KR20240015773A - A Method Of Performing Reverse Engineering Simulation Of Marine Polluted Water Treatment System Using Digital Twin - Google Patents
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Abstract
본 발명은 디지털트윈을 이용한 해양오염수 처리 시스템의 역설계 시뮬레이션 진행 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하이드로사이클론(Hydrocyclone)과 가스부유식 유수분리기(CFU: Compact Flotation Unit)를 이용한 해양오염수 처리 시스템에서 하이드로사이클론과 유수분리기를 디지털트윈을 이용하여 역설계 시뮬레이션을 통하여 해당 선박에 최적화된 장비가 구비될 수 있도록 하는 디지털트윈을 이용한 해양오염수 처리 시스템의 역설계 시뮬레이션 진행 방법을 제안한다.The present invention relates to a reverse engineering simulation method of a marine polluted water treatment system using a digital twin, and more specifically, to the treatment of marine polluted water using a hydrocyclone and a gas floating oil-water separator (CFU: Compact Flotation Unit). We propose a reverse engineering simulation method for a marine polluted water treatment system using a digital twin to ensure that the vessel is equipped with optimized equipment through reverse engineering simulation of the hydrocyclone and oil-water separator in the system using digital twin.
Description
본 발명은 디지털트윈을 이용한 해양오염수 처리 시스템의 역설계 시뮬레이션 진행 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하이드로사이클론(Hydrocyclone)과 가스부유식 유수분리기(CFU: Compact Flotation Unit)를 이용한 해양오염수 처리 시스템에서 하이드로사이클론과 유수분리기를 디지털트윈을 이용하여 역설계 시뮬레이션을 통하여 해당 선박에 최적화된 장비가 구비될 수 있도록 하는 디지털트윈을 이용한 해양오염수 처리 시스템의 역설계 시뮬레이션 진행 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a reverse engineering simulation method of a marine polluted water treatment system using a digital twin, and more specifically, to the treatment of marine polluted water using a hydrocyclone and a gas floating oil-water separator (CFU: Compact Flotation Unit). This is about a reverse engineering simulation method for a marine polluted water treatment system using a digital twin that allows the ship to be equipped with equipment optimized for the vessel through reverse engineering simulation of the hydrocyclone and oil-water separator in the system using digital twin.
근래에 들어 환경오염 중에서 특히, 수질 오염에 관한 심각한 문제가 대두됨에 따라 각국은 자국 영토 내의 각종 오폐수 및 인근 해안에서의 해양 오염수 처리에 관한 연구개발을 지속적으로 행하고 있는 실정이다.In recent years, as serious problems related to environmental pollution, especially water pollution, have emerged, each country is continuously conducting research and development on the treatment of various wastewater within its territory and marine polluted water from nearby coasts.
현재 운항 중인 선박은 해양 오염방지 협정(MARPOL)에 따라 오수를 오수처리설비(STP:Sewage Treatment Plant)를 통하여 처리한 후 해양으로 배출하거나 청소 또는 희석용 재활용하고 있다.Ships currently in operation treat sewage through a sewage treatment plant (STP: Sewage Treatment Plant) in accordance with the Marine Pollution Prevention Agreement (MARPOL) and then discharge it into the sea or recycle it for cleaning or dilution.
이렇게 선박에서의 오수 및 폐수를 처리하기 위해서는 오수처리설비(STP)와 그 오수처리설비를 거쳐 처리된 처리수를 저장하는 처리수 저장탱크를 포함한다.In order to treat sewage and wastewater from ships, a sewage treatment plant (STP) and a treated water storage tank that stores the water treated through the sewage treatment plant are included.
선박에서 많은 양의 오수를 처리하기 위한 설비인 저장탱크 자체가 대형화되어야 함은 물론 해양으로 배출되는 경우 해양오염 또한 심각한 상태에 이르렀다.Not only does the storage tank itself, which is a facility for processing large amounts of sewage from ships, have to be enlarged, but marine pollution has also reached a serious state when it is discharged into the sea.
또한, 국내 방제선은 대부분 500톤 미만이고 방제 장비는 유회수기/오일붐(Oil Skimmer/유흡착제)과 강체형 스위핑 암이 탑재되어 있지만, 미세오일 처리시스템(유수 분리기)은 탑재되어 있지 않다.In addition, most domestic pest control ships are less than 500 tons, and the control equipment is equipped with a skimmer/oil boom (oil skimmer/oil adsorbent) and a rigid sweeping arm, but is not equipped with a fine oil treatment system (oil water separator).
이처럼 유수분리기가 탑재되어 있지 않는 경우, 일반적인 방제작업 이후 해수에 남아 있는 미세오일은 제거되지 못하고 결국 해저에 가라앉게 되어 영구적인 해양 오염을 유발하는 문제점이 있었다.In cases where an oil-water separator is not installed, the fine oil remaining in the seawater after general cleaning operations cannot be removed and eventually settles to the seabed, causing permanent marine pollution.
따라서 미세오일을 포함한 방제 작업을 통해 해양생태계, 자연환경, 지역사회 주민들의 피해를 최소화할 수 있는 방제선용 미세오일 처리시스템 개발 및 탑재가 시급하다.Therefore, it is urgent to develop and install a fine oil treatment system for response ships that can minimize damage to the marine ecosystem, natural environment, and local community residents through pest control work involving fine oil.
현재 오일을 분리하는 기술로서 원심분리장치가 널리 사용되고 있으나 오일 입자를 10㎛ 이상으로 충분히 성장시키기 위한 중력 침강 챔버(Chamber)를 전단에 사용하고 있어 처리 속도가 느리고 대부분 대용량에 적용되며, 이동이 어려운 문제점이 있었다.Currently, centrifugal separators are widely used as a technology to separate oil, but a gravity sedimentation chamber is used for shearing to sufficiently grow oil particles to 10㎛ or more, so the processing speed is slow and is mostly applied to large volumes, making it difficult to move. There was a problem.
또한, 디지털 트윈(Digital Twin)은 컴퓨터에 현실 속 사물의 쌍둥이를 만들고, 현실에서 발생할 수 있는 상황을 컴퓨터로 시뮬레이션 함으로써 현실 자산의 특성에 대한 정확한 정보를 얻기 위한 기술을 말한다.In addition, Digital Twin refers to a technology for obtaining accurate information about the characteristics of real assets by creating twins of objects in reality on a computer and simulating situations that may occur in reality on a computer.
현실 자산의 각종 상태, 생산성, 동작 시나리오 등을 알 수 있으므로 여러 산업들의 생산, 서비스 등 전반에 걸쳐 효율을 향상시킬 수 있으므로 최근 주목받고 있다.It has recently been attracting attention because it can improve efficiency across production and services in various industries by providing information on the various states, productivity, and operation scenarios of real assets.
디지털 트윈은 복제품을 만든다는 점에서 디지털 목업(mockup)과 비슷하다.A digital twin is similar to a digital mockup in that it creates a replica.
하지만 제품 설계가 완성되고 생산 및 판매가 이뤄지는 시점에서 쓸모가 없어지는 목업과는 달리, 디지털 트윈은 제품이 완성된 이후에도 계속 유지되며, 수집한 상태 데이터를 제품 사용자에게 제공할 수 있다는 점에서 큰 차이점을 가진다.However, unlike mockups, which become useless once the product design is complete and production and sales take place, a digital twin continues to be maintained even after the product is completed, and the main difference is that the collected status data can be provided to product users. have
이러한 디지털 트윈의 장점으로 인해 산업 전반에는 디지털 트윈을 이용한 다양한 프로세스 및 관련 기술을 개발하고 있다. 그러나 아직 디지털 트윈은 초기 아이디어 단계에서 연구가 머물고 있는 실정이며 산업에 실제 적용하기 위한 기술 개발이나 적용이 미비한 실정이다.Due to these advantages of digital twins, various processes and related technologies using digital twins are being developed across industries. However, research on digital twins is still in the early idea stage, and the development or application of technology for actual application to industry is insufficient.
본 발명의 목적은 디지털트윈을 이용하여 해양오염수 처리 시스템이 구비되는 선박에 하이드로사이클론(Hydro-cyclone)과 가스부유식 유수분리기(CFU: Compact Flotation Unit)를 역설계 시뮬레이션을 진행하여 선박에 대응되어 최적화된 해양오염수 처리 시스템을 설계할 수 있는 디지털트윈을 이용한 해양오염수 처리 시스템의 역설계 시뮬레이션 진행 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The purpose of the present invention is to conduct reverse engineering simulation of a hydrocyclone and a gas floating oil-water separator (CFU: Compact Flotation Unit) on a ship equipped with a marine polluted water treatment system using a digital twin to respond to the ship. The purpose is to provide a reverse engineering simulation method for a marine polluted water treatment system using a digital twin that can design an optimized marine polluted water treatment system.
본 발명에 따른 디지털트윈을 이용한 해양오염수 처리시스템의 역설계 방법은, 실제 선박의 설계 도면을 통해 선박 모델링부에서 3D 모델링을 수행하는 선박 모델링 단계; 상기 선박 모델링 단계를 통해 모델링된 선박 모델링에 대응되는 하이드로사이클론 장비 또는 유수분리기 중 역설계 대상을 선정하는 선정 단계; 상기 선정 단계를 통해 선정된 역설계 대상의 하이드로사이클론 장비 및 유수분리기에 대한 3D 모델링을 수행하고 상기 선박 모델링 단계에서 모델링된 선박 데이터와 하이드로사이클론 장비 및 유수분리기 모델링 데이터를 디지털트윈을 이용하여 시뮬레이션을 수행하는 시뮬레이션 단계; 상기 시뮬레이션 단계를 통해 선박 모델링 데이터에 대한 복수의 하이드로사이클론 장비 및 복수의 유수분리기에 대한 해양오염수의 처리 성능에 대한 설정값을 만족하는지 여부를 검증하는 성능 검증 단계; 및 상기 성능 검증 단계를 통해 검증된 하이드로사이클론 장비 및 유수분리기를 상기 선박에 적용하도록 역설계를 진행하는 역설계 단계를 포함할 수 있다.The reverse engineering method of a marine polluted water treatment system using a digital twin according to the present invention includes a ship modeling step of performing 3D modeling in a ship modeling unit using design drawings of an actual ship; A selection step of selecting a reverse engineering target among hydrocyclone equipment or oil-water separator corresponding to the ship modeling modeled through the ship modeling step; 3D modeling is performed on the hydrocyclone equipment and oil-water separator selected through the above-mentioned selection stage, and the ship data modeled in the ship modeling stage and the hydrocyclone equipment and oil-water separator modeling data are simulated using digital twin. Simulation steps to perform; A performance verification step of verifying whether the set values for the treatment performance of marine polluted water for a plurality of hydrocyclones equipment and a plurality of oil-water separators for the ship modeling data are satisfied through the simulation step; And it may include a reverse engineering step of performing reverse engineering to apply the hydrocyclone equipment and oil-water separator verified through the performance verification step to the ship.
바람직하게는, 상기 역설계 단계 이후에, 상기 역설계 단계를 통해 설계 완성된 해양오염수 처리 시스템을 선급에 승인 받아 적용하는 적용 단계를 더 포함할 수 있다.Preferably, after the reverse engineering step, an application step may be further included in which the marine polluted water treatment system designed and completed through the reverse engineering step is approved by the classification society and applied.
또한 바람직하게는, 상기 시뮬레이션 단계는, 선정 단계를 통해 선정된 임의의 하이드로사이클론 장비 및 유수분리기에 대한 3D 모델링을 수행하거나, 해양오염수 처리 시스템의 데이터베이스에 저장된 하이드로사이클론 장비 및 유수분리기의 3D 모델링 데이터 중 어느 하나를 선정하여 선박 모델링부에서 수신된 선박 3D 데이터와 디지털트윈을 이용하여 시뮬레이션을 진행할 수 있다.Also preferably, the simulation step performs 3D modeling of any hydrocyclone equipment and oil-water separator selected through the selection step, or 3D modeling of the hydrocyclone equipment and oil-water separator stored in the database of the marine polluted water treatment system. You can select any one of the data and conduct a simulation using the ship 3D data and digital twin received from the ship modeling department.
또한 바람직하게는, 상기 성능 검증 단계는, 하이드로사이클론 장비의 성능을 검증 후 순차적으로 유수분리기 성능을 검증하도록 하여 실제 해양오염수 처리시스템의 처리 과정에 따른 성능을 검증할 수 있다.Also preferably, in the performance verification step, the performance of the oil-water separator is sequentially verified after verifying the performance of the hydrocyclone equipment, so that the performance according to the treatment process of the actual marine polluted water treatment system can be verified.
또한 바람직하게는, 상기 역설계 단계는, 상기 하이드로사이클론 장비의 역설계 진행 후 유수분리기를 역설계 진행하도록 하며; 상기 하이드로사이클론 장비에 대한 해양오염수 처리 용량 및 오일분리 성능에 따라 유수분리기의 해양오염수 처리 용량 및 오일분리 성능을 설정하여 역설계할 수 있다.Also preferably, in the reverse engineering step, reverse engineering the oil-water separator is performed after reverse engineering the hydrocyclone equipment; Depending on the marine polluted water treatment capacity and oil separation performance of the hydrocyclone equipment, the marine polluted water treatment capacity and oil separation performance of the oil-water separator can be set and reverse engineered.
또한 바람직하게는, 상기 성능 검증 단계에서 해양오염수의 처리 성능에 대한 설정값은, 오일 분리 처리 유량, 오일 분리 효율, 처리수 오일 함유량, 시스템 통과 후 오일 함유량, 시스템 통과 후 오일 입자 크기, 선박 운동 성능 중 적어도 하나 또는 모두의 설정값을 만족하도록 설정할 수 있다.Also preferably, the set values for the treatment performance of marine polluted water in the performance verification step are oil separation treatment flow rate, oil separation efficiency, oil content of treated water, oil content after passing through the system, oil particle size after passing through the system, and ship. It can be set to satisfy at least one or all of the exercise performance settings.
또한 바람직하게는, 상기 성능 검증 단계에서, 설정값을 만족하는 경우 역설계 단계로 진행되며; 설정값을 만족하지 않는 경우 설정값을 만족할때까지 하이드로사이클론 장비 및 유수분리기 모델링을 새롭게 선정 또는 수행하여 반복하여 수정하는 수정 단계를 더 포함할 수 있다.Also preferably, in the performance verification step, if the set value is satisfied, the reverse engineering step is performed; If the set value is not satisfied, a correction step may be further included in which the hydrocyclone equipment and oil-water separator modeling is newly selected or performed and repeatedly modified until the set value is satisfied.
본 발명에 따르면 디지털트윈을 이용하여 해양오염수 처리 시스템이 구비되는 선박에 하이드로사이클론(Hydro-cyclone)과 가스부유식 유수분리기(CFU: Compact Flotation Unit)를 역설계 시뮬레이션을 진행하여 선박에 대응되어 해양오염수 처리 성능을 만족하는 최적화된 크기 및 형태의 해양오염수 처리 시스템을 설계할 수 있는 효과를 가진다.According to the present invention, a hydrocyclone and a gas floating oil-water separator (CFU: Compact Flotation Unit) are reverse engineered and simulated on a ship equipped with a marine polluted water treatment system using a digital twin to correspond to the ship. It has the effect of designing a marine polluted water treatment system of an optimized size and shape that satisfies marine polluted water treatment performance.
도 1은 본 발명에 따른 디지털 트윈을 이용한 해양오염수 처리 시스템의 역설계를 위한 시뮬레이션 시스템의 블록 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 디지털트윈을 이용한 해양오염수 처리 시스템의 역설계 시뮬레이션 진행 방법을 나타내는 순서도이다.
도 3은 본 발명에 따른 해양오염수 처리 시스템이 선박에 적용된 상태를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 해양오염수 처리 시스템에서 하이드로사이클론을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 해양오염수 처리 시스템에서 가스부유식 유수분리기(CFU)을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 디지털트윈을 이용한 해양오염수 처리 시스템의 역설계를 과정을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 디지털 트윈을 이용한 해양오염수 처리 시스템의 역설계를 위한 시뮬레이션 단계의 예시를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 디지털 트윈을 이용한 해양오염수 처리 시스템의 역설계 단계의 예시를 나타내는 도면이다.Figure 1 is a block diagram of a simulation system for reverse engineering of a marine polluted water treatment system using a digital twin according to the present invention.
Figure 2 is a flowchart showing a reverse engineering simulation method of a marine polluted water treatment system using a digital twin according to the present invention.
Figure 3 is a diagram showing the marine polluted water treatment system according to the present invention applied to a ship.
Figure 4 is a diagram showing a hydrocyclone in the marine polluted water treatment system according to the present invention.
Figure 5 is a diagram showing a gas floating oil-water separator (CFU) in the marine polluted water treatment system according to the present invention.
Figure 6 is a diagram showing the reverse engineering process of a marine polluted water treatment system using a digital twin according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a diagram showing an example of a simulation step for reverse engineering of a marine polluted water treatment system using a digital twin according to the present invention.
Figure 8 is a diagram showing an example of the reverse engineering step of a marine polluted water treatment system using a digital twin according to the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.The advantages and features of the present invention and how to achieve it will become clear by referring to the embodiments described in detail below along with the accompanying drawings.
그러나 본 발명은 이하에 개시되는 실시예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and will be implemented in various different forms, but the present embodiments only serve to ensure that the disclosure of the present invention is complete and are within the scope of common knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우, 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.Additionally, in describing the present invention, if it is determined that related known techniques may obscure the gist of the present invention, detailed description thereof will be omitted.
도 1은 본 발명에 따른 디지털 트윈을 이용한 해양오염수 처리 시스템의 역설계 시뮬레이션을 위한 역설계 시스템의 블록 개념도이고, 도 2는 본 발명에 따른 디지털트윈을 이용한 해양오염수 처리 시스템의 역설계 시뮬레이션 진행 방법을 나타내는 순서도이고, 도 3은 본 발명에 따른 해양오염수 처리 시스템이 선박에 적용된 상태를 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 해양오염수 처리 시스템에서 하이드로사이클론을 나타내는 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 해양오염수 처리 시스템에서 가스부유식 유수분리기(CFU)을 나타내는 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 디지털트윈을 이용한 해양오염수 처리 시스템의 역설계를 과정을 나타내는 도면이고, 도 7은 본 발명에 따른 디지털 트윈을 이용한 해양오염수 처리 시스템의 역설계를 위한 시뮬레이션 단계의 예시를 나타내는 도면이고, 도 8은 본 발명에 따른 디지털 트윈을 이용한 해양오염수 처리 시스템의 역설계 단계의 예시를 나타내는 도면이다.Figure 1 is a block conceptual diagram of a reverse engineering system for reverse engineering simulation of a marine polluted water treatment system using a digital twin according to the present invention, and Figure 2 is a reverse engineering simulation of a marine polluted water treatment system using a digital twin according to the present invention. It is a flowchart showing the proceeding method, Figure 3 is a diagram showing the state in which the marine polluted water treatment system according to the present invention is applied to a ship, Figure 4 is a drawing showing a hydrocyclone in the marine polluted water treatment system according to the present invention, Figure 5 is a diagram showing a gas floating oil-water separator (CFU) in the marine polluted water treatment system according to the present invention, and Figure 6 shows the reverse engineering process of the marine polluted water treatment system using a digital twin according to an embodiment of the present invention. Figure 7 is a diagram showing an example of a simulation step for reverse engineering of a marine polluted water treatment system using a digital twin according to the present invention, and Figure 8 is a marine polluted water treatment system using a digital twin according to the present invention. This is a diagram showing an example of the reverse engineering step.
도 1 내지 도 8을 참조하면, 본 발명은 디지털트윈을 이용한 해양오염수 처리시스템의 역설계 방법에 관한 것으로, 도 1에서는 디지털트윈을 이용한 해양오염수 처리 시스템의 역설계 시뮬레이션 시스템의 블록 개념도를 개시하고 있다.Referring to FIGS. 1 to 8, the present invention relates to a reverse engineering method of a marine polluted water treatment system using a digital twin. In FIG. 1, a block conceptual diagram of a reverse engineering simulation system of a marine polluted water treatment system using a digital twin is shown. It is starting.
역설계 시스템(100)은 디지털트윈 서버(101)와 데이터베이스(102)와 성능 검증부(103) 및 설계부(104)를 포함할 수 있다.The reverse engineering system 100 may include a digital twin server 101, a database 102, a performance verification unit 103, and a design unit 104.
또한, 역설계 시스템(100)은 선박 모델링부(210)와 하이드로사이클론 모델링부(230) 및 유수분리기 모델링부(240)로부터 유, 무선 네트워크를 통해 데이터를 송수신할 수 있다.Additionally, the reverse engineering system 100 can transmit and receive data from the ship modeling unit 210, the hydrocyclone modeling unit 230, and the oil-water separator modeling unit 240 through wired and wireless networks.
도 2를 참조하여 본 발명에 따른 디지털트윈을 이용한 해양오염수 처리 시스템의 역설계 시뮬레이션 진행 방법을 나타내는 순서도를 살펴보면, 실제 선박을 모델링하는 선박 모델링 단계(S100)와 해양오염수 처리 시스템에서 역설계 대상을 선정하는 역설계 대상 선정 단계(S110)와 선박 모델링에 대응하는 해양오염수 처리시스템을 선정하여 디지털트윈을 통해 시뮬레이션 단계(S120)와 시뮬레이션 결과 해양오염수 처리 성능을 검증하는 성능 검증 단계(S130)와 성능 검증 완료 후 선박에 최적화된 해양오염수 처리 시스템을 역설계하는 역설계 단계(S150) 및 역설계 단계를 통해 설계된 해양오염수 처리 시스템을 선박에 적용하는 적용 단계(S160)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, a flowchart showing the reverse engineering simulation method of the marine polluted water treatment system using a digital twin according to the present invention is shown. The ship modeling step (S100) of modeling an actual ship and the reverse engineering in the marine polluted water treatment system are shown in Figure 2. A reverse engineering target selection step to select the target (S110), a simulation step (S120) to select a marine polluted water treatment system corresponding to ship modeling through digital twin, and a performance verification step to verify the marine polluted water treatment performance of the simulation results ( S130), a reverse engineering step (S150) of reverse engineering a marine polluted water treatment system optimized for ships after completing performance verification, and an application step (S160) of applying the marine polluted water treatment system designed through the reverse engineering step to ships. can do.
또한, 성능 검증 단계를 통해 설정값 만족여부를 판단 단계(S140)를 더 포함할 수 있다.In addition, a step (S140) of determining whether the set value is satisfied may be further included through the performance verification step.
보다 구체적으로는, 선박 모델링 단계(S100)는 실제 선박의 설계 도면을 통해 선박 모델링부에서 3D 모델링을 수행한다.More specifically, in the ship modeling step (S100), 3D modeling is performed in the ship modeling unit using design drawings of an actual ship.
선정 단계(S110)는, 선박 모델링 단계(S100)를 통해 모델링된 선박 모델링에 대응되는 하이드로사이클론 장비 또는 유수분리기 중 역설계 대상을 선정한다.In the selection step (S110), a reverse engineering target is selected from among the hydrocyclone equipment or oil-water separator corresponding to the ship modeling modeled through the ship modeling step (S100).
시뮬레이션 단계(S120)는, 선정 단계(S110)를 통해 선정된 역설계 대상의 하이드로사이클론 장비 및 유수분리기에 대한 3D 모델링을 수행하고 선박 모델링 단계(S100)에서 모델링된 선박 데이터와 하이드로사이클론 장비 및 유수분리기 모델링 데이터를 디지털트윈을 이용하여 시뮬레이션을 수행한다.In the simulation step (S120), 3D modeling is performed on the hydrocyclone equipment and oil-water separator of the reverse engineering target selected through the selection step (S110), and the ship data modeled in the ship modeling step (S100) and the hydrocyclone equipment and oil water Simulation is performed using the separator modeling data using digital twin.
성능 검증 단계(S130)는, 시뮬레이션 단계(S120)를 통해 선박 모델링 데이터에 대한 복수의 하이드로사이클론 장비 및 복수의 유수분리기에 대한 해양오염수의 처리 성능에 대하여 검증을 수행한다.In the performance verification step (S130), the processing performance of marine polluted water for a plurality of hydrocyclones equipment and a plurality of oil-water separators is verified for ship modeling data through a simulation step (S120).
성능 검증 단계(S130)에서 사용자가 설정한 설정값을 만족하는지 여부를 판단할 수 있는 설정값 만족여부 판단단계(S140)를 더 포함할 수 있으며, 설정값을 만족하는 경우 해양오염수 처리 시스템을 역설계 진행하는 역설계 단계(S150)로 진행되고, 설정값을 만족하지 않는 경우 설정값을 만족할때까지 하이드로사이클론 장비 및 유수분리기 모델링을 새롭게 선정하여 반복하여 수정하는 수정 단계(S145)를 포함할 수 있다.In the performance verification step (S130), a set value satisfaction determination step (S140) can be further included to determine whether the set value set by the user is satisfied. If the set value is satisfied, the marine polluted water treatment system is operated. It proceeds to the reverse engineering stage (S150), and if the set value is not satisfied, it includes a modification stage (S145) in which the hydrocyclone equipment and oil-water separator modeling is newly selected and repeatedly modified until the set value is satisfied. You can.
또한, 역설계 단계(S150)는, 성능 검증 단계(S130)를 통해 검증된 하이드로사이클론 장비 및 유수분리기를 상기 선박에 적용하도록 역설계를 진행하는 단계를 의미한다.In addition, the reverse engineering step (S150) refers to a step of reverse engineering to apply the hydrocyclone equipment and oil-water separator verified through the performance verification step (S130) to the ship.
역설계 단계(S150)를 통해 설계 완성된 해양오염수 처리 시스템을 선급에 승인 받아 실제 선박에 적용하는 적용 단계(S160)를 포함할 수 있다.It may include an application step (S160) in which the marine polluted water treatment system designed through the reverse engineering step (S150) is approved by the classification society and applied to an actual ship.
또한, 시뮬레이션 단계(S120)는, 선정 단계(S110)를 통해 선정된 임의의 하이드로사이클론 장비 및 유수분리기에 대한 3D 모델링을 수행하거나, 해양오염수 처리 시스템의 데이터베이스에 저장된 하이드로사이클론 장비 및 유수분리기의 3D 모델링 데이터 중 어느 하나를 선정하여 선박 모델링부에서 수신된 선박 3D 데이터와 디지털트윈을 이용하여 시뮬레이션을 진행할 수 있다.In addition, the simulation step (S120) performs 3D modeling on any hydrocyclone equipment and oil-water separator selected through the selection step (S110), or 3D modeling of the hydrocyclone equipment and oil-water separator stored in the database of the marine polluted water treatment system. You can select any one of the 3D modeling data and conduct a simulation using the ship 3D data and digital twin received from the ship modeling department.
또한, 성능 검증 단계(S130)는, 하이드로사이클론의 성능을 검증 후 순차적으로 유수분리기 성능을 검증하도록 하여 실제 해양오염수 처리시스템의 처리 과정(하이드론사이클론 장치에서 해양오염수를 처리한 이후에 유수 분리기에서 처리하는 과정)에 따른 성능을 검증할 수 있다.In addition, the performance verification step (S130) involves sequentially verifying the performance of the oil-water separator after verifying the performance of the hydrocyclone, so that the treatment process of the actual marine polluted water treatment system (oiled water after treating marine polluted water in the hydrocyclone device) The performance can be verified according to the processing process in the separator.
또한, 역설계 단계(S150)는, 하이드로사이클론의 역설계 진행 후 유수분리기를 역설계 진행하도록 하며, 하이드로사이클론에 대한 해양오염수 처리 용량 및 오일분리 성능에 따라 유수분리기의 해양오염수 처리 용량 및 오일분리 성능을 설정하여 역설계할 수 있다.In addition, in the reverse engineering step (S150), the oil-water separator is reverse-engineered after the reverse engineering of the hydrocyclone, and the marine polluted water treatment capacity and oil-water separator are determined according to the marine polluted water treatment capacity and oil separation performance of the hydrocyclone. It can be reverse engineered by setting the oil separation performance.
예를들어 하이드로사이클론의 처리 용량 70m3/hr, 오일분리성능 2,000ppm → 70ppmFor example, the hydrocyclone's treatment capacity is 70m3/hr, oil separation performance is 2,000ppm → 70ppm.
유수분리기의 처리 용량을 70m3/hr, 오일분리성능 70ppm → 15ppm 으로 처리하도록 처리 용량 및 오일분리 성능을 설정할 수 있다.The treatment capacity and oil separation performance can be set so that the treatment capacity of the oil-water separator is 70m3/hr and the oil separation performance is 70ppm → 15ppm.
따라서, 설정값을 각각 만족하도록 설정하여, 개별적으로 해양오염수 처리를 위한 역설계를 진행할 수 있다.Therefore, by setting each set value to satisfy each setting value, reverse engineering for marine polluted water treatment can be performed individually.
또한, 성능 검증 단계(S130)에서 해양오염수의 처리 성능에 대한 설정값은, 오일 분리 처리 유량(m3/hr), 오일 분리 효율(%), 처리수 오일 함유량(ppm), 시스템 통과 후 오일 함유량(ppm), 시스템 통과 후 오일 입자 크기(㎛), 선박 운동 성능 중 적어도 하나 또는 모두의 설정값을 만족하도록 설정할 수 있다.In addition, the set values for the treatment performance of marine polluted water in the performance verification step (S130) are oil separation treatment flow rate (m3/hr), oil separation efficiency (%), oil content in treated water (ppm), and oil content after passing through the system. It can be set to satisfy at least one or all of the set values of content (ppm), oil particle size (㎛) after passing through the system, and ship motion performance.
또한, 성능 검증 단계(S130)에서 설정값 만족여부 판단단계(S140)를 더 포함할 수 있으며, 설정값을 만족하는 경우 역설계 단계(S150)로 진행되며,In addition, the performance verification step (S130) may further include a determination step (S140) whether the set value is satisfied, and if the set value is satisfied, the process proceeds to the reverse engineering step (S150).
설정값을 만족하지 않는 경우 역설계 대상 선정 단계(S110)로 진행되어 설정값을 만족할때까지 하이드로사이클론 장비 및 유수분리기 모델링을 새롭게 선정하여 반복하여 수정할 수 있다.If the set value is not satisfied, the reverse engineering target selection step (S110) can be performed and the hydrocyclone equipment and oil-water separator modeling can be newly selected and repeatedly modified until the set value is satisfied.
따라서 본 발명에 따른 디지털트윈을 이용한 해양오염수 처리 시스템의 역설계 진행 방법에 따라 역설계된 해양오염수 처리시스템(120)을 도 3에 도시된 바와 같이,선박에 적용할 수 있으며,Therefore, the marine polluted water treatment system 120 reverse-engineered according to the reverse engineering method of the marine polluted water treatment system using a digital twin according to the present invention can be applied to ships, as shown in FIG. 3.
해양오염수 처리시스템을(120)을 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 해양오염수 처리 시스템(120)이 선박에 적용된 상태를 나타낸다.As shown in FIG. 3, the marine polluted water treatment system 120 according to the present invention is shown applied to a ship.
도 3(a)는 선박에 해양오염수 처리 시스템(120)이 적용된 상태를 나타내고, 도 3(b)는 디지털트윈을 이용한 해양오염수 처리 시스템의 역설계된 상태를 나타낸다.Figure 3(a) shows a state in which the marine polluted water treatment system 120 is applied to a ship, and Figure 3(b) shows a reverse engineered state of the marine polluted water treatment system using a digital twin.
도 4는 해양오염수 처리 시스템(120) 중 하이드로사이클론(130, Hydro-cyclone)을 나타낸다.Figure 4 shows a hydrocyclone (130, Hydro-cyclone) in the marine polluted water treatment system 120.
하이드로사이클론(130, Hydro-cyclone)은 유체의 회전운동에 의한 원심력으로 비중이 더 높은 물은 바깥쪽으로 밀고, 가벼운 오일은 Cone의 중심으로 모이게 함으로써 물과 오일을 분리시켜, 분리된 물을 외부로 배출하는 장치이다.Hydrocyclone (130, Hydro-cyclone) separates water and oil by using centrifugal force caused by the rotational movement of the fluid to push the water with higher specific gravity to the outside and collect the lighter oil to the center of the cone, sending the separated water to the outside. It is a discharge device.
물과 오일을 분리하는 하이드로사이클론은 두 유체의 비중 차이가 크지 않으면 오일이 물과 함께 에멀션 상태로 변하기 때문에 효율이 감소하는 경향이 있다.The efficiency of hydrocyclones that separate water and oil tends to decrease because the oil turns into an emulsion with water if the difference in specific gravity between the two fluids is not large.
하이드로사이클론은 미세오일 처리 시스템에서 일차 처리(Primary Separation)에 가장 일반적으로 쓰이며, 고농도의 고형 폐기물 슬러리를 발생시키는 단점이 있으나 15㎛ 이상의 입자를 제거하는데 적합하다.Hydrocyclones are most commonly used for primary separation in fine oil treatment systems. Although they have the disadvantage of generating a high concentration of solid waste slurry, they are suitable for removing particles larger than 15㎛.
오일 입자가 12~15㎛, Typical Effluent Quality 25~100㎎/L의 조건일 때 해상 상태와 관계없이 제거효율 85~95% 정도이다.When oil particles are 12 to 15㎛ and Typical Effluent Quality is 25 to 100 mg/L, the removal efficiency is approximately 85 to 95% regardless of sea conditions.
전체 수처리 과정 중 다양한 압력하에서도 적용 가능하며 설치공간의 최소화 및 고효율이 필요한 시스템으로서, 운영비용이 낮고 유지보수가 거의 필요 없는 장점이 있다.It is a system that can be applied under various pressures during the entire water treatment process and requires minimal installation space and high efficiency. It has the advantage of low operating costs and little maintenance.
하이드로사이클론(130)은 해양오염수가 인입부(131)를 통해 인입되며, 나선형 가속구간(137)과 축소구간(135)을 거쳐 가벼운 입자는 중앙 코어부(136)으로 이동하고 물과 오일을 분리시켜, 분리된 오일을 제1 배출구(132)로 배출하고 분리된 물을 제2 배출구(133)으로 배출하는 것을 나타낸다.The hydrocyclone 130 receives marine polluted water through the inlet 131, and through the spiral acceleration section 137 and reduction section 135, light particles move to the central core section 136 and separate water and oil. This indicates that the separated oil is discharged through the first outlet 132 and the separated water is discharged through the second outlet 133.
따라서, 하이드로사이클론(130)은 제1차 분리 단계에 적용할 수 있다.Therefore, the hydrocyclone 130 can be applied to the first separation step.
또한, 해양오염수 처리 시스템(120)는 하이드로사이클론(130)과 가스부유식 유수분리기(140, CFU)가 함께 구비되어 해양오염수를 물과 오일을 분리할 수 있다.In addition, the marine polluted water treatment system 120 is equipped with a hydrocyclone 130 and a gas floating oil-water separator (140, CFU) to separate marine polluted water into water and oil.
도 5에 도시된 바와 같이, 가스부유식 유수분리기(140, CFU)는 공기(혹은 가스)를 주입하여 공기방울이 오일 입자에 붙어 밀도를 낮추어 줌으로써 오일을 빠르게 부유시켜 함유물을 15~20 ppm까지 낮추는 장치이다.As shown in Figure 5, the gas floating oil-water separator (140, CFU) injects air (or gas) so that air bubbles attach to the oil particles and lower the density, thereby quickly floating the oil and reducing the content to 15-20 ppm. It is a lowering device.
가스부유식 유수분리기(CFU)는 주로 이차 처리(Secondary Separation) 시스템으로서 두가지 방식이 있는데, 하나는 DAF(Dissolved Air Flotation)와 다른 하나는 IGF(Induced Gas Flotation) 방식이다. The gas floating oil-water separator (CFU) is mainly a secondary separation system and has two methods: one is Dissolved Air Flotation (DAF) and the other is Induced Gas Flotation (IGF).
DAF는 오염수 흐름에 공기를 주입하여 용해시키기 위해 공기압축기(Air Compressor)를 이용하여 분산된 오일 기포에 주입된 가스 방울이 오일에 결합하고, 결합된 오일 액적/버블은 단독의 오일 액적보다 낮은 밀도를 갖고 중력에 의해 분리되는 원리이다.DAF uses an air compressor to inject air into the contaminated water stream to dissolve it. The gas droplets injected into the dispersed oil bubbles bind to the oil, and the combined oil droplets/bubbles have a lower density than individual oil droplets. This is the principle of separation by gravity.
IGF는 기계적, 수력학적 시스템을 사용하여 미세한 기체 버블을 만들어 오일 액적에 부착하게 함으로써 오일 액적이 표면으로 이동하게 하며, 25㎛ 이상 크기의 오일 액적 제거에 효과적이다.IGF uses a mechanical and hydraulic system to create fine gas bubbles and attach them to oil droplets, allowing the oil droplets to move to the surface, and is effective in removing oil droplets larger than 25㎛.
따라서, 가스부유식 유수분리기(CFU)를 제2차 분리단계에서 적용할 수 있다.Therefore, a gas floating oil-water separator (CFU) can be applied in the second separation step.
이것에 의해, 선박에 본 발명에 따른 해양오염수 처리시스템을 적용하여 다양한 압력에서도 적용할 수 있으며, 설치공간의 최소화 및 효율성을 향상할 수 있으며, 운영비용이 낮고 유지보수가 거의 필요없다는 장점이 있다.As a result, the marine polluted water treatment system according to the present invention can be applied to ships at various pressures, the installation space can be minimized and efficiency can be improved, and the operating cost is low and maintenance is almost unnecessary. there is.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 디지털트윈을 이용한 해양오염수 처리 시스템의 역설계를 과정을 나타내는 도면이다.Figure 6 is a diagram showing the reverse engineering process of a marine polluted water treatment system using a digital twin according to an embodiment of the present invention.
선박의 선박 모델링이 완료된 이후에 도 6(a)는 역설계 대상을 선정하는 선정 단계를 나타낸다. 즉, 해양오염수 처리 시스템에서 하이드로사이클론 또는 유수분리기 중 어느 하나 또는 모두를 선정하는 단계를 나타낸다.After the vessel modeling of the ship is completed, Figure 6(a) shows the selection step of selecting the reverse engineering target. In other words, it represents the step of selecting either or both a hydrocyclone or an oil-water separator in a marine polluted water treatment system.
도 6(b)는 역설계 대상에 대한 3D 모델링을 수행하고 디지털트윈을 이용하여 시뮬레이션을 수행하는 단계를 나타낸다.Figure 6(b) shows the steps of performing 3D modeling of a reverse engineering object and performing simulation using a digital twin.
도 6(c) 및 도 6(d)는 성능 검증 단계를 통해 해양오염수 처리 성능에 대한 설정값을 만족하는지 여부를 벤더 데이터 값을 수집하여 검증하는 단계를 나타낸다.Figures 6(c) and 6(d) show the step of collecting and verifying vendor data values to determine whether the set value for marine polluted water treatment performance is satisfied through the performance verification step.
도 6(e) 및 도 6(f)는 설정값을 만족하지 않는 경우 설정값을 만족할때까지 하이드로사이클론 장비 및 유수분리기 모델링을 새롭게 선정 및 수행하여 수정하는 수정 단계를 나타낸다.Figures 6(e) and 6(f) show a modification step in which, if the set value is not satisfied, the hydrocyclone equipment and oil-water separator modeling are newly selected and performed until the set value is satisfied.
도 6(g)는 수정 단계를 통해 수정되거나 성능 검증 단계를 통해 검증된 하이드로사이클론 장비 및 유수분리기를 상기 선박에 적용하도록 역설계를 진행하는 역설계 단계를 나타낸다.Figure 6(g) shows the reverse engineering step of performing reverse engineering to apply the hydrocyclone equipment and oil-water separator modified through the modification step or verified through the performance verification step to the ship.
도 6(h)는 역설계 단계를 통해 설계 완성된 해양오염수 처리 시스템을 선급에 승인 받아 적용하는 단계를 나타낸다.Figure 6(h) shows the stage of applying the marine polluted water treatment system designed through the reverse engineering stage and receiving approval from the classification society.
도 7은 디지털트윈을 이용한 시뮬레이션 단계를 나타내는 도면이다.Figure 7 is a diagram showing the simulation steps using a digital twin.
도 7(a)는 역설계 대상을 선정하고 설정값을 입력하는 단계를 나타내고, 도 7(b)는 디지털트윈을 이용하여 시뮬레이션을 진행하여 성능을 검증하는 단계를 나타낸다.Figure 7(a) shows the step of selecting a reverse engineering target and entering the setting value, and Figure 7(b) shows the step of verifying performance by conducting a simulation using a digital twin.
도 8은 역설계 단계를 나타내는 도면으로, 도 8(a)는 설정값을 만족하도록 하이드로사이클론 장비 및 유수분리기 모델링을 새롭게 선정 및 수행하여 수정하는 수정 단계를 나타내고, 도 8(b)는 수정 단계를 통해 수정된 하이드로사이클론 장비 및 유수분리기를 디지털트윈을 이용하여 시뮬레이션을 수행하는 단계를 나타내며, 도 8(c)는 수정 단계를 통해 수정되거나 성능 검증 단계를 통해 검증된 하이드로사이클론 장비 및 유수분리기를 상기 선박에 적용하도록 역설계하는 단계를 나타낸다.Figure 8 is a diagram showing the reverse engineering stage, Figure 8(a) shows the modification stage in which the hydrocyclone equipment and oil-water separator modeling is newly selected and performed to satisfy the set values, and Figure 8(b) shows the modification stage. It shows the steps of performing a simulation of the hydrocyclone equipment and oil-water separator modified through the digital twin, and Figure 8(c) shows the hydrocyclone equipment and oil-water separator modified through the modification step or verified through the performance verification step. It represents the reverse engineering step to apply to the ship.
하이드론사이클론(130)과 가스부유식 유수분리기(140)를 함께 구비함을 통해, 하이드로사이클론(130)은, 해양오염수의 회전운동에 의한 원심력으로 비중이 더 높은 물은 바깥쪽으로 이동시키고, 가벼운 오일은 콘(cone)의 중심으로 모이게 하여 물과 오일을 분리시키며, 가스부유식 유수분리기(140)는, 해양오염수가 통과되는 수로를 제공하여 해양오염수 내에 포함되어 있는 오일을 응집시켜 상향하여 부상되도록하여 물과 오일을 분리시킬 수 있다.By equipping the hydrocyclone 130 and the gas floating oil-water separator 140 together, the hydrocyclone 130 moves water with a higher specific gravity outward by centrifugal force caused by the rotational movement of marine polluted water, Light oil is collected in the center of the cone to separate water and oil, and the gas floating oil-water separator (140) provides a waterway through which marine polluted water passes, condensing the oil contained in marine polluted water and moving it upward. By allowing it to float, water and oil can be separated.
또한, 가스부유식 유수분리기(140)는, 해양오염수 흐름에 공기를 주입하여 용해시키기 위해 공기압축기를 이용하여 분산된 오일 기포에 주입된 가스 방울이 오일에 결합하고, 결합된 오일 액적/버블은 단독의 오일 액적보다 낮은 밀도를 갖고 중력에 의해 분리시킬 수 있다.In addition, the gas floating oil-water separator 140 uses an air compressor to dissolve marine polluted water by injecting air into it, and the gas droplets injected into the dispersed oil bubbles bind to the oil, and the combined oil droplets/bubbles They have a lower density than individual oil droplets and can be separated by gravity.
하이드로사이클론(130) 및 가스부유식 유수분리기(140, CFU)를 통해 설정값 이하의 함유량을 갖는 분리된 물을 해수에 방류할 수 있다.Separated water with a content below the set value can be discharged into seawater through the hydrocyclone 130 and the gas floating oil-water separator 140 (CFU).
또한, 가스부유식 유수분리기(140)는, 해양오염수의 불순물 함유량을 측정할 수 있는 측정수단을 구비할 수 있다.Additionally, the gas floating oil-water separator 140 may be provided with measuring means for measuring the impurity content of marine polluted water.
해양오염수 처리 시스템의 구동 단계는, 선박에 저장된 해양오염수로부터 유입되는 해양오염수를 하이드로사이클론(130)을 통해 물과 오일을 분리시키는 제1차 분리 단계와, 제1차 분리 단계를 통해 분리된 해양오염수를 가스부유식 유수분리기(140)를 통해 물과 오일을 분리시키는 제2차 분리 단계와, 상기 제1차 및 제2차 분리 단계를 통해 분리된 오일을 저장탱크에 저장하는 저장단계 및 상기 제1차 및 제2차 분리 단계를 통해 분리된 해양오염수의 불순물 함유량을 설정값과 비교하는 비교단계와 설정값 이하의 함유량을 갖는 분리된 물을 해수에 방류하는 방류단계를 포함할 수 있다.The driving stage of the marine polluted water treatment system includes a first separation step of separating water and oil from marine polluted water flowing in from marine polluted water stored on a ship through a hydrocyclone 130, and a first separation step. A second separation step of separating water and oil from the separated marine polluted water through a gas floating oil-water separator 140, and storing the oil separated through the first and second separation steps in a storage tank. A comparison step of comparing the impurity content of the marine polluted water separated through the storage step and the first and second separation steps with a set value, and a discharge step of discharging the separated water with a content below the set value into seawater. It can be included.
본 발명에 따른 해양오염수 처리 시스템은 하이드로사이클론(Hydrocyclone)과 CFU(Compact Flotation Unit)를 결합한 원심분리 하이브리드 기술을 적용하여 원심분리장치로 오일을 분리하고 분리된 오일은 해수로 바로 방류가 가능한 것을 특징으로 한다.The marine polluted water treatment system according to the present invention applies centrifugal hybrid technology combining a hydrocyclone and a CFU (Compact Flotation Unit) to separate oil using a centrifugal separator, and the separated oil can be discharged directly into seawater. It is characterized by
따라서, 본 발명에 따르면 디지털트윈을 이용하여 해양오염수 처리 시스템이 구비되는 선박에 하이드로사이클론(Hydro-cyclone)과 가스부유식 유수분리기(CFU: Compact Flotation Unit)를 역설계 시뮬레이션을 진행하여 선박에 대응되어 해양오염수 처리 성능을 만족하는 최적화된 크기 및 형태의 해양오염수 처리 시스템을 설계할 수 있는 효과를 가진다.Therefore, according to the present invention, a reverse engineering simulation is performed on a hydrocyclone and a gas floating oil-water separator (CFU: Compact Flotation Unit) on a ship equipped with a marine polluted water treatment system using a digital twin. This has the effect of designing a marine polluted water treatment system of an optimized size and shape that satisfies the marine polluted water treatment performance.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The device described above may be implemented with hardware components, software components, and/or a combination of hardware components and software components. For example, devices and components described in embodiments may include, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, a field programmable gate array (FPGA), etc. , may be implemented using one or more general-purpose or special-purpose computers, such as a programmable logic unit (PLU), a microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions. A processing device may execute an operating system (OS) and one or more software applications that run on the operating system. Additionally, a processing device may access, store, manipulate, process, and generate data in response to the execution of software. For ease of understanding, a single processing device may be described as being used; however, those skilled in the art will understand that a processing device includes multiple processing elements and/or multiple types of processing elements. It can be seen that it may include. For example, a processing device may include a plurality of processors or one processor and one controller. Additionally, other processing configurations, such as parallel processors, are possible.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치에 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터Software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of these, which may configure a processing unit to operate as desired, or may be processed independently or collectively. You can command the device. Software and/or data may be used by any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or device to be interpreted by or to provide instructions or data to a processing device. It can be embodied in . Software may be distributed over networked computer systems and stored or executed in a distributed manner. software and data
는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.May be stored in one or more computer-readable recording media.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded on a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc., singly or in combination. The program commands recorded on the medium are specially designed for the embodiment.
설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.They may be designed and constructed or may be known and available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic media such as floptical disks. -Includes optical media (magneto-optical media) and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, etc. Examples of program instructions include machine language code, such as that produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter, etc.
지금까지 본 발명에 따른 디지털트윈을 이용한 해양오염수 처리시스템의 역설계 방법에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러가지 실시 변형이 가능함은 자명하다. 그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시예에 국한되어 전해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.So far, specific embodiments of the reverse engineering method of a marine polluted water treatment system using a digital twin according to the present invention have been described, but it is obvious that various implementation modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined by the claims and equivalents thereof as well as the claims described later.
즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술 될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.That is, the above-described embodiments should be understood in all respects as illustrative and not restrictive, and the scope of the present invention is indicated by the claims to be described later rather than the detailed description, and the meaning and scope of the claims and All changes or modified forms derived from the equivalent concept should be construed as falling within the scope of the present invention.
100: 역설계 시스템
101: 디지털트윈 서버부
102: 데이터베이스부
103: 성능검증부
104: 설계부
120: 해양오염수 처리 시스템
130: 하이드로사이클론(Hydro-cyclone)
140: 가스부유식 유수분리기(CFU: Compact Flotation Unit)
210: 선박 모델링부
230: 하이드로사이클론 모델링부
240: 유수분리기 모델링부100: Reverse engineering system
101: Digital twin server unit
102: Database section
103: Performance verification department
104: Design Department
120: Marine polluted water treatment system
130: Hydrocyclone
140: Gas floating oil-water separator (CFU: Compact Flotation Unit)
210: Ship modeling department
230: Hydrocyclone modeling department
240: Oil-water separator modeling unit
Claims (7)
상기 선박 모델링 단계를 통해 모델링된 선박 모델링에 대응되는 하이드로사이클론 장비 또는 유수분리기 중 역설계 대상을 선정하는 선정 단계;
상기 선정 단계를 통해 선정된 역설계 대상의 하이드로사이클론 장비 및 유수분리기에 대한 3D 모델링을 수행하고 상기 선박 모델링 단계에서 모델링된 선박 데이터와 하이드로사이클론 장비 및 유수분리기 모델링 데이터를 디지털트윈을 이용하여 시뮬레이션을 수행하는 시뮬레이션 단계;
상기 시뮬레이션 단계를 통해 선박 모델링 데이터에 대한 복수의 하이드로사이클론 장비 및 복수의 유수분리기에 대한 해양오염수의 처리 성능에 대한 설정값을 만족하는지 여부를 검증하는 성능 검증 단계; 및
상기 성능 검증 단계를 통해 검증된 하이드로사이클론 장비 및 유수분리기를 상기 선박에 적용하도록 역설계를 진행하는 역설계 단계를 포함하는 디지털트윈을 이용한 해양오염수 처리시스템의 역설계 방법.
A ship modeling step in which 3D modeling is performed in a ship modeling department using design drawings of an actual ship;
A selection step of selecting a reverse engineering target among hydrocyclone equipment or oil-water separator corresponding to the ship modeling modeled through the ship modeling step;
3D modeling is performed on the hydrocyclone equipment and oil-water separator selected through the selection step, and the ship data modeled in the ship modeling step and the hydrocyclone equipment and oil-water separator modeling data are simulated using digital twin. Simulation steps to perform;
A performance verification step of verifying whether the set values for the treatment performance of marine polluted water for a plurality of hydrocyclones equipment and a plurality of oil-water separators for the ship modeling data are satisfied through the simulation step; and
A reverse engineering method of a marine polluted water treatment system using a digital twin, including a reverse engineering step to apply the hydrocyclone equipment and oil-water separator verified through the performance verification step to the ship.
상기 역설계 단계 이후에, 상기 역설계 단계를 통해 설계 완성된 해양오염수 처리 시스템을 선급에 승인 받아 적용하는 적용 단계를 더 포함하는 디지털트윈을 이용한 해양오염수 처리시스템의 역설계 방법.
In claim 1,
After the reverse engineering step, the reverse engineering method of a marine polluted water treatment system using a digital twin further includes an application step of receiving approval from the classification society and applying the marine polluted water treatment system designed through the reverse engineering step.
상기 시뮬레이션 단계는,
선정 단계를 통해 선정된 임의의 하이드로사이클론 장비 및 유수분리기에 대한 3D 모델링을 수행하거나,
해양오염수 처리 시스템의 데이터베이스에 저장된 하이드로사이클론 장비 및 유수분리기의 3D 모델링 데이터 중 어느 하나를 선정하여 선박 모델링부에서 수신된 선박 3D 데이터와 디지털트윈을 이용하여 시뮬레이션을 진행하는 디지털트윈을 이용한 해양오염수 처리시스템의 역설계 방법.
In claim 1,
The simulation step is,
Perform 3D modeling on any hydrocyclone equipment and oil-water separator selected through the selection stage, or
Marine pollution using digital twin, which selects one of the 3D modeling data of hydrocyclone equipment and oil-water separator stored in the database of the marine polluted water treatment system and conducts a simulation using the digital twin and the ship 3D data received from the ship modeling department. Reverse engineering method of water treatment system.
상기 성능 검증 단계는,
하이드로사이클론의 성능을 검증 후 순차적으로 유수분리기 성능을 검증하도록 하여 실제 해양오염수 처리시스템의 처리 과정에 따른 성능을 검증할 수 있는 디지털트윈을 이용한 해양오염수 처리시스템의 역설계 방법.
In claim 1,
The performance verification step is,
A reverse engineering method of a marine polluted water treatment system using a digital twin that can verify the performance according to the treatment process of an actual marine polluted water treatment system by verifying the performance of the hydrocyclone and then sequentially verifying the performance of the oil-water separator.
상기 역설계 단계는,
상기 하이드로사이클론의 역설계 진행 후 유수분리기를 역설계 진행하도록 하며;
상기 하이드로사이클론에 대한 해양오염수 처리 용량 및 오일분리 성능에 따라 유수분리기의 해양오염수 처리 용량 및 오일분리 성능을 설정하여 역설계할 수 있는 디지털트윈을 이용한 해양오염수 처리시스템의 역설계 방법.
In claim 1,
The reverse engineering step is,
After reverse engineering the hydrocyclone, proceed with reverse engineering the oil-water separator;
A reverse engineering method of a marine polluted water treatment system using a digital twin that can be reverse engineered by setting the marine polluted water treatment capacity and oil separation performance of the oil-water separator according to the marine polluted water treatment capacity and oil separation performance of the hydrocyclone.
상기 성능 검증 단계에서 해양오염수의 처리 성능에 대한 설정값은,
오일 분리 처리 유량, 오일 분리 효율, 처리수 오일 함유량, 시스템 통과 후 오일 함유량, 시스템 통과 후 오일 입자 크기, 선박 운동 성능 중 적어도 하나 또는 모두의 설정값을 만족하도록 설정할 수 있는 디지털트윈을 이용한 해양오염수 처리시스템의 역설계 방법.
In claim 1,
The set value for the treatment performance of marine polluted water in the performance verification step is,
Marine pollution using a digital twin that can be set to satisfy at least one or all of the following settings: oil separation treatment flow rate, oil separation efficiency, oil content of treated water, oil content after passing through the system, oil particle size after passing through the system, and ship motion performance. Reverse engineering method of water treatment system.
상기 성능 검증 단계에서, 설정값을 만족하는 경우 역설계 단계로 진행되며;
설정값을 만족하지 않는 경우 설정값을 만족할때까지 하이드로사이클론 장비 및 유수분리기 모델링을 새롭게 선정 또는 수행하여 반복하여 수정하는 수정 단계를 더 포함하는 디지털트윈을 이용한 해양오염수 처리시스템의 역설계 방법.
In claim 1,
In the performance verification step, if the set value is satisfied, the process proceeds to the reverse engineering step;
A reverse engineering method of a marine polluted water treatment system using a digital twin that further includes a modification step of selecting or performing new modeling of the hydrocyclone equipment and oil-water separator and repeatedly revising it until the set values are satisfied if the set values are not satisfied.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220093015A KR20240015773A (en) | 2022-07-27 | 2022-07-27 | A Method Of Performing Reverse Engineering Simulation Of Marine Polluted Water Treatment System Using Digital Twin |
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| KR20210123113A (en) | 2020-04-02 | 2021-10-13 | 대우조선해양 주식회사 | Eco-friendly sewage and gray water treatment system for ships |
-
2022
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