KR102515854B1 - Shipyard Dock and Quayside Line Layout Optimization Integrated System - Google Patents
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Abstract
중견 조선소 도크 및 안벽 호선 배치 최적화 통합 시스템은 도크, 내항, 안벽, 지리정보 및 도크, 안벽 공정 관리 최적화를 위한 시뮬레이션 기초 정보로 캐드(CAD) 도면정보를 포함하는 생산설계정보를 저장하는 데이터베이스; 도크 형상, 탑재 블록 형상, 안벽 형상, 계류 호선 형상을 포함하는 3차원 형상 정보를 수집하는 데이터 수집 모듈; 접안, 이안 최소화를 위한 DES(Discrete Event Simulation) 연동형 호선 배치 알고리즘을 통해 수집된 형상 정보를 활용한 최적화 방안을 시각화하는 시각화 모듈; 및 선, 후행 공정 순서 및 일정과 현재 진행 중인 작업의 투입 자원 실적 정보를 연계하여, 호선 별 부하 분석, 도크, 안벽 내 IoT 데이터 수집을 통한 설비, 공간, 인력 제약조건을 고려한 평균 부하를 산출하는 산출모듈; 을 포함한다.The mid-size shipyard dock and quay ship layout optimization integrated system stores production design information including CAD (CAD) drawing information as dock, inner harbor, quay wall, geographic information and simulation basic information for dock and quay wall process management optimization Database for storing; A data collection module for collecting three-dimensional shape information including a dock shape, a mounting block shape, a quay wall shape, and a mooring line shape; A visualization module that visualizes an optimization plan using shape information collected through a DES (Discrete Event Simulation) interlocking line arrangement algorithm for berthing and evacuating minimization; And by linking the order and schedule of the first and second processes and the input resource performance information of the work in progress, the average load is calculated considering facility, space, and manpower constraints through load analysis for each ship and IoT data collection in the dock and quay. calculation module; includes
Description
본 개시는 중견 조선소 도크 및 안벽 호선 배치 최적화 통합 시스템에 관한 것으로 구체적으로, 조선소 도크/안벽 공정의 효율적 운영을 위해 IoT 디바이스를 개발 및 활용하여 현장에서 생성되는 실시간 정보를 수집한 후 야드에서 관리되는 각종 기간계 데이터(Legacy data)와 연계한 최적화 모듈에 관한 것이다. The present disclosure relates to an integrated system for optimizing the layout of docks and quays in medium-sized shipyards. It relates to an optimization module linked with various legacy data.
본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.Unless otherwise indicated herein, material described in this section is not prior art to the claims in this application, and inclusion in this section is not an admission that it is prior art.
선박 건조는 자동차, 전자제품 등과 달리 주문 생산으로 이루어지며 영업 수주에서 인도까지 보통 2년의 긴 시간이 소요된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 선박 건조 과정에는 강재 절단(S/C: Steel Cutting) 이후 단계를 실 선박 건조공정으로 볼 때 블록을 도크에 탑재하는 용골 배치(K/L: Keel Laying), 드라이 도크에서 건조된 선박을 물 위에 띄우는 진수(L/C, Launching), 진수한 선박을 안벽에 계류한 뒤 선내 설비와 기관 등을 설치하는 안벽의장 공정을 거쳐 시운전과 인도(D/L: Delivery)까지의 일련의 작업이 병목 공정을 이루며 전체 공기의 50% 이상을 자치한다.Unlike automobiles and electronic products, shipbuilding is made to order, and it usually takes a long time of two years from receiving a business order to delivery. As shown in FIG. 1, in the ship building process, considering the step after steel cutting (S/C: Steel Cutting) as an actual ship building process, keel laying (K/L: Keel Laying), dry Launching (L/C, Launching) to float the ship built at the dock on the water, mooring the launched ship to the quay, and then test-running and delivery (D/L: Delivery) through the quay design process of installing in-vessel facilities and engines A series of operations up to this point form the bottleneck process and account for more than 50% of the total air.
조선산업에 있어 매출과 생산량을 결정짓는 도크 작업은 선행 공정 작업성과 작업량을 좌우하게 되므로 도크에서 선박 별로 탑재되는 순서를 표현한 탑재 네트워크에 따라 조선소 전체 부하가 바뀔 수 있다.Dock work, which determines sales and production volume in the shipbuilding industry, influences the work performance and work load of the preceding process, so the overall load at the shipyard can change according to the loading network that expresses the order in which each ship is loaded at the dock.
또한, 건조 선박 진수 후 이어지는 안벽 호선 배치 일정에 따라 초기 계획대비 도크 내 탑재 블록의 조립 일정이 변경될 가능성이 크므로 도크와 안벽의 운영 계획은 밀접한 상관관계가 있으며, 도크와 안벽의 호선 배치 일정은 대중일정에 영향을 미치는 주요 요인이 된다.In addition, there is a high possibility that the assembly schedule of the mounting block in the dock will change compared to the initial plan according to the quay ship arrangement schedule following the launch of the ship, so the operation plan of the dock and quay has a close correlation, and the dock and quay ship arrangement schedule is a major factor influencing public schedules.
최근 들어 도 2에 도시된 바와 같이 대형 컨테이너, 해양 석유 시추시설, LNG선과 같은 고부가가치 선박 중심으로 국내 조선업의 수주형태가 변경되고 있는 시점에서 선박 건조단계에서 50% 이상의 시간이 소요되는 도크/안벽 공정 효율화를 위한 안벽 공정 계획수립은 조선산업의 시대적 변화를 반영한 주 관심사로 주목 받고 있다.Recently, as shown in FIG. 2, the dock/quay wall that takes more than 50% of the time in the shipbuilding stage at the time when the order form of the domestic shipbuilding industry is changing centering on high value-added ships such as large containers, offshore oil drilling facilities, and LNG carriers. Establishment of a quayside process plan for process efficiency is attracting attention as a major concern that reflects the changes of the times in the shipbuilding industry.
조선소 도크/안벽 작업 계획은 다양한 수주 호선을 고려한 선표와 호선 별 블록 생산 계획에 따른 탑재 네트워크 일정에 따라 수립되며, 조선소 야드의 예측이 어려운 작업 환경 변화에 대해 능동적인 대응과 다양한 데이터 분석이 요구된다.The dock/quay work plan for the shipyard is established according to the ship chart considering various ordered ships and the loading network schedule according to the block production plan for each ship. .
또한, 조선소 야드의 수많은 환경변수로 인해 생산 계획이 수시로 변동됨에 따라 계획에 영향을 미치는 제약조건과 인자들을 사전에 도출하고, 효율적인 계획수립과 실제 현장 생산 실적을 종합적으로 분석 및 시뮬레이션이 가능한 통합 플랫폼의 필요성이 대두되고 있다. 아울러, 중견조선소 도크/안벽 스케줄 관리 능력은 생산정보 표준화 체계 미흡으로 인해 개별 단위 프로그램 혹은 스프레드시트를 이용한 일정 관리에 의존하고 있으며, 실시간 정보 동기화 및 정보의 무결성 확보 등이 고려되지 않아 생산성 저하로 이어지는 문제가 있다.In addition, as the production plan changes frequently due to numerous environmental variables in the shipyard yard, constraints and factors that affect the plan are derived in advance, and an integrated platform that enables efficient planning and comprehensive analysis and simulation of actual field production performance. need is emerging. In addition, the ability to manage dock/quay schedules at mid-sized shipyards relies on schedule management using individual unit programs or spreadsheets due to the lack of a standardized system for production information, and real-time information synchronization and integrity of information are not considered, which leads to productivity degradation. there is a problem.
실시예에 따른 중견 조선소 도크 및 안벽 호선 배치 최적화 통합 시스템은 중견조선소 도크/안벽 관리 현황을 점검하고 문제점 분석 및 개선 방안을 도출한다. 예컨대, 실시예에서는 최고 수준의 도크/안벽 공정 관리를 위해 체계적인 진단기법을 활용한 중견조선소 진단 및 표준화 방안 마련하고, IoT 센서를 활용한 도크/안벽 실시간 데이터 수집, 탑재 블록, 호선 정보 등 조선소 레거시(Legacy) 시스템 연계 데이터 분석을 통한 최적화 모듈에 활용할 마스터(Master) 파라미터 체계를 구축한다.The mid-sized shipyard dock and quay ship layout optimization integration system according to the embodiment checks the status of mid-sized shipyard dock/quay management, analyzes problems, and derives improvement plans. For example, in the embodiment, mid-sized shipyard diagnosis and standardization measures using systematic diagnosis techniques are prepared for the highest level of dock/quay wall process management, and dock/quay wall real-time data collection using IoT sensors, shipyard legacy data such as mounting blocks and ship information (Legacy) Establish a master parameter system to be used in the optimization module through system-linked data analysis.
또한, 조선소 생산설계정보(CAD 등) 동기화를 통한 최적화 알고리즘의 제약조건 및 관리인자를 도출하고, 최적화 모듈 결과 값을 활용한 시뮬레이션 기반 기술을 활용하여 기준정보 도출을 위한 블록 및 호선 형상화 기술을 개발한다.In addition, derive the constraints and management factors of the optimization algorithm through synchronization of shipyard production design information (CAD, etc.), and develop block and ship shaping technology to derive reference information by utilizing simulation-based technology using the result of the optimization module. do.
탑재 네트워크 기반 도크 내 작업공간 최적화 및 선행, 후행 공정간 작업 효율화를 위한 공정 작업 액티비티(Activity) 기반 부하 분석 및 최적화 알고리즘을 제공한다.It provides process work activity-based load analysis and optimization algorithms for optimizing the workspace in the dock based on the loading network and improving work efficiency between preceding and succeeding processes.
조선소 안벽 접안, 이안 최소화를 위한 생산 계획/실적, 시운전 계획, 3차원 호선 정보, 계류 선박 이동 실시간 정보 업데이트(Update), 안벽 계류 제약조건 등을 고려한 최적화 알고리즘을 제공한다. 도크/안벽의 실시간 현황 데이터 기반 조선소 보유 설비와 작업 실적 분석을 통한 부하, 각종 제약조건 등을 고려한 이상 발생 대응을 위한 시뮬레이션 기술을 제공한다.Provides an optimization algorithm that considers docking at the shipyard quayside, production plan/performance for minimizing unloading, commissioning plan, 3D ship information, real-time update of moored vessel movement information, and quay mooring constraints. Provides simulation technology to respond to abnormalities in consideration of loads and various constraints through analysis of shipyard owned facilities and work performance based on real-time status data of docks/quay walls.
조선소 IoT 센서 데이터 수집을 위한 IoT 통합 플랫폼, GIS 기반 야드 모니터링을 위한 오픈 레이어(Open Layers) 플랫폼, 각종 도면(2D, 3D) 정보 연계 형상화 플랫폼, 시뮬레이션 활용 조선소 레거시 인터페이스(Legacy interface) 표준화 및 블록 형상 정보 활용 기술을 접목한 통합 프레임 공정(Framework)을 개발한다.IoT integration platform for shipyard IoT sensor data collection, Open Layers platform for GIS-based yard monitoring, various drawing (2D, 3D) information linkage platform, simulation utilization shipyard legacy interface standardization and block shape Develop an integrated frame process that incorporates information utilization technology.
최적화 모듈 및 시뮬레이션 결과를 활용한 중견조선소 현장 실증 및 확산을 위한 표준화 체계를 구축한다.Establish a standardization system for on-site demonstration and diffusion of mid-sized shipyards using optimization modules and simulation results.
실시예에 따른 중견 조선소 도크 및 안벽 호선 배치 최적화 통합 시스템은The mid-sized shipyard dock and quay ship layout optimization integrated system according to the embodiment
도크, 내항, 안벽, 지리정보 및 도크, 안벽 공정 관리 최적화를 위한 시뮬레이션 기초 정보로 캐드(CAD) 도면정보를 포함하는 생산설계정보를 저장하는 데이터베이스; 도크 형상, 탑재 블록 형상, 안벽 형상, 계류 호선 형상을 포함하는 3차원 형상 정보를 수집하는 데이터 수집 모듈; 접안, 이안 최소화를 위한 DES(Discrete Event Simulation) 연동형 호선 배치 알고리즘을 통해 수집된 형상 정보를 활용한 최적화 방안을 시각화하는 시각화 모듈; 및 선, 후행 공정 순서 및 일정과 현재 진행 중인 작업의 투입 자원 실적 정보를 연계하여, 호선 별 부하 분석, 도크, 안벽 내 IoT 데이터 수집을 통한 설비, 공간, 인력 제약조건을 고려한 평균 부하를 산출하는 산출모듈; 을 포함한다.A database for storing production design information including CAD (CAD) drawing information as dock, inner harbor, quay wall, geographical information, and simulation basic information for optimizing dock and quay process management; A data collection module for collecting three-dimensional shape information including a dock shape, a mounting block shape, a quay wall shape, and a mooring line shape; A visualization module that visualizes an optimization plan using shape information collected through a DES (Discrete Event Simulation) interlocking line arrangement algorithm for berthing and evacuating minimization; And by linking the order and schedule of the first and second processes and the input resource performance information of the work in progress, the average load is calculated considering facility, space, and manpower constraints through load analysis for each ship and IoT data collection in the dock and quay. calculation module; includes
이상에서와 같은 중견 조선소 도크 및 안벽 호선 배치 최적화 통합 시스템 은 조선소 도크/안벽 공정의 효율적 운영을 위해 IoT 디바이스를 개발 및 활용하여 현장에서 생성되는 실시간 정보를 수집한 후 야드에서 관리되는 각종 기간계 데이터(Legacy data)와 연계한 최적화 모듈을 제공함으로써, 통합시스템을 활용한 일정관리를 가능하게 하고. 실시간 정보 동기화 및 정보의 무결성 확보 등을 보장할 수 있도록 한다. The mid-sized shipyard dock and quay ship layout optimization integrated system as described above collects real-time information generated in the field by developing and utilizing IoT devices for efficient operation of the shipyard dock / quay process, and then collects various backbone data (managed at the yard). By providing an optimization module linked with legacy data), it enables schedule management using an integrated system. It ensures real-time information synchronization and information integrity.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The effects of the present invention are not limited to the above effects, and should be understood to include all effects that can be inferred from the detailed description of the present invention or the configuration of the invention described in the claims.
도 1은 선박 건조 과정을 나타낸 도면
도 2는 도크와 안벽 일정변경에 따른 생산 대,중 일정 변경과정을 나타낸 도면
도 3은 도크/안벽작업이 많은 선종의 수주량 증가표를 나타낸 도면
도 4는 도크/안벽 공정 최적화를 위한 연구개발 범위를 나타낸 도면
도 5는 실시예에 따른 도크 및 안벽 호선 배치 통합관리 시스템 개요를 나타낸 도면
도 6은 실시예에 따른 도크 및 안벽 호선 배치 통합관리 시스템의 데이터 처리 블록을 나타낸 도면
도 7은 실시예에 따른 중견 조선소 도크 및 안벽 호선 배치 최적화 통합 시스템의 데이터 활용 예를 나타낸 도면
도 8은 실시예에 따른 중견 조선소 도크 및 안벽 호선 배치 최적화 통합 시스템의 3차원 형상을 나타낸 도면
도 9는 실시예에 따른 도크 및 안벽 공정 연계 부하평준화 과정을 나타낸 도면
도 10은 실시예에 따른 중견 조선소 도크 및 안벽 호선 배치 최적화 통합 시스템의 기간계 연동, IoT 데이터 수집 및 GIS 연계형 프레임워크를 나타낸 도면
도 11은 실시예에 따른 중견 조선소 도크 및 안벽 호선 배치 최적화 통합 시스템의 중견/중소 조선소 기반 확대 적용방안을 나타낸 도면1 is a view showing a ship building process
Figure 2 is a view showing the process of changing the production schedule according to the dock and quay schedule change
Figure 3 is a view showing an increase in order volume of ship types with many dock / quay work
Figure 4 is a view showing the research and development scope for dock / quay wall process optimization
5 is a view showing an outline of a dock and quay ship arrangement integrated management system according to an embodiment
6 is a view showing a data processing block of a dock and quay line arrangement integrated management system according to an embodiment
7 is a view showing an example of data utilization of a mid-sized shipyard dock and quay ship arrangement optimization integration system according to an embodiment;
8 is a view showing a three-dimensional shape of a mid-sized shipyard dock and quay ship arrangement optimization integrated system according to an embodiment
9 is a view showing a load leveling process linked to a dock and quay process according to an embodiment
10 is a diagram showing a framework for backbone linkage, IoT data collection, and GIS linkage of a mid-sized shipyard dock and quayside ship arrangement optimization integration system according to an embodiment
11 is a view showing a plan for expanding the medium/small shipyard base of the mid-sized shipyard dock and quay ship layout optimization integration system according to the embodiment
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 도면부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them, will become clear with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only the present embodiments make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the art to which the present invention belongs It is provided to fully inform the holder of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In describing the embodiments of the present invention, if it is determined that a detailed description of a known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted. In addition, terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the embodiments of the present invention, which may vary according to the intention or custom of a user or operator. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout this specification.
도 5는 실시예에 따른 도크 및 안벽 호선 배치 통합관리 시스템 개요를 나타낸 도면이다.5 is a diagram showing an outline of a dock and quay line arrangement integrated management system according to an embodiment.
도 5를 참조하면, 실시예에 따른 도크 및 안벽 호선 배치 통합관리 시스템 은 중견조선소 도크/안벽 스케줄 관리 능력은 생산정보 표준화 체계 미흡으로 인해 개별 단위 프로그램 혹은 스프레드시트를 이용한 일정 관리에 의존하는 등의 문제점을 해결하고, 실시간 정보 동기화 및 정보의 무결성 확보 등이 고려되지 않아 생산성 저하로 이어지는 문제를 해결한다. 이를 위해, 실시에에서는 중견조선소 도크/안벽 관리 현황을 점검하고 문제점 분석 및 개선 방안을 도출한다. 구체적으로, 실시예에서는 호선정보, 생산정보, 일정 액티비티, 작업실적을 포함하는 조선소 레거시 기준정보, 탑재도면 및 블록 3D를 포함하는 CAD 도면 정보, 토크 최적화 알고리즘 및 안벽 최적화 알고리즘을 포함하는 최적화 알고리즘 정보, 최적화 시뮬레이션 정보를 통해 도크 및 안벽 호선 배치 과정의 생산 계획을 지원하고, 탑재 계획을 최적화 한다. 또한, 안벽 운영 효율성을 향상 시킨다. 예컨대, 도크 및 안벽 호선 배치 통합관리 시스템은 데이터 수집, 원엠투엠(one M2M)을 통한 데이터 통신, 캐드(CAD) 인터페이스 및 시각화 과정을 통해 생산 계획지원, 탑재 계획 최적화 및 안벽 운영효율화를 창출한다. Referring to FIG. 5, the dock and quay ship arrangement integrated management system according to the embodiment has a mid-sized shipyard dock / quay schedule management ability due to the lack of production information standardization system, such as depending on schedule management using individual unit programs or spreadsheets It solves the problem and solves the problem that leads to productivity decline because real-time information synchronization and information integrity are not considered. To this end, in the implementation, the status of dock/quay management at mid-sized shipyards is checked, problems are analyzed, and improvement measures are derived. Specifically, in the embodiment, shipyard legacy reference information including ship information, production information, schedule activity, and work performance, CAD drawing information including mounting drawings and block 3D, optimization algorithm information including torque optimization algorithm and quay wall optimization algorithm , Supports production planning in dock and quay ship arrangement process through optimization simulation information, and optimizes loading plan. In addition, it improves quay operation efficiency. For example, the dock and quay line layout integrated management system creates production planning support, loading plan optimization, and quay operation efficiency through data collection, data communication through one M2M, CAD interface and visualization process.
도 6은 실시예에 따른 도크 및 안벽 호선 배치 통합관리 시스템의 데이터 처리 블록을 나타낸 도면이다. 6 is a diagram showing data processing blocks of a dock and quay line arrangement integrated management system according to an embodiment.
도 6을 참조하면, 실시예에 따른 도크 및 안벽 호선 배치 통합관리 시스템은 데이터베이스(110), 데이터 수집모듈(120), 시각화 모듈(130), 산출모듈(140), 프레임 생성 모듈(150) 및 도크/안벽 호선 배치 최적화 모듈(160)을 포함하여 구성될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 '모듈' 이라는 용어는 용어가 사용된 문맥에 따라서, 소프트웨어, 하드웨어 또는 그 조합을 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 예를 들어, 소프트웨어는 기계어, 펌웨어(firmware), 임베디드코드(embedded code), 및 애플리케이션 소프트웨어일 수 있다. 또 다른 예로, 하드웨어는 회로, 프로세서, 컴퓨터, 집적 회로, 집적 회로 코어, 센서, 멤스(MEMS; Micro-Electro-Mechanical System), 수동 디바이스, 또는 그 조합일 수 있다. Referring to FIG. 6, the dock and quay line arrangement integrated management system according to the embodiment includes a database 110, a
데이터베이스(110)는 도크, 내항, 안벽, 지리정보 및 도크, 안벽 공정 관리 최적화를 위한 시뮬레이션 기초 정보로 CAD 도면정보를 포함하는 생산설계정보를 저장한다. The database 110 stores production design information including CAD drawing information as dock, inner harbor, quay wall, geographic information, and simulation basic information for optimizing dock and quay process management.
데이터 수집모듈(120)은 도크 형상, 탑재 블록 형상, 안벽 형상, 계류 호선 형상을 포함하는 3차원 형상 정보를 수집한다.The
시각화 모듈(130)은 접안, 이안 최소화를 위한 DES(Discrete Event Simulation) 연동형 호선 배치 알고리즘을 통해 수집된 형상 정보를 활용한 최적화 방안을 시각화한다. The visualization module 130 visualizes an optimization method using shape information collected through a discrete event simulation (DES)-linked arc line arrangement algorithm for minimizing berthing and leaving.
산출모듈(140)은 선후행 공정 순서 및 일정과 현재 진행 중인 작업의 투입 자원 실적 정보를 연계하여, 호선 별 부하 분석, 도크, 안벽 내 IoT 데이터 수집을 통한 설비, 공간, 인력 제약조건을 고려한 평균 부하를 산출한다.The calculation module 140 connects the successive process sequence and schedule with input resource performance information of the current work in progress, load analysis for each ship, and average considering facility, space, and manpower constraints through IoT data collection in the dock and quay. calculate the load
프레임 생성모듈(150)은 인원, 조직, 설비정보를 포함하는 조선소 기준정보 및 중간일정, 활동정보 및 작업지시정보를 포함하는 생산계획정보를 레거시 시스템을 통해 연동하고, 오픈 레이어, 기반 지리정보 플랫폼 및 현장 실시간 데이터 수집을 위한 원엠투엠(OneM2M) 기반 IoT 플랫폼을 통합적으로 제공하는 소프트웨어 환경을 구축한다.The frame generation module 150 links shipyard standard information including personnel, organization, and facility information, and production plan information including intermediate schedules, activity information, and work order information through legacy systems, and provides an open layer and base geographic information platform. and build a software environment that provides an integrated OneM2M-based IoT platform for on-site real-time data collection.
도크/안벽 호선 배치 최적화 모듈(160)은 공정 진단기법을 활용한 조선소 관리 표준화 방안 및 DES 시뮬레이션을 제공한다.The dock/quay ship layout optimization module 160 provides a shipyard management standardization method and DES simulation using a process diagnosis technique.
도 7은 실시예에 따른 중견 조선소 도크 및 안벽 호선 배치 최적화 통합 시스템의 데이터 활용 예를 나타낸 도면이다.7 is a diagram showing an example of data utilization of a mid-sized shipyard dock and quay ship arrangement optimization integration system according to an embodiment.
도 7의 (a)는 현장 IoT 센서 수집 최적화 모듈 기준정보 활용예를 나타낸 도면이고, 도 7의 (b)는 안벽/도크 공정 실시간 최적화 데이터 활용예를 나타낸 도면이다. 도 7의 (a)를 참조하면, 실시예에 따른 중견 조선소 도크 및 안벽 호선 배치 최적화 통합 시스템은 선박 건조공정 계획수립 중 도크 내 탑재 블록/안벽 호선 계류 일정은 조선소 야드 작업 환경 변수에 따라 빈번한 수정이 발생하므로 IoT 데이터 수집 기술을 활용한 탑재 블록의 위치/중량 및 안벽 호선 위치 정보 등 현장 실시간 데이터 수집을 통해 최적화 알고리즘의 기준정보로 활용한다. 도 7의 (b)를 참조하면, 도크 및 안벽 공정 관리 최적화를 위한 시뮬레이션 기초 정보로 생산설계정보 (CAD 도면) 기반 가상화 기술을 통해 도크 형상, 탑재 블록 형상, 안벽 형상, 계류 호선 형상 등의 3D 형상 정보를 수집하여 공간 최적화와 실적 정보를 연계한 형상화를 위한 마스터(Master) 데이터에 활용한다.7 (a) is a diagram showing an example of using field IoT sensor collection optimization module reference information, and (b) of FIG. Referring to (a) of FIG. 7, in the mid-sized shipyard dock and quay line optimization integrated system according to the embodiment, the mooring schedule in the dock / quay line mooring schedule is frequently modified according to shipyard yard work environment variables during ship building process planning Since this occurs, it is used as reference information for the optimization algorithm through on-site real-time data collection such as the position/weight of the mounting block and quay line location information using IoT data collection technology. Referring to (b) of FIG. 7, 3D data such as dock shape, mounting block shape, quay wall shape, mooring line shape, etc. Collect shape information and use it as master data for imagery that links space optimization and performance information.
도 8은 실시예에 따른 중견 조선소 도크 및 안벽 호선 배치 최적화 통합 시스템의 3차원 형상을 나타낸 도면이다.8 is a view showing a three-dimensional shape of a mid-sized shipyard dock and quay ship arrangement optimization integration system according to an embodiment.
도 8의 (a)는 중견 조선소 도크 및 안벽 호선 배치 최적화 통합 시스템의 탑재 블록 3차원 형상을 나타낸 도면이고, 도 8의 (b)는 호선 3차원 형상정보를 나타낸 도면이다.Figure 8 (a) is a view showing the three-dimensional shape of the mounting block of the mid-sized shipyard dock and quay ship arrangement optimization integration system, Figure 8 (b) is a view showing the ship line 3-dimensional shape information.
도 8의 (a)및(b)에 도시된 바와 같이, 실시예에서는 도크 내 작업 공간 확보(Tandem 방식 고려) 및 블록 적치장 공간 활용을 위한 도크 내 호선 배치(Product Mix) 최적화 알고리즘 개발과 안벽 접안/이안 최소화를 위한 DES(Discrete Event Simulation) 연동형 호선 배치 알고리즘 개발을 통해 수집된 형상 정보를 활용한 최적화 방안을 시각화한다. As shown in (a) and (b) of FIG. 8, in the embodiment, the development of an algorithm for optimizing ship arrangement (Product Mix) in the dock for securing work space in the dock (considering the Tandem method) and utilizing block stockyard space and berthing /Visualize the optimization plan using the shape information collected through the development of a DES (Discrete Event Simulation) interlocking line arrangement algorithm for minimization of anomaly.
도 9는 실시예에 따른 도크 및 안벽 공정 연계 부하평준화 과정을 나타낸 도면이다.9 is a diagram illustrating a load leveling process linked to dock and quay processes according to an embodiment.
실시예에서는 도 9에 도시된 바와 같이, 선, 후행 공정 순서 및 일정과 현재 진행 중인 작업의 투입 자원 실적 정보를 연계하여, 호선 별 부하 분석, 도크/안벽 내 IoT 데이터 수집을 통한 설비, 공간, 인력 제약조건을 고려한 부하 평준화 알고리즘을 제공한다.In the embodiment, as shown in FIG. 9, by linking the order and schedule of the first and second processes and the input resource performance information of the work currently in progress, load analysis for each ship, facility, space, It provides a load leveling algorithm considering manpower constraints.
도 10은 실시예에 따른 중견 조선소 도크 및 안벽 호선 배치 최적화 통합 시스템의 기간계 연동, IoT 데이터 수집 및 GIS 연계형 프레임워크를 나타낸 도면이다.10 is a diagram illustrating a framework for backbone linkage, IoT data collection, and GIS linkage of a mid-sized shipyard dock and quayside ship placement optimization integration system according to an embodiment.
도 10을 참조하면, 실시예에 따른 중견 조선소 도크 및 안벽 호선 배치 최적화 통합 시스템은 조선소 기준정보(인원/조직/설비 등) 및 생산계획(중 일정/Activity/작업지시 등)을 Legacy 시스템을 통해 연동하고, Open Layers 기반 지리정보 플랫폼 및 현장 실시간 데이터 수집을 위한 OneM2M 기반 IoT 플랫폼을 통합적으로 서비스할 수 있는 프레임 워크를 제공한다.Referring to FIG. 10, the mid-sized shipyard dock and quay ship layout optimization integration system according to the embodiment provides shipyard standard information (personnel/organization/facility, etc.) and production plan (mid schedule/activity/work order, etc.) through the legacy system. It provides a framework that can integrate Open Layers-based geographic information platform and OneM2M-based IoT platform for on-site real-time data collection.
도 11은 실시예에 따른 중견 조선소 도크 및 안벽 호선 배치 최적화 통합 시스템의 중견/중소 조선소 기반 확대 적용방안을 나타낸 도면이다. 11 is a diagram showing a plan for expanding the mid-sized/small shipyard base of the mid-sized shipyard dock and quay ship layout optimization integration system according to the embodiment.
도 11을 참조하면, 실시예에 따른 중견 조선소 도크 및 안벽 호선 배치 최적화 통합 시스템은 공정 진단기법을 활용한 조선소 관리 표준화 방안 및 DES 시뮬레이션을 포함한 도크/안벽 호선 배치 최적화 모듈 등 과제 최종 결과물은 기능 단위 및 모듈 단위 패키지화를 통해 중견조선소 공정 관리 기술력 확보 및 시스템 확산 전략수립과정을 제공한다. Referring to FIG. 11, the mid-sized shipyard dock and quay ship layout optimization integrated system according to the embodiment is a standardized method for shipyard management using a process diagnosis technique and a dock / quay ship layout optimization module including DES simulation, etc. The final result is a functional unit and module unit packaging to secure mid-sized shipyard process management technology and provide system expansion strategy establishment process.
실시예에 따른 중견 조선소 도크 및 안벽 호선 배치 최적화 통합 시스템은 중견조선소 도크/안벽 관리 현황을 점검하고 문제점 분석 및 개선 방안을 도출한다. 예컨대, 실시예에서는 최고 수준의 도크/안벽 공정 관리를 위해 체계적인 진단기법을 활용한 중견조선소 진단 및 표준화 방안 마련하고, IoT 센서를 활용한 도크/안벽 실시간 데이터 수집, 탑재 블록, 호선 정보 등 조선소 Legacy 시스템 연계 데이터 분석을 통한 최적화 모듈에 활용할 마스터(Master) 파라미터 체계를 구축한다.The mid-sized shipyard dock and quay ship layout optimization integration system according to the embodiment checks the status of mid-sized shipyard dock/quay management, analyzes problems, and derives improvement plans. For example, in the embodiment, mid-sized shipyard diagnosis and standardization measures using systematic diagnosis techniques are prepared for the highest level of dock/quay wall process management, dock/quay wall real-time data collection using IoT sensors, shipyard legacy such as loading block, ship information, etc. Establish a master parameter system to be used in the optimization module through system-linked data analysis.
또한, 조선소 생산설계정보(CAD 등) 동기화를 통한 최적화 알고리즘의 제약조건 및 관리인자를 도출하고, 최적화 모듈 결과 값을 활용한 시뮬레이션 기반 기술을 활용하여 기준정보 도출을 위한 블록 및 호선 형상화 기술을 개발한다.In addition, derive the constraints and management factors of the optimization algorithm through synchronization of shipyard production design information (CAD, etc.), and develop block and ship shaping technology to derive reference information by utilizing simulation-based technology using the result of the optimization module. do.
탑재 네트워크 기반 도크 내 작업공간 최적화 및 선/후행 공정간 작업 효율화를 위한 공정 작업 액티비티(Activity) 기반 부하 분석 및 최적화 알고리즘을 제공한다.It provides process work activity-based load analysis and optimization algorithms for optimizing the workspace in the dock based on the loading network and improving work efficiency between the preceding and following processes.
조선소 안벽 접안, 이안 최소화를 위한 생산 계획/실적, 시운전 계획, 3차원 호선 정보, 계류 선박 이동 실시간 정보 Update, 안벽 계류 제약조건 등을 고려한 최적화 알고리즘을 제공한다. 도크/안벽의 실시간 현황 데이터 기반 조선소 보유 설비와 작업 실적 분석을 통한 부하, 각종 제약조건 등을 고려한 이상 발생 대응을 위한 시뮬레이션 기술을 제공한다.It provides an optimization algorithm that takes into account docking at the shipyard quayside, production plan/performance for minimizing unloading, commissioning plan, 3D ship information, real-time update of moored vessel movement information, and quay mooring constraints. Provides simulation technology to respond to abnormalities in consideration of loads and various constraints through analysis of shipyard owned facilities and work performance based on real-time status data of docks/quay walls.
조선소 IoT 센서 데이터 수집을 위한 IoT 통합 플랫폼, GIS 기반 야드 모니터링을 위한 Open Layers 플랫폼, 각종 도면(2D, 3D) 정보 연계 형상화 플랫폼, 시뮬레이션 활용 조선소 레거시 인터페이스(Legacy interface) 표준화 및 블록 형상 정보 활용 기술을 접목한 통합 프레임 공정(Framework)을 개발한다.IoT integration platform for shipyard IoT sensor data collection, Open Layers platform for GIS-based yard monitoring, various drawing (2D, 3D) information linkage visualization platform, shipyard legacy interface standardization using simulation and block shape information utilization technology Develop integrated integrated frame process (Framework).
최적화 모듈 및 시뮬레이션 결과를 활용한 중견조선소 현장 실증 및 확산을 위한 표준화 체계를 구축한다.Establish a standardization system for on-site demonstration and diffusion of mid-sized shipyards using optimization modules and simulation results.
개시된 내용은 예시에 불과하며, 특허청구범위에서 청구하는 청구의 요지를 벗어나지 않고 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양하게 변경 실시될 수 있으므로, 개시된 내용의 보호범위는 상술한 특정의 실시예에 한정되지 않는다.The disclosed content is only an example, and can be variously modified and implemented by those skilled in the art without departing from the subject matter of the claim claimed in the claims, so the protection scope of the disclosed content is limited to the specific It is not limited to the examples.
Claims (3)
도크, 내항, 안벽, 지리정보 및 도크, 안벽 공정 관리 최적화를 위한 시뮬레이션 기초 정보로 캐드(CAD) 도면정보를 포함하는 생산설계정보를 저장하는 데이터베이스;
도크 형상, 탑재 블록 형상, 안벽 형상, 계류 호선 형상을 포함하는 3차원 형상 정보를 수집하는 데이터 수집 모듈;
접안, 이안 최소화를 위한 DES(Discrete Event Simulation) 연동형 호선 배치 알고리즘을 통해 수집된 형상 정보를 활용한 최적화 방안을 시각화하는 시각화 모듈;
선후행 공정 순서 및 일정과 현재 진행 중인 작업의 투입 자원 실적 정보를 연계하여, 호선 별 부하 분석, 도크, 안벽 내 IoT 데이터 수집을 통한 설비, 공간, 인력 제약조건을 고려한 평균 부하를 산출하는 산출모듈;
인원, 조직, 설비정보를 포함하는 조선소 기준정보 및 중간일정, 활동정보 및 작업지시정보를 포함하는 생산계획정보를 레거시(legacy) 시스템을 통해 연동하고, 오픈 레이어, 기반 지리정보 플랫폼 및 현장 실시간 데이터 수집을 위한 원엠투엠(OneM2M) 기반 IoT 플랫폼을 통합적으로 제공하는 소프트웨어 환경을 구축하는 프레임 생성 모듈; 및
공정 진단기법을 활용한 조선소 관리 표준화 방안 및 DES 시뮬레이션을 포함하는 도크/안벽 호선 배치 최적화 모듈; 을 포함하고
상기 도크/안벽 호선 배치 최적화 모듈; 은
IoT를 통해 탑재 블록의 위치/중량 및 안벽 호선 위치 정보를 포함하는 현장 실시간 데이터를 수집하고, 도크/안벽 호선 배치 최적화 알고리즘의 기준정보로 활용하여, 선박 건조공정 계획수립 중 도크 내 탑재 블록/안벽 호선 계류 일정에 조선소 야드 작업 환경 변수에 따른 변경을 반영하도록 하고,
상기 산출모듈; 은
선, 후행 공정 순서 및 일정과 현재 진행 중인 작업의 투입 자원 실적 정보를 연계하여, 호선 별 부하 분석, 도크/안벽 내 IoT 데이터 수집을 통한 설비, 공간, 인력 제약조건을 고려한 부하 평준화 알고리즘을 제공하고,
IoT 센서를 활용한 도크/안벽 실시간 데이터 수집, 탑재 블록, 호선 정보를 포함하는 조선소 레거시(Legacy) 시스템 연계 데이터 분석을 통해 도크/안벽 호선 배치 최적화 모듈에 활용할 마스터(Master) 파라미터 체계를 구축하는
중견 조선소 도크 및 안벽 호선 배치 최적화 통합 시스템.
In the mid-sized shipyard dock and quay ship layout optimization integrated system,
A database for storing production design information including CAD (CAD) drawing information as dock, inner harbor, quay wall, geographical information, and simulation basic information for optimizing dock and quay process management;
A data collection module for collecting three-dimensional shape information including a dock shape, a mounting block shape, a quay wall shape, and a mooring line shape;
A visualization module that visualizes an optimization plan using shape information collected through a DES (Discrete Event Simulation) interlocking line arrangement algorithm for berthing and evacuating minimization;
Calculation module that calculates the average load considering facility, space, and manpower constraints through load analysis for each ship and IoT data collection in the dock and quay by linking the order and schedule of the preceding and following processes with the input resource performance information of the work currently in progress ;
Shipyard standard information, including personnel, organization, and facility information, and production planning information, including intermediate schedules, activity information, and work order information, are linked through legacy systems, and open layer, base geographic information platform, and field real-time data A frame generation module that builds a software environment that provides an integrated OneM2M-based IoT platform for collection; and
Dock/quay ship layout optimization module including shipyard management standardization method and DES simulation using process diagnosis technique; contains
The dock/quay line arrangement optimization module; silver
Through IoT, on-site real-time data including position/weight of loading blocks and location information of quay ships are collected, and used as reference information for dock/quay ship placement optimization algorithms, loading blocks/quay walls in docks during ship building process planning. The ship mooring schedule should reflect changes according to the shipyard yard work environment variables,
the calculation module; silver
It provides a load leveling algorithm that considers facility, space, and manpower constraints through load analysis for each ship and IoT data collection in docks/quay walls by linking the order and schedule of prior and subsequent processes with the input resource performance information of the current work in progress. ,
Establishing a master parameter system to be used for dock/quay ship layout optimization module through dock/quay real-time data collection using IoT sensors, shipyard legacy system-linked data analysis including mounting block and ship information
An integrated system for optimizing the layout of docks and quays in mid-sized shipyards.
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