KR20120051264A - 선박 건조 공정에서의 블록 배치 시뮬레이션 장치 및 그 방법 - Google Patents

선박 건조 공정에서의 블록 배치 시뮬레이션 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

선박 건조 공정에서의 블록 배치 시뮬레이션 장치 및 그 방법이 개시된다.
서버는 3D로 모델링된 블록들의 블록 배치순서 제약 속성으로부터 각 블록의 우선순위를 계산한 후 우선순위별로 블록들을 정렬하여 최우선 블록을 선택하고, 3D로 모델링된 작업반들의 배치 제약 속성으로부터 각 작업반의 우선순위를 계산한 후 우선순위별로 작업반들을 정렬하여 최우선 작업반을 선택하며, 최우선 작업반 내에서 최적 정반을 탐색한 후 최적 정반 및 인접 정반에 배치된 블록으로부터의 배치 간격을 고려한 배치 가능 공간을 계산하고, 계산결과에 따른 배치 공간 형상의 우선순위로부터 블록 배치 위치를 결정하여 블록 배치 위치에 최우선 블록을 배치한다.
이러한 구성에 따르면, 선박 건조 공정에서 블록 배치를 자동으로 최적화하여 면적 활용률을 높이고, 부하 분석을 통한 효율적 공정 계획으로 배원 업무 개선 및 공정 준수율 향상을 이룰 수 있다.

Description

선박 건조 공정에서의 블록 배치 시뮬레이션 장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR BLOCK ARRANGEMENT SIMULATION IN SHIP CONSTRUCTION PROCESS}
본 발명은 선박 건조 공정에서의 블록 자동 배치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선박 건조 공정에서의 블록 배치 시뮬레이션 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
선박 건조는 철판을 절단하는 절단 공정, 절단된 철판을 용접을 통해 이어나가 블록(Block)을 조립하는 소조립 공정, 소조립된 각각의 블록을 조립하여 선박의 형체를 만드는 대조립 공정, 대조립한 블록을 도장하는 도장 공정, 도장된 블록을 탑재하는 탑재 공정 등으로 이루어진다.
선박 건조의 일부 공정을 진행하게 되면, 선체를 이루는 각각의 블록을 작업장에 배치하여야 한다. 작업장에는 복수의 블록들이 이송되어 여러 가지 블록으로 조립되는데, 블록들은 다양한 형태를 갖고 있기 때문에 효율적으로 배치를 해야 작업장을 효율적으로 운용할 수 있다. 작업자는 블록들의 형태를 확인하고 이미 작업장에 배치된 블록들의 형태에 따라 빈 자리에 새로운 블록을 배치하게 된다.
그러나, 다양한 형태의 블록을 작업장에 배치할 때 작업자가 수작업으로 블록의 형태 및 크기를 어림하여 먼저 배치된 블록들의 사이에 새로운 블록을 배치하게 되면, 형태 및 크기를 기준으로 블록을 가장 효율적인 위치에 정확하게 배치하는 것이 어렵다.
또한, 종래에는 선행 공정의 부하 분석이 미흡하거나 부정확함에 기인하여 블록 배치를 사전에 검증하는 것이 불가능하고, 의사 결정 지연 및 실수로 인한 손실이 발생하는 경향이 있다. 특히, 대조립 생산 블록에 대하여 정반 배치를 수작업으로 수행함에 따라 업무 부하가 가중되고, 정반 사용 효율이 저하되는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 선박 건조 공정에서 블록 배치를 자동으로 최적화하여 면적 활용률을 높이고, 부하 분석을 통한 효율적 공정 계획으로 배원 업무 개선 및 공정 준수율 향상을 이룰 수 있는 블록 배치 시뮬레이션 장치 및 그 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 선박 건조 공정에서의 블록 배치 시뮬레이션 장치는 3D로 모델링된 블록들의 블록 배치순서 제약 속성으로부터 각 블록의 우선순위를 계산한 후 우선순위별로 블록들을 정렬하여 최우선 블록을 선택하는 블록 선택부; 3D로 모델링된 작업반들의 배치 제약 속성으로부터 각 작업반의 우선순위를 계산한 후 우선순위별로 작업반들을 정렬하여 최우선 작업반을 선택하는 작업반 선택부; 및 상기 최우선 작업반 내에서 최적 정반을 탐색한 후 상기 최적 정반 및 인접 정반에 배치된 블록으로부터의 배치 간격을 고려한 배치 가능 공간을 계산하고, 상기 계산결과에 따른 배치 공간 형상의 우선순위로부터 블록 배치 위치를 결정하여 상기 블록 배치 위치에 상기 최우선 블록을 배치하는 블록 자동 배치 수행부를 포함한다.
한편, 본 발명에 따른 선박 건조 공정에서의 블록 배치 시뮬레이션 방법은 서버가 3D로 모델링된 블록들의 블록 배치순서 제약 속성으로부터 각 블록의 우선순위를 계산한 후 우선순위별로 블록들을 정렬하여 최우선 블록을 선택하는 단계; 상기 서버가 3D로 모델링된 작업반들의 배치 제약 속성으로부터 각 작업반의 우선순위를 계산한 후 우선순위별로 작업반들을 정렬하여 최우선 작업반을 선택하는 단계; 및 상기 서버가 상기 최우선 작업반 내에서 최적 정반을 탐색한 후 상기 최적 정반 및 인접 정반에 배치된 블록으로부터의 배치 간격을 고려한 배치 가능 공간을 계산하고, 상기 계산결과에 따른 배치 공간 형상의 우선순위로부터 블록 배치 위치를 결정하여 상기 블록 배치 위치에 상기 최우선 블록을 배치하는 단계를 포함한다.
본 발명의 블록 배치 시뮬레이션 장치 및 그 방법에 따르면, 선박 건조 공정에서 블록 배치를 자동으로 최적화하여 면적 활용률을 높이고, 부하 분석을 통한 효율적 공정 계획으로 배원 업무 개선 및 공정 준수율 향상을 이룰 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 건조 공정에서의 블록 배치 시뮬레이션 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 건조 공정에서의 블록 배치 시뮬레이션 방법의 흐름도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선박 건조 공정에서의 블록 배치 시뮬레이션 장치 및 방법에 대해서 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 건조 공정에서의 블록 배치 시뮬레이션 장치의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 블록 배치 시뮬레이션 장치로 동작하는 서버(100)는 블록 선택부(110), 작업반 선택부(120), 블록 자동 배치 수행부(130), 데이터베이스(140)를 포함한다.
블록 선택부(110)는 데이터베이스(140)에 저장되어 있는 3D로 모델링된 블록들의 블록 배치순서 제약 속성으로부터 각 블록의 우선순위를 계산한 후 우선순위별로 블록들을 정렬하여 최우선 블록을 선택하여 블록 자동 배치 수행부(130)로 알린다. 전술한 블록 선택부(110)는 데이터베이스(140)로부터 계획 기간에 배치될 전체 블록들의 블록 정보, 3D 형상, 블록 배치순서 제약 속성(착수일, 탑재 수, 단위 블록 수, 용접장, 취부장 등)을 읽어 들여 이러한 정보들을 이용해 최우선 블록을 선택하며, 블록 선택 과정에서 각 블록의 블록 배치순서 제약 속성에 사용자가 지정한 가중치를 적용하여 우선순위 값을 계산한다.
예컨대, 블록 선택부(110)는 블록 배치순서 제약 속성을 이루는 요소들을 이용해 '난이도 = 탑재 수 * 탑재 수 가중치 + 용접장 * 용접장 가중치 + …'에 의해 난이도를 계산한 후 '우선순위 = 난이도 * 난이도 가중치 + 착수일 * 착수일 가중치'에 의해 각 블록의 우선순위를 계산할 수 있다. 이러한 경우, 블록 선택부(110)는 데이터베이스(140)에 저장된 데이터를 이용해 블록별 난이도를 산출하고 사용자가 지정한 블록별 가중치를 적용한 후 각 블록의 우선순위 값을 '난이도 * 난이도 가중치 + 착수일 * 착수일 가중치'에 의해 계산한다.
작업반 선택부(120)는 데이터베이스(140)에 저장되어 있는 3D로 모델링된 작업반들의 배치 제약 속성(공장 레이아웃 정보, 작업반 기존 부하 정보, 특정 작업반 배치 블록 리스트 등)으로부터 각 작업반의 우선순위를 계산한 후 우선순위별로 작업반들을 정렬하여 최우선 작업반을 선택하여 블록 자동 배치 수행부(130)로 알린다. 전술한 작업반 선택부(120)는 데이터베이스(140)에서 읽어 들인 전체 작업반들의 배치 제약 속성으로부터 각 작업반의 우선순위를 계산한다.
예컨대, 작업반 선택부(120)는 '(블록 난이도 / 작업 일수) * 남은 작업 일수 / 작업반 면적'에 의해 각 작업반의 우선순위를 계산할 수 있다. 이러한 경우, 작업반 선택부(120)는 블록 선택부(110)에서 계산된 최우선 블록의 블록 난이도를 가져 오고, 데이터베이스(140)로부터 최우선 블록의 작업 일수, 남은 작업 일수, 작업반 면적을 검색하여 '(블록 난이도 / 작업 일수) * 남은 작업 일수 / 작업반 면적'에 의해 각 작업반의 우선순위를 계산한다.
블록 자동 배치 수행부(130)는 최우선 작업반 내에서 최적 정반을 탐색한 후 최적 정반 및 인접 정반에 기 배치된 블록으로부터의 배치 간격을 고려한 배치 가능 공간을 계산하고, 계산결과에 따른 배치 공간 형상의 우선순위로부터 블록 배치 위치를 결정하여 결정된 블록 배치 위치에 최우선 블록을 자동으로 배치한다. 전술한 블록 자동 배치 수행부(130)는 데이터베이스(140)로부터 기 배치된 블록들의 블록 정보, 크레인 작업 방향, 블록 배치방향 제약 조건 등을 읽어 들이며, 이러한 정보들을 이용해 최적 정반 및 해당 정반 내에서의 블록 배치 위치를 결정하고, 더불어 블록 작업 착수일/완료일을 알아낼 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 건조 공정에서의 블록 배치 시뮬레이션 방법의 흐름도이다.
S100은 블록 선택 단계이다. 서버(100)는 3D로 모델링된 전체 블록들의 배치순서 제약 속성으로부터 각 블록의 우선순위를 계산한 후(S110), 우선순위별로 블록들을 정렬(예컨대, 우선순위 값에 따라 내림차순으로 정렬)하여 전체 블록들 중에서 우선순위가 가장 높은 최우선 블록을 선택한다(S120).
서버(100)의 데이터베이스(140)에는 계획 기간에 배치될 전체 블록들의 블록 정보, 3D 형상, 블록 배치순서 제약 속성(착수일, 탑재 수, 단위 블록 수, 용접장, 취부장 등)이 입력되어 저장된다. 서버(100)는 각 블록의 블록 배치순서 제약 속성에 사용자가 지정한 가중치를 적용하여 우선순위 값을 계산한다(S120). 예컨대, 서버(100)는 블록 배치순서 제약 속성을 이루는 요소들을 이용해 '난이도 = 탑재 수 * 탑재 수 가중치 + 용접장 * 용접장 가중치 + …'에 의해 난이도를 계산한 후 '우선순위 = 난이도 * 난이도 가중치 + 착수일 * 착수일 가중치'에 의해 각 블록의 우선순위를 계산할 수 있다.
S200은 작업반 선택 단계이다. S200에서, 서버(100)는 3D로 모델링된 전체 작업반들의 배치 제약 속성으로부터 각 작업반의 우선순위를 계산한 후 우선순위별로 작업반들을 정렬하여 최우선 작업반을 선택한다. 배치 제약 속성으로는 공장 레이아웃 정보, 작업반 기존 부하 정보, 특정 작업반 배치 블록 리스트 등이 있으며, 이러한 정보들은 데이터베이스(140)에 등록된다.
구체적으로, 서버(100)는 특정 작업반 배치 블록 리스트를 검색하여 S100에서 선택된 최우선 블록이 배치되어야 하는 작업반이 한정되어 있는지 여부를 판단한 후(S210), 배치 가능한 작업반이 일부로 한정되어 있는 경우에는 한정된 특정 작업반들만을 대상으로 작업반별 우선순위를 계산하고(S220), 이를 우선순위별로 정렬하여 우선순위가 가장 높은 작업반을 선택한다(S230). 여기서, 서버(100)는 각 작업반의 배치 제약 속성을 이용하여 우선순위 값을 계산한다(S220). 작업반 우선순위는 S100에서 선택된 블록의 작업 기간 동안의 작업반의 상대적 부하에 따라 결정되며, 이는 '(블록 난이도 / 작업 일수) * 남은 작업 일수 / 작업반 면적'에 의해 계산될 수 있다.
S100에서 선택된 블록이 특정 작업반 배치 블록 리스트에 포함되어 있지 않아서 해당 블록을 배치할 수 있는 작업반이 한정되지 않은 경우에는(S210), 서버(100)가 전체 작업반들의 우선순위를 계산(S240)하여 전체 작업반들로부터 우선순위가 가장 높은 작업반을 선택한다(S230).
이후, 서버(100)는 작업반 기존 부하 정보를 검사하여 S100에서 선택된 최우선 블록이 S230을 통해 선택된 작업반에 배치 가능한지 여부를 확인한 후(S250), 배치 가능하면 해당 작업반을 최우선 작업반으로 결정하고(S260), 배치 불가능하면 남은 작업반들을 확인(S270)하여 남은 작업반들 중에서 다음 우선순위 값을 갖는 작업반을 선택(S280)하여 선택된 작업반의 블록 배치 가능 여부를 다시 확인한다(S250). 사용자는 특정 작업반 배치 블록 리스트를 지정하여 적용하며(S210), 공장 레이아웃 정보, 작업반 기존 부하 정보를 등록하여 서버(100)가 등록된 정보들을 이용해 최우선 작업반을 선택할 수 있도록 한다(S200). S270에서 남은 작업반이 존재하지 않는 경우에는 해당 블록의 착수일을 지연 설정(S290)한 후 S100의 블록 선택 과정과 S200의 작업반 선택 과정을 다시 반복하게 된다.
S300은 작업반 내 블록 배치 위치를 판단하는 단계이다. S300에서, 서버(100)는 데이터베이스(140)로부터 기 배치된 블록들의 블록 정보, 크레인 작업 방향, 블록 배치방향 제약 조건 등을 읽어 들이며, 이러한 정보들을 이용해 최적 정반 및 해당 정반 내에서의 블록 배치 위치를 결정하고, 더불어 블록 작업 착수일/완료일을 알아낼 수 있다.
서버(100)는 S200에서 선택된 최우선 작업반 내에서 최적 정반을 선택(S310)한 후 최적 정반 및 인접 정반에 기 배치된 블록으로부터의 배치 간격을 고려한 배치 가능 공간을 계산(S320)하고, 계산결과에 따른 배치 공간 형상의 우선순위로부터 블록 배치 위치를 판단하여 최우선 블록을 배치한다(S330). 서버(100)는 해당 작업반에 배치되어 있는 블록의 블록 정보와 공장 레이아웃 정보를 이용하여 배치 가능한 공간 형상에 우선순위 값을 설정한다.
구체적으로, 서버(100)는 S200에서 선택된 최우선 작업반의 가장자리에서 중심 방향으로 블록 배치 공간이 있는 최적 정반을 탐색(S310)한 후 탐색된 최적 정반에 기 배치된 블록들의 블록 정보를 이용하여 선택된 최적 정반과 인접한 정반에 기 배치된 블록으로부터의 배치 간격(기 배치된 블록과의 거리)을 고려한 배치 가능 공간을 계산한다(S320). S320을 거쳐, 서버(100)는 데이터베이스(140)에서 최우선 블록과 연관된 크레인 작업 방향, 블록 배치방향 제약 조건(선수/외판/Stringer/UD 방향 등)을 검색하여 이러한 데이터들이 존재할 경우 해당 데이터들을 반영하여 블록 배치방향을 지정하고, 베이(Bay) 통로와 작업반 중심의 반대 방향 이전 위치(Prior Position)를 두고 최적 배치를 수행하여 블록 배치 위치를 결정한다(S330).
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예컨대, 일 실시예는 대조립 공장에서 생산하는 중조 블록 및 조립 블록에 대하여 선형과 선종에 관계없이 전호선에 적용 가능하다.
따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
100: 서버
110: 블록 선택부
120: 작업반 선택부
130: 블록 자동 배치 수행부
140: 데이터베이스

Claims (4)

  1. 3D로 모델링된 블록들의 블록 배치순서 제약 속성으로부터 각 블록의 우선순위를 계산한 후 우선순위별로 블록들을 정렬하여 최우선 블록을 선택하는 블록 선택부;
    3D로 모델링된 작업반들의 배치 제약 속성으로부터 각 작업반의 우선순위를 계산한 후 우선순위별로 작업반들을 정렬하여 최우선 작업반을 선택하는 작업반 선택부; 및
    상기 최우선 작업반 내에서 최적 정반을 탐색한 후 상기 최적 정반 및 인접 정반에 배치된 블록으로부터의 배치 간격을 고려한 배치 가능 공간을 계산하고, 상기 계산결과에 따른 배치 공간 형상의 우선순위로부터 블록 배치 위치를 결정하여 상기 블록 배치 위치에 상기 최우선 블록을 배치하는 블록 자동 배치 수행부를 포함하는 선박 건조 공정에서의 블록 배치 시뮬레이션 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 블록 선택부는,
    데이터베이스에 저장된 데이터를 이용해 블록별 난이도를 산출하고 사용자가 지정한 블록별 가중치를 적용한 후 각 블록의 우선순위 값을 '난이도 * 난이도 가중치 + 착수일 * 착수일 가중치'에 의해 계산하는 것을 특징으로 하는 선박 건조 공정에서의 블록 배치 시뮬레이션 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 작업반 선택부는,
    상기 블록 선택부에서 계산된 상기 최우선 블록의 블록 난이도를 가져 오고, 상기 데이터베이스로부터 상기 최우선 블록의 작업 일수, 남은 작업 일수, 작업반 면적을 검색하여 '(블록 난이도 / 작업 일수) * 남은 작업 일수 / 작업반 면적'에 의해 각 작업반의 우선순위를 계산하는 것을 특징으로 하는 선박 건조 공정에서의 블록 배치 시뮬레이션 장치.
  4. 서버가 3D로 모델링된 블록들의 블록 배치순서 제약 속성으로부터 각 블록의 우선순위를 계산한 후 우선순위별로 블록들을 정렬하여 최우선 블록을 선택하는 단계;
    상기 서버가 3D로 모델링된 작업반들의 배치 제약 속성으로부터 각 작업반의 우선순위를 계산한 후 우선순위별로 작업반들을 정렬하여 최우선 작업반을 선택하는 단계; 및
    상기 서버가 상기 최우선 작업반 내에서 최적 정반을 탐색한 후 상기 최적 정반 및 인접 정반에 배치된 블록으로부터의 배치 간격을 고려한 배치 가능 공간을 계산하고, 상기 계산결과에 따른 배치 공간 형상의 우선순위로부터 블록 배치 위치를 결정하여 상기 블록 배치 위치에 상기 최우선 블록을 배치하는 단계를 포함하는 선박 건조 공정에서의 블록 배치 시뮬레이션 방법.
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