KR20150138958A - Ｎｆｃ 기반 플랜트 관리 시스템 - Google Patents

Ｎｆｃ 기반 플랜트 관리 시스템 Download PDF

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KR20150138958A
KR20150138958A KR1020140066051A KR20140066051A KR20150138958A KR 20150138958 A KR20150138958 A KR 20150138958A KR 1020140066051 A KR1020140066051 A KR 1020140066051A KR 20140066051 A KR20140066051 A KR 20140066051A KR 20150138958 A KR20150138958 A KR 20150138958A
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Abstract

본 발명은 NFC 기술을 이용하여 대규모 플랜트 현장을 손쉽게 관리할 수 있는 NFC 기반 플랜트 관리 시스템을 개시한다. 본 발명에 따른 플랜트 관리 시스템은 NFC 칩이 내장된 단말기와 정보를 주고 받는 통신부, 상기 단말기가 리딩한 NFC 태그 정보를 상기 통신부를 통해 전달받아 상기 NFC 태그 정보와 관련된 플랜트 관리 작업을 수행하고, 상기 수행된 작업 결과를 상기 통신부를 통해 상기 단말기로 전송하는 서버 및 상기 플랜트 관리 작업을 수행하기 위해 필요한 플랜트 관리 정보가 저장된 데이터베이스를 포함하여 이루어지며, 상기 서버는 플랜트 설비에 필요한 자재와 원료를 관리하는 물류관리 모듈, 플랜트 설비의 설치와 검증을 위한 도면 자료를 관리하는 시공관리 모듈 및 플랜트 설비의 동작 상태를 관리하는 운용관리 모듈을 포함하여 구성되되, 상기 NFC 태그 정보와 관련된 모듈을 선택하여 플랜트 관리 작업을 수행함으로써, 대규모 플랜트 현장을 손쉽게 관리할 수 있다.

Description

ＮＦＣ 기반 플랜트 관리 시스템{ＮＦＣ BASED PLANT MANAGEMENT SYSTEM}
본 발명은 NFC 기반 플랜트 관리 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 NFC 태그를 이용하여 대규모 플랜트 현장을 손쉽게 관리할 수 있는 NFC 기반 플랜트 관리 시스템에 관한 것이다.
플랜트 프로젝트는 다른 건설 프로젝트에 비해 공사현장의 규모가 방대하고, 공정이 다른 건설 프로젝트와 비교해 복잡한 프로세스를 가지기 때문에 시공에 어려움이 따른다.
특히, 프로젝트 참여자간의 의사소통의 문제나 비효율적인 정보관리로 인한 작업 중복오류누락, 재작업 등의 비용 및 공기의 증가, 생산성 하락, 품질 하락의 문제가 발생하고 있다.
따라서, 플랜트 현장에 반입시공 되는 플랜트 부재 및 기기의 설계, 생산, 운반, 시공, 유지관리 순서에 따라 진행되는 Life-Cycle 전 과정을 모니터링하고 관리할 수 있는 자재의 품질 및 시공관리 플랫폼이 요구되고 있다.
상기와 같은 요구에 의해 효과적인 공사관리를 위하여 다양한 연구 및 시도가 이루어지고 있으며, 최근에는 플랜트의 구조물 부재에 대해서 시공 중 및 공용중의 유지관리를 위한 건전도 평가 시스템인 SHM(Structural Health Monitoring) 시스템이 개발되고 있다.
하지만 기존의 시스템은 플랜트 공정 중 43%를 차지하는 주요 공정인 배관시공에 관련된 전문적인 평가 능력이 미흡하며, IT기술 중 증강현실을 활용한 배관시공관리 프로세스는 플랜트 현장의 특성을 고려하여 기술을 구현하는데 문제점이 있었다.
한국공개특허 제10-1991-0005114호(1991년 03월 30일 공개) 한국공개특허 제10-2004-0079575호(2004년 09월 16일 공개)
본 발명의 목적은 NFC 기반 플랜트 관리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 NFC 태그 정보를 이용하여 자재와 원료를 관리할 수 있는 NFC 기반 플랜트 관리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 목적은 NFC 태그 정보를 이용하여 도면 자료를 관리할 수 있는 NFC 기반 플랜트 관리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 목적은 NFC 태그 정보를 이용하여 플랜트 설비의 동작 상태를 관리할 수 있는 NFC 기반 플랜트 관리 시스템을 제공하는 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위한 수단으로 본 발명에 따른 NFC 기반 플랜트 관리 시스템은 NFC 칩이 내장된 단말기와 정보를 주고 받는 통신부, 상기 단말기가 리딩한 NFC 태그 정보를 상기 통신부를 통해 전달받아 상기 NFC 태그 정보와 관련된 플랜트 관리 작업을 수행하고, 상기 수행된 작업 결과를 상기 통신부를 통해 상기 단말기로 전송하는 서버 및 상기 플랜트 관리 작업을 수행하기 위해 필요한 플랜트 관리 정보가 저장된 데이터베이스를 포함하여 이루어지며, 상기 서버는 플랜트 설비에 필요한 자재와 원료를 관리하는 물류관리 모듈, 플랜트 설비의 설치와 검증을 위한 도면 자료를 관리하는 시공관리 모듈 및 플랜트 설비의 동작 상태를 관리하는 운용관리 모듈을 포함하여 구성되되, 상기 NFC 태그 정보와 관련된 모듈을 선택하여 플랜트 관리 작업을 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 물류관리 모듈은 상기 NFC 태그 정보와 매칭되는 자재 또는 원료에 대한 물류 정보를 상기 데이터베이스에서 검색하며, 상기 물류 정보는 자재 또는 원료의 명칭, 제품번호, 매입처, 매입액, 보관장소, 보관일자, 수량 및 담당자 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 시공관리 모듈은 상기 NFC 태그 정보와 매칭되는 부재가 도시된 도면 자료를 상기 데이터베이스에서 검색하며, 상기 도면 자료에는 상기 부재의 설치 가이드, 속성 정보, 발주 및 입고 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 시공관리 모듈은 상기 단말기로부터 상기 NFC 태그 정보와 함께 NFC 태그 주변의 배경 영상을 전달받으며, 상기 NFC 태그 정보와 매칭되는 부재가 도시된 도면 자료를 상기 데이터베이스에서 검색하고, 상기 도면 자료에 도시된 플랜트 설비의 입체 영상을 상기 배경 영상에 투영하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 시공관리 모듈은 상기 단말기로부터 상기 NFC 태그 정보와 함께 NFC 태그 주변의 배경 영상을 전달받으며, 상기 NFC 태그 정보와 매칭되는 부재가 도시된 도면 자료를 상기 데이터베이스에서 검색하고, 상기 도면 자료에 도시된 플랜트 설비와 상기 배경 영상에 촬영된 플랜트 설비를 서로 비교하여 차이가 있는지 확인하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 운용관리 모듈은 상기 NFC 태그 정보와 매칭되는 플랜트 설비를 상기 데이터베이스에서 검색하고, 상기 검색된 플랜트 설비에 장착된 센서로부터 가동 정보, 온도 정보, 유량 정보 또는 유압 정보를 포함하는 정보들 중 하나 이상의 정보를 센싱하며, 상기 센싱된 정보를 상기 데이터베이스에 저장된 기준 동작 정보와 비교하여 차이가 있는지 확인하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명 따르면 물류관리 모듈을 이용하여 NFC 태그 정보와 매칭되는 자재와 원료를 데이터베이스에서 검색하고 이를 관리할 수 있는 NFC 기반 플랜트 관리 시스템을 제공된다.
또한, 시공관리 모듈을 이용하여 NFC 태그 정보와 매칭되는 도면 자료를 데이터베이스에서 검색하고 이를 관리할 수 있는 NFC 기반 플랜트 관리 시스템을 제공된다.
또한, 운용관리 모듈을 이용하여 NFC 태그 정보와 매칭되는 플랜트 설비를 데이터베이스에서 검색하고 이를 관리할 수 있는 NFC 기반 플랜트 관리 시스템을 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 NFC 기반 플랜트 관리 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 NFC 기반 플랜트 관리 시스템의 사용 예를 도시한 것이다.
도 3은 파이프 배관을 하기 위한 시공 현장에서 증강현실을 기법을 이용한 예를 도시한 것이다.
도 4는 IT기술을 활용하여 현장에서 업무가 가능하게 하는 프로세스를 도시한 것이다.
도 5는 모바일 기기에 탑재된 NFC 기술을 활용하여 기존의 증강현실 기술에 접목한 구성을 도시한 것이다.
도 6은 NFC 태그 마커의 상세도이다.
도 7은 시스템의 정보모델을 도식화한 것이다.
도 8은 시스템의 기능 구성을 도식화한 것이다.
도 9는 배관 설치 확인 작업 이전 단계와 배관 설치 획인 작업 단계의 소요시간을 측정한 것이다.
도 10은 증강현실 마커를 이용한 시공 상태 모니터링 프로세스이다.
도 11은 Mobile Device를 통한 MR(Mixed Reality) 가시기능 프로세서이다.
도 12는 증강현실 시스템 기능 및 유저 인터페이스를 도시한 것이다.
도 13은 사전 데이터베이스 구축단계의 시퀀스 다이어그램이다.
도 14는 시공관리 단계의 시퀀스 다이어그램이다.
도 15는 본 발명에 따른 시스템에 의한 플랜트 설계 및 시공의 흐름도이다.
도 16은 무선 근거리 통신을 통한 현장 커뮤니케이션을 도시한 것이다.
본 발명은 NFC 기반 플랜트 관리 시스템에 관한 것으로, 도 1 내지 16을 참고로 본 발명에 따른 방법 및 시스템을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방법이 구현되는 전체 시스템의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 시스템의 사용 예를 도시한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 방법이 구현되는 전체 시스템은 통신부(100), 서버(200) 및 데이터베이스(300)를 포함하여 이루어진다.
통신부(100)는 NFC 칩이 내장된 단말기와 정보를 주고 받는 장치이다.
도 2의 A와 같이 본 발명에 따른 NFC 기반 플랜트 관리 시스템을 사용하는 사용자는 NFC 태그가 부착된 자제나 플랜트 설비 등의 정보를 확인하기 위하여, NFC 태그의 정보를 읽을 수 있는 NFC 칩과 이를 제어하는 애플리케이션이 설치된 단말기를 소지하게 된다.
이때, 상기 NFC 칩이 내장된 단말기는 본 발명에 따른 NFC 기반 플랜트 관리 시스템의 통신부(100)와 서로 정보를 주고 받을 수 있도록 통신 장치를 포함하여야 하며, 일반적으로 LTE, Wi-Fi 와 같은 무선 통신이 가능한 통신 장치가 포함되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 단말기는 본 발명에 따른 NFC 기반 플랜트 관리 시스템에서 수행된 작업 결과를 확인할 수 있도록 디스플레이 장치가 포함되어야 하며, 영상을 촬영할 수 있는 카메라와 같은 촬영장치도 구비될 수 있다.
본 발명의 통신부(100)는 사용자가 상기와 같은 단말기를 이용하여 읽어 들인 NFC 태그 정보를 전달받아 후술할 서버(200)로 전달하게 된다.
이때, 상기 통신부(100)는 사용자가 상기 단말기를 이용해 정보를 주고 받기 전에 로그인을 할 수 있도록 함으로써, 권한이 없는 사용자가 접속하여 정보를 주고 받는 것을 방지한다.
서버(200)는 상기 통신부(100)를 통하여 상기 단말기가 리딩한 NFC 태그 정보를 전달받아 상기 NFC 태그 정보와 관련된 플랜트 관리 작업을 수행하고 상기 수행된 작업 결과를 상기 통신부를 통해 상기 단말기로 전송하는 장치로서, 물류관리 모듈(210), 시공관리 모듈(220) 및 운용관리 모듈(230)을 포함한다.
상기 서버(200)는 전달받은 NFC 태그 정보를 확인하고 관련된 모듈을 이용하여 플랜트 관리 작업을 수행하게 되며, 상기 플랜트 관리 작업을 수행하는데 필요한 정보가 있으면 데이터베이스(300)에서 검색하게 된다.
물류관리 모듈(210)은 상기 NFC 태그 정보와 매칭되는 자재 또는 원료에 대한 물류 정보를 상기 데이터베이스(300)에서 검색하는 것을 특징으로 한다.
상기 물류 정보는 자재 또는 원료의 명칭, 제품번호, 매입처, 매입액, 보관장소, 보관일자, 수량 및 담당자 정보를 포함하게 되며, 상기와 같이 검색된 물류 정보는 상기 통신부를 통해 사용자의 단말기로 전송하여 도 2의 B와 같이 디스플레이 되도록 함으로써, 사용자가 현장에서 손쉽게 자재와 원료를 확인할 수 있도록 한다.
또한, 사용자는 현장에서 확인된 자재 또는 원료의 정보를 상기 단말기를 통해 상기 물류관리 모듈(210)에 전송하여 데이터베이스(300)에 저장된 정보를 갱신할 수 있도록 함으로써, 현장의 자재 또는 원료의 정보를 신속하게 반영함에 따라 플랜트 현장의 생산성과 효율성을 향상시킬 수도 있다.
시공관리 모듈(220)은 상기 NFC 태그 정보와 매칭되는 부재가 도시된 도면 자료를 상기 데이터베이스(300)에서 검색하는 것을 특징으로 한다.
이를 위하여 플랜트 시공 현장의 특정 지점을 지정하여 NFC 태그를 부착하고 상기 지점을 도면 자료에 반영하여 데이터베이스(300)에 저장하며, 사용자는 단말기를 이용하여 시공 현장에 설치된 상기 NFC 태그의 정보를 전송하게 된다.
상기 NFC 태그의 정보를 전달받은 시공관리 모듈(220)은 데이터베이스(300)에 저장된 상기 도면 자료를 검색해 사용자의 단말기로 전송하여 도 2의 C와 같이 디스플레이 되도록 함으로써,사용자가 도면을 지참하지 않더라도 현장에서 손쉽게 확인할 수 있도록 한다.
이때, 시공관리 모듈(220)은 상기와 같이 단순한 도면을 검색하여 전송하는 기능 외에도 현장의 시공 현황을 손쉽게 확인할 수 있는 기능을 더 포함할 수 있다.
더욱 상세히 설명하면, 시공 현황의 확인을 위해 시공관리 모듈(220)은 상기 단말기로부터 상기 NFC 태그 정보와 함께 촬영장치로 촬영된 NFC 태그 주변의 배경 영상도 전달받는다.
그리고, 시공관리 모듈(220)은 먼저 상기 NFC 태그 정보와 매칭되는 부재가 도시된 도면 자료를 상기 데이터베이스(300)에서 검색한 후, 상기 도면 자료에 도시된 플랜트 설비의 입체 영상을 상기 배경 영상에 투영하는 증강현실 기법을 사용하게 된다.
상기 증강현실 기법에 의해 제작된 영상은 사용자의 단말기로 전송하여 도 2의 D와 같이 디스플레이 되도록 함으로써, 사용자는 상기 증강현실 기법에 의해 제작된 영상을 바탕으로 현재 시공해야 할 플랜트 설비의 위치를 손쉽게 파악할 수 있다.
또한, 시공관리 모듈(220)은 전달받은 상기 NFC 태그 주변의 배경 영상으로 부터 플랜트 설비를 인식하고 이를 상기 NFC 태그 정보와 매칭되는 부재가 도시된 도면 자료의 플랜트 설비와 서로 비교하여 차이가 있는지 확인한다.
그리고, 차이가 있을 것으로 확인될 경우 이를 사용자에게 알림으로써, 도면을 보는데 익숙하지 않은 사용자도 손쉽게 플랜트 설비의 이상 유무를 확인할 수 있도록 할 수 있다.
도 3은 상기와 같은 증강현실 기법을 이용하여 사용자의 단말기에 설치 예정인 파이프의 모습을 보여주는 장면을 도시하였다.
운용관리 모듈(230)은 상기 NFC 태그 정보와 매칭되는 플랜트 설비를 상기 데이터베이스(300)에서 검색하고 상기 플랜트 설비의 동작 상태를 관리하는 것을 특징으로 한다.
이를 위하여 상기 운용관리 모듈(230)은 상기 NFC 태그 정보와 매칭되는 플랜트 설비를 상기 데이터베이스에서 검색하고, 상기 검색된 플랜트 설비에 장착된 센서로부터 가동 정보, 온도 정보, 유량 정보 또는 유압 정보를 포함하는 정보들 중 하나 이상의 정보를 센싱해 사용자의 단말기로 전송하여 도 2의 E와 같이 디스플레이 되도록 함으로써, 사용자가 직접 계측장비를 소지하거나 직접 확인하지 않더라도 손쉽게 단말기를 통해 센싱된 정보를 확인할 수 있도록 한다.
또한, 운용관리 모듈(230)은 상기 센싱된 정보를 상기 데이터베이스에 저장된 기준 동작 정보와 비교하여 차이가 있는지 확인하고, 차이가 있는 것으로 확인될 경우 이를 사용자에게 알림으로써, 플랜트 설비의 동작 상태를 확인하는데 익숙하지 않은 사용자도 손쉽게 플랜트 설비의 이상 유무를 확인할 수 있도록 할 수 있다.
그리고, 사무실에서 준비가 필요한 업무를 실시간 업무처리가 가능하게 하여 현장에서 이루어질 수 있는 프로세스가 필요성과, 기존의 생성된 정보(2D, 3D 도면, 부재정보)가 단절되지 않고 각 단계에서 사용될 수 있도록 할 수 있는 관리가 필요하다.
본 발명에서는 기존의 프로세스에서의 문제점을 보완하고 이를 IT기술을 활용하여 현장에서 업무가 가능하며 관리적 측면에서 효율적인 관리가 가능하게 하기 위하여 도 4와 같은 프로세스로 변환하였다.
도 4에 도시된 것과 같이 모바일 기기 기반의 융합 IT 기술을 활용하여 현장에서 실시간 업무, 3D 도면을 시공단계 및 활용단계에서 활용, 실시간 정보 공유가 가능한 프로세스를 제작할 수 있다.
그리고, 도 4에 제시된 개선된 프로세스를 바탕으로 시공단계 및 확인 단계에서의 3D 도면 가시화 가능한 환경을 구축하고, 실시간으로 현장에서의 업무처리 및 확인, 정보공유가 가능하게 하기 위한 시스템을 제작할 수 있으며 그 구성은 도 5와 같다.
도 5에 도시된 것과 같이 RFID 기술 중 모바일 기기에 Chip이 탑재되어 있으며 보안성이 뛰어난 NFC 기술을 활용하여 기존의 증강현실 기술에 접목시켰다. 도면에 도시된 것과 같이 NFC Tag 마커를 모바일 기기로 인식하여 NFC Tag 마커에 등록된 그룹핑 된 부재리스트를 출력 받게 된다.
그 중 관련된 부재를 선택하여 배관정보 및 도면(2D, 3D), 이력정보 등을 요청하는 작업을 하게 되며 Web 또는 애플리케이션상에서 위의 과정이 이루어진다. 이러한 요청 받은 사항들은 서버를 통하여 전달되고 서버로부터 정보를 획득하여 web 또는 애플리케이션에서 정보를 이용한 기능들을 구현하여 보다 효율적인 시공관리, 정보관리, 이력관리업무가 가능하게 된다. 또한 현장에서 정보를 이용하기 위하여 도면 가시화기능에는 모바일 기기의 카메라를 이용한 증강현실 기술을 적용하였다.
증강현실의 기본적인 사용 이론은 대상 객체에 증강현실을 위한 마커를 부착하고 이를 이용하여 3차원 정보를 얻는 것이다. 하지만 플랜트 현장의 경우 현장규모와 자재 크기가 방대하기 때문에 마커 부착과 크기에 문제가 발생한다.
증강현실의 경우 실물 이미지에 3차원 모델을 출력하기 때문에 Scale을 자재 크기에 맞출 경우, 멀리서 마커를 인식해야 하는 문제가 발생하기 때문에 이를 위해선 마커의 크기가 커질 수밖에 없다.
또한 마커가 부착되기 위해서는 플랜트 현장의 특성에 적합한 내구성을 갖춰야 한다. 따라서 본 발명에서는 NFC 기술을 활용한 마커를 개발하여 모바일 기기 내에 탑재된 NFC Chip와 현장 내 설치된 자재에 부착된 NFC Chip와의 전송을 통하여 자재를 인식하였으며, 이와 관련된 정보를 서버에서 전송 받아 3차원 모델을 구현하여 기존 증강현실을 위하여 갖추어야 할 여러 가지 환경들과 마커의 인식을 위한 과정들을 대체하였다.
도 6은 플랜트 현장의 외부환경을 고려한 내구성을 갖춘 NFC Tag Maker의 상세도이다.
또한 기존의 증강현실 기술로는 카메라를 다루는 숙련도에 따른 마커 인식문제와 플랜트 현장의 부재 크기를 고려하였을 때 크기가 커짐에 따라 적용하기 어려운 기술적 한계가 있었다.
따라서 본 시스템에서는 출력된 3D 모델을 확대, 축소, 회전기능을 통하여 현장 부재와 scale을 맞출 수 있도록 하였으며, 투영되는 실사이미지와 3차원 모델을 동시에 실시간 저장하는 스냅샷 기능을 통해 저장이 후 별도의 작업이 가능하도록 구성하였다.
도 7은 시스템의 정보모델을 도식화한 것이다. 도 7의 정보 모델은 UML의 CLASS 다이어그램의 작성방법에 의거하여 배관시공관리를 함에 있어 도면정보, 부재정보, 증강현실을 통한 설치확인 및 추가기능을 통하여 효율적인 배관공사관리를 하는데 초점이 맞추어 졌다.
제안된 정보 모델은 사용자가 공통적 숙지하거나 공지하여야 할 사항들에 대한 정보공유를 위한 Comment Class, NFC Tag와 관련된 부재들의 도면 정보를 위한 Drawing_Info Class, 부재들의 스풀단위 정보를 위한 Spool_Info Class, Mat_Info Class로 구성되어진다.
배관공사관리를 위한 정보의 흐름을 중심으로 정보간의 관계를 살펴보면 다음과 같다. 관리자가 부여된 ID로 로그인을 하여 권한을 얻게 된다. 모바일에 탑재된 NFC chip이 배관에 부착된 NFC Tag 마커를 인식하고 관련 배관 정보를 받게 된다. 배관 정보에는 도면, 스풀단위의 배관 정보, 배관 상세 정보, 시스템과 NFC에 관한 정보를 받게 된다. 이 중 원하고자 하는 정보를 선택하여 각각의 기능에서 활용하게 되며 도면정보 및 배관 정보들은 AR 기능과 연계되어 활용되며, AR 기능을 통한 검사확인 후 화면 정보를 스냅샷으로 저장하게 된다.
도 8은 시스템의 기능 구성을 도식화한 것으로 모바일 기기를 기반으로 한 NFC 기술과 증강현실, WNS 기술 활용하여 크게 네 가지 기능을 제공하도록 구성되었다.
부재정보확인 및 3D도면 미리보기를 통한 도면선택 및 저장, Spool 단위 부재정보확인, 상세부재정보 확인, 설치확인, 진도율 확인이 가능한 부재정보기능과 서버로부터 저장된 3D도면 출력이 현장에서 가능하며 실사이미지와 3D 모델링을 스냅샷으로 저장하고 저장된 실사이미지에서 추가적인 작업이 가능한 증강현실 기능과, NFC Chip을 이용하여 Tag와 단말 또는 단말간의 읽고 쓰기기능, 공지사항 및 프로그램의 정보를 나타내는 Home 화면 등 네 가지 화면으로 구성되어있다.
NFC 화면에서는 최근 실행한 NFC Tag에 관련된 정보를 확인할 수 있는 Read 기능과 NFC Tag에 정보를 입력할 수 있는 Write 기능 있다. 이 기능을 통하여 NFC Tag 생성 및 수정을 관리자 및 작업자가 손쉽게 할 수 있으며 쌍방향 통신의 기술적 장점을 통하여 단말 간의 정보 교환 이 가능하다.
Home에서는 전체 공지사항 및 일정들을 공유할 수 있으면 프로그램의 버전 정보를 통하여 업데이트가 가능하다.
부재정보 화면에서는 NFC Tag에 저장된 정보를 바탕으로 관련 부재들에 대한 리스트와 그 부재에 대한 미리보기 형태의 도면이 출력된다. 관리자는 이 화면을 통하여 부재를 선택하고 다운로드 기능을 통하여 서버로부터 도면을 받게 된다.
또한 스풀단위의 부재정보 및 설치구역, 설치유무, 작업 진도율에 관한 정보 및 상세정보를 확인할 수 있다.
부재정보에서 서버로부터 전송받은 도면 파일 중 선택하여 실사 이미지에 출력하고 출력된 3D 모델을 실제 부재와의 Scale을 맞추기 위하여 확대, 축소, 회전, 이동기능을 통하여 맞추게 되며 스냅샷 기능으로 저장하게 된다. 저장된 실사이미지는 고정되며 이후 맞춰진 Scale과 각도에 따라 다른 3D 모델이 화면에 출력되게 된다.
본 발명에서 제안한 시스템을 비교하기 위하여 기존 프로세스 방식과 기존 모바일 기반 증강현실을 이용한 시스템 방식과의 작업 소요시간을 비교 분석하였다.
소요시간 측정 작업에는 배관 설치 확인 작업 이전 단계와 배관 설치 획인 작업 두 단계로 나누어 조사하였다. 또한 성능 및 시간 측정을 위하여 총 5회에 걸쳐 수행하고 이에 대한 평균값으로 비교하였다. 도 9는 각각의 방식의 결과를 정리한 것이다.
도 9에서 나타난 바와 같이 개발된 시스템의 적용은 마커 부착 및 매핑 작업, 도면 및 시방서 준비, 설치 검토 작업에서 시간의 단축효과가 있는 것으로 나타났다.
추가적으로 본 발명에서 제안된 체계 및 시스템과 기존 시스템의 모바일 기기에 3D 모델을 저장하는 작업에 걸리는 시간은 모바일 기기의 통신 성능에 따라 값이 달라지므로 비교를 배제하였다.
도 10은 증강현실 마커를 이용한 시공 상태 모니터링 프로세스로서, 증강현실은 마커, GPS 등을 이용하여 회전각, 위치정보 등의 물리량을 인식하고 이를 통해 대상 물체의 위치 추적을 하는 트래킹(Tracking) 과정을 거쳐서 데이터베이스에 저장되어 있는 3D model 객체, 객체의 정보 등을 대상 물체와 함께 디스플레이 상에서 중첩시킴으로써 실현됨. 대상 물체를 현실 환경에 위치시키도록 하는 정합, 보정 과정을 통해 더욱더 현실감이 있는 증강현실의 구현이 가능하다.
도 11은 Mobile Device를 통한 MR(Mixed Reality) 가시기능 프로세서로서 현재 영상기술을 이용한 증강현실 기술은 산업의 다양한 분야에서 도입되고 있으며, 모바일 기기 영상기술을 이용한 증강현실 기술을 건축현장에 도입하여 시공의 정밀도 향상 및 공정진행 상태의 파악이 가능하다.
증강현실 기술을 도입하여 3D 공간 정보를 증강현실형식의 데이터 기술언어인 VRML 포맷으로 변환하여 실제 완성된 배관의 모습을 3D로 가시화하여 시공검토 및 배관 정보를 파악이 가능해진다.
도 12는 증강현실 시스템 기능 및 유저 인터페이스를 도시한 것으로 화면은 크게 관리 대상이 될 배관스풀과 3D 모델을 볼 수 있는 브라우저와 데이터베이스에 저장된 배관스풀 관련 정보를 보여주는 속성 창으로 나뉜다. 속성 창에 배관스풀의 설치예정 지역, 설치예정일, 설치순서 등의 배관스풀 설치 계획정보와 용접점, 비파괴검사 이력 등 배관스풀의 정보가 나타남으로써 관리자는 이러한 정보와 3D 모델을 통하여 배관시공 관리업무가 가능하다.
기능별 시스템 프로세스는 다음과 같이 총 세 단계로 구분되며 배관 시공관리 업무 시 필요한 사전 데이터베이스 구축단계의 시퀀스 다이어그램은 도 13과 같이 구성되며 시공관리 단계의 시퀀스 다이어그램은 도 14와 같이 구성된다.
도 15는 본 발명에 따른 시스템에 의한 플랜트 설계 및 시공의 흐름도이고, 도 16은 무선 근거리 통신을 통한 현장 커뮤니케이션을 도시한 것이다.
지금까지 본 발명에 따른 NFC 기반 플랜트 관리 시스템을 첨부된 도면을 참조로 구체적인 실시예로 한정되게 설명하였으나 이는 하나의 실시예일 뿐이며, 첨부된 특허청구범위에서 청구된 발명의 사상 및 그 영역을 이탈하지 않으면서 다양한 변화 및 변경이 있을 수 있음을 이해하여야 할 것이다.
100 : 통신부 200 : 서버
210 : 물류관리 모듈 220 : 시공관리 모듈
230 : 운용관리 모듈 300 : 데이터베이스

Claims (6)

  1. NFC 칩이 내장된 단말기와 정보를 주고 받는 통신부;
    상기 단말기가 리딩한 NFC 태그 정보를 상기 통신부를 통해 전달받아 상기 NFC 태그 정보와 관련된 플랜트 관리 작업을 수행하고, 상기 수행된 작업 결과를 상기 통신부를 통해 상기 단말기로 전송하는 서버; 및
    상기 플랜트 관리 작업을 수행하기 위해 필요한 플랜트 관리 정보가 저장된 데이터베이스;
    를 포함하여 이루어지며,
    상기 서버는 플랜트 설비에 필요한 자재와 원료를 관리하는 물류관리 모듈, 플랜트 설비의 설치와 검증을 위한 도면 자료를 관리하는 시공관리 모듈 및 플랜트 설비의 동작 상태를 관리하는 운용관리 모듈을 포함하여 구성되되, 상기 NFC 태그 정보와 관련된 모듈을 선택하여 플랜트 관리 작업을 수행하는 NFC 기반 플랜트 관리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 물류관리 모듈은 상기 NFC 태그 정보와 매칭되는 자재 또는 원료에 대한 물류 정보를 상기 데이터베이스에서 검색하며, 상기 물류 정보는 자재 또는 원료의 명칭, 제품번호, 매입처, 매입액, 보관장소, 보관일자, 수량 및 담당자 정보를 포함하는 NFC 기반 플랜트 관리 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 시공관리 모듈은 상기 NFC 태그 정보와 매칭되는 부재가 도시된 도면 자료를 상기 데이터베이스에서 검색하며, 상기 도면 자료에는 상기 부재의 설치 가이드, 속성 정보, 발주 및 입고 정보를 포함하는 NFC 기반 플랜트 관리 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 시공관리 모듈은 상기 단말기로부터 상기 NFC 태그 정보와 함께 NFC 태그 주변의 배경 영상을 전달받으며, 상기 NFC 태그 정보와 매칭되는 부재가 도시된 도면 자료를 상기 데이터베이스에서 검색하고, 상기 도면 자료에 도시된 플랜트 설비의 입체 영상을 상기 배경 영상에 투영하는 NFC 기반 플랜트 관리 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 시공관리 모듈은 상기 단말기로부터 상기 NFC 태그 정보와 함께 NFC 태그 주변의 배경 영상을 전달받으며, 상기 NFC 태그 정보와 매칭되는 부재가 도시된 도면 자료를 상기 데이터베이스에서 검색하고, 상기 도면 자료에 도시된 플랜트 설비와 상기 배경 영상에 촬영된 플랜트 설비를 서로 비교하여 차이가 있는지 확인하는 NFC 기반 플랜트 관리 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 운용관리 모듈은 상기 NFC 태그 정보와 매칭되는 플랜트 설비를 상기 데이터베이스에서 검색하고, 상기 검색된 플랜트 설비에 장착된 센서로부터 가동 정보, 온도 정보, 유량 정보 또는 유압 정보를 포함하는 정보들 중 하나 이상의 정보를 센싱하며, 상기 센싱된 정보를 상기 데이터베이스에 저장된 기준 동작 정보와 비교하여 차이가 있는지 확인하는 NFC 기반 플랜트 관리 시스템.
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