KR20200031438A - 원자력 발전 설비의 가상현실(Virtual Reality) 환경구현 및 활용 장치와 그 방법 - Google Patents

원자력 발전 설비의 가상현실(Virtual Reality) 환경구현 및 활용 장치와 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 원자력 발전설비의 구조물, 계통 및 기기에 대한 3D 설계 모델 및 2D 도면을 3D 모델로 변환하고, 가상현실(VR)로 구현하여 원자력 발전소의 생애주기(설계, 구매, 시공, 운영 및 해체)에 따른 원전 건설 및 운영에 활용하는 원자력 발전 설비의 가상현실(Virtual Reality) 환경구현 및 활용 장치와 그 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 원자력 발전 설비의 가상현실(Virtual Reality) 환경구현 및 활용 장치는 입력부, 3D 모델 변환부, 3D 모델 통합부, 3D 모델 기능 구현부 및 VR 구현부를 포함한다. 상기 입력부는 원자력 발전설비의 구조물(Structure), 계통(System) 및 기기(Component)에 대한 종합설계사의 3D 설계 모델과, 주기기 및 보조기기 공급자의 2D 주기기 모델 및 보조기기 모델과, 시공사의 현장설계 모델 및 촬영 모델 중 적어도 하나를 입력받는다. 상기 3D 모델 변환부는 상기 입력부의 3D 설계 모델과 2D 모델 및 현장설계 모델을 3D 모델로 변환한다. 상기 3D 모델 통합부는 상기 3D 모델 변환부에서 변환된 3D 모델을 통합하여 단일화된 3D 모델로 구현한다. 상기 3D 모델 기능 구현부는 상기 주기기 및 보조기기에 대한 시뮬레이션(Simulation)을 위해 상기 주기기 모델 및 보조기기 모델을 활용하여 주기기 및 보조기기의 기능을 구현한다. 상기 VR 구현부는 상기 원자력 발전설비의 구조물, 계통 및 기기에 대한 통합된 3D 모델을 가상환경 공간으로 구현한다.

Description

원자력 발전 설비의 가상현실(Virtual Reality) 환경구현 및 활용 장치와 그 방법{Apparatus and method for implementing and utilizing Virtual Reality in nuclear power plants}
본 발명은 원자력 발전 설비의 가상현실(Virtual Reality) 환경구현 및 활용 장치와 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 원자력 발전설비의 구조물, 계통 및 기기에 대해 구축되어 있는 3D 설계 모델과 문서로 되어있는 2D 도면을 3D 모델로 변환하여 종래의 3D 설계모델과 통합 후, 원자력 발전소와 가장 유사하도록 가상현실(VR) 환경으로 구현하여 원자력 발전소의 생애주기(설계, 구매, 시공, 운영 및 해체) 동안에 활용이 가능하며 우선적으로 원전 건설 및 운영에 활용하는 원자력 발전 설비의 가상현실(Virtual Reality) 환경구현 및 활용 장치와 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 가상현실(Virtual Reality, VR)은 컴퓨터 등을 사용하여 인공적인 기술로 만들어낸 실제와 유사하지만 실제가 아닌 어떤 특정한 환경이나 상황 혹은 그 기술 자체를 의미한다. 이때, 만들어진 가상의(상상의) 환경이나 상황 등은 사용자의 오감을 자극하며 실제와 유사한 공간적, 시간적 체험을 하게 함으로써 현실과 상상의 경계를 자유롭게 드나들게 한다. 또한, 사용자는 가상현실에 단순히 몰입할 뿐만 아니라 실재하는 디바이스를 이용해 조작이나 명령을 가하는 등 가상현실 속에 구현된 것들과 상호작용이 가능하다. 또한, 가상현실은 사용자와 상호작용이 가능하고 사용자의 경험을 창출한다는 점에서 일방적으로 구현된 시뮬레이션과는 구분된다.
한편, 통상적인 플랜트 건설은 설계 (E : Engineering), 구매 (P : Procurement), 시공 (C : Construction) 계약을 통해 건설사 또는 사업관리 (PM) 사가 설계, 구매, 시공을 일괄하여 수행하고 있어 동일 조직 및 동일 시스템 사용으로 설계 데이터 공유와 활용이 원활하게 이루어지는 반면에 국내 원자력 발전소의 건설은 EPC를 분리하여 발주하고 있으며, 특히 원자력 발전소의 건설을 위한 설계 분야는 플랜트 종합 설계 (Architect Engineering, A/E), 공급자 기기설계, 시공사가 수행하는 현장 설계로 분리되어 수행된다. 즉, 설계, 구매 및 시공 계약이 분리되어 있어 설계 데이터 공유 및 활용에 한계가 있다.
특히 원자력 발전소의 주요 설비인 구조물 (Structure), 계통 (System), 기기 (Component) 설계는 종합 설계와 보조기기 설계로 구분할 수 있으며 종합 설계사는 구조물 설계와 P&ID, C&ID 등의 계통 설계, 주기기인 원자로 냉각재 펌프 (Reactor Coolant Pump, RCP) 및 증기 발생기 등을 설계를 수행하며 펌프, 밸브 등의 보조기기 설계는 보조기기 제작업체에서 수행하고 있다.
또한, 종합 설계사에서 제공된 종합 설계 정보를 기준으로 시공 현장에서 작성하는 시공용 도면을 설계하는 현장 설계는 시공사에서 별도의 설계 시스템을 구축하여 시공용 도면 생산 및 시공업무에 활용하고 있다.
이와 같이 분리되어 수행되는 원자력 발전설비의 구조물, 계통 및 기기에 대한 시공 전 시뮬레이션을 통한 통합적인 절차 검토와 안전성 점검이 요구 된다.
대한민국 등록특허 제10-1774877호(2017년 09월 05일 공고)
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 단점을 해결한 것으로서, 원자력 발전소의 종합설계사와 기기 공급자 및 시공사가 각각 분리되어 수행되는 원자력 발전소의 건설에 있어서 주요기기 및 보조기기의 부품단위까지 정보를 통합하여 단일화된 시스템을 구현하고자 하는데 그 목적이 있다. 또한, 통합된 정보를 통한 발전소 현장과 가장 유사한 환경으로 구축(즉, VR 환경으로 전환)하여 원자로, 증기발생기 등 시공전 시뮬레이션을 수행하여 작업전 사전에 작업계획을 점검하고, 시공성 및 안전성을 향상시키며, 관련정보의 연계를 통한 체계적인 노하우를 취득하고자 하는데 그 목적이 있다. 또한, 상기 시뮬레이션을 발전소 운영단계에서 활용할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 원자력 발전 설비의 가상현실(Virtual Reality) 환경구현 및 활용 장치는 입력부, 3D 모델 변환부, 3D 모델 통합부, 저장부, 3D 모델 기능 구현부, 모델 경량화부, VR 구현부, 기간시스템 연계부, 실시간 연계부, 사용자 활용부 및 제어부를 포함할 수 있다.
상기 입력부는 원자력 발전설비의 구조물(Structure), 계통(System) 및 기기(Component)에 대한 종합설계사의 3D 설계 모델과, 주기기 및 보조기기 공급자의 2D 모델과, 시공사의 현장설계 모델 및 촬영 모델 중 적어도 하나를 입력받을 수 있다. 상기 3D 모델 변환부는 입력부에서 입력받은 상기 3D 설계 모델 및 2D 모델을 3D 모델로 변환할 수 있다.
상기 저장부는 상기 종합설계사의 3D 설계 모델, 주기기 및 보조기기 공급자의 2D 모델, 시공사의 현장설계 모델, 촬영 모델과 상기 3D 모델 변환부에서 변환된 3D 모델 및 상기 3D 모델이 통합된 통합 모델을 저장할 수 있다. 상기 3D 모델 통합부는 3D 모델 변환부에서 변환된 3D 모델을 통합하여 단일화된 3D 모델로 구현한다. 상기 3D 모델 기능 구현부는 주기기 및 보조기기에 대한 시뮬레이션을 위해 주기기 모델 및 보조기기 모델을 활용하여 주기기 및 보조기기의 기능을 구현할 수 있다.
상기 모델 경량화부는 3D 모델 통합부에서 통합되어 단일화된 3D 모델을 경량화하여 데이터 용량을 감소시킬 수 있다. 상기 VR 구현부는 3D 모델 기능 구현부 또는 모델 경량화부로부터 생성된 3D 모델을 기반으로 원자력 발전설비의 구조물, 계통 및 기기에 대한 상기 통합된 3D 모델을 가상환경 공간으로 구현할 수 있다. 상기 사용자 활용부는 VR 구현부를 통해 구현된 가상환경 공간을 이용하여 원자력 발전소의 생애주기(설계, 구매, 시공, 운영 및 해체) 단계 동안에 VR 기반 시뮬레이션 표현장치 등을 구현하여 업무에 활용할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따른 원자력 발전 설비의 가상현실(Virtual Reality) 환경구현 및 활용 방법은 원자력 발전설비의 구조물(Structure), 계통(System) 및 기기(Component)에 대한 종합설계사의 3D 설계 모델과, 주기기 및 보조기기 공급자의 2D 모델과, 시공사의 현장설계 모델을 입력받는 단계(S10)와 입력받은 상기 3D 설계 모델, 2D 모델 및 현장설계 모델을 3D 모델로 변환하는 단계(S20)를 포함할 수 있다.
또한, 기저장된 종래의 3D 모델과 3D 모델 변환 단계(S20)에서 변환된 3D 모델을 통합하는 단계(S30)와 상기 주기기 및 보조기기에 대한 시뮬레이션을 위해 주기기 모델 및 보조기기 모델을 활용하여 주기기 및 보조기기의 기능을 구현하는 단계(S40) 및 상기 3D 모델의 용량을 줄이기 위해 3D 모델 통합 단계(S30)에서 통합된 3D 모델을 경량화하는 단계(S41)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 3D 모델과 기능 구현 단계(S40)에서 주기기 및 보조기기의 기능이 구현된 주기기 모델 및 보조기기 모델을 기반으로 원자력 발전설비의 구조물, 계통 및 기기에 대한 상기 통합된 3D 모델을 가상환경 공간으로 구현하는 단계(S50)와 원자력 발전소의 생애주기(설계, 구매, 시공, 운영 및 해체) 단계에 따른 VR 기반 시뮬레이션을 수행하는 단계(S60)를 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 원자력 발전 설비의 가상현실(Virtual Reality) 환경구현 및 활용 장치와 그 방법은 원자력 발전설비의 구조물, 계통 및 기기에 대한 3D 모델을 구축하고 가상공간으로 변환함으로써 종합설계사와 기기 공급자 및 시공사가 각각 분리되어 수행되는 원자력 발전소의 건설에 있어서 정보를 통합하고, 원전 건설 및 운영단계의 업무에 활용할 수 있는 효과가 있다. 또한, 원자로 및 터빈 설치 시뮬레이션 등과 같은 가상공간에서의 시공전 시뮬레이션을 통해 작업자의 이해도를 증진하고, 시공성 및 안전성을 향상시키며, 관련정보 연계 등을 통한 체계적인 노하우 취득이 가능한 효과가 있다.
또한, 주요기기 및 보조기기의 부품단위까지 3D 모델을 구현하고 통합하며, 가상공간에서 도면 및 관련정보 연계, 운전 원리도, 단면도 등을 구현함에 따라 작업전 작업계획을 점검하고, 신입직원 및 기성직원의 훈련에 활용할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 원자력 발전 설비의 가상현실(Virtual Reality) 환경구현 및 활용 장치를 나타내는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 원자력 발전 설비의 가상현실(Virtual Reality) 환경구현 및 활용 장치를 나타내는 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 입력부 및 3D 모델 변환부를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 저장부 및 3D 모델 통합부를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 3D 모델 기능 구현부를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 모델 경량화부, VR 구현부, 기간시스템 연계부, 실시간 연계부 및 사용자 활용부를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 원자력 발전 설비의 가상현실(Virtual Reality) 환경구현 및 활용 방법을 나타내는 순서도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 또는 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.
각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 원자력 발전 설비의 가상현실(Virtual Reality) 환경구현 및 활용 장치를 나타내는 개념도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 원자력 발전 설비의 가상현실(Virtual Reality) 환경구현 및 활용 장치를 나타내는 구성도이다. 또한, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 입력부 및 3D 모델 변환부를 나타내는 도면이다. 즉, 도 3은 입력부(100)를 통해 입력된 정보를 이용하여 3D 모델 변환부(200)에서 3D 모델로 변환하는 동작을 나타내는 도면이다.
본 발명의 실시 예에 따른 원자력 발전 설비의 가상현실(Virtual Reality) 환경구현 및 활용 장치는 입력부(100), 3D 모델 변환부(200), 3D 모델 통합부(210), 저장부(300), 3D 모델 기능 구현부(400), 모델 경량화부(500), VR 구현부(600), 기간시스템 연계부(700), 실시간 연계부(800), 사용자 활용부(900) 및 제어부(1000)를 포함할 수 있다.
입력부(100)는 원자력 발전설비의 구조물(Structure), 계통(System) 및 기기(Component)에 대한 종합설계사의 3D 설계 모델과, 주기기 및 보조기기 공급자의 2D 모델과, 시공사의 현장설계 모델 및 촬영 모델 중 적어도 하나를 입력받을 수 있다. 입력부(100)는 3D 설계모델 입력모듈(110), 주기기 입력모듈(120), 보조기기 입력모듈(130), 현장설계 입력모듈(140) 및 촬영모델 입력모듈(150)을 포함할 수 있다.
3D 설계모델 입력모듈(110)은 종합설계사 서버로부터 원자력 발전소의 구조물 (Structure) 설계, 계통 (System) 설계 및 주기기 설계에 관한 3D 설계 모델을 입력받을 수 있다. 상기 종합설계사의 3D 설계 모델에는 배관과 HVAC 등에 대한 정보가 포함된다. 주기기 입력모듈(120)은 주기기 공급자 서버로부터 주기기의 2D 도면 정보를 입력받을 수 있다. 상기 주기기의 2D 도면 정보에는 가압기와 원자로 등에 대한 정보가 포함된다.
보조기기 입력모듈(130)은 보조기기 공급자 서버로부터 보조기기의 2D 도면 정보를 입력받을 수 있다. 상기 보조기기의 2D 도면 정보에는 펌프와 벨브 등에 대한 정보가 포함된다. 현장설계 입력모듈(140)은 시공사 서버로부터 시공사의 현장 설계 모델을 입력받을 수 있다. 상기 현장설계 모델에는 계측기 튜빙과 콘듀잇(conduit) 등의 정보가 포함된다.
촬영모델 입력모듈(150)은 상기 3D 설계 모델과 상기 2D 도면 정보를 기반으로 하는 2D 모델에 대한 한계를 보완하기 위한 촬영 모델을 입력받을 수 있다. 상기 촬영 모델에는 기기, 플로어(Floor), 구조물 및 계통에 대한 사진 및 동영상 촬영 모델과 레이저 스캐닝(Laser Scanning) 모델 등이 포함될 수 있다.
3D 모델 변환부(200)는 입력부(100)에서 입력받은 상기 3D 설계 모델 및 2D 모델을 3D 모델로 변환할 수 있다. 여기에서, 상기 3D 설계 모델의 표현을 실제 공간과 가장 유사하게 표현하기 위하여 상기 시공사의 현장설계 모델이 3D 모델로 구현될 수 있다.
즉, 3D 모델 변환부(200)는 주기기 및 보조기기에 대한 종래의 시공 및 부품 2D 도면을 3D 모델로 변환하고, 시공사의 2D 및 3D 현장설계 모델을 3D 설계 모델로 변환할 수 있다.
또한, 상기 3D 설계 모델과 상기 2D 모델을 기반으로 변환된 3D 모델의 통합에 대한 한계를 보완하기 위하여 기기, 플로어(Floor), 구조물 및 계통에 대한 사진 및 동영상 촬영 모델과 레이저 스캐닝(Laser Scanning) 모델 등을 3D 모델로 변환할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 저장부 및 3D 모델 통합부를 나타내는 도면이고, 5는 본 발명의 실시 예에 따른 3D 모델 기능 구현부를 나타내는 도면이다. 즉, 도 4는 저장부(300)에 저장된 정보를 이용하여 3D 모델 통합부(210)에서 정보를 통합하는 것을 나타내는 도면이다.
저장부(300)는 상기 종합설계사의 3D 설계 모델, 주기기 및 보조기기 공급자의 2D 모델, 시공사의 현장설계 모델, 촬영 모델과 3D 모델 변환부(200)에서 변환된 3D 모델 및 상기 3D 모델이 통합된 통합 모델을 저장할 수 있다. 저장부(300)는 3D 설계모델 저장모듈(310), 주기기 저장모듈(320), 보조기기 저장모듈(330), 현장설계 저장모듈(340), 촬영모델 저장모듈(350), 3D 모델 저장모듈(360) 및 통합모델 저장모듈(370)을 포함할 수 있다.
3D 설계모델 저장모듈(310)은 종합설계사 서버로부터 입력받은 원자력 발전소의 구조물 (Structure) 설계, 계통 (System) 설계 및 주기기 설계에 관한 3D 설계 모델을 저장한다. 주기기 저장모듈(320)은 주기기 공급자 서버로부터 입력받은 주기기의 2D 도면 정보를 저장한다. 보조기기 저장모듈(330)은 보조기기 공급자 서버로부터 입력받은 보조기기의 2D 도면 정보를 저장한다. 현장설계 저장모듈(340)은 시공사 서버로부터 입력받은 시공사의 현장 설계 모델을 저장한다.
촬영모델 저장모듈(350)은 상기 촬영 모델을 저장하고, 3D 모델 저장모듈(360)은 3D 모델 변환부(200)에서 변환된 3D 모델을 저장한다. 또한, 통합모델 저장모듈(370)은 3D 모델 변환부(200)에서 변환된 3D 모델이 3D 모델 기능 구현부(400)를 통해 통합된 통합 3D 모델을 저장한다.
3D 모델 통합부(210)는 3D 모델 변환부(200)에서 변환된 3D 모델을 통합하여 단일화된 3D 모델로 구현한다. 즉, 종래의 3D 설계 모델과 현장 설계 모델을 통합하고, 3D 모델 변환부(200)에서 2D 모델을 토대로 변환된 3D 모델을 통합할 수 있다. 또한, 3D 모델 통합부(210)는 상기 3D 설계 모델과 상기 2D 모델을 기반으로 변환된 3D 모델의 통합에 대한 한계를 보완하기 위하여 3D 모델 변환부(200)에서 기기, 플로어(Floor), 구조물 및 계통에 대한 사진 및 동영상 촬영 모델과 레이저 스캐닝(Laser Scanning) 모델 등을 이용하여 변환한 3D 모델을 기존의 3D 모델과 통합을 수행한다.
또한, 3D 모델 통합부(210)는 주기기 저장모듈(320)에 저장된 주기기 모델과 보조기기 저장모듈(330)에 저장된 보조기기 모델을 연계하여 통합하고, 종합설계사의 3D 설계 모델과 시공사의 현장설계 모델을 연계하여 통합할 수 있다.
이로 인하여, 원자력 발전소의 종합설계사와 기기 공급자 및 시공사별로 각각 분리되어 관리되고 입력되는 정보를 통합하여 단일화할 수 있다.
3D 모델 기능 구현부(400)는 주기기 및 보조기기에 대한 시뮬레이션을 위해 주기기 모델 및 보조기기 모델을 활용하여 주기기 및 보조기기의 기능을 구현할 수 있다. 즉, 가압기 및 원자로 등의 주기기 모델에 시공 설치 시뮬레이션을 위한 주기기 기능을 구현하고, 펌프 및 벨브 등의 보조기기 모델에 보조기기의 분해 조립과 운전원리 등의 시뮬레이션을 위한 보조기기 기능을 구현할 수 있다. 또한, 3D 모델 기능 구현부(400)는 주기기 모델 및 보조기기 모델의 3D 상세화를 위해 X-ray 도면 및 절개도를 포함할 수 있다.
모델 경량화부(500)는 3D 모델 통합부(210)에서 통합되어 단일화된 3D 모델을 경량화하여 데이터 용량을 감소시킬 수 있다. 즉, 모델 경량화부(500)는 중복된 데이터나 불필요한 데이터를 삭제할 수 있다. 본 발명에 따른 실시 예로 모델 경량화부(500)는 데이터의 용량을 2~5%로 줄일 수 있다. 예를 들어, 발전소 3D 모델은 모델 경량화부(500)를 통해 5.4 Giga bit에서 200 Mega bit로 경량화할 수 있다.
VR 구현부(600)는 3D 모델 기능 구현부(400) 또는 모델 경량화부(500)로부터 생성된 3D 모델을 기반으로 원자력 발전설비의 구조물, 계통 및 기기에 대한 상기 통합된 3D 모델을 가상환경 공간으로 구현할 수 있다. 즉, VR 구현부(600)는 3D 모델 공간에서 VR 변환장치를 이용하여 원자력 발전설비의 구조물(Structure), 계통(System) 및 기기(Component)에 대한 설치 시뮬레이션 운전원리와, VR을 기반으로 하는 분해조립과 절차 연계 등의 기능을 구현할 수 있다.
기간시스템 연계부(700)는 원자력 발전설비의 구조물(Structure), 계통(System) 및 기기(Component)에 대한 관련절차와 도면 및 설비 정보를 연계할 수 있다. 또한, 실시간 연계부(800)는 원자력 발전설비의 구조물(Structure), 계통(System) 및 기기(Component)에 대한 방사선 감시 및 운전변수를 연계할 수 있다.
사용자 활용부(900)는 VR 구현부(600)를 통해 구현된 가상환경 공간을 이용하여 원자력 발전소의 생애주기(설계, 구매, 시공, 운영 및 해체) 단계 동안에 VR 기반 시뮬레이션 표현장치 등을 구현하여 업무에 활용할 수 있다. 즉, 사용자 활용부(900)는 원자력 발전설비의 구조물(Structure), 계통(System) 및 기기(Component)에 대한 시공전 시뮬레이션 및 절차 검토를 수행할 수 있다.
제어부(1000)는 입력부(100), 3D 모델 변환부(200), 3D 모델 통합부(210), 저장부(300), 3D 모델 기능 구현부(400), 모델 경량화부(500), VR 구현부(600), 기간시스템 연계부(700), 실시간 연계부(800) 및 사용자 활용부(900)를 제어할 수 있다.
이로 인하여, 본 발명의 실시 예에 따른 원자력 발전 설비의 가상현실(Virtual Reality) 환경구현 및 활용 장치는 원자력 발전설비의 구조물, 계통 및 기기에 대한 3D 모델을 구축하고, 실제 현장과 가장 유사한 사진촬영 및 통합을 통해 가상공간으로 변환함으로써 단일화된 설계 시스템을 토대로 원전 건설 및 운영단계 업무에 활용할 수 있는 효과가 있다. 또한, 원자로 및 터빈 설치 시뮬레이션 등 시공전 가상공간에서 시뮬레이션을 통한 작업자의 이해도를 증진하고, 시공성 및 안전성을 향상시키며, 관련정보 연계 등을 통한 체계적인 노하우 취득이 가능한 효과가 있다.
또한, 주요기기 및 보조기기의 부품단위까지 3D 모델을 통합하고, 가상공간에서 도면 및 관련정보를 연계하여 운전 원리도 및 단면도 등을 구현함에 따라 작업전 작업계획을 점검하고, 신입 및 기성직원의 훈련에도 활용할 수 있는 효과가 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 원자력 발전 설비의 가상현실(Virtual Reality) 환경구현 및 활용 방법을 나타내는 순서도이다.
본 발명의 실시 예에 따른 원자력 발전 설비의 가상현실(Virtual Reality) 환경구현 및 활용 방법은 원자력 발전설비의 구조물(Structure), 계통(System) 및 기기(Component)에 대한 종합설계사의 3D 설계 모델과, 주기기 및 보조기기 공급자의 2D 모델과, 시공사의 현장설계 모델을 입력받는 단계(S10)와 입력받은 상기 3D 설계 모델, 2D 모델 및 현장설계 모델을 3D 모델로 변환하는 단계(S20)를 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 3D 설계 모델과 상기 2D 모델을 기반으로 변환된 3D 모델의 통합에 대한 한계를 보완하기 위하여 기기, 플로어(Floor), 구조물 및 계통에 대한 사진 및 동영상 촬영 모델과 레이저 스캐닝(Laser Scanning) 모델 등을 3D 모델로 변환하는 단계(S21)를 더 포함할 수 있다.
또한, 저장부(300)에 기저장된 종래의 3D 모델과 3D 모델 변환 단계(S20)에서 변환된 3D 모델을 통합하는 단계(S30)와 상기 주기기 및 보조기기에 대한 시뮬레이션을 위해 주기기 모델 및 보조기기 모델을 활용하여 주기기 및 보조기기의 기능을 구현하는 단계(S40) 및 상기 3D 모델의 용량을 줄이기 위해 3D 모델 통합 단계(S30)에서 통합된 3D 모델을 경량화하는 단계(S41)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 3D 모델과 기능 구현 단계(S40)에서 주기기 및 보조기기의 기능이 구현된 주기기 모델 및 보조기기 모델을 기반으로 원자력 발전설비의 구조물, 계통 및 기기에 대한 상기 통합된 3D 모델을 가상환경 공간으로 구현하는 단계(S50)와 원자력 발전소의 생애주기(설계, 구매, 시공, 운영 및 해체) 단계에 따른 VR 기반 시뮬레이션을 수행하는 단계(S60)를 포함할 수 있다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
100 : 입력부 110 : 3D 설계모델 입력모듈
120 : 주기기 입력모듈 130 : 보조기기 입력모듈
140 : 현장설계 입력모듈 150 : 촬영모델 입력모듈
200 : 3D 모델 변환부 210 : 3D 모델 통합부
300 : 저장부 310 : 3D 설계모델 저장모듈
320 : 주기기 저장모듈 330 : 보조기기 저장모듈
340 : 현장설계 저장모듈 350 : 촬영모델 저장모듈
360 : 3D 모델 저장모듈 370 : 통합모델 저장모듈
400 : 3D 모델 기능 구현부 500 : 모델 경량화부
600 : VR 구현부 700 : 기간시스템 연계부
800 : 실시간 연계부 900 : 사용자 활용부
1000 : 제어부

Claims (7)

  1. 원자력 발전설비의 구조물(Structure), 계통(System) 및 기기(Component)에 대한 종합설계사의 3D 설계 모델과, 주기기 및 보조기기 공급자의 2D 주기기 모델 및 보조기기 모델과, 시공사의 현장설계 모델 및 촬영 모델 중 적어도 하나를 입력받는 입력부;
    상기 입력부의 3D 설계 모델과 2D 모델 및 현장설계 모델을 3D 모델로 변환하는 3D 모델 변환부;
    상기 3D 모델 변환부에서 변환된 3D 모델을 통합하여 단일화된 3D 모델로 구현하는 3D 모델 통합부;
    상기 주기기 및 보조기기에 대한 시뮬레이션(Simulation)을 위해 상기 주기기 모델 및 보조기기 모델을 활용하여 주기기 및 보조기기의 기능을 구현하는 3D 모델 기능 구현부; 및
    상기 원자력 발전설비의 구조물, 계통 및 기기에 대한 통합된 3D 모델을 가상환경 공간으로 구현하는 VR 구현부를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자력 발전 설비의 가상현실(Virtual Reality) 환경구현 및 활용 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 3D 설계 모델과 상기 2D 모델에 대한 한계를 보완하기 위한 촬영 모델을 더 포함하고, 상기 촬영 모델에는 기기, 플로어(Floor), 구조물 및 계통에 대한 사진 및 동영상 촬영 모델과 레이저 스캐닝(Laser Scanning) 모델을 포함하는 것을 특징으로 하는 원자력 발전 설비의 가상현실(Virtual Reality) 환경구현 및 활용 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 3D 모델 통합부에서 통합되어 단일화된 3D 모델을 경량화하여 데이터 용량을 감소시키는 모델 경량화부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원자력 발전 설비의 가상현실(Virtual Reality) 환경구현 및 활용 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 VR 구현부를 통해 구현된 가상환경 공간을 이용하여 원자력 발전소의 생애주기(설계, 구매, 시공, 운영 및 해체) 단계 동안에 VR 기반 시뮬레이션을 수행하는 사용자 활용부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원자력 발전 설비의 가상현실(Virtual Reality) 환경구현 및 활용 장치.
  5. 원자력 발전설비의 구조물(Structure), 계통(System) 및 기기(Component)에 대한 종합설계사의 3D 설계 모델과, 주기기 및 보조기기 공급자의 2D 모델과, 시공사의 현장설계 모델을 입력받는 단계(S10);
    입력받은 상기 3D 설계 모델, 2D 모델 및 현장설계 모델을 3D 모델로 변환하는 단계(S20);
    기저장된 종래의 3D 모델과 3D 모델 변환 단계(S20)에서 변환된 3D 모델을 통합하는 단계(S30);
    상기 주기기 및 보조기기에 대한 시뮬레이션을 위해 주기기 모델 및 보조기기 모델을 활용하여 주기기 및 보조기기의 기능을 구현하는 단계(S40);
    상기 3D 모델과 기능 구현 단계(S40)에서 주기기 및 보조기기의 기능이 구현된 주기기 모델 및 보조기기 모델을 기반으로 원자력 발전설비의 구조물, 계통 및 기기에 대한 상기 통합된 3D 모델을 가상환경 공간으로 구현하는 단계(S50) 및
    상기 원자력 발전소의 생애주기(설계, 구매, 시공, 운영 및 해체) 단계에 따른 VR 기반 시뮬레이션을 수행하는 단계(S60)를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자력 발전 설비의 가상현실(Virtual Reality) 환경구현 및 활용 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 3D 모델 변환 단계(S20)에서 상기 3D 설계 모델과 상기 2D 모델을 기반으로 변환된 3D 모델의 통합에 대한 한계를 보완하기 위하여 기기, 플로어(Floor), 구조물 및 계통에 대한 사진 및 동영상 촬영 모델과 레이저 스캐닝(Laser Scanning) 모델을 3D 모델로 변환하는 단계(S21)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원자력 발전 설비의 가상현실(Virtual Reality) 환경구현 및 활용 방법.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 3D 모델의 용량을 줄이기 위해 3D 모델 통합 단계(S30)에서 통합된 3D 모델을 경량화하는 단계(S41)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원자력 발전 설비의 가상현실(Virtual Reality) 환경구현 및 활용 방법.


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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100079625A (ko) * 2008-12-31 2010-07-08 (주)포미트 3차원 레이저스캔 기술을 응용한 웹기반 발전설비 통합관리시스템
KR20160000704A (ko) * 2014-06-25 2016-01-05 한국과학기술원 원자력 발전소 생애주기 참조 데이터 라이브러리 구축 장치
KR20170098037A (ko) * 2016-02-19 2017-08-29 한국토지주택공사 가상현실 기법에 기반한 가변성 건축물의 공간 시뮬레이션 방법 및 장치
KR101774877B1 (ko) 2016-09-09 2017-09-05 한전케이디엔주식회사 전력설비 증강현실 제공 시스템
KR20180131471A (ko) * 2017-05-30 2018-12-10 주식회사 위메이드아이앤씨 3d 스캐닝과 bim을 이용한 시공 오차 통합 관리 장치 및 그 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100079625A (ko) * 2008-12-31 2010-07-08 (주)포미트 3차원 레이저스캔 기술을 응용한 웹기반 발전설비 통합관리시스템
KR20160000704A (ko) * 2014-06-25 2016-01-05 한국과학기술원 원자력 발전소 생애주기 참조 데이터 라이브러리 구축 장치
KR20170098037A (ko) * 2016-02-19 2017-08-29 한국토지주택공사 가상현실 기법에 기반한 가변성 건축물의 공간 시뮬레이션 방법 및 장치
KR101774877B1 (ko) 2016-09-09 2017-09-05 한전케이디엔주식회사 전력설비 증강현실 제공 시스템
KR20180131471A (ko) * 2017-05-30 2018-12-10 주식회사 위메이드아이앤씨 3d 스캐닝과 bim을 이용한 시공 오차 통합 관리 장치 및 그 방법

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