KR20220094281A - 3d캐드기반 구조설계 선급승인 프로세스 - Google Patents

3d캐드기반 구조설계 선급승인 프로세스 Download PDF

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KR20220094281A
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Abstract

본 발명은, 선박생산을 위한 영업설계정보와 기본설계정보와 구조상세설계정보를 통합하여 3D캐드 소프트웨어기반으로 단일 설계통합DB(100)를 구축하는 단계(S110)와, 단일 설계통합DB(100)를 바탕으로 선체에 대한 3D 모델을 형상 모델링하는 단계(S120)와, 3D 모델에 대한 검증을 수행하는 단계(S130)와, 단일 설계통합DB(100)로부터 선급 승인용 정보를 추출하는 단계(S140)와, 선급이 단일 설계통합DB(100)의 선급 승인용 정보에 접근하여 검토에 따른 피드백 또는 승인을 수행하는 단계(S150)와, 피드백의 선급 검토 결과에 따라 단일 설계통합DB(100)를 업데이트하는 단계(S160)를 포함하여, 구조설계 관련정보를 일원화시키고, 각 단계를 연계하여 흐름작업으로 설계를 진행할 수 있는, 3D캐드기반 구조설계 선급승인 프로세스를 개시한다.

Description

3D캐드기반 구조설계 선급승인 프로세스{CLASSIFICATION APPROVAL PROCESS FOR STRUCTURAL DESIGN BASED ON 3D CAD}
본 발명은 3D캐드기반 단일 설계통합DB에 선급 검토 결과를 반영하여 구조설계 관련정보를 일원화시키고, 각 단계별 개별적인 독립작업이 아닌 연계된 흐름작업으로 설계와 검증과 선급 검토를 수행하도록 하는, 3D캐드기반 구조설계 선급승인 프로세스에 관한 것이다.
통상, 선박설계는 선박수주를 위한 영업설계, 선형설계와 기본계획과 구조기본설계로 이루어진 기본설계, 및 구조상세설계 단계로 구성되고, 구조기본설계단계에서는 중앙횡단면도(midship section)와 격벽(bulkhead)과 외판 전개도(shell expansion) 등의 키 플랜(key plan)인 주요 구조도면을 디자인하고, 구조상세설계단계에서는 키 플랜을 바탕으로 선체 전체의 구조도면을 디자인한다.
구조도면의 디자인시에, 선급 규정을 충족해야 하고, 선급승인절차를 통해서 각 도면의 승인을 받아야 한다.
예컨대, 도 1에 예시된 바와 같이, 구조기본설계단계에서는, 의장정보와 선급규정 등에 따라 2D 도면업무를 진행하고(S11), 승인시점에 맞춰 선급에 2D 도면에 대한 승인을 요청한다.
이후, 구조강도검증을 수행하여(S12) 선급 룰을 충족할 경우 구조상세설계단계에서 해당 도면을 참조하여 2D 도면업무를 진행하고(S14), 선급 룰을 충족하지 못한 경우 2D 도면에 피드백하여 피드백 사항을 바탕으로 FE해석(Finite Element Analysis; FEA), 룰 체크(rule check) 등을 통해 구조강도를 재검토하여(S13) 2D 도면을 업데이트하되(S11), 선급 승인완료가 이루어질 때까지 앞선 과정을 반복하게 된다.
이후, 앞서 선급 승인완료된 구조기본설계의 키 플랜을 바탕으로 의장정보, 선급 규정 등에 따라 선체 전구역 2D 도면업무를 진행하고(S14), 구조강도검증을 수행하여(S15) 선급 룰을 충족할 경우 구조생산설계를 수행하고(S17), 선급 룰을 충족하지 못한 경우 2D 도면에 피드백하여 피드백 사항을 바탕으로 FE해석, 룰 체크 등을 통해 구조강도를 재검토하여(S16) 2D 도면을 업데이트하되(S14), 선급 승인완료가 이루어질 때까지 앞선 과정을 반복하게 된다.
이에, 구조설계 관련 정보가 일원화되지 못해 구조기본설계와 구조상세설계 간 정보가 이원화되어 각 부서별 중복작업이 불가피하게 요구되고, 각 단계별로 독립적으로 수행되고 피드백 사항에 따라 반복적으로 수행하는 비효율적인 측면이 있으며, 선급 승인용 도면 작업을 추가로 수행하여 승인 절차가 복잡하고, 해당 담당자의 수기 오류 등의 인적실수에 의한 피드백 정보의 오류와 누락 가능성으로 인해 승인 절차가 지체되는 문제점이 있다.
한국 등록특허공보 제1919572호 (초기 의장 설계용 3차원 모델 생성 방법 및 그 장치. 20181112) 한국 등록특허공보 제1115152호(선박 건조 시 연간 생산계획 수립 방법. 20120213) 한국 공개특허공보 제2013-0119559호(선박 부재의 조립 트리 모델링 시스템 및 방법. 20131101)
본 발명의 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는, 3D캐드기반 단일 설계통합DB에 선급 검토 결과를 반영하여 구조설계 관련정보를 일원화시키고, 각 단계별 개별적인 독립작업이 아닌 연계된 흐름작업으로 설계와 검증과 선급 검토를 수행하도록 하는, 3D캐드기반 구조설계 선급승인 프로세스를 제공하는 데 있다.
전술한 목적을 달성하고자, 본 발명은, 선박생산을 위한 영업설계정보와 기본설계정보와 구조상세설계정보를 통합하여 3D캐드 소프트웨어기반으로 단일 설계통합DB를 구축하는 단계; 상기 단일 설계통합DB를 바탕으로 선체에 대한 3D 모델을 형상 모델링하는 단계; 상기 3D 모델에 대한 검증을 수행하는 단계; 상기 단일 설계통합DB로부터 선급 승인용 정보를 추출하는 단계; 선급이 상기 단일 설계통합DB의 상기 선급 승인용 정보에 접근하여 검토에 따른 피드백 또는 승인을 수행하는 단계; 및 상기 피드백의 선급 검토 결과에 따라 상기 단일 설계통합DB를 업데이트하는 단계;를 포함하는, 3D캐드기반 구조설계 선급승인 프로세스를 제공한다.
또한, 상기 선급 승인용 정보는 상기 기본설계정보의 구조기본설계정보 및 상기 구조상세설계정보로부터 추출되는 속성 및 구획정보 중 어느 하나 이상일 수 있다.
또한, 상기 검증은, 선급 룰을 통한 구조강도검증, 의장품과 구조간의 간섭확인, 중량 및 자재비검증, 및 도장면적산출 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 구조강도검증에 필요한 정보가 상기 단일 설계통합DB에 입력되고, 상기 구조강도검증은 로컬 스캔틀링, 초기전선해석, 및 선수미와 중앙부 홀드 해석 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 영업설계정보는 초기구획정보, 선형정보, 중량정보, 주요치수, 흘수, 용량 및 배수량 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 기본설계정보는 트림 및 복원력정보 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 구조상세설계정보는 화물창구역 중심의 구조형상, 구조위치, 두께정보, 재질정보, 용접각목정보 및 개구정보 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 단일 설계통합DB의 상기 선급 승인용 정보에 대한 검토를 위한 제한적 접근권한이 상기 선급에 부여될 수 있다.
또한, 상기 선급이 상기 단일 설계통합DB에 접속하여 검토에 따른 피드백 또는 승인을 수행할 수 있다.
또한, 의장정보를 입력하는 단계를 더 포함하여, 상기 3D 모델을 형상 모델링할 수 있다.
또한, 타부서 피드백 사항을 반영하는 단계를 더 포함하여, 상기 3D 모델을 형상 모델링할 수 있다.
본 발명에 의하면, 3D캐드기반 단일 설계통합DB에 선급 검토 결과를 반영하여 구조설계 관련정보를 일원화시키고, 각 단계별 개별적인 독립작업이 아닌 연계된 흐름작업으로 설계와 검증과 선급 검토를 수행하도록 하고, 설계통합DB를 통한 선급 승인을 진행하여 선급 승인업무를 위한 설계도면 작성업무를 생략할 수 있고, 설계통합DB로 선급 피드백이 직접 반영되어 해당 담당자의 수기 오류 등의 인적실수에 의한 피드백 정보의 오류와 누락을 원천적으로 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 의한 구조설계 및 구조강도검증 과정을 예시한 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 3D캐드기반 구조설계 선급승인 프로세스의 흐름도를 도시한 것이다.
도 3은 도 2의 3D캐드기반 구조설계 선급승인 프로세스의 단일 설계통합DB의 구축 과정을 도시한 것이다.
도 4는 도 2의 3D캐드기반 구조설계 선급승인 프로세스를 도식화하여 예시한 것이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명의 실시예에 의한 3D캐드기반 구조설계 선급승인 프로세스는, 선박생산을 위한 영업설계정보와 기본설계정보와 구조상세설계정보를 통합하여 3D캐드 소프트웨어기반으로 단일 설계통합DB(100)를 구축하는 단계(S110)와, 단일 설계통합DB(100)를 바탕으로 선체에 대한 3D 모델을 형상 모델링하는 단계(S120)와, 3D 모델에 대한 검증을 수행하는 단계(S130)와, 단일 설계통합DB(100)로부터 선급 승인용 정보를 추출하는 단계(S140)와, 선급이 단일 설계통합DB(100)의 선급 승인용 정보에 접근하여 검토에 따른 피드백 또는 승인을 수행하는 단계(S150)와, 피드백의 선급 검토 결과에 따라 단일 설계통합DB(100)를 업데이트하는 단계(S160)를 포함하여, 구조설계 관련정보를 일원화시키고, 각 단계를 연계하여 흐름작업으로 설계를 진행하는 것을 요지로 한다.
이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여, 전술한 구성의 3D캐드기반 구조설계 선급승인 프로세스를 구체적으로 상술하면 다음과 같다.
우선, 단일 설계통합DB 구축 단계(S110)에서는, 선박생산을 위한 영업설계정보와 기본설계정보와 구조상세설계정보를 통합하여 3D캐드 소프트웨어기반으로 단일 설계통합DB(100)를 구축한다.
이에, 영업설계와 기본설계와 구조상세설계의 해당 부서간 단일 설계통합DB(100)를 통해 구조 정보를 공유하여서, 정보의 중복입력에 의한 오류를 방지하고, 상위 설계정보는 하위 설계정보와 연계하여 설계통합DB로 통합하여 입력될 수 있다.
예컨대, 본 출원인에 의해 선행 출원된 특허출원 제10-2018-0158912호를 참조할 수 있으며, 3D캐드 소프트웨어기반으로, 순차적으로, 영업설계정보를 단일 설계통합DB(100)에 입력하여 저장하며, 후속하여, 앞서 입력된 영업설계정보와 연계하여 기본설계정보를 단일 설계통합DB(100)로 입력하여 저장하고, 후속하여, 앞서 입력된 기본설계정보와 연계하여 구조상세설계정보를 단일 설계통합DB(100)로 입력하여 저장하여서, 상호 독립적 설계작업이 아닌 연계된 일종의 흐름작업으로 설계업무를 진행하도록 한다.
즉, 영업설계정보가 입력된 DB에 기본설계정보를 추가로 입력하고, 기본설계정보가 입력된 DB에 구조상세설계정보를 추가로 입력하여, 단일 설계통합DB(100)를 구축하여서, 상위 설계정보인 구조상세설계정보 또는 기본설계정보의 입력시 또는 수정시, 하위 설계정보인 기본설계정보 또는 영업설계정보는 연계되어 입력되거나 수정되도록 함으로써, 중복 설계작업시수를 제거하고 별도의 2D 도면작업없이 데이터베이스화된 해당설계정보를 하위부서로 전송할 수 있다.
여기서, 도 3에 도시된 바와 같이, 영업설계정보는 초기구획정보와 선형정보와 중량정보와 주요치수(main dimension)와 흘수와 용량과 배수량 등을 포함하며, 기본설계정보는 트림(trim)(선수흘수와 선미흘수의 차이)과 복원력(stability)정보 등을 포함하고, 구조상세설계정보는 화물창구역 중심의 구조형상과 구조위치와 두께정보와 재질정보와 용접각목정보와 개구정보 등을 포함하여, 단일 설계통합DB(100)에 저장되나, 이에 한정되는 것은 아니며 각 설계정보별 필요 정보가 선택적으로 추가되거나 삭제될 수 있다.
한편, 유사선의 수주시에, 단일 설계통합DB(100)로부터 유사선의 해당 설계정보를 추출하여 선주요구조건에 해당하는 주요 파라미터를 수정하여 해당 유사선에 대한 단일 설계통합DB를 구축하여 설계시수를 줄이고, 수주경쟁력을 강화할 수도 있다.
다음, 3D 모델 형상 모델링 단계(S120)에서는, 단일 설계통합DB(100)를 바탕으로 선체에 대한 3D 모델을 형상 모델링한다.
다음, 검증 수행 단계(S130)에서는, 단일 설계통합DB(100)로부터 해당 정보를 추출하여 3D 모델에 대한 검증을 수행한다.
즉, 단일 설계통합DB(100)를 검증하는 단계로서, 3D 모델에 대한 검증은, 선급 룰을 통한 구조강도검증, 의장품과 구조간의 간섭확인, 중량 및 자재비검증, 및 도장면적산출 등을 포함할 수 있다.
여기서, 구조기본설계 담당자와 구조상세설계 담당자가 구조강도검증에 필요한 정보를 단일 설계통합DB(100)에 각각 입력하고, 이후 구조강도검증은 3D캐드 소프트웨어에 포함된 각 선급 룰을 바탕으로 계산하고, 선체구조에 대한 파랑과 화물과 밸러스팅 탱크에 의한 외력을 견디는데 필요한 강도를 유지하는지 판단하는 로컬 스캔틀링(local scantling)과, 구조해석 및 피로해석을 위한 FE해석(Finite Element analysis; FEA) 모델을 통한 초기전선해석(full ship analysis)과, 선수미 및 중앙부 홀드 해석 등으로 수행될 수 있다.
다음, 선급 승인용 정보 추출 단계(S140)에서는, 단일 설계통합DB(100)로부터 선급 승인용 정보를 추출하고, 선급으로 해당 구조에 대한 승인요청을 수행한다.
여기서, 선급 승인용 정보는 기본설계정보의 구조기본설계정보 및 구조상세설계정보로부터 별도로 추출되는 속성(property) 및 구획정보 등일 수 있다.
다음, 피드백 또는 승인 수행 단계(S150)에서는, 승인요청된 선급이 단일 설계통합DB(100)으로부터 추출된 선급 승인용 정보에 접근하여, 검토에 따른 선급 승인용 정보에 대한 피드백 또는 최종 승인을 수행한다.
여기서, 선급에 단일 설계통합DB(100)의 선급 승인용 정보에 대한 검토를 위한 제한적 접근권한이 부여되고, 선급이 부여된 접근권한에 따라 단일 설계통합DB(100)에 직접적으로 접속하여 검토에 따른 피드백 또는 최종 승인을 수행할 수 있도록 한다.
이에, 선급 승인용 정보가 포함된 단일 설계통합DB(100)를 선급으로 전달하지 않고, 단일 설계통합DB(100)로의 선급 승인업무를 위한 제한적 접근권한만을 부여하도록 하여서, 설계도면이 아닌 설계통합DB를 통한 선급 승인을 진행하여 선급 승인업무를 위한 설계도면 작성업무를 생략할 수 있고, 설계통합DB로 선급 피드백이 직접 반영되어 해당 담당자의 수기 오류 등의 인적실수에 의한 피드백 정보의 오류와 누락을 원천적으로 방지할 수 있다.
다음, 단일 설계통합DB 업데이트 단계(S160)에서는, 구조기본설계 담당자와 구조상세설계 담당자가 선급 검토 결과에 따른 피드백 사항을 반영하여 단일 설계통합DB(100)를 업데이트한다.
다음, 의정정보 입력 단계(S170)에서는, 의장정보를 입력하여 의장용 구조모델을 반영하여 3D 모델 형상 모델링을 수행하도록 하고(S120), 의장품 배치를 통한 의장품과 구조간의 간섭을 확인하며, 중량을 추출하여 최종중량추출을 통한 중량관리 및 자재비검증을 수행하며, 도장면적을 계산하여 생산단계에서 활용하도록 하고, 선주/선급용 뷰모델(view model)을 제공할 수 있다.
다음, 타부서 피드백 사항 반영 단계(S180)에서는, 타부서의 피드백정보를 반영하여 선체형상을 3D 모델 형상 모델링을 수행하도록 한다(S120).
추후, 구조강도검증과, 선급 검토에 따른 최종 승인과, 의장정보 입력과 타부서 피드백 사항 반영에 의해 최종적으로 구축된 단일 설계통합DB(100)를 구조생산설계에 활용가능한 구조모델링DB로 제공하도록 한다(S190).
따라서, 전술한 바와 같은 3D캐드기반 구조설계 선급승인 프로세스에 의해서, 3D캐드기반 단일 설계통합DB에 선급 검토 결과를 반영하여 구조설계 관련정보를 일원화시키고, 각 단계별 개별적인 독립작업이 아닌 연계된 흐름작업으로 설계와 검증과 선급 검토를 수행하도록 하고, 설계통합DB를 통한 선급 승인을 진행하여 선급 승인업무를 위한 설계도면 작성업무를 생략할 수 있고, 설계통합DB로 선급 피드백이 직접 반영되어 해당 담당자의 수기 오류 등의 인적실수에 의한 피드백 정보의 오류와 누락을 원천적으로 방지할 수 있다.
이상, 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참조하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명과 균등한 범위에 속하는 다양한 변형예 또는 다른 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호범위는 이어지는 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
100 : 단일 설계통합DB
S110 : 단일 설계통합DB 구축 단계
S120 : 3D 모델 형상 모델링 단계
S130 : 검증 수행 단계
S140 : 선급 승인용 정보 추출 단계
S150 : 피드백 또는 승인 수행 단계
S160 : 단일 설계통합DB 업데이트 단계
S170 : 의정정보 입력 단계
S180 : 타부서 피드백 사항 반영 단계

Claims (11)

  1. 선박생산을 위한 영업설계정보와 기본설계정보와 구조상세설계정보를 통합하여 3D캐드 소프트웨어기반으로 단일 설계통합DB를 구축하는 단계;
    상기 단일 설계통합DB를 바탕으로 선체에 대한 3D 모델을 형상 모델링하는 단계;
    상기 3D 모델에 대한 검증을 수행하는 단계;
    상기 단일 설계통합DB로부터 선급 승인용 정보를 추출하는 단계;
    선급이 상기 단일 설계통합DB의 상기 선급 승인용 정보에 접근하여 검토에 따른 피드백 또는 승인을 수행하는 단계; 및
    상기 피드백의 선급 검토 결과에 따라 상기 단일 설계통합DB를 업데이트하는 단계;를 포함하는, 3D캐드기반 구조설계 선급승인 프로세스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 선급 승인용 정보는 상기 기본설계정보의 구조기본설계정보 및 상기 구조상세설계정보로부터 추출되는 속성 및 구획정보 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 3D캐드기반 구조설계 선급승인 프로세스.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 검증은, 선급 룰을 통한 구조강도검증, 의장품과 구조간의 간섭확인, 중량 및 자재비검증, 및 도장면적산출 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 3D캐드기반 구조설계 선급승인 프로세스.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 구조강도검증에 필요한 정보가 상기 단일 설계통합DB에 입력되고,
    상기 구조강도검증은 로컬 스캔틀링, 초기전선해석, 및 선수미와 중앙부 홀드 해석 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 3D캐드기반 구조설계 선급승인 프로세스.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 영업설계정보는 초기구획정보, 선형정보, 중량정보, 주요치수, 흘수, 용량 및 배수량 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 3D캐드기반 구조설계 선급승인 프로세스.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 기본설계정보는 트림 및 복원력정보 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 3D캐드기반 구조설계 선급승인 프로세스.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 구조상세설계정보는 화물창구역 중심의 구조형상, 구조위치, 두께정보, 재질정보, 용접각목정보 및 개구정보 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 3D캐드기반 구조설계 선급승인 프로세스.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 단일 설계통합DB의 상기 선급 승인용 정보에 대한 검토를 위한 제한적 접근권한이 상기 선급에 부여되는 것을 특징으로 하는, 3D캐드기반 구조설계 선급승인 프로세스.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 선급이 상기 단일 설계통합DB에 접속하여 검토에 따른 피드백 또는 승인을 수행하는 것을 특징으로 하는, 3D캐드기반 구조설계 선급승인 프로세스.
  10. 제 1 항에 있어서,
    의장정보를 입력하는 단계를 더 포함하여, 상기 3D 모델을 형상 모델링하는 것을 특징으로 하는, 3D캐드기반 구조설계 선급승인 프로세스.
  11. 제 10 항에 있어서,
    타부서 피드백 사항을 반영하는 단계를 더 포함하여, 상기 3D 모델을 형상 모델링하는 것을 특징으로 하는, 3D캐드기반 구조설계 선급승인 프로세스.
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