KR20160136655A - 3d 모델을 이용한 홀 도면 생성 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 3D 모델을 이용한 홀 도면 생성 방법 및 장치에 관한 것으로서, (a) 3D 모델 정보로부터 서포트(support) 모델을 추출하는 단계, (b) 상기 추출된 서포트 모델을 분석하여, 관통모델과 타겟모델로 분류하는 단계, (c) 상기 관통 모델에 대한 관통정보를 획득하는 단계, (d) 상기 관통정보가 표시된 홀 도면을 생성하는 단계를 포함한다.

Description

3D 모델을 이용한 홀 도면 생성 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR HOLE FIGURE PRODUCTION USING 3D MODEL}

본 발명은 3D 모델을 이용한 홀 도면 생성 방법 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 캐드(CAD)의 3D 모델 정보를 이용하여 자동으로 부품간의 관통 여부를 찾아내고 이에 따른 홀 도면을 자동으로 생성하는 3D 모델을 이용한 홀 도면 생성 방법 및 장치에 관한 것이다.

선박은 자체의 밸러스트 장치와 전기장치, 각종 배수로 등에 의한 다양한 크기와 위치를 가진 홀(hole)이 다량 존재하며, 선체 설계에서는 이를 부재에 홀이 시공된 형태로 생산에 제공하여야 한다. 이에 선체 설계 모델링 데이터를 의장 설계에 제공하고 홀 배치가 이루어진 뒤 배포된 의장 설계 홀 도면을 가지고 선체 설계자가 일일이 위치와 크기를 확인하며 수작업으로 모델링에 시공하고, 부재화 및 도면화하는 것이 종래의 기술이었다. 홀이 시공된 하나의 부재를 만들어 내기 위하여 선체 설계원이 매뉴얼 도면을 보면서 홀 형상(TYPE) 및 좌표입력 작업을 일일이 키 인(KEY-IN)하여 의장 홀의 선체 모델링에 삽입하여 행하였다.

한편, 종래에는 캐드(CAD)에서 모델링한 부품들이 연결되는 부위에 대한 관통정보를 사람이 직접 판단하고, 그 판단 결과를 이용하여 홀 도면을 작성하였다.

따라서 선체 설계 모델링 작업과 도면 작성이 수작업에 의존하여 설계 시수(Man/Hour)가 증가하고, 설계자의 판단과 능력 수작업에 의존하게 되어 초기 의장 설계 홀 도면 내용과 다르게 오류 발생이 많아 설계 품질 저하의 원인이 되며, 설계 오류발생에 의한 재 작업으로 원자재 추가 투입이 발생되고, 재 작업으로 인한 손실이 발생되고, 설계 M/H가 증가하는 문제가 있었는데, 이 부분은 각 조선소의 설계 오류 중 가장 많은 부분을 차지하고 있다.

선행기술1: 한국공개특허 제2015-0025143호(공개일: 2015.3.10)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 캐드(CAD)의 3D 모델 정보를 이용하여 자동으로 부품간의 관통 여부를 찾아내고 이에 따른 홀 도면을 생성하는 3D 모델을 이용한 홀 도면 생성 방법 및 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

한편, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 기술적 과제가 포함될 수 있다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, (a) 3D 모델 정보로부터 서포트(support) 모델을 추출하는 단계, (b) 상기 추출된 서포트 모델을 분석하여, 관통모델과 타겟모델로 분류하는 단계, (c) 상기 관통 모델에 대한 관통정보를 획득하는 단계, (d) 상기 관통정보가 표시된 홀 도면을 생성하는 단계를 포함하는 3D 모델을 이용한 홀 도면 생성 방법이 제공된다.

상기 (b)단계는, 상기 써포트 모델의 형상정보를 획득하고, 상기 형상정보를 근거로 상기 써포트 모델을 관통모델과 타겟모델로 분류하는 단계, 상기 분류된 관통모델들 중에서 타겟모델과 연결된 관통모델을 관통모델로 확정하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 (d) 단계는, 상기 관통모델과 연결된 타겟모델을 표시하고, 상기 표시된 타겟모델상에 상기 관통정보에 따라 홀을 표시하여 홀 도면을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 홀 도면 생성 장치에 의해 실행될 때, (a) 3D 모델 정보로부터 서포트(support) 모델을 추출하는 단계; (b) 상기 추출된 서포트 모델을 분석하여, 관통모델과 타겟모델로 분류하는 단계; (c) 상기 관통 모델에 대한 관통정보를 획득하는 단계; 및 (d) 상기 관통정보가 표시된 홀 도면을 생성하는 단계;를 포함하는 3D 모델을 이용한 홀 도면 생성 방법이 프로그램의 형태로 기록된 전자 장치에서 판독 가능한 기록 매체가 제공된다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 3D 모델 정보로부터 서포트 모델을 추출하고, 상기 추출된 써포트 모델을 분석하여, 관통모델과 타겟모델로 분류하는 모델 분석부, 상기 관통 모델에 대한 관통정보를 획득하고, 상기 관통정보가 표시된 홀 도면을 생성하는 홀 도면 생성부를 포함하는 홀 도면 생성 장치가 제공된다.

상기 홀 도면 생성 장치는 선박을 구성하는 각 부재에 대한 형상정보가 저장된 형상정보 데이터베이스, 각 자재에 대한 정보가 저장된 자재정보 데이터베이스를 더 포함할 수 있다.

상기 모델 분석부는 상기 서포트 모델의 형상정보를 획득하고, 상기 형상정보를 근거로 상기 서포트 모델을 관통모델과 타겟모델로 분류하며, 상기 분류된 관통모델들 중에서 타겟모델과 연결된 관통모델을 관통모델로 확정할 수 있다.

상기 홀 도면 생성부는 상기 관통모델과 연결된 타겟모델을 표시하고, 상기 표시된 타겟모델상에 상기 관통정보에 따라 홀을 표시하여 홀 도면을 생성할 수 있다.

본 발명에 따르면, 사람이 판단하는 부품 연결부위에 대한 판단을 자동으로 하고, 관통부위에 대한 정보를 도면으로 자동으로 생성함으로 인해, 선박 제작의 정확도 향상과 설계 시수를 줄일 수 있다.

한편, 본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 효과들이 포함될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 홀 도면 생성 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 관통모델의 예시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 타겟모델의 예시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 3모델 정보의 예시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 확정된 관통모델을 나타낸 예시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 홀 도면의 예시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 홀 도면 생성 장치가 홀 도면을 생성하는 방법을 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 '3D 모델을 이용한 홀 도면 생성 방법 및 장치'을 상세하게 설명한다. 설명하는 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 당업자가 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것으로 이에 의해 본 발명이 한정되지 않는다. 또한, 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시 예들을 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있다.

한편, 이하에서 표현되는 각 구성부는 본 발명을 구현하기 위한 예일 뿐이다. 따라서, 본 발명의 다른 구현에서는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다른 구성부가 사용될 수 있다. 또한, 어떤 구성요소들을 '포함'한다는 표현은, '개방형'의 표현으로서 해당 구성요소들이 존재하는 것을 단순히 지칭할 뿐이며, 추가적인 구성요소들을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 홀 도면 생성 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 관통모델의 예시도, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 타겟모델의 예시도, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 3모델 정보의 예시도, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 확정된 관통모델을 나타낸 예시도, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 홀 도면의 예시도이다.

도 1을 참조하면, 홀 도면 생성 장치(100)는 형상정보 데이터베이스(110), 자재정보 데이터베이스(120), 모델 분석부(130), 홀 도면 생성부(140), 제어부(150)를 포함한다.

형상정보 데이터베이스(110)에는 선박을 구성하는 각 부재에 대한 형상정보가 저장되어 있다. 형상정보는 각 부재의 형상(SHAPE), 속성, 위치 등을 포함한다.

자재정보 데이터베이스(120)에는 선박(제품)이 어떠한 부품(ITEM)들로 구성되는지에 대한 구조화된 정보를 담고 있으며, 부품(ITEM)들 간의 모자관계(RELATIONSHIP)를 정의한 데이터를 의미한다. 이때, 부품(ITEM)은 원재료, 반제품, 완제품 등 선박건조에 들어가는 자재들을 통칭하는 개념이다. 특히, 자재정보 데이터베이스(110)에는 각 부품에 대한 형상, 크기 등이 저장되어 있다.

여기에서는 홀 도면 생성 장치(100)가 형상정보 데이터베이스(110)와 자재정보 데이터베이스(120)를 구비하는 것으로 설명하였으나, 형상정보 데이터베이스(110)와 자재정보 데이터베이스(120)는 외부에 구비될 수 있다.

모델 분석부(130)는 3D 모델 정보를 분석하여 관통되는 부위를 자동으로 찾아낸다. 모델 분석부(130)는 3D 모델 정보로부터 서포트(support) 모델을 추출하고, 추출된 서포트 모델을 분석하여, 관통모델과 타겟모델로 분류한다.

즉, 모델 분석부(130)는 입력된 3D 모델 정보로부터 서포트 모델을 추출한다. 예를 들어, 배관의 설치시 배관이 견고하게 유지되도록 서포트를 적용한다. 이러한 서포트의 종류로는 스프링행거(spring hanger), 스웨이스트럿(sway strut), 컨스턴트 행거(constant hanger), 언더행거(under hanger) 등이 있다. 서포트는 데크 빔에 용접 등으로 고정되며, 배관을 저부에서 매달아 지지하는 형태이다. 서포트는 데크 빔의 구조와 배관의 설치 위치 등에 따라 구조가 달라지며 대개 다수의 멤버가 조합되어 구성된다. 서포트는 배관을 지지하는 것이기 때문에 의장 설계시 해당 배관의 설계와 함께 크기(높이와 폭)의 설계가 뒤따른다.

이처럼, 서포트 모델은 지지하는 역할을 하는 것으로, 미리 정해져 있으므로, 모델 분석부(130)는 3D 모델 정보로부터 서포트 모델을 추출할 수 있다.

서포트 모델이 추출되면, 모델 분석부(130)는 추출된 서포트 모델을 분석하여, 관통모델과 타겟모델로 분류한다. 즉, 모델 분석부(130)는 형상정보 데이터베이스(110)로부터 서포트 모델의 형상정보를 추출하고, 추출된 형상정보를 근거로 서포트 모델을 관통모델과 타겟모델로 분류한다. 서포트 모델의 형상정보는 서포트 모델을 구성하는 각 부재의 형상, 속성 등을 포함하므로, 모델 분석부(130)는 서포트 모델을 구성하는 각 부재의 형상, 속성 등을 이용하여 서포트 모델을 구성하는 각 부재들을 관통모델 또는 타겟모델로 분류할 수 있다. 여기서, 관통모델은 관통하여 홀이 필요한 모델로, 예컨대, 도 2에 도시된 U-Bolt, Clamp, Plastic Clamp, 기타 Ancillary 등일 수 있다. 타겟모델은 홀이 생성되는 모델로, 예컨대, 도 3에 도시된 것과 같이 profile 모델일 수 있다.

모델 분석부(130)는 분류된 관통모델들 중에서 타겟모델과 연결된 관통모델을 관통모델로 확정한다.

예를 들어, 도 4와 같은 3D 모델정보가 입력되면, 모델 분석부(130)는 2, 3, 4, 5를 서포트 모델을 구성하는 부재로 인식한다. 그런 후, 모델 분석부(130)는 2, 3, 4, 5 각각의 부재에 대한 형상정보를 획득하고, 획득된 형상정보를 근거로 2, 4는 관통모델이고, 3, 5는 타겟 모델로 분류한다. 이때, 모델 분석부(130)는 도 5와 같이 2의 관통모델은 3의 타겟 모델과 연결되어 있고, 4의 관통모델은 5의 타겟모델과 연결되어 있으므로, 2, 4는 관통모델이라고 확정한다.

홀 도면 생성부(140)는 모델 분석부(130)에서 확정된 관통 모델에 대한 관통정보를 획득하고, 그 관통정보가 표시된 홀 도면을 생성한다.

즉, 홀 도면 생성부(140)는 관통모델에 대한 관통정보를 자재정보 데이터베이스(120)로부터 획득한다. 여기서, 관통정보는 관통모델에 대한 형상, 크기 등을 포함할 수 있다. 그런 후, 홀 도면 생성부(140)는 관통모델과 연결된 타겟모델을 표시하고, 표시된 타겟모델상에 상기 관통정보에 따라 홀을 표시하여 홀 도면을 생성한다.

즉, 홀 도면 생성부(140)는 도 6과 같이 관통모델과 연결된 타겟모델상에 관통모델의 위치, 크기, 개수 등을 표시하여 홀 도면을 생성한다. 2의 관통모델은 홀이 2개이고, 3의 타겟모델과 연결되어 있으므로, 3의 타겟모델상에 2개의 홀을 배치시킨다. 또한, 4의 관통모델은 홀이 2개이고, 5의 타겟모델과 연결되어 있으므로, 5의 타겟모델상에 2개의 홀을 배치시킨다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 홀 도면 생성부(140)는 관통모델의 방향성을 구하고, 구해진 방향성을 홀 도면상에 표시할 수도 있다. 여기서, 방향성은 관통모델이 향하는 방향을 의미할 수 있다.

한편, 모델 분석부(130), 홀 도면 생성부(140) 각각은 컴퓨팅 장치상에서 프로그램을 실행하기 위해 필요한 프로세서 등에 의해 각각 구현될 수 있다. 이처럼 모델 분석부(130), 홀 도면 생성부(140) 각각은 물리적으로 독립된 각각의 구성에 의해 구현될 수도 있고, 하나의 프로세서 내에서 기능적으로 구분되는 형태로 구현될 수도 있다.

제어부(150)는형상정보 데이터베이스(110), 자재정보 데이터베이스(120), 모델 분석부(130), 홀 도면 생성부(140)를 포함하는 홀 도면 생성 장치(100)의 다양한 구성부들의 동작을 제어하는 구성이다.

이러한 제어부(150)는 적어도 하나의 연산 장치를 포함할 수 있는데, 여기서 상기 연산 장치는 범용적인 중앙연산장치(CPU), 특정 목적에 적합하게 구현된 프로그래머블 디바이스 소자(CPLD, FPGA), 주문형 반도체 연산장치(ASIC) 또는 마이크로 컨트롤러 칩일 수 있다.

한편, 홀 도면 생성 장치(100)는 캐드 프로그램이 설치되어, 캐드 서비스가 가능한 장치로, 스마트폰, 태블릿, PC, 노트북, PDA 등의 전자 장치의 형태로 구현될 수 있으며, 이 외에도 연산 동작과 데이터 송수신 동작이 가능한 다양한 전자 장치의 형태로 구현될 수 있다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 홀 도면 생성 장치가 홀 도면을 생성하는 방법을 나타낸 도면이다.

도 7을 참조하면, 홀 도면 생성 장치는 3D 모델 정보가 입력되면(S502), 그 3D 모델 정보로부터 서포트 모델을 추출한다(S504). 여기서, 3D 모델 정보는 트라이본, Aveva Marine 등과 같은 선박 의장분야의 설계에 이용되는 캐드 시스템을 이용하여 각종 파이프와 이 파이프를 지지하는 서포트의 3D 모델을 모델링한 것일 수 있다.

그런 후, 홀 도면 생성 장치는 추출된 서포트 모델을 분석하여, 관통모델과 타겟모델로 분류한다(S506). 이때, 홀 도면 생성 장치는 분류된 관통모델들 중에서 타겟모델과 연결된 관통모델을 관통모델로 확정한다.

그런 후, 홀 도면 생성 장치는 확정된 관통 모델에 대한 관통정보를 획득하고(S508). 관통정보가 표시된 홀 도면을 생성한다(S510).

이러한 3D 모델을 이용한 홀 도면 생성 방법은 프로그램으로 작성 가능하며, 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 당해 분야의 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다. 또한, 3D 모델을 이용한 홀 도면 생성 방법에 관한 프로그램은 전자장치가 읽을 수 있는 정보저장매체(Readable Media)에 저장되고, 전자장치에 의하여 읽혀지고 실행될 수 있다.

이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 홀 도면 생성 장치 110 : 형상정보 데이터베이스
120 : 자재정보 데이터베이스 130 : 모델 분석부
140 : 홀 도면 생성부 150 : 제어부

Claims (8)

1. (a) 3D 모델 정보로부터 서포트(support) 모델을 추출하는 단계;
   (b) 상기 추출된 서포트 모델을 분석하여, 관통모델과 타겟모델로 분류하는 단계;
   (c) 상기 관통 모델에 대한 관통정보를 획득하는 단계; 및
   (d) 상기 관통정보가 표시된 홀 도면을 생성하는 단계;
   를 포함하는 3D 모델을 이용한 홀 도면 생성 방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 (b)단계는,
   상기 서포트 모델의 형상정보를 획득하고, 상기 형상정보를 근거로 상기 서포트 모델을 관통모델과 타겟모델로 분류하는 단계;
   상기 분류된 관통모델들 중에서 타겟모델과 연결된 관통모델을 관통모델로 확정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 모델을 이용한 홀 도면 생성 방법.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 (d) 단계는,
   상기 관통모델과 연결된 타겟모델을 표시하고, 상기 표시된 타겟모델상에 상기 관통정보에 따라 홀을 표시하여 홀 도면을 생성하는 것을 특징으로 하는 3D 모델을 이용한 홀 도면 생성 방법.
   
4. 홀 도면 생성 장치에 의해 실행될 때,
   (a) 3D 모델 정보로부터 서포트(support) 모델을 추출하는 단계; (b) 상기 추출된 서포트 모델을 분석하여, 관통모델과 타겟모델로 분류하는 단계; (c) 상기 관통 모델에 대한 관통정보를 획득하는 단계; 및 (d) 상기 관통정보가 표시된 홀 도면을 생성하는 단계;를 포함하는 3D 모델을 이용한 홀 도면 생성 방법이 프로그램의 형태로 기록된 전자 장치에서 판독 가능한 기록 매체.
   
5. 3D 모델 정보로부터 서포트 모델을 추출하고, 상기 추출된 써포트 모델을 분석하여, 관통모델과 타겟모델로 분류하는 모델 분석부; 및
   상기 관통 모델에 대한 관통정보를 획득하고, 상기 관통정보가 표시된 홀 도면을 생성하는 홀 도면 생성부;
   를 포함하는 홀 도면 생성 장치.
   
6. 제5항에 있어서,
   선박을 구성하는 각 부재에 대한 형상정보가 저장된 형상정보 데이터베이스; 및
   각 자재에 대한 정보가 저장된 자재정보 데이터베이스를 더 포함하는 홀 도면 생성 장치.
   
7. 제5항에 있어서,
   상기 모델 분석부는 상기 서포트 모델의 형상정보를 획득하고, 상기 형상정보를 근거로 상기 서포트 모델을 관통모델과 타겟모델로 분류하며, 상기 분류된 관통모델들 중에서 타겟모델과 연결된 관통모델을 관통모델로 확정하는 것을 특징으로 하는 홀 도면 생성 장치.
   
8. 제5항에 있어서,
   상기 홀 도면 생성부는 상기 관통모델과 연결된 타겟모델을 표시하고, 상기 표시된 타겟모델상에 상기 관통정보에 따라 홀을 표시하여 홀 도면을 생성하는 것을 특징으로 하는 홀 도면 생성 장치.

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