KR20150124241A - 가상 현실을 이용한 해양 플랜트 통합 운영 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 가상 현실을 이용한 해양 플랜트 통합 운영 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 가상 현실을 이용한 해양 플랜트 통합 운영 시스템에 있어서, 상기 해양 플랜트 및 상기 해양 플랜트 주변의 장비들 및 환경을 모니터링하여 모니터링 데이터를 저장하고 운영 및 의사결정 모듈, 시각화 및 협력 모듈 및 유지보수 모듈로 전송하는 모니터링 모듈; 상기 모니터링 데이터를 분석하여 상기 해양 플랜트의 운영에 필요한 분석 데이터를 생성하는 운영 및 의사결정 모듈; 상기 모니터링 데이터를 분석하여 상기 해양 플랜트의 유지보수에 필요한 유지보수 데이터를 생성하는 유지보수 모듈; 및 상기 모니터링 데이터를 이용하여 3 차원 가상 현실 영상을 생성하여 디스플레이하는 시각화 및 협력 모듈을 포함하는 해양 플랜트 통합 운영 시스템이 제공된다.
Description
본 발명은 해양 플랜트 운영 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 가상 현실을 이용한 해양 플랜트 통합 운영 시스템 및 방법에 관한 것이다.
국제적인 급격한 산업화 현상과 공업이 발전함에 따라 석유와 같은 자원의 사용량은 점차 증가하고 있으며, 이에 따라 오일의 안정적인 생산과 공급이 전 지구적인 차원에서 대단히 중요한 문제로 떠오르고 있다.
이러한 이유로 최근에는 지금까지 경제성이 없어 무시되어 왔던 군소의 한계 유전(marginal field)이나 심해 유전의 개발이 경제성을 가지게 되었다. 따라서, 해저 채굴 기술의 발달과 더불어 이러한 유전의 개발에 적합한 시추설비를 구비한 시추선, 시추선에서 뽑아낸 원유를 정제하고 저장해서 셔틀 탱커나 기타 이송 장소에 하역할 수 있는 부유식 원유 생산저장하역설비(FPSO, Floating Production Storage and Offloading) 등과 같은 해양 플랜트가 개발되어 있다.
그런데, 기존에는 해양 플랜트를 운영하는데 필요한 모니터링 시스템, 유지 보수 시스템, 운영 지원 시스템 등이 통합되지 않고, 별개로 비효율적으로 운영됨에 따라 해양 플랜트의 운영 비용이 증가하고, 생산성이 떨어지고, 작업자의 안전 문제가 발생하는 등 해양 플랜트가 비효율적으로 운영되고 있다.
특히, 최근에는 심해 유전 개발에 대한 수요가 늘어나면서 해양 플랜트가 육상으로부터 점점 더 먼 거리에서 운용되고 있다. 이에 따라 해양 플랜트의 현재 운용 상황을 육상의 전문가 또는 의사 결정자가 알기 어려우며, 육상의 작업자와 해상의 작업자 사이의 의사소통 및 협업에 대한 어려움이 가중되고 있다. 또한 해상의 특성상 육상보다 상대적으로 고립되기 쉬운 환경이기 때문에 선원 안전에 대한 문제점이 증가되고 있으며, 해상의 업무 환경이 열악하므로 고급 전문 인력 수급이 어려운 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 해양 플랜트의 운영 비용을 감소시키고, 생산성이 높이고, 작업자의 안전 문제를 해결할 수 있고, 육상의 작업자와 해상의 작업자 사이의 의사소통 및 협업을 지원할 수 있는 해양 플랜트 통합 운영 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하는 본 발명의 일 실시예에 따르면, 가상 현실을 이용한 해양 플랜트 통합 운영 시스템에 있어서, 상기 해양 플랜트 및 상기 해양 플랜트 주변의 장비들 및 환경을 모니터링하여 모니터링 데이터를 저장하고 운영 및 의사결정 모듈, 시각화 및 협력 모듈 및 유지보수 모듈로 전송하는 모니터링 모듈; 상기 모니터링 데이터를 분석하여 상기 해양 플랜트의 운영에 필요한 분석 데이터를 생성하는 운영 및 의사결정 모듈; 상기 모니터링 데이터를 분석하여 상기 해양 플랜트의 유지보수에 필요한 유지보수 데이터를 생성하는 유지보수 모듈; 및 상기 모니터링 데이터를 이용하여 3 차원 가상 현실 영상을 생성하여 디스플레이하는 시각화 및 협력 모듈을 포함하는 해양 플랜트 통합 운영 시스템이 제공된다.
특히, 상기 시각화 및 협력 모듈은 상기 3 차원 가상 현실 영상에 상기 분석 데이터 및 상기 유지보수 데이터를 표시할 수 있다.
또한, 상기 시각화 및 협력 모듈은 작업자 간의 정보 및 시야의 공유를 지원하는 협업 서브모듈을 포함할 수 있다.
또한, 상기 시각화 및 협력 모듈은 작업자로부터 상기 해양 플랜트 및 상기 해양 플랜트 주변의 장비들을 제어하기 위한 제어 정보를 입력받을 수 있다.
또한, 상기 해양 플랜트 통합 운영 시스템은 상기 분석 데이터, 상기 유지보수 데이터 및 상기 제어 정보를 수신하고, 상기 분석 데이터, 상기 유지보수 데이터 및 상기 제어 정보 중 적어도 하나에 따라 해양 플랜트 및 상기 해양 플랜트 주변의 장비들을 제어하는 제어 모듈을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 모니터링 모듈은 해상의 장비들 및 해상 환경을 모니터링하는 해상 모니터링 서브모듈; 해저의 장비들 및 해저 환경을 모니터링하는 해저 모니터링 서브모듈; 및 다운홀의 장비들 및 다운홀의 환경을 모니터링하는 다운홀 모니터링 서브모듈을 포함할 수 있다.
또한, 상기 모니터링 모듈은 상기 모니터링 데이터를 저장하는 데이터베이스를 포함할 수 있다.
또한, 상기 운영 및 의사결정 모듈은 상기 모니터링 데이터를 분석하여 시추 속도, 드릴 파이프의 토크, 및 드릴 비트에 가해지는 힘을 계산하는 시뮬레이션 기반 플래닝 서브모듈; 및 미래에 발생될 이벤트를 예측하는 진단 및 자문 서브모듈을 포함할 수 있다.
또한, 상기 진단 및 자문 서브모듈은 미래에 발생될 이벤트를 실시간으로 예측하여 미리 알려주는 포워드 룩킹 기능, 및 특정 조건에 따라 발생될 이벤트를 예측하는 왓-이프 시나리오 기능을 수행할 수 있다.
또한, 상기 운영 및 의사결정 모듈은 과거 상황 및 데이터를 재현하는 운영 재현 서브모듈을 포함할 수 있다.
또한, 상기 유지 보수 모듈은 상기 모니터링 데이터를 이용하여 상기 해양 플랜트의 성능을 분석하는 성능 분석 서브모듈; 사고 및 장비의 고장 등이 발생하기 이전에 상기 해양 플랜트의 장비들을 미리 유지보수할 수 있도록 장비의 교체 및 정비 시기를 알려주고 특정값이 정상 범위를 벗어나는 경우 알람을 제공하는 예방 유지보수 서브모듈; 상기 해양 플랜트의 선체의 상태를 평가하는 선체 상태 평가 서브모듈을 포함할 수 있다.
또한, 성능 분석 서브모듈은 상기 모니터링 데이터를 이용하여 상기 해양 플랜트의 운항 효율, 엔진 효율, 엔진의 연료 소비, 동적 위치제어 시스템의 효율을 계산할 수 있다.
상기 목적을 달성하는 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 가상 현실을 이용한 해양 플랜트 통합 운영 방법에 있어서, 상기 해양 플랜트 및 상기 해양 플랜트 주변의 장비들 및 환경을 모니터링하여 모니터링 데이터를 운영 및 의사결정 모듈, 시각화 및 협력 모듈 및 유지보수 모듈로 전송하는 단계; 상기 모니터링 데이터를 분석하여 상기 해양 플랜트의 운영에 필요한 분석 데이터를 생성하는 단계; 상기 모니터링 데이터를 분석하여 상기 해양 플랜트의 유지보수에 필요한 유지보수 데이터를 생성하는 단계; 및 상기 모니터링 데이터를 이용하여 3 차원 가상 현실 영상을 생성하여 디스플레이하는 단계를 포함하는, 해양 플랜트 통합 운영 방법이 제공된다.
특히, 상기 해양 플랜트 통합 운영 방법은 상기 3 차원 가상 현실 영상에 상기 분석 데이터 및 상기 유지보수 데이터를 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 해양 플랜트 통합 운영 방법은 작업자로부터 상기 해양 플랜트 및 상기 해양 플랜트 주변의 장비들을 제어하기 위한 제어 정보를 입력받는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 해양 플랜트 통합 운영 방법은 상기 분석 데이터, 상기 유지보수 데이터 및 상기 제어 정보 중 적어도 하나에 따라 상기 해양 플랜트 및 상기 해양 플랜트 주변의 장비들을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 분석 데이터를 생성하는 단계는 상기 모니터링 데이터를 분석하여 시추 속도, 드릴 파이프의 토크, 및 드릴 비트에 가해지는 힘을 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 분석 데이터를 생성하는 단계는 상기 모니터링 데이터를 분석하여 미래에 발생될 이벤트를 예측하는 단계를 포함할 수 잇다.
또한, 상기 유지보수 데이터를 생성하는 단계는 상기 해양 플랜트 및 상기 해양 플랜트 주변의 장비들의 교체 및 정비 시기를 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 유지보수 데이터를 생성하는 단계는 상기 모니터링 데이터를 이용하여 상기 해양 플랜트의 운항 효율, 엔진 효율, 엔진의 연료 소비, 동적 위치제어 시스템의 효율을 계산할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 해양 플랜트를 운영하는데 필요한 모니터링 시스템, 유지 보수 시스템, 운영 지원 시스템 및 시각화 및 협력 시스템을 통합하여 효율적으로 운영함으로써 해양 플랜트의 운영 비용을 감소시키고, 생산성을 높일 수 있다.
그리고, 유지 보수 모듈, 운영 지원 모듈 및 시각화 및 협력 모듈을 육상에 설치함으로써 해양 플랜트의 현재 운용 상황을 육상의 전문가 또는 의사 결정자가 쉽게 알 수 있고, 육상의 작업자와 해상의 작업자 사이의 의사소통 및 협업을 원활하게 할 수 있고, 해상의 작업자의 수를 줄일 수 있어서 선원의 안전 및 근무 환경을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가상 현실을 이용한 해양 플랜트 통합 운영 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가상 현실을 이용한 해양 플랜트 통합 운영 시스템이 구현된 일례를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가상 현실을 이용한 해양 플랜트 통합 운영 시스템이 구현된 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가상 현실을 이용한 해양 플랜트 통합 운영 시스템이 구현된 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가상 현실을 이용한 해양 플랜트 통합 운영 방법을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가상 현실을 이용한 해양 플랜트 통합 운영 시스템이 구현된 일례를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가상 현실을 이용한 해양 플랜트 통합 운영 시스템이 구현된 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가상 현실을 이용한 해양 플랜트 통합 운영 시스템이 구현된 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가상 현실을 이용한 해양 플랜트 통합 운영 방법을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
먼저, 도 1 내지 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 가상 현실을 이용한 해양 플랜트 통합 운영 시스템을 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가상 현실을 이용한 해양 플랜트 통합 운영 시스템을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가상 현실을 이용한 해양 플랜트 통합 운영 시스템이 구현된 일례를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가상 현실을 이용한 해양 플랜트 통합 운영 시스템이 구현된 다른 예를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가상 현실을 이용한 해양 플랜트 통합 운영 시스템이 구현된 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 가상 현실을 이용한 해양 플랜트 통합 운영 시스템은 모니터링 모듈(110), 운영 및 의사결정 지원 모듈(120), 시각화 및 협력 모듈(130), 유지보수 모듈(140) 및 제어 모듈(150)을 포함한다. 모니터링 모듈(110)은 해상, 해저 및 다운홀에 존재하고, 운영 및 의사결정 지원 모듈(120), 시각화 및 협력 모듈(130), 유지보수 모듈(140) 및 제어 모듈(150)은 육상에 존재할 수도 있고, 해상에 존재할 수도 있다.
모니터링 모듈(110)은 해양 플랜트 및 해양 플랜트 주변의 장비들 및 환경을 모니터링하여 모니터링 데이터를 저장하고 운영 및 의사결정 모듈(120), 시각화 및 협력 모듈(130) 및 유지보수 모듈(140)로 전송한다.
모니터링 모듈(110)은 해상 모니터링 서브모듈(111), 해저 모니터링 서브모듈(112), 다운홀 모니터링 서브모듈(113), 제어 서브모듈(114), 제1 데이터베이스(115) 및 제2 데이터베이스(116)을 포함한다.
해상 모니터링 서브모듈(111)은 해상의 장비들 및 해상 환경을 모니터링한다. 해상 모니터링 서브모듈(111)은 해상의 장비들에 부착된 센서들 또는 해상의 장비들에 내장되어 있는 센싱 모듈, 및 해상에 설치되어 있는 CCTV와 같은 카메라를 통해 각종 데이터를 수집할 수 있다. 해상의 장비는 드릴링 시스템, 생산 시스템 등을 포함할 수 있다.
해저 모니터링 서브모듈(112)은 해저의 장비들 및 해저 환경을 모니터링한다. 해저 모니터링 서브모듈(112)은 해저의 장비들에 부착된 센서들 또는 해저의 장비들에 내장되어 있는 센싱 모듈을 통해 각종 데이터를 수집할 수 있다. 또한, 해저 모니터링 서브모듈(112)은 원격 잠수정(ROV, Remotely Operated Vehicle)에 부착된 카메라를 이용하여 해저를 촬영하여 해저의 영상 데이터를 수집할 수 있다. 해저의 장비는 BOP, VXT, HXT, 중재시스템(intervention system), 라이저, 엄빌리컬(umbilical) 등을 포함할 수 있다.
다운홀 모니터링 서브모듈(113)은 다운홀의 장비들 및 다운홀의 환경을 모니터링한다. 다운홀 모니터링 서브모듈(113)은 다운홀의 장비들에 부착된 센서들 또는 다운홀의 장비들에 내장되어 있는 센싱 모듈을 통해 각종 데이터를 수집할 수 있다. 다운홀의 장비는 드릴 파이프 및 BHA, 케이징(Casing), 다운홀 툴 등을 포함할 수 있다.
제1 데이터베이스(115) 및 제2 데이터베이스(116)는 해상 모니터링 서브모듈(111), 해저 모니터링 서브모듈(112) 및 다운홀 모니터링 서브모듈(113)이 모니터링한 모니터링 데이터를 저장한다. 제1 데이터베이스(115)는 모니터링 데이터를 단기간 동안 저장하고, 제2 데이터베이스(116)는 모니터링 데이터를 장기간 동안 저장할 수 있다. 예를 들어, 제1 데이터베이스(115)는 모니터링 데이터를 수 개월 동안 저장하고, 제2 데이터베이스(116)는 모니터링 데이터를 수 년 동안 저장할 수 있다. 따라서, 제1 데이터베이스(115)와 제2 데이터베이스(116)가 동일한 모니터링 데이터를 저장할 때, 제2 데이터베이스(116)는 더 작은 저장 공간에 저장될 수 있는 형태로 모니터링 데이터를 가공하여 저장할 수 있다.
FPSO에서는 제1 데이터베이스(115)는 제어 시스템 데이터베이스이고, 제2 데이터베이스(116)는 프로세스 정보 데이터베이스일 수 있다.
제어 서브모듈(114)는 해상 모니터링 서브모듈(111), 해저 모니터링 서브모듈(112) 및 다운홀 모니터링 서브모듈(113)이 모니터링한 모니터링 데이터를 제1 데이터베이스(115) 및 제2 데이터베이스(116)에 저장하고, 운영 및 의사결정 모듈(120), 시각화 및 협력 모듈(130) 및 유지보수 모듈(140)로 전송한다.
운영 및 의사결정 지원 모듈(120)은 모니터링 모듈(110)로부터 수신한 모니터링 데이터를 분석하여 해양 플랜트의 운영에 필요한 분석 데이터를 생성한다. 운영 및 의사결정 지원 모듈(120)은 모니터와 같은 디스플레이 수단을 통해 분석 데이터를 디스플레이할 수도 있고, 시각화 및 협력 모듈(130)로 전송할 수도 있고, 제어 모듈(150)로 전송할 수도 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 운영 및 의사결정 지원 모듈(120)은 분석데이터를 그래프, 수치 등으로 표현하여 나타낼 수 있다.
운영 및 의사결정 지원 모듈(120)은 시뮬레이션 기반 플래닝 서브모듈(121), 교육 시뮬레이터 서브모듈(122), 진단 및 자문 서브모듈(123) 및 운영 재현 서브모듈(124)을 포함한다.
시뮬레이션 기반 플래닝 서브모듈(121)은 모니터링 데이터를 시뮬레이션 기반으로 분석하여 시추속도(ROP, rate of penetration), 드릴 파이프의 토크, 드릴 비트에 가해지는 힘(WOB, weight on bit) 등을 계산한다.
교육 시뮬레이터 서브모듈(122)은 작업자의 해양 플랜트 운영 훈련용 시뮬레이터이다. 교육 시뮬레이터 서브모듈(122)은 드릴링 및 케이징 교육, 홀(hole) 청소 교육, 웰(well) 제어 교육, 시멘팅(cementing) 교육 등을 제공할 수 있다.
진단 및 자문 서브모듈(123)은 미래에 발생될 이벤트를 예측한다. 진단 및 자문 서브모듈(123)은 포워드 룩킹(Forward Looking) 기능 및 왓-이프 시나리오(What-if Scenarios) 기능을 제공할 수 있다.
포워드 룩킹 기능은 미래에 발생될 이벤트를 실시간으로 예측하여 미리 알려주는 기능이다.
왓-이프 시나리오 기능은 특정 조건에 따라 발생될 이벤트를 예측하는 기능이다. 특정 조건은 작업자로부터 입력받을 수 있다.
운영 재현 서브모듈(124)은 과거 상황 및 과거 데이터를 재현한다. 작업자는 재현된 과거 상황 및 과거 데이터를 참고하여 해양 플랜트의 운영에 대한 의사 결정을 할 수 있다.
작업자는 운영 및 의사결정 지원 모듈(120)이 생성한 분석 데이터를 참고하여 해양 플랜트의 장비들을 수동으로 제어할 수 있다. 또는, 운영 및 의사결정 지원 모듈(120)이 생성한 분석 데이터를 제어모듈(150)로 전송하면, 제어모듈(150)이 분석 데이터를 기반으로 해양 플랜트의 장비들을 자동으로 제어할 수 있다.
유지보수 모듈(140)은 모니터링 모듈(110)로부터 수신한 모니터링 데이터를 분석하여 해양 플랜트의 유지보수에 필요한 유지보수 데이터를 생성한다.
유지보수 모듈(140)은 유지보수 데이터를 모니터와 같은 디스플레이 수단을 통해 디스플레이할 수도 있고, 시각화 및 협력 모듈(130)로 전송할 수도 있고, 제어 모듈(150)로 전송할 수도 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 유지보수 모듈(140)은 유지보수 데이터를 표, 그래프, 수치 등으로 표현하여 나타낼 수 있다.
유지보수 모듈(140)은 성능 분석 서브모듈(141), 예방 유지보수 서브모듈(142) 및 선체 상태 평가 서브모듈(143)을 포함한다.
성능 분석 서브모듈(141)은 모니터링 데이터를 이용하여 해양 플랜트의 성능을 분석한다. 성능 모니터링 서브모듈(141)은 모니터링 데이터를 이용하여 운항 효율, 엔진 효율, 엔진의 연료 소비, 동적 위치제어 시스템(DPS, dynamic positioning system)의 효율 등을 계산할 수 있다.
예방 유지보수 서브모듈(142)은 사고 및 장비의 고장 등이 발생하기 이전에 해양 플랜트의 장비들을 미리 유지보수할 수 있도록 장비의 교체 및 정비 시기를 알려주고, 특정값이 정상 범위를 벗어나는 경우 알람을 제공한다.
예방 유지보수 서브모듈(142)은 CBM(condition based maintenance), CMMS(Computerised Maintenance Management System) 및 조기 경보 기능을 포함할 수 있다. CBM은 해양 플랜트의 상태를 판단하여 유지보수가 필요함을 알려주고, 조기 경보 기능은 특정값이 정상 범위를 벗어나는 경우 미리 알려주는 기능이고, CMMS는 해양 플랜트의 장비들의 교체 및 정비 시기를 스케줄링하여 알려준다.
선체 상태 평가 서브모듈(143)은 선체의 약화(fatigue), 부식(corrosion) 상태 등을 평가한다.
시각화 및 협력 모듈(130)은 모니터링 데이터를 이용하여 3 차원 가상 현실 영상을 생성하여 디스플레이하고 작업자 간의 협업을 지원한다.
시각화 및 협력 모듈(130)은 가상현실(VR, virtual reality) 시각화 서브모듈(131) 및 협업 서브모듈(132)을 포함한다.
VR 시각화 서브모듈(131)은 가상 현실 시스템을 및 모니터링 데이터를 이용하여 3 차원 가상 현실 영상을 생성하여 디스플레이한다. 3 차원 가상 현실 영상은 해상, 해저 및 다운홀의 실시간 정보가 통합하여 가시화된 영상으로서, 장비들의 동작 및 상태, 주요 센서 정보 및 주요 알람 정보가 표시될 수 있다. 그리고, 운영 및 의사결정 모듈(120)로부터 수신한 분석 데이터 및 유지보수 모듈(140)로부터 수신한 유지보수 데이터를 3 차원 가상 현실 영상에 표시할 수 있다.
VR 시각화 서브모듈(131)은 3 차원 가상 현실 영상을 모니터, 프로젝터, HMD(head mounted display), 3 차원 입체 영상 글래스 장치 등에 디스플레이할 수 있다.
그리고, 사용자는 키넥트(kinect), 위 컨트롤러(wii controller) 등을 이용하여 VR 시각화 서브모듈(131)에 제어 신호를 입력할 수 있다. 즉, 작업자는 3 차원 가상 현실 상에서 VR 시각화 서브모듈(131)에 제어 신호를 입력하여 해양 플랜트, 해저 및 다운홀의 장비들을 원격 제어할 수 있다. 그리고, 3 차원 가상 현실 영상을 통해 제어 상황을 실시간으로 확인할 수 있다. VR 시각화 서브모듈(131)로 제어 신호가 입력되면 VR 시각화 서브모듈(131)은 제어 신호를 제어 모듈(150)로 전송한다.
협업 서브모듈(132)은 작업자 간의 CCTV 화면, 문서, 해양 플랜트 지도 등의 정보 및 작업자의 시야의 공유를 지원한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 작업자는 3 차원 가상 현실 영상의 CCTV 아이콘을 선택하면 해양 플랜트에 설치되어 있는 CCTV의 화면을 볼 수 있다. 그리고, 작업자 연결 아이콘을 선택하면 해상 또는 해저에 있는 작업자가 착용하고 있는 웨어러블 디바이스를 통해 촬영된 영상을 볼 수 있다. 즉, VR 시각화 서브모듈(131)을 작동 중인 작업자는 해상 또는 해저의 현장에 있는 작업자의 시야에 보이는 영상을 볼 수 있어서, 현장에 있는 작업자와 현장에 있지 않은 작업자 사이에 시야 공유가 가능해진다.
제어모듈(150)은 운영 및 의사 결정 지원 모듈(120)로부터 분석 데이터를 수신하고, 시각화 및 협력 모듈(130)로부터 제어 정보를 수신하고, 유지 보수 모듈(140)로부터 유지보수 데이터를 수신하고, 분석 데이터, 제어 정보, 유지보수 데이터 중 적어도 하나에 따라 해상의 장비들, 해저의 장비들 및 다운홀의 장비들 중 적어도 하나를 제어한다.
다음으로, 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 가상 현실을 이용한 해양 플랜트 통합 운영 방법을 설명한다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가상 현실을 이용한 해양 플랜트 통합 운영 방법을 나타낸 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 모니터링 모듈(110)은 해양 플랜트 및 해양 플랜트 주변의 장비들 및 환경을 모니터링하고(S510), 모니터링 데이터를 데이터베이스에 저장하고, 운영 및 의사결정 모듈(120), 시각화 및 협력 모듈(130) 및 유지보수 모듈(140)로 전송한다(S520).
운영 및 의사결정 지원 모듈(120)은 모니터링 데이터를 분석하여 상기 해양 플랜트의 운영에 필요한 분석 데이터를 생성한다(S530). 운영 및 의사결정 지원 모듈(120)은 모니터와 같은 디스플레이 수단을 통해 분석 데이터를 디스플레이할 수도 있고, 시각화 및 협력 모듈(130)로 전송할 수도 있고, 제어 모듈(150)로 전송할 수도 있다.
유지보수 모듈(140)은 모니터링 데이터를 분석하여 해양 플랜트의 유지보수에 필요한 유지보수 데이터를 생성한다(S540). 유지보수 모듈(140)은 유지보수 데이터를 모니터와 같은 디스플레이 수단을 통해 디스플레이할 수도 있고, 시각화 및 협력 모듈(130)로 전송할 수도 있고, 제어 모듈(150)로 전송할 수도 있다.
시각화 및 협력 모듈(130)은 모니터링 데이터를 이용하여 3 차원 가상 현실 영상을 생성하여 디스플레한다(S550). 이때, 3 차원 가상 현실 영상에 분석 데이터 및 유지보수 데이터를 표시할 수 있다.
그리고, 시각화 및 협력 모듈(130)은 작업자로부터 해양 플랜트 및 해양 플랜트 주변의 장비들을 제어하기 위한 제어 정보를 입력받는다(S560).
그리고, 제어 모듈(150)은 분석 데이터, 유지보수 데이터 및 제어 정보 중 적어도 하나에 따라 해양 플랜트 및 해양 플랜트 주변의 장비들을 제어한다(S570).
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110 : 미들웨어 및 어플리케이션 서버
120 : 단말기
130 : 선박 건조 정보 데이터베이스
131 : 채팅방 테이블
132 : 댓글 정보 테이블
133 : 방문 이력 테이블
134 : 사원 테이블
135 : 도면 테이블
121 : 입력부
122 : 디스플레이부
123 : 송신부
124 : 수신부
111 : 프로세서
112 : 송신부
113 : 수신부
120 : 단말기
130 : 선박 건조 정보 데이터베이스
131 : 채팅방 테이블
132 : 댓글 정보 테이블
133 : 방문 이력 테이블
134 : 사원 테이블
135 : 도면 테이블
121 : 입력부
122 : 디스플레이부
123 : 송신부
124 : 수신부
111 : 프로세서
112 : 송신부
113 : 수신부
Claims (20)
- 가상 현실을 이용한 해양 플랜트 통합 운영 시스템에 있어서,
상기 해양 플랜트 및 상기 해양 플랜트 주변의 장비들 및 환경을 모니터링하여 모니터링 데이터를 저장하고 운영 및 의사결정 모듈, 시각화 및 협력 모듈 및 유지보수 모듈로 전송하는 모니터링 모듈;
상기 모니터링 데이터를 분석하여 상기 해양 플랜트의 운영에 필요한 분석 데이터를 생성하는 운영 및 의사결정 모듈;
상기 모니터링 데이터를 분석하여 상기 해양 플랜트의 유지보수에 필요한 유지보수 데이터를 생성하는 유지보수 모듈; 및
상기 모니터링 데이터를 이용하여 3 차원 가상 현실 영상을 생성하여 디스플레이하는 시각화 및 협력 모듈을 포함하는 해양 플랜트 통합 운영 시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 시각화 및 협력 모듈은 상기 3 차원 가상 현실 영상에 상기 분석 데이터 및 상기 유지보수 데이터를 표시하는, 해양 플랜트 통합 운영 시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 시각화 및 협력 모듈은 작업자 간의 정보 및 시야의 공유를 지원하는 협업 서브모듈을 포함하는, 해양 플랜트 통합 운영 시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 시각화 및 협력 모듈은 작업자로부터 상기 해양 플랜트 및 상기 해양 플랜트 주변의 장비들을 제어하기 위한 제어 정보를 입력받는, 해양 플랜트 통합 운영 시스템. - 청구항 4에 있어서,
상기 분석 데이터, 상기 유지보수 데이터 및 상기 제어 정보를 수신하고, 상기 분석 데이터, 상기 유지보수 데이터 및 상기 제어 정보 중 적어도 하나에 따라 해양 플랜트 및 상기 해양 플랜트 주변의 장비들을 제어하는 제어 모듈을 더 포함하는, 해양 플랜트 통합 운영 시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 모니터링 모듈은
해상의 장비들 및 해상 환경을 모니터링하는 해상 모니터링 서브모듈;
해저의 장비들 및 해저 환경을 모니터링하는 해저 모니터링 서브모듈; 및
다운홀의 장비들 및 다운홀의 환경을 모니터링하는 다운홀 모니터링 서브모듈을 포함하는, 해양 플랜트 통합 운영 시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 모니터링 모듈은 상기 모니터링 데이터를 저장하는 데이터베이스를 포함하는, 해양 플랜트 통합 운영 시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 운영 및 의사결정 모듈은
상기 모니터링 데이터를 분석하여 시추 속도, 드릴 파이프의 토크, 및 드릴 비트에 가해지는 힘을 계산하는 시뮬레이션 기반 플래닝 서브모듈; 및
미래에 발생될 이벤트를 예측하는 진단 및 자문 서브모듈을 포함하는, 해양 플랜트 통합 운영 시스템. - 청구항 8에 있어서,
상기 진단 및 자문 서브모듈은
미래에 발생될 이벤트를 실시간으로 예측하여 미리 알려주는 포워드 룩킹 기능, 및 특정 조건에 따라 발생될 이벤트를 예측하는 왓-이프 시나리오 기능을 수행하는, 해양 플랜트 통합 운영 시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 운영 및 의사결정 모듈은 과거 상황 및 데이터를 재현하는 운영 재현 서브모듈을 포함하는, 해양 플랜트 통합 운영 시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 유지 보수 모듈은
상기 모니터링 데이터를 이용하여 상기 해양 플랜트의 성능을 분석하는 성능 분석 서브모듈;
사고 및 장비의 고장 등이 발생하기 이전에 상기 해양 플랜트의 장비들을 미리 유지보수할 수 있도록 장비의 교체 및 정비 시기를 알려주고 특정값이 정상 범위를 벗어나는 경우 알람을 제공하는 예방 유지보수 서브모듈;
상기 해양 플랜트의 선체의 상태를 평가하는 선체 상태 평가 서브모듈을 포함하는, 해양 플랜트 통합 운영 시스템. - 청구항 11에 있어서,
성능 분석 서브모듈은 상기 모니터링 데이터를 이용하여 상기 해양 플랜트의 운항 효율, 엔진 효율, 엔진의 연료 소비, 동적 위치제어 시스템의 효율을 계산하는, 해양 플랜트 통합 운영 시스템. - 가상 현실을 이용한 해양 플랜트 통합 운영 방법에 있어서,
상기 해양 플랜트 및 상기 해양 플랜트 주변의 장비들 및 환경을 모니터링하여 모니터링 데이터를 운영 및 의사결정 모듈, 시각화 및 협력 모듈 및 유지보수 모듈로 전송하는 단계;
상기 모니터링 데이터를 분석하여 상기 해양 플랜트의 운영에 필요한 분석 데이터를 생성하는 단계;
상기 모니터링 데이터를 분석하여 상기 해양 플랜트의 유지보수에 필요한 유지보수 데이터를 생성하는 단계; 및
상기 모니터링 데이터를 이용하여 3 차원 가상 현실 영상을 생성하여 디스플레이하는 단계를 포함하는, 해양 플랜트 통합 운영 방법. - 청구항 13에 있어서,
상기 3 차원 가상 현실 영상에 상기 분석 데이터 및 상기 유지보수 데이터를 표시하는 단계를 더 포함하는 해양 플랜트 통합 운영 방법. - 청구항 13항에 있어서,
작업자로부터 상기 해양 플랜트 및 상기 해양 플랜트 주변의 장비들을 제어하기 위한 제어 정보를 입력받는 단계를 더 포함하는 해양 플랜트 통합 운영 방법. - 청구항 15항에 있어서,
상기 분석 데이터, 상기 유지보수 데이터 및 상기 제어 정보 중 적어도 하나에 따라 상기 해양 플랜트 및 상기 해양 플랜트 주변의 장비들을 제어하는 단계를 더 포함하는 해양 플랜트 통합 운영 방법. - 청구항 13에 있어서,
상기 분석 데이터를 생성하는 단계는 상기 모니터링 데이터를 분석하여 시추 속도, 드릴 파이프의 토크, 및 드릴 비트에 가해지는 힘을 계산하는 단계를 포함하는, 해양 플랜트 통합 운영 방법. - 청구항 13에 있어서,
상기 분석 데이터를 생성하는 단계는
상기 모니터링 데이터를 분석하여 미래에 발생될 이벤트를 예측하는 단계를 포함하는, 해양 플랜트 통합 운영 방법. - 청구항 13에 있어서,
상기 유지보수 데이터를 생성하는 단계는 상기 해양 플랜트 및 상기 해양 플랜트 주변의 장비들의 교체 및 정비 시기를 계산하는 단계를 포함하는, 해양 플랜트 통합 운영 방법. - 청구항 13에 있어서,
상기 유지보수 데이터를 생성하는 단계는 상기 모니터링 데이터를 이용하여 상기 해양 플랜트의 운항 효율, 엔진 효율, 엔진의 연료 소비, 동적 위치제어 시스템의 효율을 계산하는, 해양 플랜트 통합 운영 방법.
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