KR20100122354A - 선박의 선각용접 물량 산출 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 선각용접 물량 산출 시스템 및 방법에 관한 것으로, 그 목적은 선박 건조시 사용되는 용접물량을 자동으로 산출하기 위해 CAD시스템을 이용한 선박설계시 사용된 CAD데이터와 부재 데이터를 바탕으로 부재속성 및 지오메트리 정보를 추출후 용접물량을 산출하고, 산출결과를 ERP 시스템과 연동하여 처리하는 선박의 선각용접 물량 산출 시스템 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 구성은 컴퓨터를 이용 3D 또는 2D 형상으로 선박을 설계시 선박을 구성하는 각 부재 속성과 지오메트리 정보를 함께 입력하여 저장하는 AM CAD 시스템(1)과; 상기 AM CAD 시스템(1)으로부터 생성된 CAD파일로부터 선박을 구성하는 부재 속성과 지오메트리 정보를 추출 후, 이를 판넬 부재 산출부(21), 내부재 산출부(22), 쉘 플레이트 산출부(23)를 통해 판넬 부재, 내부재, 쉘 플레이트 타입별 용접길이와 용접 속성 정보를 자동으로 산출하여 계산하는 용접물량 시스템(2)과; 상기 용접물량 시스템(2)에서 계산된 판넬 부재, 내부재, 쉘 플레이트 별 용접길이와 용접 속성 정보를 부품 및 물량별로 관리하며, 용접물량 시스템(2)에서 생성된 정보의 개정 사항 및 선박 부품의 주기를 관리하는 PLM 시스템( 3)과; PLM 시스템(3)을 통해 입력받은 부재 타입별 용접길이와 용접 속성 정보로 이루어진 용접물량정보의 관리 및 주기정보를 영업, 구매, 생산 정보와 연동시켜 총괄 관리하는 ERP 시스템(4);을 포함하여 구성된 선박의 선각용접 물량 산출 시스템 및 이를 이용한 선각용접 물량 산출 방법을 특징으로 한다.
용접물량, AMCAD시스템, 용접물량시스템, PLM시스템, ERP시스템
Description
본 발명은 선박의 선각용접 물량 산출 시스템 및 방법에 관한 것으로, 자세하게는 선박 건조시 필요한 용접물량을 부재의 속성이나 지오메트리정보를 CAD도면 및 CAD Database로부터 추출하여 산출하고 산출된 정보를 ERP시스템과 공유하여 선박 건조시 사용함으로써 자동화된 용접물량이 산출되도록 한 선박의 선각용접 물량 산출 시스템 및 방법에 관한 것이다.
조선소에서 건조되는 선박은 대부분의 부재가 철판으로 이루어져 있어 이러한 부재를 연결하여 하나의 선박을 완성하기 위해서는 대규모의 용접물량이 필요하다.
종래에는 선박 건조계획 수립시 수행되는 계량업무중 일부인 용접물량 산출방법이 도면을 참조하여 수기로 계산함으로 데이터 신뢰도 저하 및 데이터 산출기간이 증가되는 문제가 발생하였다. 즉, 필요이상의 용접 물량이 투입되거나, 용접장소 및 용접부위에 대한 적절한 용접물량이나 초기 생산계획이 산출되지 못해 용 접이 지연되어 전체적인 선박 건조에 문제가 발생하곤 하였다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 선박 건조시 사용되는 용접물량을 자동으로 산출하기 위해 CAD시스템을 이용한 선박설계시 사용된 CAD데이터와 부재 데이터를 바탕으로 부재속성 및 지오메트리 정보를 추출후 용접물량을 산출하고, 산출결과를 ERP 시스템과 연동하여 처리하는 선박의 선각용접 물량 산출 시스템 및 방법을 제공하는 데 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 컴퓨터를 이용 3D 또는 2D 형상으로 선박을 설계시 선박을 구성하는 각 부재 속성과 지오메트리(Geometry) 정보를 함께 입력하여 저장하는 AM CAD 시스템과;
상기 AM CAD 시스템으로부터 생성된 CAD파일로부터 선박을 구성하는 부재 속성과 지오메트리 정보를 추출 후, 이를 판넬 부재 산출부, 내부재 산출부, 쉘 플레이트 산출부를 통해 판넬 부재, 내부재, 쉘 플레이트 타입별 용접길이와 용접 속성 정보를 자동으로 산출하여 계산하는 용접물량 시스템과;
상기 용접물량 시스템에서 계산된 판넬 부재, 내부재, 쉘 플레이트 별 용접 길이와 용접 속성 정보를 부품 및 물량별로 관리하며, 용접물량 시스템에서 생성된 정보의 개정 사항 및 선박 부품의 주기(lifecycle)를 관리하는 PLM 시스템(Product Lifecycle Management System)과;
PLM 시스템을 통해 입력받은 부재 타입별 용접길이와 용접 속성 정보로 이루어진 용접물량정보의 관리 및 주기정보를 영업, 구매, 생산 정보와 연동시켜 총괄 관리하는 ERP 시스템;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 선박의 선각용접 물량 산출 시스템을 제공함으로써 달성된다.
상기 PLM 시스템 내부에는 용접 물량 정보가 변경 시 수정정보를 관리하여 저장하는 PLM DB를 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.
상기 용접물량 시스템에서 계산된 부재 타입별 용접길이와 용접 속성 정보를 저장하는 용접물량결과 DB를 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.
상기 ERP 시스템에는 계량 업무 담당자가 측정한 용접 물량 정보를 저장하는 Measure DB와 구매부에서 용접물량 구매에 사용하는 정보를 저장하는 POR DB를 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.
상기 용접 속성 정보는 용접이 이루어지는 작업장, 용접 방법, 선행탑재, 조인트 정보 및 용접정보인 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 다른 실시형태로 (A) AM CAD 시스템을 이용 이용 3D 또는 2D 형상으로 선박을 설계시 선박을 구성하는 각 부재 속성과 지오메트리 정보를 함께 입력하여 저장하는 단계와;
(B) 상기 AM CAD 시스템으로부터 생성된 CAD파일로부터 선박을 구성하는 부재 속성과 지오메트리 정보를 용접물량 시스템을 이용 추출 후, 이를 판넬 부재 산출단계, 내부재 산출단계, 쉘 플레이트 산출단계를 통해 판넬 부재, 내부재, 쉘 플레이트 타입별 용접길이와 용접 속성 정보를 자동으로 산출하여 계산하는 단계와;
(C) 상기 (B)단계에서 계산된 판넬 부재, 내부재, 쉘 플레이트 별 용접길이와 용접 속성 정보를 PLM 시스템(Product Lifecycle Management System)을 이용 부품 및 물량별로 관리하며, 용접물량 시스템(2)에서 생성된 정보의 개정 사항 및 선박 부품의 주기(lifecycle)를 관리하는 단계와;
(D) PLM 시스템을 통해 입력받은 부재 타입별 용접길이와 용접 속성 정보로 이루어진 용접물량정보의 관리 및 주기정보를 ERP 시스템의 영업, 구매, 생산 정보와 연동시켜 총괄 관리하는 단계;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 선박의 선각용접 물량 산출 방법을 제공함으로써 달성된다.
상기 (B)단계의 판넬 부재 산출 단계는 (A)단계에서 AM CAD 시스템이 모델링 작업 후 추출된 지오메트리 정보에 따라 심, 바운더리, 홀, 컷아웃으로 구분하여 용접 물량을 산출하는 처리단계를 수행하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 심과 바운더리를 처리하는 단계는 지오메트리 데이터를 산출후, 산출한 지오메트리는 교차점을 확인하고, 교차점을 기준으로 분할 작업을 하고, 분할된 요소 중에 홀이 존재하는 부분은 추출하여 삭제하고, 지오메트리에 존재하는 속성 정보를 참조하여 조각(Segment) 단위로 용접 여부를 결정하고, 이후 용접 길이를 결정하고 용접속성정보를 판별하는 단계를 거쳐 용접 물량을 산출하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 컷아웃을 처리하는 단계는 조선소 별 특성에 맞추어 표준화된 타입을 확인하고 접합하는 바운더리를 판단한 후에, 타입별 표준 길이 계산 및 용접속성정보를 판단하는 단계를 거쳐 용접 물량을 산출하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 (B)단계의 내부재 산출단계는 브래킷, 플랜지, 더블링, 스티프너로 구분하여 용접 물량을 산출하는 처리단계를 수행하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 브래킷을 처리하는 단계는 조선소 특성에 맞추어 표준화된 타입을 구분후 캣파일을 생성하고, 이후 각 타입에서 용접하는 암 및 스캘럽을 결정하고, 이후 길이계산 및 용접속성정보를 판단하는 단계를 거쳐 용접 물량을 산출하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 플랜지를 처리하는 단계는 모재와 접하는 부분의 길이와 양 끝단의 길이를 구한 후에, 각 부위의 용접 여부를 판단하고 용접속성정보를 판별하는 단계를 거쳐 용접 물량을 산출하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 더블링을 처리하는 단계는 맨홀 용도인지 보강재 더블링 용도인지 구분하여 맨홀용이면 표준길이 및 용접속성 정보를 판별하고, 보강재 더블링용인 경우 지오메트리를 산출하고 길이계산, 용접속성정보를 판별하는 단계를 거쳐 용접 물량을 산출하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 스티프너를 처리하는 단계는 표준 부재인지를 필터링하여 판별하고 표준의 경우는 표준값으로 산출하고, 그 외의 경우 모재의 접하는 부분의 길이, 양 끝단의 길이를 구하고 용접 여부를 판단하여 용접속성정보를 판별하는 단계를 거쳐 용접 물량을 산출하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 (B)단계의 쉘 플레이트 산출단계는 텍스트 파일 포멧인 XML을 통하여 쉘플레이트의 지오메트리 정보를 산출하고, 산출한 지오메트리 정보중에 심(Seam)을 검색한 후에, 심의 교차 여부를 판단하여 절단하고 조인트를 추출하여 길이를 산출하고, 용접속성정보를 판별하여 용접 물량을 산출하는 처리단계를 수행하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 (C)단계는 PLM 시스템 내 PLM DB를 통해 용접 물량 정보가 변경 시 수정정보를 관리하여 저장하는 단계를 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.
상기 (B)단계는 용접물량 시스템 내 용접물량결과 DB를 통해 부재 타입별 용접길이와 용접 속성 정보를 저장하여 관리하는 단계를 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.
상기 (D)단계의 ERP 시스템에는 계량 업무 담당자가 측정한 용접 물량 정보를 저장하는 Measure DB와 구매부에서 용접물량 구매에 사용하는 정보를 저장하는 POR DB를 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.
상기 용접 속성 정보는 용접이 이루어지는 작업장, 용접 방법, 선행탑재 조인트 정보 및 용접정보인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 전산화된 선각용접 물량산출 시스템을 사용함으로써 선박설계시 사용된 AM CAD 시스템의 CAD 데이터와 부재 데이터를 바탕으로 부재속성 및 지오메트리 정보를 추출후 용접물량을 산출하고, 산출결과를 ERP 시스템과 연동하여 처리하여 용접물량을 산출하고 관리함으로써 계량데이터의 정합성 향상 및 산출기간을 단축할 수 있다는 장점과,
이러한 데이터를 통해 선박 기획업무의 정확성 향상 및 건조계획을 조기에 착수하여 선박 건조의 효율성을 증대시킨다는 장점을 가진 유용한 발명으로 산업상 그 이용이 크게 기대되는 발명이다.
이하 본 발명의 실시 예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
구체적인 설명에 앞서 이하 본 발명에서 사용되는 용어의 설명은 다음과 같다.
용접(Welding)은 두 개 이상의 물체(주로 금속)을 주로 열에너지를 이용하여 붙이는 것을 말한다.
선체(Hull)는 배의 주요구분 및 상부에 있는 구조물을 총칭한다.
부재(Part)는 선박의 선체(Hull)를 구성하는 최소 단위로 철판(Steel)을 절단하여 생성하며 크기가 큰 부재는 절단 후 용접을 통하여 생성한다.
조립(Assembly)은 조선에서 부재들을 합하여 더 큰 구조물을 이루어가는 과정을 의미하며, 조립은 크기와 작업 시점에 따라 소조립, 중조립, 대조립 등으로 구분된다.
블록(Block)은 선박 건조에서 사용되는 가장 큰 단위로 이러한 블록들을 연결하여 선박이 된다. 블록의 크기에 따라 선박의 건조 공법 및 건조일정이 결정된다.
도 1은 본 발명의 전체 구성을 보인 시스템도인데, 도시된 바와 같은 본 발명의 전체 구성은 크게 4개의 구성으로 이루어지는데, 각 구성의 간략한 설명은 아래와 같다.
먼저 AM CAD 시스템(Aveva Marine Computer-aided Design System, 1)은 선박 설계에 사용하는 시스템으로 선박 건조에 필요한 모델(Model) 및 도면을 생성하는 부분이다.
또한 용접물량 시스템(2)은 선박 건조시 수행되는 용접(Weld) 작업량을 선박 설계 데이터(Data)를 통하여 자동으로 계산하는 시스템이다.
또한 PLM 시스템(Product Lifecycle Management System, 3)은 설계 관련 정보를 총괄하고 개정 사항 및 선박 부품의 주기를 관리하는 시스템이다.
마지막으로 ERP 시스템(Enterprise resources planning System, 4)은 전사 통합 시스템으로으로 설계뿐만 아니라 영업, 구매, 생산 정보를 총괄하는 시스템이다.
도시된 시스템의 구성도에 따른 구체적인 작업 흐름을 아래와 같이 설명한 다.
선박의 건조는 설계로 시작하는데, 설계 업무는 AM CAD 시스템(1)을 통하여 선체(Hull)와 의장(OutFit)으로 나누어 진행되어 진다. AM CAD 시스템(1)에서 모델링(Modeling)을 통하여 3D 형상을 생성하고, 2D 형태의 도면을 생성한다. 3D 형상과 2D 형태의 도면정보에서 선박의 건조 기본 단위인 부재를 생성하고 부재의 지오메트리(Geometry : 기하학적 형태, 구조)를 추출한다. 또한 모델링(Modeling)시 입력한 속성 정보 및 선박 건조 공법 및 일정에 의해 정의된 정보를 바탕으로 부재속성을 생성한다.
이후 용접물량 시스템(2)에서는 AM CAD 시스템(1)에서 생성된 CAD 정보로부터 추출된 부재 속성과 지오메트리(Geometry) 정보(Data Extraction(Sx700), CAT File, Symbolic View, XML File)를 입력 데이터(Data)로 하여 용접물량 계산 작업을 수행한다. 산출 작업은 부재의 타입(Type)을 판넬 부재(Panel Part), 내부재 부재(Inner Part), 쉘 플레이트(Shell Plate)로 구분하여 각 타입(Type) 특성에 맞추어 정보를 산출한다.
상기 용접물량 시스템(2) 실행 후 생성되는 결과는 크게 용접길이와 용접 속성 정보가 있다.
용접 속성 정보는 WS(Weld Stage, 용접이 이루어지는 작업장 Code), PR(Process, 용접 방법), PE(Pre Erection, 선행탑재 Joint 정보), 용접정 보(Fillet, Butt) 등을 구한다. 이런 정보는 기간 시스템(ERP, PLM 등을 포함한 회사 Backbone System)과 연계되기 위하여 PLM 시스템(3)에 전송하고, 작업자의 추후 작업을 위하여 용접물량 결과 DB(24)에 저장한다.
PLM 시스템(3)은 용접물량 및 선박 설계 이후에 발생하는 부품 및 물량에 대하여 관리하며, 개정 작업 및 일정 변경 등의 주기(lifecycle)를 관리한다. PLM 시스템(3) 내부에는 PLM DB(31)가 존재하여 용접 물량 정보가 변경이 발생하는 경우 수정 관리가 이루어진다. 즉 PLM 시스템에서는 일정시스템과 연계하여 용접물량 산출 시스템에서 주는 Data를 통합 관리한다.
ERP 시스템(4)은 전사 통합 시스템으로 조선소의 최종 정보들이 통합하여 저장되는 곳이다. PLM 시스템(3)에서 수정된 용접물량 데이터가 최종적으로 반영되고, 이 데이터 ERP 시스템 내의 구매 모듈(도시 생략)에서 구매 발주를 내는데 사용된다. 도시된 Measure DB(41)는 계량 업무 담당자가 측정한 용접 물량 정보를 저장한 정보이고, POR DB(42)는 구매부에서 용접물량 구매에 사용하는 정보를 저장하한 정보이다.
참고로 ERP 시스템은 전사적 자원관리(全社的資源管理, Enterprise Resource Planning) 시스템을 말하는 것으로 기업활동을 위해 사용되는 기업 내의 모든 인적, 물적 자원을 효율적으로 관리하여 궁극적으로 기업의 경쟁력을 강화시켜 주는 역할을 하는 통합정보 시스템이다. 즉, 기업이 경영활동의 수행을 위해 여러 개의 시스템 즉 생산, 판매, 인사, 회계, 자금, 원가, 고정자산 등의 운영 시스템을 갖고 있는데 ERP는 이처럼 전 부문에 걸쳐있는 경영자원을 하나의 체계로 통합 시스템을 재구축함으로써 생산성을 극대화 하려는 대표적인 기업 리엔지니어링 기법이다. 이러한 ERP 시스템은 데이터를 어느 한 시스템에서 입력을 하면 전체로 자동 연결되어 별도로 인터페이스를 처리해야 할 필요가 없는 통합운영이 가능한 시스템이다.
상기 AM CAD 시스템(1)에서는 선박의 부재(Part)의 타입(type)에 따라 모델링(Modeling)방법이 달라진다. 그러므로 용접물량 시스템(2)에서 용접 물량을 산출하는 방법도 AM CAD 시스템(1)에서의 모델링(Modeling)에 따라 판넬 부재 산출부(Plane Part, 21), 내부재 산출부(Inner Part, 22), 쉘 플레이트 산출부(Shell Plate, 23)로 나누어 이루어진다.
미설명 및 미도시 되었으나, 본 발명에 따른 AM CAD 시스템(1), 용접물량 시스템(2), PLM 시스템(3), ERP 시스템(4)은 전술된 각각의 작업을 처리하도록 구성된 전용 프로그램이 저장되어 구성된 서버 또는 컴퓨터를 말한다.
또한 컴퓨터 또는 서버는 통상적인 컴퓨터와 화면 그리고 컴퓨터에 정보를 입력하는 입력수단을 구비한다. 이외에 컴퓨터에 탑재된 AM CAD 시스템(1), 용접물량 시스템(2), PLM 시스템(3), ERP 시스템(4)의 처리흐름을 수행하는 프로그램을 실행하는 CPU, CPU에 1차적으로 프로그램 및 데이터를 기억시키기 위한 주기억장치인 램, 프로그램이 담겨 있는 외부 보조기억장치인 롬, 컴퓨터본체 내부에 장치되어 프로그램이나 데이터등의 DB를 저장하는 보조기억장치인 하드디스크, 컴퓨터 본체와 외부기기와의 입출력을 담담하는 입출력장치, 비디오카드, 오디오카드, 네트워크 장비, 보안장비 및 기타 여러 외부기기등의 기본적인 구성은 컴퓨터시스템을 구성하는 통상의 공지 구성이므로 구체적인 도시나 연결관계를 생략한다.
또한 상기한 AM CAD 시스템(1), 용접물량 시스템(2), PLM 시스템(3), ERP 시스템(4) 간에는 다양한 네크워크 프로토콜을 통해 통해 연결되는데 이러한 연결 구성이나 프로토콜은 본 발명의 주요부분이 아니고 통상의 공지 구성을 사용하면 되므로 구체적인 도시나 연결관계를 생략한다.
또한 상기한 서버 또는 컴퓨터는 다수의 하위 서버 또는 컴퓨터과 네크워크로 연결될 수 있음은 물론인데, 본 발명을 구성하는 주요부분이 아니고 통상의 공지 구성을 사용하면 되므로 구체적인 도시나 연결관계를 생략한다.
상기 각 DB는 컴퓨터 또는 서버의 보조기억장치에 보관되거나 별도의 DB저장장치 또는 DB서버에 저장될수 있다.
도 2는 용접물량 시스템의 판넬 부재(Panel part) 산출부의 흐름을 보인 순서도가 도시되어 있다.
판넬 부재 산출부(21)는 AM CAD 시스템(1)의 모델링 작업 후 추출된 지오메트리(Geometry)에 따라 심(Seam), 바운더리(Boundary), 홀(Hole), 컷아웃(Cutout) 으로 구분된다.
여기서 심(Seam)은 부재를 만들기 위해서 철판을 용접하는 부위이고, 바운더리(Boundary)는 부재의 외각선, 홀(Hole)은 부재 안에 무게 감소 및 통로를 위해 뚫은 구멍, 컷아웃(Cutout)(Slot)은 보강재의 통과를 위하여 부재의 외각에 존재하는 관통 형 구멍을 말한다.
판넬 부재 산출부(Panel Part)의 용접 물량 산출 작업은 심(Seam)과 바운더리(Boundary)의 지오메트리 데이터(Geometry data)를 산출하는 작업에서 시작한다. 여기서 산출은 정보를 추출 및 가공하는 것을 의미한다.
산출한 지오메트리(Geometry)는 교차점(Intersection)을 확인하고, 교차점을 기준으로 분할(Divide) 작업을 한다. 분할(Divide)된 요소 중에 홀(Hole)에 존재하는 부분은 추출하여 삭제하고, 지오메트리(Geometry)에 존재하는 속성 정보를 참조하여 조각(Segment) 단위로 용접 여부를 결정하게 된다. 이후 용접 길이를 결정하고 용접속성정보를 판별한다.
컷아웃(Cutout)은 조선소 별 특성에 맞추어 표준(standard)화 되어 있으므로 타입(type)을 확인하고 접합하는 바운더리(Boundary)를 판단한 후에, 타입(Type)별 표준 길이 계산 및 용접속성정보를 판단한다.
도 3은 용접물량 시스템의 내부재(Inner part) 산출부의 흐름을 보인 순서도이다.
내부재 산출부(Inner part, 22)에서 처리되는 내부재는 선박의 강도를 증가 시키기 위해 생성하는 부재들로써 형태에 따라 브래킷(Bracket), 플랜지(Flange), 더블링(Doubling), 스티프너(Stiffener)로 나눌 수 있다.
여기서 브래킷(Bracket)은 삼각형 형태의 구조물로써 면과 면이 만나는 사이각에 존재하며 선박의 강도를 증가시키는 내부재를 말한다. 플랜지(Flange)는 부재의 두께 면에 붙여서 보강하는 내부재이고, 스티프너(Stiffener) 및 더블링(Doubling)은 부재의 면에 붙여서 선박의 강도를 증가시키는 내부재이다.
구체적으로 내부재의 용접물량 산출하는 흐름을 설명한다.
브래킷(Bracket)은 조선소 특성에 맞추어 표준화되어 있으므로 타입(Type)을 구분후 캣파일(Cat File-CAD System의 Database정보를 Dump한 파일을 생성하고, 이후 각 타입(Type)에서 용접하는 암(Arm) 및 스캘럽(Scallop)을 결정하고, 이후 길이계산 및 용접속성정보를 판단한다.
플랜지(Flange)는 모재와 접하는 부분의 길이(Trace length)와 양 끝단의 길이(End length)를 구한 후에, 각 부위의 용접 여부를 판단하고 용접속성정보를 판별한다.
더블링(Doubling)은 맨홀(ManHole) 용도인지 보강재 더블링(Doubling) 용도인지 구분하여 맨홀(ManHole)용이면 표준길이 및 용접속성 정보를 판별하고, 보강재 더블링용인 경우 지오메트리(Geometry)를 산출하고 길이계산, 용접속성정보를 결정(판별)한다.
스티프너(Stiffener)는 표준(Standard) 부재인지를 필터링(Filtering)하여 판별하고 표준(Standard)의 경우는 표준값으로 산출하고, 그 외의 경우 모재의 접하는 부분의 길이(Trace length), 양 끝단의 길이(End length)를 구하고 용접 여부를 판단하여 용접속성정보를 판별한다.
도 4는 용접물량 시스템의 쉘 플레이트(Shell plate) 산출부의 흐름을 보인 순서도이다.
쉘 플레이트 산출부(23)에서 처리되는 쉘플레이트는 선박의 외형 중에 곡(곡률)이 존재하는 부분으로써 그 용접속성정보 산출은 다음과 같은 흐름을 가진다.
쉘플레이트는 텍스트 파일 포멧(Text File Format)인 XML을 통하여 쉘플레이트의(Shell Plate)의 지오메트리(Geometry) 정보를 산출하고,
산출한 지오메트리(Geometry) 정보중에 심(Seam)을 검색한 후에, 심(Seam)의 교차 여부를 판단하여 절단하고 조인트(Joint)를 추출하여 길이를 산출하고, 용접속성정보를 판별하여 구한다.
도 5는 도 2의 용접속성정보 판별 처리흐름을 보인 순서도이고, 도 6은 도 3의 용접속성정보 판별 처리흐름을 보인 순서도이고, 도 7은 도 2의 웰딩 스테이지(welding stage) 용접속성정보 판별 처리흐름을 보인 순서도를 도시하고 있는데, 이러한 도 5내지 7은 도 2,3의 순서도 끝단부에 있는 표시블록 즉, 용접속성정보 판별 단계에 대한 처리 구체적인 판별 로직을 나타낸 것이다.
도 5 내지 7의 도면 끝에 기재된 즉, Type, WS나 PR의 끝에 기재된 알파벳 즉, A, B, C, D, E, F...와 같은 단어는 사전에 정의된 장소나 형태 및 방법에 관한 특정 값들이다, 예를 들어 WS 다음에 나오는 영문 알파벳은 사전 정의된 용접 작업 장소를 구분한 기호이며, Type 다음에 나오는 영문 알파벳은 사전정의된 용접자세를 구분한 기호이고, PR 다음에 나오는 영문 알파벳은 사전 정의된 용접 방법을 구분한 기호이다.
먼저 도 5 내지 도 7에 따른 용접속성정보에 사용되는 단어의 정의는 다음과 같다.
- 각장(Leg Length)은 용접 두께를 의미하며 강도계산에 사용된다. 동일 용접 길이라도 각장에 따라 용접량이 달라지게 된다.
- 작업장(WS, Welding Stage)은 용접이 수행되는 장소로 소조, 중조, 대조, 탑재 등으로 구분된다.
- 용접자세(Type, Welding Type)는 용접 작업 시 장비나 작업자의 자세를 의미하며 아래보기(Fillet), 수평보기(Horizontal), 수직보기(Vertical), 윗보기(Overhead)로 구분된다.
- 용접방법(PR, Process)은 구조물에 따라 용접을 하는 방법이 달라지는데 크게 Gravity, Manual 등이 존재한다.
- 선행탑재(Pre Erection)는 탑재(ERECTION 부위의 스테이지(stage)를 결정하는 속성이다.
용접속성정보는 크게 판넬 부재(Panel Part)와 내부재(Inner Part)로 나누어서 결정되고, 웰딩 스테이지(Welding Stage)는 공통적인 로직(Logic)으로 결정한다.
도 5와 같이 판넬 부재(Panel Part)는 심(Seam) 여부, 직송재 여부, 베벨(Bevel) 값에 따라 작업장(WS, Welding Stage), 용접자세(Type, Welding Type), 용접방법(PR, Process)의 속성값이 결정된다.
도 5의 도시 중 마름모 부분은 용접물량 산출 프로그램에서 정해진 Logic에 따라 나오는 결과값을 의미한다. (도 6, 7의 마름모도 이러한 결과 값임)
또한 심(Seam)은 판넬부재(PanelPart)를 캐드 모델링(CAD Modeling)할 때 적용되는 항목으로 철판을 나누는 위치 정보를 의미하며 판넬 부재(PanelPart)에 존재하는 경우도 있고 하지 않는 경우도 있다.
직송재 여부는 선박 건조공법에 따라 판넬 부재(PanelPart)의 용접장소가 결정되는데 소조립 과정을 거치지 않는 부재를 직송재 부재라고 한다.
또한 도 6과 같이 내부재(Inner Part)는 부재의 Type별, 모재와 접합 부위, 끝단 여부에 따라 용접자세(Type, Welding Type), 용접방법(PR, Process)이 결정된다. 도 6 중 Trace Length는 Flange가 모재(Panel Part)와 만나는 부위를 의미하며, EndCut는 Flange의 끝단을 의미한다. 그리고 Butt용접은 맞대기 용접으로 용접 방법중에 하나를 말한다.
마지막으로 도 7과 같이 작업장(WS, Welding Stage)은 동일 판넬(Panel) 여부, 빌트업(Builtup)여부, 동일소조, 동일 단위블록, 직송 여부 등에 따라 결정된다. 선박의 조립과정은 작은 부재들을 용접으로 합하여 커다란 블록을 만들어가는 과정인데, 이 때 작은 부재들을 커다란 블록으로 만들어갈 때 소조, 단위블록, 조립블록의 과정을 진행하는데 이러한 용접 과정을 알 수 있다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
도 1은 본 발명의 전체 구성을 보인 시스템도이고,
도 2는 용접물량 시스템의 판넬 부재(Panel part) 산출부의 흐름을 보인 순서도이고,
도 3은 용접물량 시스템의 내부재(Inner part) 산출부의 흐름을 보인 순서도이고,
도 4는 용접물량 시스템의 쉘 플레이트(Shell plate) 산출부의 흐름을 보인 순서도이고,
도 5는 도 2의 용접속성정보 판별 처리흐름을 보인 순서도이고,
도 6은 도 3의 용접속성정보 판별 처리흐름을 보인 순서도이고,
도 7은 도 2의 웰딩 스테이지(welding stage) 용접속성정보 판별 처리흐름을 보인 순서도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
(1) : AM CAD 시스템
(2) : 용접물량 시스템
(3) : PLM 시스템
(4) : ERP 시스템
(21) : 판넬 부재(Panel Part) 산출부
(22) : 내부재(Inner Part) 산출부
(23) : 쉘 플레이트(Shell Plate) 산출부
(24) : 용접물량 결과 DB
(31) : PLM DB
(41) : Measure DB
(42) : POR DB
Claims (19)
- 컴퓨터를 이용 3D 또는 2D 형상으로 선박을 설계시 선박을 구성하는 각 부재 속성과 지오메트리(Geometry) 정보를 함께 입력하여 저장하는 AM CAD 시스템(1)과;상기 AM CAD 시스템(1)으로부터 생성된 CAD파일로부터 선박을 구성하는 부재 속성과 지오메트리 정보를 추출 후, 이를 판넬 부재 산출부(21), 내부재 산출부(22), 쉘 플레이트 산출부(23)를 통해 판넬 부재, 내부재, 쉘 플레이트 타입별 용접길이와 용접 속성 정보를 자동으로 산출하여 계산하는 용접물량 시스템(2)과;상기 용접물량 시스템(2)에서 계산된 판넬 부재, 내부재, 쉘 플레이트 별 용접길이와 용접 속성 정보를 부품 및 물량별로 관리하며, 용접물량 시스템(2)에서 생성된 정보의 개정 사항 및 선박 부품의 주기(lifecycle)를 관리하는 PLM 시스템(Product Lifecycle Management System, 3)과;PLM 시스템(3)을 통해 입력받은 부재 타입별 용접길이와 용접 속성 정보로 이루어진 용접물량정보의 관리 및 주기정보를 영업, 구매, 생산 정보와 연동시켜 총괄 관리하는 ERP 시스템(4);을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 선박의 선각용접 물량 산출 시스템.
- 청구항 1에 있어서,상기 PLM 시스템(3) 내부에는 용접 물량 정보가 변경 시 수정정보를 관리하 여 저장하는 PLM DB(31)를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 선박의 선각용접 물량 산출 시스템.
- 청구항 1에 있어서,상기 용접물량 시스템(2)에서 계산된 부재 타입별 용접길이와 용접 속성 정보를 저장하는 용접물량결과 DB(24)를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 선박의 선각용접 물량 산출 시스템.
- 청구항 1에 있어서,상기 ERP 시스템(4)에는 계량 업무 담당자가 측정한 용접 물량 정보를 저장하는 Measure DB(41)와 구매부에서 용접물량 구매에 사용하는 정보를 저장하는 POR DB(42)를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 선박의 선각용접 물량 산출 시스템.
- 청구항 1에 있어서,상기 용접 속성 정보는 용접이 이루어지는 작업장, 용접 방법, 선행탑재 조인트 정보 및 용접정보인 것을 특징으로 하는 선박의 선각용접 물량 산출 시스템.
- (A) AM CAD 시스템(1)을 이용 이용 3D 또는 2D 형상으로 선박을 설계시 선박을 구성하는 각 부재 속성과 지오메트리 정보를 함께 입력하여 저장하는 단계와;(B) 상기 AM CAD 시스템(1)으로부터 생성된 CAD파일로부터 선박을 구성하는 부재 속성과 지오메트리 정보를 용접물량 시스템(2)을 이용 추출 후, 이를 판넬 부재 산출단계, 내부재 산출단계, 쉘 플레이트 산출단계를 통해 판넬 부재, 내부재, 쉘 플레이트 타입별 용접길이와 용접 속성 정보를 자동으로 산출하여 계산하는 단계와;(C) 상기 (B)단계에서 계산된 판넬 부재, 내부재, 쉘 플레이트 별 용접길이와 용접 속성 정보를 PLM 시스템(Product Lifecycle Management System, 3)을 이용 부품 및 물량별로 관리하며, 용접물량 시스템(2)에서 생성된 정보의 개정 사항 및 선박 부품의 주기(lifecycle)를 관리하는 단계와;(D) PLM 시스템(3)을 통해 입력받은 부재 타입별 용접길이와 용접 속성 정보로 이루어진 용접물량정보의 관리 및 주기정보를 ERP 시스템(4)의 영업, 구매, 생산 정보와 연동시켜 총괄 관리하는 단계;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 선박의 선각용접 물량 산출 방법.
- 청구항 6에 있어서,상기 (B)단계의 판넬 부재 산출 단계는 (A)단계에서 AM CAD 시스템(1)이 모 델링 작업 후 추출된 지오메트리 정보에 따라 심, 바운더리, 홀, 컷아웃으로 구분하여 용접 물량을 산출하는 처리단계를 수행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 선박의 선각용접 물량 산출 방법.
- 청구항 7에 있어서,상기 심과 바운더리를 처리하는 단계는 지오메트리 데이터를 산출후, 산출한 지오메트리는 교차점을 확인하고, 교차점을 기준으로 분할 작업을 하고, 분할된 요소 중에 홀이 존재하는 부분은 추출하여 삭제하고, 지오메트리에 존재하는 속성 정보를 참조하여 조각(Segment) 단위로 용접 여부를 결정하고, 이후 용접 길이를 결정하고 용접속성정보를 판별하는 단계를 거쳐 용접 물량을 산출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 선박의 선각용접 물량 산출 방법.
- 청구항 7에 있어서,상기 컷아웃을 처리하는 단계는 조선소 별 특성에 맞추어 표준화된 타입을 확인하고 접합하는 바운더리를 판단한 후에, 타입별 표준 길이 계산 및 용접속성정보를 판단하는 단계를 거쳐 용접 물량을 산출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 선박의 선각용접 물량 산출 방법.
- 청구항 6에 있어서,상기 (B)단계의 내부재 산출단계는 브래킷, 플랜지, 더블링, 스티프너로 구분하여 용접 물량을 산출하는 처리단계를 수행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 선박의 선각용접 물량 산출 방법.
- 청구항 10에 있어서,상기 브래킷을 처리하는 단계는 조선소 특성에 맞추어 표준화된 타입을 구분후 캣파일을 생성하고, 이후 각 타입에서 용접하는 암 및 스캘럽을 결정하고, 이후 길이계산 및 용접속성정보를 판단하는 단계를 거쳐 용접 물량을 산출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 선박의 선각용접 물량 산출 방법.
- 청구항 10에 있어서,상기 플랜지를 처리하는 단계는 모재와 접하는 부분의 길이와 양 끝단의 길이를 구한 후에, 각 부위의 용접 여부를 판단하고 용접속성정보를 판별하는 단계를 거쳐 용접 물량을 산출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 선박의 선각용접 물량 산출 방법.
- 청구항 10에 있어서,상기 더블링을 처리하는 단계는 맨홀 용도인지 보강재 더블링 용도인지 구분하여 맨홀용이면 표준길이 및 용접속성 정보를 판별하고, 보강재 더블링용인 경우 지오메트리를 산출하고 길이계산, 용접속성정보를 판별하는 단계를 거쳐 용접 물량을 산출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 선박의 선각용접 물량 산출 방법.
- 청구항 10에 있어서,상기 스티프너를 처리하는 단계는 표준 부재인지를 필터링하여 판별하고 표준의 경우는 표준값으로 산출하고, 그 외의 경우 모재의 접하는 부분의 길이, 양 끝단의 길이를 구하고 용접 여부를 판단하여 용접속성정보를 판별하는 단계를 거쳐 용접 물량을 산출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 선박의 선각용접 물량 산출 방법.
- 청구항 6에 있어서,상기 (B)단계의 쉘 플레이트 산출단계는 텍스트 파일 포멧인 XML을 통하여 쉘플레이트의 지오메트리 정보를 산출하고, 산출한 지오메트리 정보중에 심(Seam)을 검색한 후에, 심의 교차 여부를 판단하여 절단하고 조인트를 추출하여 길이를 산출하고, 용접속성정보를 판별하여 용접 물량을 산출하는 처리단계를 수행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 선박의 선각용접 물량 산출 방법.
- 청구항 6에 있어서,상기 (C)단계는 PLM 시스템(3) 내 PLM DB(31)를 통해 용접 물량 정보가 변경 시 수정정보를 관리하여 저장하는 단계를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 선박의 선각용접 물량 산출 방법.
- 청구항 6에 있어서,상기 (B)단계는 용접물량 시스템(2) 내 용접물량결과 DB(24)를 통해 부재 타입별 용접길이와 용접 속성 정보를 저장하여 관리하는 단계를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 선박의 선각용접 물량 산출 방법.
- 청구항 6에 있어서,상기 (D)단계의 ERP 시스템(4)에는 계량 업무 담당자가 측정한 용접 물량 정보를 저장하는 Measure DB(41)와 구매부에서 용접물량 구매에 사용하는 정보를 저장하는 POR DB(42)를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 선박의 선각용접 물량 산출 방법.
- 청구항 6에 있어서,상기 용접 속성 정보는 용접이 이루어지는 작업장, 용접 방법, 선행탑재 조인트 정보 및 용접정보인 것을 특징으로 하는 선박의 선각용접 물량 산출 방법.
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