KR20170079953A - 정도 관리 전문가 시스템 - Google Patents

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Abstract

선박 생산에 따른 측정 및 정도 품질관리를 위한 측정 정도 통합 관리시스템 중 정도 관리를 위한 정보를 생성하는 정도 관리 정보생성 시스템에서 완성된 정도 관리 계획 및 정도 계측도와 데이터베이스 분석결과에 따라 정도 관리 작업을 수행하도록 한 정도 관리 전문가 시스템에 관한 것으로서, 정도 관리 대상블록의 정도 계측도에 대응하는 정도 관리 계획서 내용으로부터 정도 관리에 필요한 정보를 추출하여 저장하는 정보추출 및 저장모듈; 상기 정도 계측도를 기초로 기준점 및 측정 위치를 선별하는 선별모듈; 상기 선별모듈에서 선별한 기준점 및 측정 위치 정보와 상기 정보추출 및 저장모듈에서 추출한 정도 관리에 필요한 정보를 기초로 최적화분석을 수행하는 분석 모듈; 상기 분석모듈에서 분석된 결과를 제작 공차 기준으로 측정 오차율을 분석하여 정도 품질 지수를 평가하는 평가모듈; 및 평가모듈의 정도 품질 지수 평가결과에 따라 후공정의 조립/탑재 방법 또는 유의사항 정보를 제시해주는 지능형 작업방법 제시모듈을 포함하여, 정도 관리 전문가 시스템을 구현하며, 이를 통해 작업자별 작업결과 편차를 줄여 품질수준을 향상시키게 되는 것이다.

Description

정도 관리 전문가 시스템{THE DIMENSIONAL EXPERT CONTROL SYSTEM}
본 발명은 정도 관리 전문가 시스템에 관한 것으로, 특히 선박 생산에 따른 측정 및 정도 품질관리를 위한 측정 정도 통합 관리시스템 중 정도 관리를 위한 정보를 생성하는 정도 관리 정보생성 시스템에서 완성된 정도 관리 계획 및 정도 계측도와 데이터베이스 분석결과에 따라 정도 관리 작업을 수행하도록 한 정도 관리 전문가 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 선박을 건조하기 위해서는 도 1에 도시된 바와 같이 수주된 선박의 종류별(상선, 특수선, 기타), 크기별(배수량) 등에 따라 영업 설계(초기 설계)를 시작함과 아울러 생산 계획에서 대일정 계획을 수립하게 된다.
영업 설계가 수립되면 상세 설계를 함과 아울러 이에 따른 구매 일정을 수립하고, 다시 상기한 구매 일정과 연동하도록 중일정 계획을 수립하게 된다.
상기 상세 설계 및 중일정 계획이 수립되면 다시 생산에 필요한 생산 설계를 함과 아울러 생산에 필요한 소일정 계획을 부서별, 공종별로 수립함과 아울러 구매 자재가 입고되고, 생산을 실행하게 된다.
한편, 조선해양산업은 초대형 구조물을 제작함에 있어 크기에 비하여 상대적으로 높은 치수관리 기준을 적용하는 상대 정밀도가 매우 높은 정밀제조산업이다. 따라서, 구조물을 측정하여 분석하고 이를 통한 품질관리를 수행하기 위해서는 계획단계부터 체계적인 정보를 마련해야 하고 설계정보를 활용하여 측정 및 분석을 수행해야 하며, 그 결과를 생산에 직접 효과적으로 사용하기 위해서 고도의 데이터 분석방법이 활용되어야 한다.
조선해양산업에서 구조물을 측정하여 분석하고 품질관리를 위해 종래기술이 하기의 <특허문헌 1> 에 개시되었다.
<특허문헌 1> 에 개시된 종래기술은 선박 제조 공정에서 가공 대상들의 GSCAD(Global Shipbuilding Computer-Aided Design) 데이터를 사용하여 가공 대상들의 가공 데이터를 구하는 가공데이터 생성 방법에서, (a) 상기 가공 대상들의 GSCAD 데이터에서 상호 결합 대상들의 정보가 있는지를 검색하는 단계; (b) 상기 상호 결합 대상들의 정보가 있으면, 상기 상호 결합 대상들이 동일한 부재에 포함되어 있는지를 판단하는 단계; (c) 상기 상호 결합 대상들이 동일한 부재에 포함되어 있지 않으면, 상기 상호 결합 대상들의 정보에 따라 상기 상호 결합 대상들의 용접 후 변형 벡터를 산출하는 단계; (d) 상기 상호 결합 대상들의 용접 후 변형 벡터에 따라 상기 상호 결합 대상들 각각이 역 변형되도록 상기 가공 대상들의 GSCAD 데이터를 변경하는 단계; 및 (e) 변경된 GSCAD 데이터에 따라 상기 가공 대상들의 가공 데이터를 구하는 단계를 포함하여, 가공 대상들의 가공 데이터를 생성한다.
대한민국 공개특허 10-2012-0131774호(2012.12.05. 공개)(발명의 명칭: 가공-데이터 생성 방법 및 그 기록매체)
그러나 상기와 같은 종래기술은 단순히 오프라인 기반, 즉 수작업 기반으로 계획수립, 측정, 결과분석, 분석결과 정리 및 공유 등의 형태로 관련 업무가 수행되어 불편함이 있었다.
최근 PLM(Product Life cycle Management) 기술의 보급으로 측정 및 정도 관리 기술분야에서도 관련 기술의 시스템화가 일부 이루어지고는 있으나, 조선해양산업에 필요한 전체 공정을 체계적으로 관리할 수 있는 기술까지는 발전하지 못하고 있는 실정이다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래기술에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서, 정도 관리를 위한 정보를 생성하는 정도 관리 정보생성 시스템에서 완성된 정도 관리 계획 및 정도 계측도와 데이터베이스 분석결과를 기반으로 정도 관리 작업을 수행하도록 한 정도 관리 전문가 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 정도 관리를 위한 정보를 생성하는 정도 관리 정보생성 시스템에서 표준화된 측정기준점 선정방법, 측정방법, 측정결과 분석방법을 기반으로 정도 관리 작업을 수행하도록 한 정도 관리 전문가 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 측정 정도 통합 관리시스템에서 표준화된 프로세스에 따라 시스템이 각 작업자의 작업 방법을 제시하고 유도하여 일정 수준 이상의 정도 품질을 확보할 수 있도록 하는 정도 관리 전문가 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 측정 정도 통합 관리시스템에서 표준화된 프로세스에 따라 시스템이 각 작업자의 작업 방법을 제시하고 유도하여 일정 수준 이상의 정도 품질을 확보함으로써, 작업자별 작업 결과 편차를 최소화할 수 있도록 한 정도 관리 전문가 시스템을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 정도 관리 전문가 시스템은 선박 생산에 따른 블록 측정 및 분석된 결과를 활용하여 정도 관리 작업을 수행하기 위한 정도 관리 전문가 시스템으로서,
정도 관리 대상 블록의 정도 계측도에 해당하는 정도 관리 계획서 내용으로부터 정도 관리에 필요한 정보를 추출하여 저장하는 정보추출 및 저장모듈; 상기 정도 계측도를 기초로 기준점 및 측정 위치를 선별하는 선별 모듈; 상기 선별 모듈에서 선별한 기준점 및 측정 위치 정보와 정도 관리에 필요한 정보를 기초로 최적화분석을 수행하는 분석 모듈; 상기 분석 모듈에서 분석된 결과를 제작 공차 기준으로 측정 오차율을 분석하여 정도 품질 지수를 평가하는 평가모듈; 상기 평가모듈의 정도 품질 지수 평가결과에 따라 후공정의 조립/탑재 방법 또는 유의사항 정보를 제시해주는 지능형 작업방법 제시모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 정도 계측도는 정도 관리 계획서상에 명시된 블록 및 주요 의장품에 대한 정도 계측 및 관리 방법을 참조하여 작성하고, 상기 필요한 정보는 대상 블록 및 의장품의 주요 측정 위치정보 및 측정방법을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 측정 위치정보는 일반 측정점, 측정장비 위치, 측정장비 이동을 위한 보조점 위치 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 일반 측정점은 3차원 좌표 정보들을 분석하여 두 지점 간의 거리를 계산한 길이정보, 상하로 배치된 두 지점의 좌표를 계산한 수직도 정보, 특정 구간의 측정점들의 좌표를 계산한 진직도 정보, 특정 평면에 있는 측정점들을 계산한 편평도/레벨 정보 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 선별 모듈은 상기 길이정보, 수직도 정보, 진직도 정보, 편평도 및 레벨 정보를 이용하여 기준점 및 측정 위치를 선별하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 분석 모듈은 단일 블록 오차분석과 연계 블록 오차분석을 이용하여 최적화 분석을 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 단일 블록 오차분석은 단일 구조물에 대한 측정결과를 바탕으로 오차분포가 최적의 조건이 되도록 연산하고, 조립될 2개 이상의 블록의 측정정보를 동시에 불러와서 조립 후 형상을 사전 시뮬레이션하여 최적의 조립 자세를 결정하는 분석인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 정도 품질 지수는 3차원 좌표정보(X, Y, Z) 기준으로 허용 공차를 벗어난 정도와 3차원 좌표정보 연산을 통하거나 직접적인 측정을 통하여 수집한 단일 블록의 레벨, 길이, 수직도, 단차 및 조립/탑재를 고려하여 연계블록과의 갭 및 단차 불량률(불량개수 또는 불량 길이) 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 평가모듈은 정도 계측도 상의 측정위치 좌표 정보들에서 일반 측정점 정보 중 3차원 좌표 정보들을 분석하여 두 지점 간의 거리를 계산한 길이정보, 상하로 배치된 두 지점의 좌표를 계산한 수직도 정보, 특정 구간의 측정점들의 좌표를 계산한 진직도 정보, 특정 평면에 있는 측정점들을 계산한 편평도/레벨 정보를 이용하여 작업 부서/대상 블록 단위로 불량률을 계산하여 평가하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 표준화된 프로세스에 따라 각 작업자의 작업 방법을 제시하고 유도해줌으로써 일정 수준 이상의 정도 품질을 확보할 수 있으며, 이로 인해 작업자별 작업결과 편차를 줄임으로써 품질수준 향상을 기대할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 선박 건조 플로우의 개념도,
도 2는 본 발명에 따른 정도 관리 전문가 시스템이 적용된 측정 정도 통합 관리시스템의 블록 구성도,
도 3은 도 2의 전문가 시스템의 블록도.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따라 시뮬레이션을 통한 분석 작업을 설명하기 위한 예시도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 정도 관리 전문가 시스템을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 정도 관리 전문가 시스템이 적용되는 측정 정도 통합 관리시스템의 전체 구성도이고, 도 3은 전문가 시스템의 블록 구성도이다.
본 발명에 따른 정도 관리 전문가 시스템은 정도 관리 업무의 특성상 작업자가 수립하는 정도 관리 계획과 측정 기준점 선정, 측정결과 분석, 분석결과를 바탕으로 수정 등의 후속조치 방안 결정 등의 일련의 과정에 대한 수행방법에 따라 그 결과가 상이하게 나올 수 있다. 따라서 이러한 단점을 개선하기 위해서, 표준화된 프로세스에 따라 각 작업자의 작업 방법을 제시하고 유도하여 일정 수준 이상의 정도 품질을 확보할 수 있도록 한 것이다.
본 발명에 따른 정도 관리 전문가 시스템의 이해를 돕기 위해 기초가 되는 측정 정도 통합 관리시스템을 먼저 설명하기로 한다.
본 발명이 적용되는 측정 정도 통합 관리시스템은, 조선해양 산업분야에서 구조물을 측정하여 분석하고 이를 통한 품질관리를 수행하기 위한 시스템이다. 이를 위해, 측정 계획단계부터 체계적인 정보를 마련하고, 설계정보를 활용하여 측정 및 분석을 수행한다. 그리고 그 결과를 생산에 직접 효과적으로 적용할 수 있도록 고도의 데이터 분석방법이 시스템화되어 설계-생산-측정-분석-품질관리의 전체 공정이 선순환 구조를 가질 수 있도록 구성된다.
참고로, 본 발명에서는 하드웨어적으로 네트워크가 가능한 서버 컴퓨터 또는 클라이언트 컴퓨터 단말과, 이들 컴퓨터 장치에서 소프트웨어적으로 설치되어 작동되는 서버 또는 클라이언트 또는 기타 네트워크 프로그램 환경이 기본적으로 사용된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 측정 정도 통합 관리시스템은, 조선소에서 선박 생산에 따른 측정 및 정도 품질관리 전체 프로세스를 시스템 기반으로 체계화하기 위하여, 크게 정도 관리 계획 시스템(100), 측정/분석 시뮬레이션 시스템(200), 정도 관리 정보생성 시스템(300), 정도 관리 모니터링 시스템(400) 및 정도 관리 데이터베이스 서버(500)로 이루어진다.
상기 정도 관리 계획 시스템(100)은 측정 및 정도 품질관리의 기반 정보를 생성하기 위하여 크게 용접 수축치 작성모듈(110), 100MK 도면 작성모듈(120), 정도 계획서 작성모듈(130), 정도 계측도 작성모듈(140)로 구성되며, 여기에 각종 도면과 설계 모델, 수행공사 정보자료를 포함한 정도 관리 연계정보를 조회할 수 있는 연계정보 참고모듈(150)로 구성된다.
이때, 상기 용접 수축치 작성 모듈(110)에 의해 작성되는 용접 수축치는 정확한 용접 수축치를 적용한 정도 품질 향상을 위하여 표준 용접 수축치와 측정데이터를 바탕으로 추정할 수 있다. 특히, 최적의 용접 수축치 산출을 위하여 표준 용접 수축치, 측정데이터 및 표준 용접 수축치와 측정데이터를 바탕으로 용접 수축치를 통합하여 추정할 수 있다.
상기 100MK 도면 작성모듈(120)에서 작성되는 100MK 도면에는 조립을 위한 얼라인먼트 기준선이 마크된다.
아울러 상기 정도 계획서 작성모듈(130)에 의해 작성되는 정도 계획서는 활용도를 향상시키기 위하여, 정도 계측할 단위별로 분할 저장되고 출도시 출도 프로그램에 의해 묶음 상태로 배포될 수 있다. 이때, 상기 출도 프로그램은 출도처 관리 기능, 정도 계획서 출도 일정관리 기능, 정도 계획서 출도 일정 평가 및 리포트 기능을 구현하는 것이 바람직하다. 정도 계획서는 조건별로 검색할 수 있다.
다음으로, 상기 정도 계측도 작성모듈(140)에 의해 작성되는 정도 계측도는 측정점 고유 속성을 부여하고 측정용 설계파일을 생성하여 작성될 수 있고, 정도 측정된 구조물 측정점을 반영하고 오차 값을 생성하여 완성할 수 있다. 작성된 정도 계측도는 모바일 기반하에서 조회할 수 있다.
또한, 상기 측정/분석 시뮬레이션 시스템(200)은 상기 정도 관리 계획 시스템(100)에서 생성된 정보를 기반으로 실제 선박 구조물을 측정하는 3차원 측정장치인 토털 스테이션(광파기), Indoor GPS, 레이저 비전 시스템, 레이저 스캐너 등의 장치와 측정결과를 수집 및 분석하는 프로그램들로 구성되는데, 다양한 치수/형상 측정 장치들과 연계하여 측정된 좌표정보를 수집/분석하고 시뮬레이션 기능을 수행한다.
참고로, 상기 측정/분석 시뮬레이션 시스템(200)에서 측정된 결과는 상기 정도 관리 계획 시스템(100)의 정도 계측도에 우선 반영되어 측정오차 분석을 수행할 수 있으며, 이는 오프라인 방식의 수작업 결과 입력/분석뿐만 아니라 무선 데이터통신을 통한 자동 데이터 입력/분석 기능도 수행할 수 있다.
구체적으로, 상기 측정/분석 시뮬레이션 시스템(200)은 선박 구조물 블록을 정도 측정하는 구조물 정도 측정모듈(210)과, 측정된 데이터를 정도 계측도에 반영하여 측정오차 분석을 수행하고 정도 계측도를 완성하는 정도 계측도 완성모듈(220)을 구비한다.
아울러 상기 측정/분석 시뮬레이션 시스템(200)은 측정 데이터를 이용하여 기하 공차를 분석하고 구조물의 복합 탑재 면을 분석하는 측정 정도 분석모듈(230)을 구비한다. 여기서 측정 정도 분석 모듈(230)은 CAD 연계 정도 분석을 통한 정도 품질 향상을 위하여 설계 값-측정값 정합, Leveling/XYZ 축 이동/좌표계 정렬, 오차 값 계산, 세팅/사주사상(4개면 그라인딩) 분석량 산출 및 도면화 생성을 통하여 해당 기능을 수행할 수 있다.
더욱 구체적으로, 상기 측정 정도 분석 모듈(230)은 3D 모델 기반 프로그램 구현, 좌표변환/분석을 위한 기능, 도구/편집을 포함한 편집기능, 스테이지 별 체크 시트 실측치 관리 전산화, 선각 정도와 연계된 의장품 설치 정도 기능, 측정 정도 시뮬레이션 기능, 정도 관리 데이터베이스 서버(150)에 관련 데이터 저장/관리 등을 통하여 해당 기능을 수행할 수 있다.
또한, 상기 측정 정도 분석 모듈(230)은, CAD 형상 Point 및 계측 Point 가시화, 좌표계 변환 및 자동/수동 정합, 구조물 블록 간 관계 정보 계산, 오차 Tag 표기 및 잦은 분석기능 간편 표시, 최적 T/F 자세 자동계산, GD&T 및 의장 배치 특수 분석, 구조물 블록 간 편차 계산 및 Reporting 기능 등을 통하여 해당 기능을 수행할 수 있다.
또한, 상기 측정 정도 분석 모듈(230)은, 구조물 길이 측정, 대변 측정, 직각도 계산, 직선도 계산, 곡실장 계산, 개선점 위치 생성, 꺽임량 계산, 편평도 계산, 연장선상의 임의점/선 생성, 대칭점 계산, 각도 측정, 진원도 계산, GD&T 분석, 자동/수동 정합, 평행이동, 회전이동, 기준점 이동 등을 통하여 해당 기능을 수행할 수 있다.
한편, 상기 측정/분석 시뮬레이션 시스템(200)은 선박 구조물의 직관적인 조립/탑재 작업을 가상으로 모사 해봄으로써 후행 작업을 미리 예측해볼 수 있도록 측정 데이터를 이용하여 3차원 설계모델 기반의 측정 정도 시뮬레이션 모듈(240)을 구비한다.
구체적으로, 상기 측정 정도 시뮬레이션 모듈(240)은 3D 경량화 모델 기반 구현, 2D & 3D 모델 호환성 확보, 분석 결과를 바탕으로 구조물 자동/수동 정합, 조립 및 탑재 간섭/절단량 산출, 시뮬레이션 예측 결과를 기반으로 정도 품질 지수 산출 및 통계분석, 종합 분석평가 Reporting, 3D 정도 관리 상황판과 연계하여 작업공정 및 주요 정도 관리 현황 가시화 등을 통하여 해당 기능을 수행할 수 있다.
또한, 상기 측정 정도 시뮬레이션 모듈(240)은, 간섭체크, 사주사상 분석 등을 통하여 해당 기능을 수행할 수 있다. 이때, 최소 절단량, 최단 시간 절단량, GAP 최소량, Center line 최적, 수동 절단량 등을 통하여 사주사상을 분석할 수 있다.
한편, 상기 측정/분석 시뮬레이션 시스템(200)은 정도 품질관리 방안을 예측하고 정확한 관리를 수행할 수 있도록 측정 데이터를 이용하여 구조물의 용접변형 경향을 판단하기 위한 용접변형 간이해석모듈(250)을 구비할 수 있다. 이때, 구조물 변형 경향 판단을 위하여 현장에서 즉각적으로 대응할 수 있도록 단시간에 예측 가능한 간이해석 기법을 적용하는 것이 바람직하다.
아울러 상기 측정/분석 시뮬레이션 시스템(200)은 다양한 정도 측정장비들로부터 2차원/3차원 좌표 측정 데이터를 통합 수집하기 위하여 측정장비와 통합관리시스템 간의 데이터 형식 일관성을 확보하도록 상호 연결을 수행하는 측정 자동화 인터페이스모듈(260)을 구비한다.
한편, 상기 정도 관리 정보생성 시스템(300)은 상기 측정/분석 시뮬레이션 시스템(200)에서 측정 및 분석된 결과를 활용하여 발생된 정도 품질 문제 및 개선 요청사항과 정도 품질지수 평가에 대한 정도 관리 관련 제반 정보를 생성하는 기능을 수행한다.
아울러 정도 관리 정보생성 시스템(300)은 정도 개선요청을 위한 정도 개선요청서를 작성하는 정도 개선요청서 작성모듈을 포함하며, 상기 정도 개선요청서는 정도 계획서, 정도 계측도 및 정도 개선요청 정보와 연계되어 관리되는 것이 바람직하다.
구체적으로, 상기 정도 관리 정보생성 시스템(300)은 측정 및 분석된 결과를 활용하여 호선번호와 블록번호, 생산조직 등의 정보로 분류되어 있는 측정데이터 및 분석데이터를 바탕으로 제품의 품질 지수에 대한 통계 분석을 수행하는 정도 품질지수 평가모듈(310)을 구비한다. 여기서 정도 품질지수 평가모듈(310)은 오차 분석 및 입력이 완료된 정도계측도 완성도의 측정값 정보를 분석하여 X, Y, Z 3차원 좌표 불량률(적합율)과 해당 구조물의 길이, 수직도, 레벨, 내부재 단차에 대한 품질지수를 통계 분석하며, 시뮬레이션 결과를 활용하여 품질 지수에 대한 통계 분석을 수행할 수 있으며, 아울러 평가 항목으로 주판 갭, 내부재 갭, 내부재 단차의 불량 길이&개수 및 불량률 등을 평가하여 품질 지수에 대한 통계 분석을 수행할 수 있다.
품질평가지수 산출을 위하여 DEP 도면(cad file or image file) 정보 삽입, 도면에 불량 위치 mark-up, remark 표기, 대상 호선/BLK 입력, 작성자 정보, 평가 결과, 심출 의견 등을 입력할 수 있다.
또한, 상기 정도 관리 정보생성 시스템(300)은 측정오차가 분석된 정도 계측도면과 정도 품질지수 평가 결과, 정도 개선 요청서 정보를 바탕으로 제품별 품질문제를 관리하거나 유사 제품의 품질문제를 사전 예측할 수 있는 정보를 생성하는 정도 품질문제 관리모듈(320)을 구비한다. 여기서 정도 품질문제 관리모듈(320)은 발생되는 품질문제를 모바일 장치를 이용하여 생산 현장에서 즉시 보고서를 생성하여 등록/배포 가능하며, 이를 유관부서에서 받아 즉시 검토 및 조치할 수 있도록 구현되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 정도 관리 정보생성 시스템(300)은 구조 형상, 제작 환경, 제작 방법별로 치수 오차 량을 분류하여 오차 패턴 분석을 통하여 구조물 변형을 산출하는 구조물 변형 추정모듈(330)을 구비한다. 여기서 상기 구조물 변형 추정모듈(330)은 측정 및 분석 결과를 기반으로 다양한 형상의 구조물을 용접으로 조립할 때 발생할 수 있는 수축치(변형량)를 추정할 수 있다.
또한, 상기 정도 관리 정보생성 시스템(300)은 미숙련자를 포함한 어느 누가 작업을 수행하더라도 일정 수준 이상의 작업 결과를 보장할 수 있도록 축적된 측정 및 정도에 관한 정보와 시스템 기반의 작업프로세스를 따라 측정계획, 측정, 분석을 포함하는 작업 표준을 제안하도록 하는 전문가 시스템 모듈(340)을 구비한다.
예컨대, 상기 전문가 시스템 모듈(340)은, 표준화된 프로세스에 따라 시스템이 각 작업자의 작업 방법을 제시하고 유도해줌으로써 일정 수준 이상의 정도 품질을 확보할 수 있고, 작업자별 작업결과 편차를 줄임으로써 품질수준 향상을 기대할 수 있도록 도모해주는 역할을 한다.
전문가 시스템 모듈(340)은 도 3에 도시한 바와 같이, 정보 추출 및 저장모듈(341), 선별 모듈(342), 분석 모듈(343), 평가 모듈(344) 및 지능형 작업방법 제시모듈(345)을 포함한다.
상기 정보추출 및 저장모듈(341)은 정도 관리 대상블록의 정도 계측도에 해당하는 정도 관리 계획서 내용을 정도 관리 계획 시스템(100)으로부터 받고, 이를 분석하여 필요한 정보를 추출하고 저장하는 역할을 수행한다.
예컨대, 상기 정도 계측도는 정도 관리 계획서상에 명시된 블록 및 주요 의장품에 대한 정도 계측 및 관리 방법을 참조하여 작성하게 된다. 따라서, 정도 계측도 작성에 필요한 정보는 주요 관리 대상 블록 및 의장품의 주요 측정위치 및 측정방법을 의미한다.
아울러 정도 관리 계획서에 반영된 정보 중 정도 계측도 작성에 활용될 정보인 주요 측정대상 블록의 블록번호, 대상 블록의 정도 관리 항목 및 측정위치, 이를 측정하기 위한 측정장비에 대해서는 정도 관리 계획서상에 상기 개별사항들을 인식할 수 있는 특정 태그(Tag) 정보를 부여하여 작성하게 되고, 이 정보를 추출하여 DB에 저장하고 활용하게 된다.
상기 선별 모듈(342)은 정도 계측도 상에서 기준점 및 측정 위치를 선별하는 역할을 수행한다.
여기서 정도 계측도 상의 측정위치 정보들에는 기준점, 일반 측정점(3차원 좌표, 레벨, 수직도, 길이, 진직도, 직각도), 측정장비 위치, 측정장비 이동을 위한 보조점 위치 등을 포함하며, 이 정보가 개별적으로 DB에 저장된다.
여기서, 선별이라는 의미는 상기와 같이 구분된 측정위치 정보들이 1단계로 개별 저장이 되고, 2단계로는 일반측정점 정보 중 3차원 좌표 정보들을 분석하여 두 지점 간의 거리를 계산한 길이정보, 상하로 배치된 두 지점의 좌표를 계산한 수직도 정보, 특정 구간의 측정점들의 좌표를 계산한 진직도 정보, 특정 평면에 있는 측정점들을 계산한 편평도/레벨 정보 등을 산출하여 구분 저장한 정보로부터 기준점 및 측정 위치를 선별하게 된다.
상기 분석 모듈(343)은 측정/분석 시뮬레이션 시스템(200)에서 측정 및 분석한 결과를 기반으로, 최적화 분석을 수행하는 역할을 한다.
예컨대, 최적화 분석 작업은 크게 단일 블록 오차분석과 연계 블록 오차분석으로 구분될 수 있다. 단일 블록 오차분석은 단일구조물에 대한 측정결과를 바탕으로 오차분포가 최적의 조건이 되도록 연산하는 기능(도 4의 예시 1과 2를 비교해보면 사각형의 모서리 좌표가 주요 관심대상 위치라고 할 때 측정형상이 설계형상에 어떻게 매칭되느냐에 따라서 네 모서리 측정위치좌표의 오차가 상이해질 수 있음)과, 조립될 2개 이상의 블록의 측정정보를 동시에 불러와서 조립 후 형상을 사전 시뮬레이션해 봄으로써 최적의 조립 자세를 결정하기 위한 분석을 수행할 수 있다.
도 5의 예시를 이용하여 부연 설명을 하면, 붉은색의 측정형상을 가진 두 개의 블록이 예시 3에서는 각각의 단일블록 기준으로는 최적의 오차분포를 가지도록 분석결과를 도출하였다. 하지만, 두 블록이 조립이 되었을 때, A 블록은 좌측에 다른 블록과 오버랩이 발생하게 측정형상이 튀어나와 있고, B 블록은 우측에 갭이 발생하도록 측정형상이 들어간 모습을 보이고 있다. 반면, 예시 4를 보면 두 블록의 조립 후 연계관리가 될 수 있도록 시뮬레이션을 통한 최적 조건을 찾아서 A 블록과 B 블록 개별적으로는 편중된 오차분포를 가지지만, A, B 블록이 합쳐진 블록을 기준으로는 설계형상과 측정형상이 정품이 되는 조건을 찾을 수 있다.
다음으로, 평가 모듈(344)은 제작 공차를 기준으로 측정오차율을 분석하여 정도품질 지수를 평가하는 역할을 수행한다.
예컨대, 상기 정도 품질 지수는 3차원 좌표정보(X, Y, Z) 기준으로 허용 공차를 벗어난 정도, 3차원 좌표정보 연산을 통하거나 직접적인 측정을 통하여 수집하게 되는 단일블록의 레벨, 길이, 수직도, 단차 및 조립/탑재를 고려하여 연계 블록과의 gap 및 단차 불량률(불량개수 또는 불량길이)을 의미한다.
아울러 측정오차율 분석 및 정도 품질 지수 평가는 상기에 기재한 바와 같이, 정도 계측도 상의 측정위치 정보들에서 일반 측정점(3차원 좌표, 레벨, 수직도, 길이, 진직도, 직각도) 정보 중 3차원 좌표 정보들을 분석하여 두 지점 간의 거리를 계산한 길이정보, 상하로 배치된 두 지점의 좌표를 계산한 수직도 정보, 특정 구간의 측정점들의 좌표를 계산한 진직도 정보, 특정 평면에 있는 측정점들을 계산한 편평도/레벨 정보 등을 산출하여, 이를 작업 부서/대상 블록 단위로 불량률을 계산하여 산출하게 된다.
마지막으로, 상기 지능형 작업방법 제시모듈(345)은 상기 평가 모듈(344)의 분석결과에 따라 후공정에서 다른 구조물과의 조립/탑재 방법 또는 유의사항 등을 알려주는 역할을 수행한다.
도 5의 예시 3, 예시 4의 경우와 같이 시뮬레이션 결과에 따라 후공정 즉, 다음의 조립/탑재 단계에서 블록을 어떻게 위치시켜 조립/탑재를 할 것인지에 대한 방법을 예측해 볼 수 있고, 시뮬레이션을 통하여 도출된 이러한 경우의 수를 고려하여 작업방법과 유의사항을 제공해 줄 수 있다.
예컨대, 단일 블록에서는 허용 공차를 벗어났으나, 탑재 후 합쳐진 두 개 블록 기준으로는 허용 공차를 만족한다든지, 두 개의 블록이 탑재된 후 그 다음 블록이 탑재될 면의 어느 위치가 튀어나오거나 들어가 있으니 다음 탑재 시 어느 지점을 유의해서 연계관리 및 탑재 위치를 선정하라와 같은 작업 참고정보를 제공해 줄 수 있다.
아울러 상기 정도 관리 정보생성 시스템(300)은 생산 과정에서 발생하는 품질문제 보고서, 개선요청 사항을 등록하고 공유, 관리할 수 있도록 하는 정도 개선요청서 관리모듈을 더 구비할 수 있다.
한편, 상기 정도 관리 모니터링 시스템(400)은 통합 관리시스템에 연계된 측정 정도에 관한 모든 정보를 편리하게 검색하고 모니터링할 수 있는 기능을 수행한다.
이러한 정도 관리 모니터링 시스템(400)은 구조물 블록 조회 기능과 연계하여 정도 관리 관련정보를 조회할 수 있도록 하는 정도 관리 정보조회 모듈(410)을 구비한다.
여기서 정도 관리 정보조회 모듈(410)은, PC 기반뿐만 아니라 편의성을 제공하기 위하여 모바일 기반하에서 정도 관리 정보 조회/모니터링을 구현할 수 있는데, 구체적으로는 호선/블록 단위 검색, 모바일 오피스/PDF viewer 연동을 통한 정도 계획서 조회, 정도 계측도 조회, 정도 개선요청서 조회, SAP 및 정도 관리 DB 연동을 통한 정도 평가서 조회, 정도 분석&시뮬레이션 결과 조회, 정도 관리 공정 현황 조회 등을 통하여 해당 기능을 수행할 수 있다.
또한, 상기 정도 관리 모니터링 시스템(400)은 정도계측도 조회 관련하여 모든 호선(생산 진행 호선과 인도 호선), 블록의 정도계측도 원도 출도 현황 및 완성도 등록 현황을 통합 관리하며, 생산부서에서 완성도 등록 및 revision 관리 후 최종본을 확정해서 후공정에서 조회, 모니터링을 할 수 있도록 정보 공유를 해주는 정도계측도면 현황 관리 모듈(440)을 구비한다.
또한, 상기 정도 관리 모니터링 시스템(400)은 시뮬레이션 결과물을 활용하여, 현재 진행중인 생산 구조물의 정도 품질 현황을 3D 모델 기반으로 가시화하여 직관적으로 판단 및 확인할 수 있도록 하는 3D 정도 관리 상황판 모듈(420)을 구비한다.
아울러 상기 정도 관리 모니터링 시스템(400)은 기준 정보 계획을 조회하고, 정도검사 일정 및 작업 시수, 수정/추가 시수 관련 정보를 검토하고 조회하는 정도-심출 공정관리 모듈(430)을 구비한다.
또한, 상기 정도 관리 모니터링 시스템(400)은 선박 생산에 관련된 사외 관계사의 측정 및 정도 관리 정보를 등록, 조회 및 관리할 수 있도록 하는 사외 정도 협업 모듈(450)을 구비한다.
예컨대, 상기 사외 정도 협업 모듈(450)은 글로벌 웹서비스 기반하에서 측정 및 정도 품질관리의 기반 정보에 포함된 정도 계측도 사외 출도, 완성된 정도 계측도 및 측정 데이터 수신/관리를 통해 웹서비스 기반으로 사외업체와 정도 관리 정보를 공유하고 통합관리하는 기능을 수행할 수 있다.
이때, 상기 사회 정도 협업 모듈(450)은 핵심적으로 문건 종류별 작업공간을 구분하는 카테고리 기능, 도면번호, 파일명, 작성일자 등을 통한 Revision 관리, 공사번호, 블록번호, 협력업체 등의 조건 부여를 통하여 사외 관계사의 측정 및 정도 관리 정보를 등록 및 조회, 관리하고 제작된 구조물이 사내로 입고 후 인수받는 부서에 관련 정도관리 정보를 제공하는 기능을 수행할 수 있다.
아울러 상기 정도 관리 모니터링 시스템(400)은 일정, 품질 알림 및 도면 출도를 포함하여 측정 정도 관련 정보들을 적시에 배포하고 알릴 수 있도록 하는 메일링 서비스 모듈(460)을 구비한다. 상기 메일링 서비스 모듈(460)에 의한 메일링 서비스에 의하여 전사 정보 공유 및 정보 통합과 필요한 시점에 해당 조치가 적절히 이루어지게 된다.
아울러 상기 정도 관리 모니터링 시스템(400)은 무선 통신망으로 연결된 모바일 기기를 이용하여 정도 관리 정보 조회 기능, 정도 계측도면 완성기능, 정도 문제점 보고서 작성기능, 정도 계측결과 분석기능을 수행할 수 있는 모바일 정도 관리 모듈(470)을 구비한다. 구체적으로 호선/블록 단위 검색, 모바일 오피스/PDF viewer 연동을 통한 정도 계획서 조회, 정도 계측도 조회, 정도 개선요청서 조회, SAP 및 정도 관리 DB 연동을 통한 정도 평가서 조회, 정도 분석&시뮬레이션 결과 조회, 정도 관리 공정현황 조회 등을 통하여 해당 기능을 수행할 수 있다.
마지막으로, 상기 정도 관리 모니터링 시스템(400)은 상기 측정 정도 통합 관리시스템을 구성하며, 측정 및 정도 품질관리 기반의 계획정보 생성 기능을 수행하는 정도 관리 계획 시스템(100)에 포함된 참고 정보를 조회할 수 있도록 하는 참고정보 조회 모듈(480)을 더 구비할 수 있다. 따라서, 정도 관리 기본 계획인 정도 관리 계획서와 전사 문서관리 시스템과 연계하여 계약 사양서와 생산기술도면, 설계도면, 작업표준, 국제표준 및 선급규정의 참고자료들을 호선 별로 통합 조회할 수 있다.
한편, 상기 정도 관리 데이터베이스 서버(500)는 상기 정도 관리 계획 시스템(100), 측정 분석 시뮬레이션 시스템(200), 정도 관리 정보 생성시스템(300) 및 정도 관리 모니터링 시스템(400)을 통합 관리하면서 측정 정도 품질관리에 관한 데이터들을 저장 관리하는 역할을 수행한다.
이러한 작용을 하는 정도 관리 전문가 시스템을 적용하게 되면, 표준화된 프로세스에 따라 시스템이 각 작업자의 작업 방법을 제시하고 유도해줌으로써, 일정 수준 이상의 정도 품질을 확보할 수 있고, 작업자별 작업결과 편차를 줄임으로써 품질수준 향상을 기대할 수 있다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
본 발명은 블록 단위 정도 계측도를 기반으로 정도 관리 작업을 수행하는 기술에 적용된다.
100: 정도 관리 계획 시스템
110: 용접 수축치 작성모듈
120: 100MK 도면 작성모듈
130: 정도 계획서 작성모듈
140: 정도 계측도 작성모듈
200: 측정/분석 시뮬레이션 시스템
210: 구조물 정도 측정모듈
220: 정도 계측도 완성모듈
230: 측정 정도 분석모듈
240: 측정 정도 시뮬레이션모듈
250: 용접변형 간이해석모듈
300: 정도 관리 정보생성 시스템
310: 정도 품질지수 평가모듈
320: 정도 품질문제 관리모듈
330: 구조물 변형 추정모듈
340: 전문가 시스템모듈
341: 정보추출 및 저장모듈
342: 선별모듈
343: 분석모듈
344: 평가모듈
345: 지능형 작업방법 제시모듈
400: 정도 관리 모니터링 시스템
410: 정도 관리 정보조회모듈
420: 3D 정도 관리 상황판 모듈
430: 정도-심출 공정관리 모듈
440: 정도계측도면 현황 관리 모듈
450: 사외 정도 협업 모듈
460: 메일링 서비스모듈
470: 모바일 정도 관리 모듈
480: 참고정보 조회모듈
500: 정도 관리 데이터베이스 서버

Claims (10)

  1. 선박 생산에 따른 블록 측정 및 분석된 결과를 활용하여 정도 관리 작업을 수행하기 위한 정도 관리 전문가 시스템으로서,
    정도 관리 대상블록의 정도 계측도에 대응하는 정도 관리 계획서 내용으로부터 정도 관리에 필요한 정보를 추출하여 저장하는 정보추출 및 저장모듈;
    상기 정도 계측도를 기초로 기준점 및 측정 위치를 선별하는 선별모듈;
    상기 선별모듈에서 선별한 기준점 및 측정 위치 정보와 상기 정보추출 및 저장모듈에서 추출한 정도 관리에 필요한 정보를 기초로 최적화분석을 수행하는 분석 모듈;
    상기 분석모듈에서 분석된 결과를 제작 공차 기준으로 측정 오차율을 분석하여 정도 품질 지수를 평가하는 평가모듈; 및
    상기 평가모듈의 정도 품질 지수 평가결과에 따라 후공정의 조립/탑재 방법 또는 유의사항 정보를 제시해주는 지능형 작업방법 제시모듈을 포함하여,
    작업자별 작업결과 편차를 줄여 품질수준을 향상시키는 것을 특징으로 하는 정도 관리 전문가 시스템.
  2. 청구항 1에서, 상기 정도 계측도는 정도 관리 계획서상에 명시된 블록 및 주요 의장품에 대한 정도 계측 및 관리 방법을 참조하여 작성된 계측도인 것을 특징으로 하는 정도 관리 전문가 시스템.
  3. 청구항 1에서, 상기 필요한 정보는 대상 블록 및 의장품의 주요 측정 위치정보 및 측정방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 정도 관리 전문가 시스템.
  4. 청구항 2 또는 청구항 3에서, 상기 측정 위치정보는 일반 측정점, 측정장비 위치, 측정장비 이동을 위한 보조점 위치 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 정도 관리 전문가 시스템.
  5. 청구항 4에서, 상기 일반 측정점은 3차원 좌표 정보들을 분석하여 두 지점 간의 거리를 계산한 길이정보, 상하로 배치된 두 지점의 좌표를 계산한 수직도 정보, 특정 구간의 측정점들의 좌표를 계산한 진직도 정보, 특정 평면에 있는 측정점들을 계산한 편평도/레벨 정보 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 정도 관리 전문가 시스템.
  6. 청구항 1에서, 상기 선별 모듈은 길이정보, 수직도 정보, 진직도 정보, 편평도 및 레벨 정보 중 어느 하나 이상을 이용하여 기준점 및 측정 위치를 선별하는 것을 특징으로 하는 정도 관리 전문가 시스템.
  7. 청구항 1에서, 상기 분석 모듈은 단일 블록 오차분석과 연계 블록 오차분석을 이용하여 최적화 분석을 수행하는 것을 특징으로 하는 정도 관리 전문가 시스템.
  8. 청구항 7에서, 상기 단일 블록 오차분석은 단일 구조물에 대한 측정결과를 바탕으로 오차분포가 최적의 조건이 되도록 연산하고, 조립될 2개 이상의 블록의 측정정보를 동시에 불러와서 조립 후 형상을 사전 시뮬레이션하여 최적의 조립 자세를 결정하는 것을 특징으로 하는 정도 관리 전문가 시스템.
  9. 청구항 1에서, 상기 정도 품질 지수는 3차원 좌표정보(X, Y, Z) 기준으로 허용 공차를 벗어난 정도, 3차원 좌표정보 연산을 통하거나 직접적인 측정을 통하여 수집한 단일 블록의 레벨, 길이, 수직도, 단차 및 조립/탑재를 고려하여 연계블록과의 갭 및 단차 불량률(불량개수 또는 불량 길이) 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 정도 관리 전문가 시스템.
  10. 청구항 1에서, 상기 평가모듈은 정도 계측도 상의 측정위치 정보들에서 일반 측정점 정보 중 3차원 좌표 정보들을 분석하여 두 지점 간의 거리를 계산한 길이정보, 상하로 배치된 두 지점의 좌표를 계산한 수직도 정보, 특정 구간의 측정점들의 좌표를 계산한 진직도 정보, 특정 평면에 있는 측정점들을 계산한 편평도/레벨 정보를 이용하여 작업 부서/대상 블록 단위로 불량률을 계산하여 평가하는 것을 특징으로 하는 정도 관리 전문가 시스템.



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