와 비교하여 예방 정비 정보의 차이가 존재하는 경우, 도출된 예방 정비 정보를 데이터베이스에 업데이트할 수 있다(S408).
결국, 본 발명에 따른 디지털 트윈 기술 및 운용 데이터를 이용한 항공기의 예방 정비 정보 제공 시스템 및 그 방법은 디지털 트윈 가상 공간에서 입력된 항공기의 기종 데이터를 통해 항공기 운용 시간에 따른 항공기의 고장과 소요 소모 부품을 분석하여 운용자에게 정보를 제공하고, 분석된 정보를 업데이트할 수 있도록 한 것이다.
이상에서 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 트윈 기술 및 운용 데이터를 이용한 항공기의 예방 정비 정보 제공방법은, 하드웨어인 컴퓨터와 결합되어 실행되기 위해 프로그램(또는 어플리케이션)으로 구현되어 매체에 저장될 수 있다.
상기 전술한 프로그램은, 상기 컴퓨터가 프로그램을 읽어 들여 프로그램으로 구현된 상기 방법들을 실행시키기 위하여, 상기 컴퓨터의 프로세서(CPU)가 상기 컴퓨터의 장치 인터페이스를 통해 읽힐 수 있는 C, C++, JAVA, Ruby, 기계어 등의 컴퓨터 언어로 코드화된 코드(Code)를 포함할 수 있다. 이러한 코드는 상기 방법들을 실행하는 필요한 기능들을 정의한 함수 등과 관련된 기능적인 코드(Functional Code)를 포함할 수 있고, 상기 기능들을 상기 컴퓨터의 프로세서가 소정의 절차대로 실행시키는데 필요한 실행 절차 관련 제어 코드를 포함할 수 있다. 또한, 이러한 코드는 상기 기능들을 상기 컴퓨터의 프로세서가 실행시키는데 필요한 추가 정보나 미디어가 상기 컴퓨터의 내부 또는 외부 메모리의 어느 위치(주소 번지)에서 참조되어야 하는지에 대한 메모리 참조관련 코드를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 컴퓨터의 프로세서가 상기 기능들을 실행시키기 위하여 원격(Remote)에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 통신이 필요한 경우, 코드는 상기 컴퓨터의 통신 모듈을 이용하여 원격에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 어떻게 통신해야 하는지, 통신 시 어떠한 정보나 미디어를 송수신해야 하는지 등에 대한 통신 관련 코드를 더 포함할 수 있다.
상기 저장되는 매체는, 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상기 저장되는 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있지만, 이에 제한되지 않는다. 즉, 상기 프로그램은 상기 컴퓨터가 접속할 수 있는 다양한 서버 상의 다양한 기록매체 또는 사용자의 상기 컴퓨터상의 다양한 기록매체에 저장될 수 있다. 또한, 상기 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장될 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 데이터베이스
110 : 항공기 기종별 구성품 상세 정보 저장부
120 : 항공기 기종별 상세 운용 정보 저장부
130 : 환경 정보 저장부
200 : 입력부
300 : 제어부
310 : 디지털 트윈 가상 공간 생성부
320 : 시뮬레이션부
330 : 분석부
340 : 예방 정비 정보 도출부
400 : 출력부

Claims (18)

  1. 디지털 트윈 기술 및 운용 데이터를 이용한 항공기의 예방 정비 정보 제공 시스템에 있어서,
    항공기 기종별 상세 구성품 정보, 각 구성품들에 대한 운용 정보 및 항공기 기종별 운항에 따른 다수의 환경 정보들을 저장하는 데이터베이스; 및
    운용자로부터 예방 정비 정보의 분석을 위한 항공기 기종 정보가 입력되면, 입력된 기종에 상응하는 상세 구성품 정보를 상기 데이터베이스로부터 리드하여 가상 항공기를 생성하고, 생성된 가상 항공기에 상기 데이터베이스에 저장된 해당 기종의 운용 정보 및 환경 정보를 적용하여 운항 시뮬레이션을 수행한 후, 환경 상태에 따른 각 구성품들에 대한 예방 정비 정보를 도출하는 제어부를 포함하고,
    상기 데이터베이스는,
    항공기 기종별(회전익, 고정익) 상세 구성품에 대한 정보를 저장하는 항공기 기종별 구성품 상세 정보 저장부;
    사전에 설정된 항공기 별 실제 운용되는 세부적인 구성품 각각의 하드웨어 및 소프트웨어에 대한 운용 정보 및 각 구성품에 대한 예방 정비 정보를 저장하는 항공기 기종별 상세 운용 정보 저장부; 및
    항공기에 운항에 따른 환경 상태 정보를 저장하는 환경 정보 저장부를 포함하며,
    상기 환경 상태 정보는, 기상 정보, 고도 정보, 비행시간 정보, 기상에 따른 각 구성품들에 미치는 영향 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함하고,
    상기 예방 정비 정보는, 항공기 기종별 각 구성품들의 환경 상태에 따른 고장시기, 소모 부품의 교체시기, 항공기 운항 시간에 따른 구성품 정비 시기 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함하며,
    상기 제어부에서 생성되는 가상 항공기는, 디지털 트윈 가상 공간에 형성되고,
    상기 제어부는,
    입력부를 통해 항공기 기종 정보가 입력되는 경우, 디지털 트윈 가상 공간을 생성하고, 운용자가 입력한 기종에 상응하는 다수의 구성품 정보(하드웨어 및 소프트웨어 정보)를 데이터베이스로부터 리드하여, 상기 생성된 디지털 트윈 가상 공간에 해당 기종에 대한 가상 항공기를 생성하는 디지털 트윈 가상 공간 생성부;
    상기 생성된 가상 항공기에 데이터베이스에 저장된 해당 항공기의 운용 정보 및 다양한 환경 정보를 선택적/순차적으로 적용하여 가상 항공기의 시뮬레이션을 수행하는 시뮬레이션부; 및
    상기 시뮬레이션되는 가상 항공기의 운항 상태를 분석하고, 분석 결과에 따라 해당 기종의 항공기에 구성된 구성품들의 예방 정비 정보를 도출하고, 도출된 예방 정비 정보를 출력하는 예방 정비 정보 도출부를 포함하며,
    상기 예방 정비 정보 도출부는,
    상기 도출된 해당 항공기의 예방 정비 정보와, 상기 데이터베이스에 미리 저장된 해당 기종 항공기의 예방 정비 정보와 비교하고, 비교 결과, 예방 정비 정보의 차이가 존재하는 경우, 도출된 예방 정비 정보를 상기 데이터베이스에 업데이트하는 것인 디지털 트윈 기술 및 운용 데이터를 이용한 항공기의 예방 정비 정보 제공 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    운용자의 선택에 따라 항공기 예방 정비 정보의 도출을 위한 요청신호 및 예방 정비 정보의 도출을 위한 항공기 기종 정보를 상기 제어부로 입력하는 입력부; 및
    상기 제어부에서 도출된, 운용자가 입력한 항공기 기종에 대한 예방 정비 정보를 운용자가 확인할 수 있도록 출력하는 출력부를 더 포함하는 디지털 트윈 기술 및 운용 데이터를 이용한 항공기의 예방 정비 정보 제공 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 출력부는,
    상기 도출된 예방 정비 정보를 화면상에 출력하는 디스플레이장치, 상기 도출된 예방 정비 정보를 문서로 출력하는 프린터 중 적어도 하나를 포함하는 디지털 트윈 기술 및 운용 데이터를 이용한 항공기의 예방 정비 정보 제공 시스템.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 디지털 트윈 기술 및 운용 데이터를 이용한 항공기의 예방 정비 정보 제공방법에 있어서,
    항공기 기종별 상세 구성품 정보, 각 구성품들에 대한 운용 정보 및 항공기 기종별 운항에 따른 다수의 환경 정보들에 대한 데이터베이스를 구축하는 단계; 및
    운용자로부터 예방 정비 정보의 분석을 위한 항공기 기종 정보가 입력되면, 입력된 기종에 상응하는 상세 구성품 정보를 상기 데이터베이스로부터 리드하여 가상 항공기를 생성하고, 생성된 가상 항공기에 상기 데이터베이스에 저장된 해당 기종의 운용 정보 및 환경 정보를 적용하여 운항 시뮬레이션을 수행한 후, 환경 상태에 따른 각 구성품들에 대한 예방 정비 정보를 도출하는 단계를 포함하고,
    상기 데이터베이스는,
    항공기 기종별(회전익, 고정익) 상세 구성품에 대한 정보를 저장하는 영역;
    사전에 설정된 항공기 별 실제 운용되는 세부적인 구성품 각각의 하드웨어 및 소프트웨어에 대한 운용 정보 및 각 구성품에 대한 예방 정비 정보를 저장하는 영역; 및
    항공기에 운항에 따른 환경 상태 정보를 저장하는 영역을 포함하며,
    상기 환경 상태 정보는, 기상 정보, 고도 정보, 비행시간 정보, 기상에 따른 각 구성품들에 미치는 영향 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함하며,
    상기 예방 정비 정보는, 항공기 기종별 각 구성품들의 환경 상태에 따른 고장시기, 소모 부품의 교체시기, 항공기 운항 시간에 따른 구성품 정비 시기 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함하고,
    상기 생성되는 가상 항공기는, 디지털 트윈 가상 공간에 형성되며,
    상기 도출하는 단계는,
    상기 항공기 기종 정보가 입력되는 경우, 디지털 트윈 가상 공간을 생성하고, 운용자가 입력한 기종에 상응하는 다수의 구성품 정보(하드웨어 및 소프트웨어 정보)를 데이터베이스로부터 리드하여, 상기 생성된 디지털 트윈 가상 공간에 해당 기종에 대한 가상 항공기를 생성하는 단계;
    상기 생성된 가상 항공기에 데이터베이스에 저장된 해당 항공기의 운용 정보 및 다양한 환경 정보를 선택적/순차적으로 적용하여 가상 항공기의 시뮬레이션을 수행하는 단계; 및
    상기 시뮬레이션되는 가상 항공기의 운항 상태를 분석하고, 분석 결과에 따라 해당 기종의 항공기에 구성된 구성품들의 예방 정비 정보를 도출하고, 도출된 예방 정비 정보를 출력하는 단계를 포함하고,
    상기 출력하는 단계는,
    상기 도출된 해당 항공기의 예방 정비 정보와, 상기 데이터베이스에 미리 저장된 해당 기종 항공기의 예방 정비 정보와 비교하고, 비교 결과, 예방 정비 정보의 차이가 존재하는 경우, 도출된 예방 정비 정보를 상기 데이터베이스에 업데이트하는 단계를 포함하는 것인 디지털 트윈 기술 및 운용 데이터를 이용한 항공기의 예방 정비 정보 제공방법.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제10항에 있어서,
    운용자의 선택에 따라 항공기 예방 정비 정보의 도출을 위한 요청신호 및 예방 정비 정보의 도출을 위한 항공기 기종 정보를 입력하는 단계; 및
    상기 도출된, 운용자가 입력한 항공기 기종에 대한 예방 정비 정보를 운용자가 확인할 수 있도록 출력 장치를 통해 출력하는 단계를 더 포함하는 디지털 트윈 기술 및 운용 데이터를 이용한 항공기의 예방 정비 정보 제공방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 출력장치는, 상기 도출된 예방 정비 정보를 화면상에 출력하는 디스플레이장치, 상기 도출된 예방 정비 정보를 문서로 출력하는 프린터 중 적어도 하나를 포함하는 것인 디지털 트윈 기술 및 운용 데이터를 이용한 항공기의 예방 정비 정보 제공방법.
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