WO2026019162A1 - 3d 설계 데이터 동기화 장치 및 방법 - Google Patents

3d 설계 데이터 동기화 장치 및 방법

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WO2026019162A1
WO2026019162A1 PCT/KR2025/010136 KR2025010136W WO2026019162A1 WO 2026019162 A1 WO2026019162 A1 WO 2026019162A1 KR 2025010136 W KR2025010136 W KR 2025010136W WO 2026019162 A1 WO2026019162 A1 WO 2026019162A1
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WO
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design data
product
design
material specification
production
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황수용
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LS Electric Co Ltd
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    • G06F2111/00—Details relating to CAD techniques
    • G06F2111/18—Details relating to CAD techniques using virtual or augmented reality

Definitions

  • the present invention relates to a 3D design data synchronization device and method.
  • 3D design data created during the product development phase is used for process planning and work instructions during the production process.
  • 3D design data can frequently change or be reconfigured during subsequent development or production of the product.
  • most workplaces have separate product development and production departments, making it difficult to verify data between them. This limits the utility of 3D design data.
  • work instructions are usually managed by production managers manually writing product information one by one in the form of worksheets such as Excel using actual product photos or 2D drawings.
  • the work instructions may have a low level of completion, and when 3D design data changes, it is difficult to clearly confirm the changes, so the hassle of having to check and manually write each change increases work fatigue and reduces work efficiency.
  • the purpose of the present invention is to provide a 3D design data synchronization device and method that prevents human error and enables efficient product production through unified product information management from the product development stage to the production stage.
  • An object of the present invention is to provide a 3D design data synchronization device and method that provide intuitive and high-quality 3D work instructions and augmented reality work instructions.
  • a processor may be included that obtains an engineering bill of materials (E-BOM) including 3D design data for each part of a product, reconstructs the design bill of materials for each part according to a production process of the product to obtain a manufacturing bill of materials (M-BOM), generates a 3D work instruction for production of the product based on the production bill of materials, and links the design bill of materials, the production bill of materials, and the 3D work instruction so that the 3D design data of the design bill of materials and the 3D work instruction are correspondingly changed as the 3D design data of the design bill of materials are changed.
  • E-BOM engineering bill of materials
  • M-BOM manufacturing bill of materials
  • the processor may generate a bill of process (BOP) including the production material specification and process plan information for the product, and may link the BOP to the design material specification, the production material specification, and the 3D work instructions so that the 3D design data of the process specification is also synchronized.
  • BOP bill of process
  • the processor can link the 2D design data to the design material specification, the production material specification, and the 3D work instructions so that the 2D design data corresponding to the 3D design data is also synchronized.
  • the processor may transmit a request signal to a designer device managing a design material specification based on receiving a request signal requesting a change in the 3D design data from a manufacturer device managing a production material specification.
  • the processor can change the 2D design data and the 3D design data of the production material specification, the process specification, and the 3D work instructions based on receiving a synchronization signal according to a change in the 3D design data from the designer device.
  • the processor can generate at least one of a web/mobile work instruction and an augmented reality (AR) work instruction using the 3D work instruction.
  • AR augmented reality
  • a synchronization method performed by a 3D design data synchronization system may include the steps of: obtaining an engineering bill of materials (E-BOM) including 3D design data for each part of a product; obtaining a manufacturing bill of materials (M-BOM) by reconstructing the design bill of materials for each part according to a production process of the product; generating a 3D work instruction for the production of the product based on the production bill of materials; and linking the design bill of materials, the production bill of materials, and the 3D work instruction so that the 3D design data of the design bill of materials and the production bill of materials and the 3D work instruction are correspondingly changed as the 3D design data of the design bill of materials are changed.
  • E-BOM engineering bill of materials
  • M-BOM manufacturing bill of materials
  • the method may further include a step of generating a bill of process (BOP) including the production material specification and process plan information for the product; and a step of linking the process specification to the design material specification, the production material specification, and the 3D work instructions so that the 3D design data of the process specification is also synchronized.
  • BOP bill of process
  • the above linking step may include a step of linking the 2D design data to the design material specification, the production material specification, and the 3D work instructions so that the 2D design data corresponding to the 3D design data is also synchronized.
  • the method may further include a step of receiving a request signal requesting a change in the 3D design data from a manufacturer device managing a production material specification; and a step of transmitting the request signal to a designer device managing a design material specification.
  • the method may further include a step of receiving a synchronization signal according to a change in the 3D design data from the designer device; and a step of changing the 3D design data of the 2D design data, the production material specification, the process specification, and the 3D work instructions.
  • the method may further include a step of generating at least one of a web/mobile work instruction and an augmented reality (AR) work instruction using the 3D work instruction.
  • AR augmented reality
  • a processor may be included that reconstructs an engineering bill of materials (E-BOM) including 3D design data for each part of a product according to a production process of the product to obtain a manufacturing bill of materials (M-BOM), generates augmented reality (AR) data to implement a product assembly operation for each process step according to the manufacturing bill of materials using the 3D design data, and generates an augmented reality work instruction for the product using the augmented reality data.
  • E-BOM engineering bill of materials
  • M-BOM manufacturing bill of materials
  • AR augmented reality
  • the processor may provide the augmented reality work instructions to the producer device when the producer device managing the production material specification recognizes identification information corresponding to the product.
  • the above processor may provide a user interface that is configurable to reproduce product assembly operations of each process step or all process steps of the augmented reality work instructions in a forward or reverse direction.
  • the processor can display the augmented reality work instructions by superimposing them on an image captured by a camera of the producer device.
  • the processor can display the actual product captured by the camera and the augmented reality product of the augmented reality work instructions together, and recognize the shape of the actual product to inspect the assembly status of the actual product.
  • the above processor can link the design material specification and the production material specification so that the 3D design data of the production material specification changes correspondingly as the 3D design data of the design material specification changes.
  • the processor may generate a bill of process (BOP) including the production material specification and process plan information of the product, and may link the process specification to the design material specification and the production material specification so that the 3D design data of the process specification is also synchronized.
  • BOP bill of process
  • the processor can change the 3D design data of the production material specification and the process specification based on receiving a synchronization signal according to a change in the 3D design data from a designer device that manages the design material specification.
  • a synchronization method performed by a 3D design data synchronization system may include a step of obtaining a manufacturing bill of materials (M-BOM) by reconstructing an engineering bill of materials (E-BOM) including 3D design data for each part of a product according to a production process of the product; a step of generating augmented reality (AR) data using the 3D design data to implement a product assembly operation for each process step according to the manufacturing bill of materials; and a step of generating an augmented reality work instruction for the product using the augmented reality data.
  • M-BOM manufacturing bill of materials
  • E-BOM engineering bill of materials
  • AR augmented reality
  • the step of providing the augmented reality work instructions to the producer device when the producer device managing the production material specification recognizes identification information corresponding to the product may be included.
  • the method may include a step of providing a user interface that is configurable to reproduce product assembly operations of each process step or all process steps of the augmented reality work instructions in a forward or reverse direction.
  • the step of providing the augmented reality work instructions may include a step of superimposing the augmented reality work instructions on an image captured by a camera of the producer device.
  • the step of providing the augmented reality work instructions may include a step of displaying the actual product captured by the camera together with the augmented reality product of the augmented reality work instructions; and a step of recognizing the shape of the actual product and inspecting the assembly state of the actual product.
  • the method may include a step of linking the design material specification and the production material specification so that the 3D design data of the production material specification changes correspondingly as the 3D design data of the design material specification changes.
  • the above linking step may include a step of generating a bill of process (BOP) including the production material specification and the process plan information for the product; and a step of linking the process specification to the design material specification and the production material specification so that the 3D design data of the process specification is also synchronized.
  • BOP bill of process
  • the method may further include a step of changing 3D design data of the production material specification and the process specification based on receiving a synchronization signal according to a change in the 3D design data from a designer device that manages the design material specification.
  • a consistent data synchronization system can be configured from product design to material specification creation, process planning, and work instruction creation, and data errors between personnel can be reduced.
  • a complex product production process can be effectively and intuitively conveyed to a production manager the three-dimensional shape of a product using augmented reality.
  • efficient communication is enabled between design personnel and production personnel by utilizing visible and clear product design data.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a 3D design data synchronization system according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a 3D design data synchronization device according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an operation flow chart of a 3D design data synchronization device according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a drawing illustrating the operation of a 3D design data synchronization system according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a drawing illustrating the operation of a 3D design data synchronization system according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a drawing illustrating the operation of a 3D design data synchronization system according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a drawing illustrating the operation of a 3D design data synchronization system according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a process for generating an augmented reality work instruction manual according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a drawing illustrating the creation of an augmented reality work instruction manual according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating the operation process of an augmented reality work instruction manual according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a drawing illustrating the function of an augmented reality work instruction manual according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a drawing illustrating the function of an augmented reality work instruction manual according to a second embodiment of the present invention.
  • Figure 13 is a photograph showing the use of an augmented reality work guide according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a work guide for web/mobile according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a 3D design data synchronization system according to one embodiment of the present invention.
  • a 3D design data synchronization system (1) may include a 3D design data synchronization device (100) (hereinafter also referred to as synchronization device (100)), a designer device (200), and a producer device (300).
  • a 3D design data synchronization device 100
  • synchronization device 100
  • designer device 200
  • producer device 300
  • the synchronization device (100) is a device that links information generated throughout the entire process from the product design stage to the production stage, and can be implemented as a computer, a PLC (Programmable Logic Controller), a server, etc.
  • the synchronization device (100) can have a built-in Product Data Management (PDM) system, a Product lifecycle management (PLM) system, and in addition, a Manufacturing Execution System (MES), an Employee Assistance Program (EAP), a Recipe Parameter Management System (RPMS), etc.
  • PDM Product Data Management
  • PLM Product lifecycle management
  • MES Manufacturing Execution System
  • EAP Employee Assistance Program
  • RPMS Recipe Parameter Management System
  • the designer device (200) is a device for managing an engineering bill of materials (E-BOM) for design, and can be implemented as a computer, a programmable logic controller (PLC), a server, a smart phone, a tablet PC, a smart pad, a laptop, etc.
  • E-BOM engineering bill of materials
  • PLC programmable logic controller
  • the electronic bill of materials is master information that includes 3D design data for each part of a product, and all information about the part (product), such as the manufacturer and price of each part, along with the 3D design data.
  • the producer device (300) is a device that manages a manufacturing bill of materials (M-BOM) and can be implemented as a computer, a programmable logic controller (PLC), a server, a smart phone, a tablet PC, a smart pad, a laptop, etc.
  • the producer device (300) can be a producer's terminal that displays an augmented reality work instruction manual to guide the producer's product production (parts assembly, etc.).
  • the Manufacturing Bill of Materials is information that reconstructs the Electronic Bill of Materials (E-BOM) for each component to suit the product's manufacturing process.
  • the present invention proposes a method for managing electronic bills of materials (E-BOM) and manufacturing bills of materials (M-BOM) in a unified manner, thereby enabling easy confirmation of changes even when 3D design data is changed, and efficiently managing work instructions created using the same.
  • E-BOM electronic bills of materials
  • M-BOM manufacturing bills of materials
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a 3D design data synchronization device according to one embodiment of the present invention.
  • a synchronization device (100) includes an input unit (110), a communication unit (120), a display unit (130), a storage unit (140), and a processor (150).
  • the input unit (110) generates input data in response to user input of the synchronization device (100).
  • the user input may be a user input for reconstructing a design material specification to create a production material specification, a user input for creating a 3D work instruction manual, etc.
  • it is a user input required to link information generated throughout the entire process from the product design stage to the production stage, it may be applied without limitation.
  • the input unit (110) includes at least one input means.
  • the input unit (110) may include a keyboard, a key pad, a dome switch, a touch panel, a touch key, a mouse, a menu button, etc.
  • the communication unit (120) can perform communication with external devices such as a designer device (200) and a producer device (300) to transmit and receive design material specifications, production material specifications, 3D work instructions, web/mobile work instructions, augmented reality work instructions, process plan information, process specifications, 3D design data change request signals, synchronization signals according to 3D design data changes, etc.
  • external devices such as a designer device (200) and a producer device (300) to transmit and receive design material specifications, production material specifications, 3D work instructions, web/mobile work instructions, augmented reality work instructions, process plan information, process specifications, 3D design data change request signals, synchronization signals according to 3D design data changes, etc.
  • the communication unit (120) can also communicate with systems such as a Product Data Management (PDM) system, a Product Lifecycle Management (PLM) system, a Manufacturing Execution System (MES), an Employee Assistance Program (EAP), and a Recipe Parameter Management System (RPMS) when these systems are implemented as separate devices from the synchronization device (100).
  • PDM Product Data Management
  • PLM Product Lifecycle Management
  • MES Manufacturing Execution System
  • EAP Employee Assistance Program
  • RPMS Recipe Parameter Management System
  • the communication unit (120) can perform wireless communication such as 5G (5th generation communication), LTE-A (long term evolution-advanced), LTE (long term evolution), Wi-Fi (wireless fidelity), Bluetooth, or wired communication such as LAN (local area network), WAN (Wide Area Network), and power line communication.
  • wireless communication such as 5G (5th generation communication), LTE-A (long term evolution-advanced), LTE (long term evolution), Wi-Fi (wireless fidelity), Bluetooth, or wired communication such as LAN (local area network), WAN (Wide Area Network), and power line communication.
  • the display unit (130) displays display data according to the operation of the synchronization device (100).
  • the display unit (130) can display a screen for displaying design material specifications, production material specifications, 3D work instructions, web/mobile work instructions, augmented reality work instructions, process plan information, process specifications, etc., a screen for displaying the information, a screen for receiving user input, etc.
  • the display unit (130) includes a liquid crystal display (LCD), a light emitting diode (LED) display, an organic light emitting diode (OLED) display, a micro electro mechanical systems (MEMS) display, and an electronic paper display.
  • the display unit (130) may be implemented as a touch screen by being combined with the input unit (110).
  • the storage unit (140) stores the operation programs of the synchronization device (100).
  • the storage unit (140) includes non-volatile storage that can preserve data (information) regardless of whether power is supplied, and volatile memory that cannot preserve data if power is not supplied and into which data to be processed by the processor (150) is loaded.
  • the storage includes flash memory, hard-disk drive (HDD), solid-state drive (SSD), read-only memory (ROM), etc., and the memory includes buffer, random access memory (RAM), etc.
  • the storage unit (140) can store design material specifications, production material specifications, 3D work instructions, web/mobile work instructions, augmented reality work instructions, process planning information, process specifications, Product Data Management (PDM) system, Product lifecycle management (PLM) system, Manufacturing Execution System (MES), Employee assistance program (EAP), Recipe Parameter Management System (RPMS), etc.
  • the storage unit (140) can store operation programs required in the process of obtaining design material specifications and production material specifications, generating 3D work instructions, linking information generated throughout the entire process from the product design stage to the production stage, generating augmented reality data and augmented reality work instructions, etc.
  • the processor (150) can control at least one other component (e.g., hardware or software component) of the synchronization device (100) by executing software such as a program, and can perform various data processing or operations.
  • component e.g., hardware or software component
  • the processor (150) can control at least one other component (e.g., hardware or software component) of the synchronization device (100) by executing software such as a program, and can perform various data processing or operations.
  • a processor obtains an engineering bill of materials (E-BOM) including 3D design data for each part of a product, reconstructs the design bill of materials for each part according to a production process of the product to obtain a manufacturing bill of materials (M-BOM), generates a 3D work instruction for production of the product based on the production bill of materials, and links the design bill of materials, the production bill of materials, and the 3D work instruction so that the 3D design data of the design bill of materials and the 3D work instruction are correspondingly changed as the 3D design data of the design bill of materials are changed.
  • E-BOM engineering bill of materials
  • M-BOM manufacturing bill of materials
  • the processor (150) obtains a manufacturing bill of materials (M-BOM) by reconstructing an engineering bill of materials (E-BOM) including 3D design data for each part of a product according to the production process of the product, and generates augmented reality (AR) data to implement product assembly operations for each process step according to the manufacturing bill of materials using the 3D design data, and generates an augmented reality work instruction manual for the product using the augmented reality data.
  • M-BOM manufacturing bill of materials
  • E-BOM engineering bill of materials
  • AR augmented reality
  • the processor (150) may perform at least a portion of the data analysis, processing, and result information generation for performing the above operations using at least one of a machine learning, neural network, or deep learning algorithm as a rule-based or artificial intelligence (AI) algorithm.
  • a machine learning, neural network, or deep learning algorithm as a rule-based or artificial intelligence (AI) algorithm.
  • AI artificial intelligence
  • the neural network may include models such as a CNN (Convolutional Neural Network), a DNN (Deep Neural Network), and an RNN (Recurrent Neural Network).
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an operation flow chart of a 3D design data synchronization device according to one embodiment of the present invention.
  • a processor (150) can obtain a design material statement (E-BOM) including 3D design data for each part of a product (S10).
  • E-BOM design material statement
  • the processor (150) may receive 3D design data prepared for each component from a Product Data Management (PDM) system, a Product Lifecycle Management (PLM) system, etc., and may generate a design material specification using the 3D design data. Alternatively, the processor (150) may receive user input for generating a design material specification. In addition, the processor (150) may receive a previously generated design material specification from an external source, and the method or path for acquiring the design material specification is not limited to any one.
  • PDM Product Data Management
  • PLM Product Lifecycle Management
  • a processor (150) can obtain a manufacturing bill of materials (M-BOM) by reconstructing a design material specification for each component according to the production process of the product (S20).
  • M-BOM manufacturing bill of materials
  • Parts may be produced individually or in bundles, depending on factors such as production costs and the specificity of the production process. Even when multiple parts are produced in a bundle, the bundle configuration may vary from product to product. Therefore, during the production stage, a production bill of materials, reorganized from the design bill of materials for each part, is utilized, based on the process.
  • the processor (150) can generate a production material specification based on information about the production process, or can receive user input for reconfiguring a design material specification. Similarly, the method or path for obtaining the production material specification is not limited to any one.
  • the processor (150) can generate a production material specification by only changing the order and arrangement of the design material specification without modifying the design material specification. In this case, when 3D design data changes, it can be easily linked to at least one of the design material specification, the production material specification, and the 3D work instructions.
  • a processor (150) can generate a 3D work instruction for production of a product based on a production material specification (S30).
  • 3D work instructions can be created using 3D design data and can include information necessary for product assembly and management, such as a description of the process for assembling a product, the names of parts included in the product, part numbers, and quantities.
  • the processor (150) can link the design material specification, the production material specification, and the 3D work instructions so that the 3D design data of the production material specification and the 3D work instructions are correspondingly changed as the 3D design data of the design material specification is changed (S40).
  • 3D design data may be frequently changed for various reasons throughout the entire manufacturing process.
  • the designer device (200) may receive user input for changing the 3D design data, or may receive user input for changing the 3D design data in response to a request signal for changing the 3D design data received from the manufacturer device (300) or an external source.
  • the method of linking data is not limited to one, and for example, the processor (150) can link design material specifications, production material specifications, and 3D work instructions by mapping them for each part.
  • the processor (150) may transmit a request signal to the designer device (200) based on receiving a request signal requesting a change in 3D design data from the producer device (300).
  • the designer device (200) may output notification information regarding the request content and receive user input for changing the 3D design data.
  • the processor (150) may provide a user interface through which the designer device (200) may request synchronization according to a change in the 3D design data.
  • the user interface may include a button for requesting synchronization, etc.
  • various methods for receiving the synchronization signal from the designer device (200) may be employed.
  • the designer device (200) may transmit a synchronization signal to the synchronization device (100) after receiving a user input requesting change and synchronization of 3D design data without a separate external request as described above.
  • the processor (150) can change the 3D design data of the production material specification and 3D work instructions based on receiving a synchronization signal according to a change in the 3D design data from the designer device (200).
  • the processor (150) When the processor (150) receives a synchronization signal, it can batch (or sequentially) change the 3D design data of the production material specification and the 3D work instructions that were previously linked to the design material specification.
  • the processor (150) can generate a bill of process (BOP) including a production material specification and product process plan information, and generate a 3D work instruction manual for product production based on the BOP.
  • BOP bill of process
  • the process plan information may also include information regarding human resource management.
  • the processor (150) can link the process specification to the design material specification, the production material specification, and the 3D work instructions so that the 3D design data of the process specification is also synchronized.
  • a consistent data synchronization system can be configured from product design to material specification creation, process planning, and work instruction creation, and data errors between personnel can be reduced.
  • FIG. 4 is a drawing illustrating the operation of a 3D design data synchronization system according to one embodiment of the present invention.
  • a synchronization system (1) is divided into a development phase and a mass production phase, and is interlinked so that when the 3D design data received from the PLM/PDM system changes, the 3D design data and design material specifications of the development phase are automatically updated.
  • the design material specifications of the development phase and the production material specifications of the production phase are also interlinked, and have a structure in which they are automatically updated up to the final work instructions.
  • the processor (150) can link the 2D design data to the design material specification, the production material specification, and the 3D work instructions so that the 2D design data corresponding to the 3D design data is also synchronized.
  • the processor (150) can generate at least one of a web/mobile work guide and an augmented reality (AR) work guide using the 3D work guide.
  • AR augmented reality
  • the process of generating the AR work guide is described with reference to FIG. 8, and an example of the web/mobile work guide is illustrated in FIG. 14.
  • work efficiency can be improved by simplifying design, production, and manufacturing work through data tracking when development and production changes occur with a single data connection such as '3D design data ⁇ design material bill of materials (E-BOM) ⁇ production material bill of materials (M-BOM) ⁇ BOP process work instructions'.
  • E-BOM design material bill of materials
  • M-BOM production material bill of materials
  • FIG. 5 is a drawing illustrating the operation of a 3D design data synchronization system according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 illustrates a linking of a design material specification, a production material specification, a process specification, and a 3D work instruction manual, as described with reference to S40 of FIG. 3.
  • the 3D design data for each pen component is structured.
  • the pen consists of a body, cap, and cartridge, and the body is comprised of a barrel, tip, and top.
  • the electronic bill of materials (E-BOM) for design is created by including 3D design data and component-specific information.
  • the manufacturing bill of materials (M-BOM) and process plan are created by reorganizing the design bill of materials according to the process sequence and process plan. Work instructions can be created based on the manufacturing bill of materials or process plan.
  • FIG. 6 is a drawing illustrating the operation of a 3D design data synchronization system according to one embodiment of the present invention.
  • Figure 6 shows the overall operation flow diagram of the system (1), which can be broadly divided into a 3D design BOM, a production BOM, a process plan, a production BOM and process plan BOP linkage, and a digital work instruction manual.
  • the synchronization device (100) can create a 3D model structure using 3D design data and use this to create a design BOM (E-BOM).
  • a production BOM (M-BOM) can be created using the design BOM (E-BOM), and a production BOM can be linked to a process specification (BOP) by allocating a production BOM for each process task based on a process plan.
  • BOP process specification
  • component elements for each process for creating work instructions can be visualized.
  • the 3D design data can be composed of a 3D drawing or animated data that dynamically moves the 3D drawing.
  • business communication can be facilitated through data unification between the design part and the production part.
  • FIG. 7 is a drawing illustrating the operation of a 3D design data synchronization system according to one embodiment of the present invention.
  • the synchronization device (100) can compare the design material specification with the production material specification (702) and update the production material specification corresponding to the changed item (703).
  • the updated information can then be reflected in the work instructions linked to the production material specification (704). Accordingly, the work instructions before the design change (710) are updated to the work instructions after the design change (720).
  • a 3D work instruction manual is constructed from 3D design data, and the latest information is updated in real time to reduce the possibility of missing parts or errors.
  • product information is structured based on 3D design data, thereby providing structured and three-dimensional visual information, thereby improving the product understanding of production managers.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a process for generating an augmented reality work instruction manual according to one embodiment of the present invention.
  • the synchronization device (100) can obtain a production material specification by reconstructing a design material specification including 3D design data for each part of the product according to the production process of the product (S810).
  • the synchronization device (100) can generate augmented reality data to implement product assembly operations for each process step according to the production material specification using 3D design data (S820).
  • the synchronization device (100) can implement product assembly operations for each process step in the form of a video and convert it into augmented reality data.
  • the synchronization device (100) can generate an augmented reality work instruction manual for a product using augmented reality data (S830).
  • the augmented reality work instructions may include augmented reality data and a list of process steps.
  • the synchronization device (100) may implement a user interface for displaying the list of process steps and reproducing augmented reality data for each step.
  • a complex product production process can be effectively and intuitively conveyed to a production manager the three-dimensional shape of a product using augmented reality.
  • efficient communication is enabled between design personnel and production personnel by utilizing visible and clear product design data.
  • FIG. 9 is a drawing illustrating the creation of an augmented reality work instruction manual according to one embodiment of the present invention.
  • the synchronization device (100) can preprocess 3D design data, such as by changing colors, to more easily distinguish between components. Using the preprocessed 3D design data, the synchronization device (100) can generate 3D work instructions that describe the overall assembly process.
  • the 3D work instructions can be composed of still images and/or moving images (animations).
  • the synchronization device (100) can convert 3D design data into augmented reality data and implement various widgets that can be utilized in work instructions. The various functions included in the widgets are described with reference to FIG. 10. Thereafter, the synchronization device (100) can construct an augmented reality work instruction manual through the steps of operation testing, startup screen generation, and pop-up screen generation.
  • 3D design data is utilized to enable production, manufacturing pre-prediction and verification in a virtual environment before manufacturing an actual product.
  • human resource utilization and design and production process steps can be confirmed through a system prior to actual product manufacturing, thereby contributing to securing good product quality.
  • the transition from an existing physical product development system to a virtual product development system becomes easier.
  • augmented reality technology can be utilized not only for product assembly but also for product inspection, enabling more intuitive product reviews and feedback.
  • augmenting a virtual product in augmented reality to the same level as the actual product based on 3D modeling facilitates the management and operation of the product assembly process, including comparative analysis of the digitized virtual product and the actual product. Furthermore, various data and materials (drawings, models, manuals, etc.) required for product production can be digitized.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating the operation process of an augmented reality work instruction manual according to one embodiment of the present invention.
  • the synchronization device (100) can provide augmented reality work instructions to the manufacturer device (300) when the manufacturer device managing the production material specification recognizes identification information corresponding to the product.
  • the identification information may be in any form, such as a QR (Quick Response) code or barcode, and it is sufficient as long as the identification information can access the augmented reality work instructions for the corresponding product.
  • the synchronization device (100) can provide a user interface that can be configured to play the product assembly operation of each process step or the entire process step of the augmented reality work instructions in a forward or reverse direction.
  • the production manager's understanding of product assembly can be improved, and by providing it in a reverse direction according to the disassembly order, the usability of the augmented reality work instructions can be further increased, such as by utilizing it for product reassembly and maintenance.
  • the synchronization device (100) can provide a user interface that can be configured to zoom in/out and rotate the product implemented as augmented reality in the augmented reality work instructions.
  • augmented reality work instruction screens displayed on the producer device (300) are described. It should be understood that the information, design, form, etc. contained in the screens are not limited to this example.
  • the first screen (1001) may be a start screen that displays a product photo and product name, and may include a start button that starts the augmented reality operation instructions.
  • the producer device (300) When the producer device (300) receives a user input for pressing the start button, it switches to the second screen (1002).
  • the second screen (1002) displays a product implemented in augmented reality in the center, and includes, from the left, a process step list pop-up button, a zoom in/out scroll bar, a rotation scroll bar, and a function pop-up button.
  • the producer device (300) receives a user input for pressing the process step list pop-up button, it can display or hide the process step list, and when it receives a user input for dragging the zoom in/out and rotation scroll bars, it can zoom in/out and rotate the product implemented in augmented reality.
  • the augmented reality work instructions may include various functions, and the function list can be displayed or hidden by pressing the function pop-up button.
  • the third screen (1003) displays a list of process steps and a list of functions.
  • the producer device (300) receives a user input for selecting any one process step from the list of process steps, it can reproduce augmented reality data that implements the product assembly operation of the corresponding step.
  • the producer device (300) receives a user input for selecting a function button such as stepwise forward play, stepwise reverse play, full forward play, full forward play, pause, or exit
  • a function button such as stepwise forward play, stepwise reverse play, full forward play, full forward play, pause, or exit
  • the augmented reality work instructions perform an action corresponding to the function.
  • a function for adjusting the animation speed according to the function button is also included.
  • the augmented reality work instructions can be utilized more usefully through implementation of various functions.
  • FIG. 11 is a drawing illustrating the function of an augmented reality work instruction manual according to a first embodiment of the present invention.
  • the screen (1101) of Fig. 11 shows an image captured by the camera of the producer device (300), with the left side displaying an actual product and the right side displaying a virtual product implemented through augmented reality.
  • the synchronization device (100) can implement an augmented reality work guide so that the actual product captured by the camera of the producer device (300) and the augmented reality product are displayed together.
  • the synchronization device (100) can display augmented reality work instructions superimposed on the image captured by the camera of the producer device (300).
  • the screen (1102) of FIG. 11 is an augmented reality product in which the process step list described in FIG. 10 is superimposed and displayed.
  • the producer device (300) receives user input for selecting each step, it can reproduce augmented reality data that implements the product assembly operation of the corresponding step.
  • the synchronization device (100) can recognize the shape of an actual product and implement an augmented reality work instruction manual to inspect the assembly status of the actual product.
  • guidelines implemented in augmented reality for inspecting the assembly status can be displayed.
  • two or more products can be compared.
  • FIG. 12 is a drawing illustrating the function of an augmented reality work instruction manual according to a second embodiment of the present invention.
  • Figure 12 shows augmented reality work instructions for the base case. While Figure 12 presents still images in a sequential order, the assembly process can actually be displayed sequentially in animation form.
  • Figure 13 is a photograph showing the use of an augmented reality work guide according to one embodiment of the present invention.
  • a production manager displays an augmented reality work instruction manual on the manufacturer's device (300) and assembles the product by referring to it.
  • Utilizing the 3D model-based augmented reality work instruction manual allows for direct comparison between the augmented reality product and the actual product, thereby reducing work errors and improving production efficiency.
  • collaboration such as sharing various types of data
  • AR augmented reality
  • even production workers with low work skills can easily perform tasks using intuitive augmented reality work instructions.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a work guide for web/mobile according to one embodiment of the present invention.
  • the synchronization device (100) can generate work instructions for web/mobile devices using 3D work instructions.
  • the 3D work instructions are generated in file format, can be reconfigured for viewing on the web or through a mobile device, and can include additional information.
  • Figure 14 illustrates an example of a work instruction manual (1401) for web/mobile devices.
  • the work instruction manual (1401) for web/mobile devices includes information regarding work plans and process sequences, images/videos/CADs of the work instruction manual, descriptions of work processes and instructions, and other information related to the work process. In addition, it may include additional information required for product assembly, and is not limited to any one of these.

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 3D 설계 데이터 동기화 장치에 있어서, 제품의 부품 별 3D 설계 데이터를 포함하는 설계용 자재 명세서(Engineering Bill Of Material, E-BOM)를 획득하고, 상기 부품 별 설계용 자재 명세서를 상기 제품의 생산 공정에 따라 재구성하여 생산용 자재 명세서(Manufacturing Bill Of Material, M-BOM)를 획득하고, 상기 생산용 자재 명세서에 기초하여 상기 제품의 생산을 위한 3D 작업 지침서를 생성하고, 상기 설계용 자재 명세서의 3D 설계 데이터가 변경됨에 따라 상기 생산용 자재 명세서 및 상기 3D 작업 지침서의 3D 설계 데이터가 대응하여 변경되도록 상기 설계용 자재 명세서, 상기 생산용 자재 명세서 및 상기 3D 작업 지침서를 연동시키는 프로세서를 포함할 수 있다.

Description

3D 설계 데이터 동기화 장치 및 방법
본 발명은 3D 설계 데이터 동기화 장치 및 방법에 관한 것이다.
제품 개발 단계에서 만들어진 3D 설계 데이터는 생산 과정에서 공정 계획 수립, 작업 지침서 작성 등에 활용된다. 다만, 3D 설계 데이터는 해당 제품의 후속 개발이나 생산 과정에서 빈번하게 변경되거나, 공정 과정에 따라 재구성될 수 있는데, 제품 개발 파트와 생산 파트가 구분되어 관리되는 대부분의 사업장 특성상 상호간에 이를 일일이 확인하기 어려워 3D 설계 데이터를 활용하는데 한계가 존재하는 상황이다.
특히, 작업 지침서는 보통 실물 기반 제품 사진이나 2D 도면 등을 이용하여 엑셀과 같은 워크시트 형태로 제품 정보를 생산 담당자가 일일이 수기로 작성하는 방식으로 관리되고 있다.
담당자의 수기 작성으로 인한 휴먼 에러에 따른 부품 누락, 오류 발생 가능성이 농후하기에 작업 지침서는 완성도가 떨어질 수 있고, 3D 설계 데이터가 변경되는 경우 변경 사항에 대한 명확한 확인이 어려운 바, 변경 사항을 일일이 확인하여 수동 작성해야 하는 번거로움이 업무 피로도를 증가시키고 작업 효율성을 저하시킨다.
또한, 설계 단계에서의 3D 설계 데이터와 생산 단계에서의 3D 설계 데이터가 불일치할 경우, 생산 담당자는 현재 사용되고 있는 작업 지침서가 최신의 설계 데이터로 이루어졌는지 확인하기 어렵고, 생산 담당자가 3D 설계 데이터에 변경이 있음을 인지하더라도, 어느 설계 데이터가 최신 설계 데이터인지 확인하기 어려운 상황이다.
전력 제품의 경우, 제품의 생산 단계에서 전기적 특성에 따른 취급 안전성을 중요시하는데 담당자의 안전확보를 위해 3D 설계 데이터의 변경사항이 정확하고 신속하게 업데이트될 것이 요구된다.
한편, 앞서 언급한 바와 같이, 실제 제품 사진을 기반으로 작업 지침서가 작성되는 경우, 그 직관성이 떨어지는 바 생산 담당자가 작업지침서를 제품 생산에 활용하는데 어려움이 있어 업무 효율성이 떨어지는 문제점이 있다.
따라서, 보다 직관적이고 가시적인 작업 지침서를 제공함으로써 생산 시간 단축 등 생산성을 개선할 수 있는 방안 마련이 필요한 실정이다.
본 발명의 목적은 제품 개발 단계에서 생산 단계까지 일원화된 제품 정보 관리를 통해 휴먼 에러를 방지하고 효율적으로 제품 생산을 가능하게 하는 3D 설계 데이터 동기화 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 직관적이고 완성도 높은 3D 작업 지침서 및 증강 현실 작업 지침서를 제공하는 3D 설계 데이터 동기화 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 3D 설계 데이터 동기화 장치에 있어서, 제품의 부품 별 3D 설계 데이터를 포함하는 설계용 자재 명세서(Engineering Bill Of Material, E-BOM)를 획득하고, 상기 부품 별 설계용 자재 명세서를 상기 제품의 생산 공정에 따라 재구성하여 생산용 자재 명세서(Manufacturing Bill Of Material, M-BOM)를 획득하고, 상기 생산용 자재 명세서에 기초하여 상기 제품의 생산을 위한 3D 작업 지침서를 생성하고, 상기 설계용 자재 명세서의 3D 설계 데이터가 변경됨에 따라 상기 생산용 자재 명세서 및 상기 3D 작업 지침서의 3D 설계 데이터가 대응하여 변경되도록 상기 설계용 자재 명세서, 상기 생산용 자재 명세서 및 상기 3D 작업 지침서를 연동시키는 프로세서를 포함할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 생산용 자재 명세서 및 상기 제품의 공정 계획 정보를 포함하는 공정 명세서(Bill Of Process, BOP)를 생성하고, 상기 공정 명세서의 3D 설계 데이터도 동기화되도록 상기 공정 명세서를 상기 설계용 자재 명세서, 상기 생산용 자재 명세서 및 상기 3D 작업 지침서에 연동시킬 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 3D 설계 데이터에 대응하는 2D 설계 데이터도 동기화되도록 상기 2D 설계 데이터를 상기 설계용 자재 명세서, 상기 생산용 자재 명세서 및 상기 3D 작업 지침서에 연동시킬 수 있다.
상기 프로세서는, 생산용 자재 명세서를 관리하는 생산자 장치로부터 상기 3D 설계 데이터의 변경을 요청하는 요청 신호를 수신하는 것에 기초하여 상기 요청 신호를 설계용 자재 명세서를 관리하는 설계자 장치로 전송할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 설계자 장치로부터 상기 3D 설계 데이터의 변경에 따른 동기화 신호를 수신하는 것에 기초하여 상기 2D 설계 데이터와 상기 생산용 자재 명세서, 상기 공정 명세서 및 상기 3D 작업 지침서의 3D 설계 데이터를 변경할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 3D 작업 지침서를 이용하여 웹/모바일 용 작업 지침서 및 증강 현실(Augmented Reality, AR) 작업 지침서 중 적어도 하나를 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 3D 설계 데이터 동기화 시스템에 의해 수행되는 동기화 방법에 있어서, 제품의 부품 별 3D 설계 데이터를 포함하는 설계용 자재 명세서(Engineering Bill Of Material, E-BOM)를 획득하는 단계; 상기 부품 별 설계용 자재 명세서를 상기 제품의 생산 공정에 따라 재구성하여 생산용 자재 명세서(Manufacturing Bill Of Material, M-BOM)를 획득하는 단계; 상기 생산용 자재 명세서에 기초하여 상기 제품의 생산을 위한 3D 작업 지침서를 생성하는 단계; 상기 설계용 자재 명세서의 3D 설계 데이터가 변경됨에 따라 상기 생산용 자재 명세서 및 상기 3D 작업 지침서의 3D 설계 데이터가 대응하여 변경되도록 상기 설계용 자재 명세서, 상기 생산용 자재 명세서 및 상기 3D 작업 지침서를 연동시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법은, 상기 생산용 자재 명세서 및 상기 제품의 공정 계획 정보를 포함하는 공정 명세서(Bill Of Process, BOP)를 생성하는 단계; 상기 공정 명세서의 3D 설계 데이터도 동기화되도록 상기 공정 명세서를 상기 설계용 자재 명세서, 상기 생산용 자재 명세서 및 상기 3D 작업 지침서에 연동시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 연동시키는 단계는, 상기 3D 설계 데이터에 대응하는 2D 설계 데이터도 동기화되도록 상기 2D 설계 데이터를 상기 설계용 자재 명세서, 상기 생산용 자재 명세서 및 상기 3D 작업 지침서에 연동시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법은, 생산용 자재 명세서를 관리하는 생산자 장치로부터 상기 3D 설계 데이터의 변경을 요청하는 요청 신호를 수신하는 단계; 상기 요청 신호를 설계용 자재 명세서를 관리하는 설계자 장치로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 방법은, 상기 설계자 장치로부터 상기 3D 설계 데이터의 변경에 따른 동기화 신호를 수신하는 단계; 상기 2D 설계 데이터와 상기 생산용 자재 명세서, 상기 공정 명세서 및 상기 3D 작업 지침서의 3D 설계 데이터를 변경하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 방법은, 상기 3D 작업 지침서를 이용하여 웹/모바일 용 작업 지침서 및 증강 현실(Augmented Reality, AR) 작업 지침서 중 적어도 하나를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 3D 설계 데이터 동기화 장치에 있어서, 제품의 부품 별 3D 설계 데이터를 포함하는 설계용 자재 명세서(Engineering Bill Of Material, E-BOM)를 상기 제품의 생산 공정에 따라 재구성하여 생산용 자재 명세서(Manufacturing Bill Of Material, M-BOM)를 획득하고, 상기 3D 설계 데이터를 이용하여 상기 생산용 자재 명세서에 따른 공정 단계 별 제품 조립 동작을 구현하도록 증강 현실(Augmented Reality, AR) 데이터를 생성하고, 상기 증강 현실 데이터를 이용하여 상기 제품의 증강 현실 작업 지침서를 생성하는 프로세서를 포함할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 생산용 자재 명세서를 관리하는 생산자 장치가 상기 제품에 대응하는 식별 정보를 인식하는 경우, 상기 증강 현실 작업 지침서를 상기 생산자 장치에 제공할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 증강 현실 작업 지침서의 공정 단계 별 혹은 전체 공정 단계의 제품 조립 동작을 정방향 혹은 역방향으로 재생하도록 설정가능한 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 생산자 장치의 카메라에 의해 촬영되는 영상에 상기 증강 현실 작업 지침서를 중첩하여 표시할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 카메라로 촬영된 실제 제품과 상기 증강 현실 작업 지침서의 증강 현실 제품을 함께 표시하고, 상기 실제 제품의 형상을 인식하여 상기 실제 제품의 조립 상태를 검사할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 설계용 자재 명세서의 3D 설계 데이터가 변경됨에 따라 상기 생산용 자재 명세서의 3D 설계 데이터가 대응하여 변경되도록 상기 설계용 자재 명세서 및 상기 생산용 자재 명세서를 연동시킬 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 생산용 자재 명세서 및 상기 제품의 공정 계획 정보를 포함하는 공정 명세서(Bill Of Process, BOP)를 생성하고, 상기 공정 명세서의 3D 설계 데이터도 동기화되도록 상기 공정 명세서를 상기 설계용 자재 명세서 및 상기 생산용 자재 명세서에 연동시킬 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 설계용 자재 명세서를 관리하는 설계자 장치로부터 상기 3D 설계 데이터의 변경에 따른 동기화 신호를 수신하는 것에 기초하여 상기 생산용 자재 명세서 및 상기 공정 명세서의 3D 설계 데이터를 변경할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 3D 설계 데이터 동기화 시스템에 의해 수행되는 동기화 방법에 있어서, 제품의 부품 별 3D 설계 데이터를 포함하는 설계용 자재 명세서(Engineering Bill Of Material, E-BOM)를 상기 제품의 생산 공정에 따라 재구성하여 생산용 자재 명세서(Manufacturing Bill Of Material, M-BOM)를 획득하는 단계; 상기 3D 설계 데이터를 이용하여 상기 생산용 자재 명세서에 따른 공정 단계 별 제품 조립 동작을 구현하도록 증강 현실(Augmented Reality, AR) 데이터를 생성하는 단계; 상기 증강 현실 데이터를 이용하여 상기 제품의 증강 현실 작업 지침서를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 증강 현실 작업 지침서를 생성하는 단계 이후에, 상기 생산용 자재 명세서를 관리하는 생산자 장치가 상기 제품에 대응하는 식별 정보를 인식하는 경우, 상기 증강 현실 작업 지침서를 상기 생산자 장치에 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법은, 상기 증강 현실 작업 지침서의 공정 단계 별 혹은 전체 공정 단계의 제품 조립 동작을 정방향 혹은 역방향으로 재생하도록 설정가능한 사용자 인터페이스를 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 증강 현실 작업 지침서를 제공하는 단계는, 상기 생산자 장치의 카메라에 의해 촬영되는 영상에 상기 증강 현실 작업 지침서를 중첩하여 표시하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 증강 현실 작업 지침서를 제공하는 단계는, 상기 카메라로 촬영된 실제 제품과 상기 증강 현실 작업 지침서의 증강 현실 제품을 함께 표시하는 단계; 상기 실제 제품의 형상을 인식하여 상기 실제 제품의 조립 상태를 검사하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법은, 상기 설계용 자재 명세서의 3D 설계 데이터가 변경됨에 따라 상기 생산용 자재 명세서의 3D 설계 데이터가 대응하여 변경되도록 상기 설계용 자재 명세서 및 상기 생산용 자재 명세서를 연동시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 연동시키는 단계는, 상기 생산용 자재 명세서 및 상기 제품의 공정 계획 정보를 포함하는 공정 명세서(Bill Of Process, BOP)를 생성하는 단계; 상기 공정 명세서의 3D 설계 데이터도 동기화되도록 상기 공정 명세서를 상기 설계용 자재 명세서 및 상기 생산용 자재 명세서에 연동시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법은, 상기 설계용 자재 명세서를 관리하는 설계자 장치로부터 상기 3D 설계 데이터의 변경에 따른 동기화 신호를 수신하는 것에 기초하여 상기 생산용 자재 명세서 및 상기 공정 명세서의 3D 설계 데이터를 변경하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제품 설계부터 자재 명세서 작성, 공정 계획 수립, 작업 지침서 작성에 이르기까지 일관된 데이터 동기화 시스템을 구성할 수 있고, 담당자 간 데이터 오류 발생을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 최신 자재 명세서 기반의 3D 설계 데이터를 활용해 작업 지침서의 자동 업데이트가 가능해지며 업무 효율성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 생산 담당자에게 복잡한 제품 생산 절차를 증강 현실을 활용해 직관적으로 제품의 입체 형태를 효과적으로 전달해줄 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 설계 담당자와 생산 담당자 간 가시적이고 명료한 제품 설계 데이터를 활용해 효율적인 커뮤니케이션이 가능하게 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 애니메이션(Animation) 방식의 작업 지침서를 구현해 부품 구성 및 조립 절차에 대한 명확한 설명을 제공하여 안전한 조립 방법과 유지보수 지침을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 설계 데이터 동기화 시스템을 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 설계 데이터 동기화 장치를 도시한 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 설계 데이터 동기화 장치의 동작 흐름도를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 설계 데이터 동기화 시스템의 동작 모습을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 설계 데이터 동기화 시스템의 동작 모습을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 설계 데이터 동기화 시스템의 동작 모습을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 설계 데이터 동기화 시스템의 동작 모습을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 증강 현실 작업 지침서의 생성 과정을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 증강 현실 작업 지침서의 생성 모습을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 증강 현실 작업 지침서의 동작 과정을 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 제1실시예에 따른 증강 현실 작업 지침서의 기능을 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 제2실시예에 따른 증강 현실 작업 지침서의 기능을 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 증강 현실 작업 지침서의 활용 모습을 촬영한 사진이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 웹/모바일 용 작업 지침서의 일 예를 도시한 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략할 수 있고, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 설계 데이터 동기화 시스템을 도시한 개략도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 3D 설계 데이터 동기화 시스템(1)은(이하, 시스템(1) 이라고도 한다.)은 3D 설계 데이터 동기화 장치(100)(이하, 동기화 장치(100) 라고도 한다.), 설계자 장치(200) 및 생산자 장치(300)를 포함할 수 있다.
동기화 장치(100)는 제품의 설계 단계에서부터 생산 단계까지 공정 전체 과정에서 발생하는 정보들을 연동시키는 장치로, 컴퓨터, PLC(Programmable Logic Controller), 서버 등으로 구현될 수 있다. 동기화 장치(100)는 제품 데이터 관리(Product Data Management, PDM) 시스템, 제품 수명 주기 관리(Product lifecycle management, PLM) 시스템을 내장할 수 있으며, 이 외에도 생산 관리 시스템(Manufacturing Execution System, MES), 근로자 지원 프로그램(Employee assistance program, EAP), 레시피 정보 관리 프로그램(Recipe Parameter Management System, RPMS) 등을 내장할 수 있다.
설계자 장치(200)를 설계용 자재 명세서(Engineering Bill Of Material, E-BOM)를 관리하는 장치로, 컴퓨터, PLC(Programmable Logic Controller), 서버, 스마트 폰, 태블릿 PC, 스마트 패드, 노트북 등으로 구현될 수 있다.
설계용 자재 명세서(E-BOM)는 제품의 각 부품별 3D 설계 데이터를 포함하고, 3D 설계 데이터와 함께 각 부품의 제조사, 가격 등 부품(제품)에 관한 모든 정보를 포함하는 마스터 정보이다.
생산자 장치(300)는 생산용 자재 명세서(Manufacturing Bill Of Material, M-BOM)를 관리하는 장치로, 컴퓨터, PLC(Programmable Logic Controller), 서버, 스마트 폰, 태블릿 PC, 스마트 패드, 노트북 등으로 구현될 수 있다. 또한 생산자 장치(300)는 생산자의 제품 생산(부품 조립 등)을 가이드 하기 위한 증강 현실 작업 지침서를 표시하는 생산자의 단말일 수 있다.
생산용 자재 명세서(M-BOM)는 제품의 공정 과정에 맞게 부품 별 설계용 자재 명세서(E-BOM)를 재구성한 정보이다.
본 발명은 설계용 자재 명세서(E-BOM)와 생산용 자재 명세서(M-BOM)를 일원화하여 관리함으로써, 3D 설계 데이터가 변경되더라도 변경사항을 쉽게 확인할 수 있고, 이를 이용하여 생성된 작업 지침서 관리도 효율적으로 수행할 수 있는 방안을 제안한다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 설계 데이터 동기화 시스템(1)의 구성 및 동작에 대해 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 설계 데이터 동기화 장치를 도시한 블럭도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 동기화 장치(100)는 입력부(110), 통신부(120), 표시부(130), 저장부(140) 및 프로세서(150)를 포함한다.
입력부(110)는 동기화 장치(100)의 사용자 입력에 대응하여 입력데이터를 발생시킨다. 예를 들어, 사용자 입력은 설계용 자재 명세서를 재구성하여 생산용 자재 명세서를 생성하기 위한 사용자 입력, 3D 작업 지침서를 생성하기 위한 사용자 입력 등일 수 있으며, 이 외에도 제품의 설계 단계에서부터 생산 단계까지 공정 전체 과정에서 발생하는 정보들을 연동하기 위해 필요한 사용자 입력인 경우 제한하지 않고 적용 가능하다.
입력부(110)는 적어도 하나의 입력수단을 포함한다. 입력부(110)는 키보드(key board), 키패드(key pad), 돔 스위치(dome switch), 터치패널(touch panel), 터치 키(touch key), 마우스(mouse), 메뉴 버튼(menu button) 등을 포함할 수 있다.
통신부(120)는 설계용 자재 명세서, 생산용 자재 명세서, 3D 작업 지침서, 웹/모바일 작업 지침서, 증강 현실 작업 지침서, 공정 계획 정보, 공정 명세서, 3D 설계 데이터 변경 요청 신호, 3D 설계 데이터 변경에 따른 동기화 신호 등을 송수신하기 위해 설계자 장치(200), 생산자 장치(300) 등 외부장치와의 통신을 수행할 수 있다.
통신부(120)는 제품 데이터 관리(Product Data Management, PDM) 시스템, 제품 수명 주기 관리 (Product lifecycle management, PLM) 시스템, 생산 관리 시스템(Manufacturing Execution System, MES), 근로자 지원 프로그램(Employee assistance program, EAP), 레시피 정보 관리 프로그램(Recipe Parameter Management System, RPMS) 등이 동기화 장치(100)와 별도의 장치로 구현된 경우, 해당 시스템들과도 통신을 수행할 수 있다.
이를 위해, 통신부(120)는 5G(5th generation communication), LTE-A(long term evolution-advanced), LTE(long term evolution), Wi-Fi(wireless fidelity), Bluetooth 등의 무선 통신, 혹은 LAN(local area network), WAN(Wide Area Network), 전력선 통신 등의 유선 통신을 수행할 수 있다.
표시부(130)는 동기화 장치(100)의 동작에 따른 표시 데이터를 표시한다. 표시부(130)는 설계용 자재 명세서, 생산용 자재 명세서, 3D 작업 지침서, 웹/모바일 작업 지침서, 증강 현실 작업 지침서, 공정 계획 정보, 공정 명세서 등을 표시하는 화면, 표시하는 화면, 이 외 사용자 입력을 수신하는 화면 등을 표시할 수 있다.
표시부(130)는 액정 디스플레이(LCD; liquid crystal display), 발광 다이오드(LED; light emitting diode) 디스플레이, 유기 발광 다이오드(OLED; organic LED) 디스플레이, 마이크로 전자기계 시스템(MEMS; micro electro mechanical systems) 디스플레이 및 전자 종이(electronic paper) 디스플레이를 포함한다. 표시부(130)는 입력부(110)와 결합되어 터치 스크린(touch screen)으로 구현될 수 있다.
저장부(140)는 동기화 장치(100)의 동작 프로그램들을 저장한다. 저장부(140)는 전원의 제공 유무와 무관하게 데이터(정보)를 보존할 수 있는 비휘발성 속성의 스토리지(storage)와, 프로세서(150)에 의해 처리되기 위한 데이터가 로딩되며 전원이 제공되지 않으면 데이터를 보존할 수 없는 휘발성 속성의 메모리(memory)를 포함한다. 스토리지에는 플래시메모리(flash-memory), HDD(hard-disc drive), SSD(solid-state drive) ROM(Read Only Memory) 등이 있으며, 메모리에는 버퍼(buffer), 램(RAM; Random Access Memory) 등이 있다.
저장부(140)는 설계용 자재 명세서, 생산용 자재 명세서, 3D 작업 지침서, 웹/모바일 작업 지침서, 증강 현실 작업 지침서, 공정 계획 정보, 공정 명세서, 제품 데이터 관리(Product Data Management, PDM) 시스템, 제품 수명 주기 관리 (Product lifecycle management, PLM) 시스템, 생산 관리 시스템(Manufacturing Execution System, MES), 근로자 지원 프로그램(Employee assistance program, EAP), 레시피 정보 관리 프로그램(Recipe Parameter Management System, RPMS) 등을 저장할 수 있다. 저장부(140)는 설계용 자재 명세서 및 생산용 자재 명세서 획득, 3D 작업 지침서 생성, 제품의 설계 단계에서부터 생산 단계까지 공정 전체 과정에서 발생하는 정보 연동, 증강 현실 데이터 및 증강 현실 작업 지침서 생성 등을 수행하는 과정에서 필요한 연산 프로그램 등을 저장할 수 있다.
프로세서(150)는 프로그램 등 소프트웨어를 실행하여 동기화 장치(100)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(150)는 제품의 부품 별 3D 설계 데이터를 포함하는 설계용 자재 명세서(Engineering Bill Of Material, E-BOM)를 획득하고, 상기 부품 별 설계용 자재 명세서를 상기 제품의 생산 공정에 따라 재구성하여 생산용 자재 명세서(Manufacturing Bill Of Material, M-BOM)를 획득하고, 상기 생산용 자재 명세서에 기초하여 상기 제품의 생산을 위한 3D 작업 지침서를 생성하고, 상기 설계용 자재 명세서의 3D 설계 데이터가 변경됨에 따라 상기 생산용 자재 명세서 및 상기 3D 작업 지침서의 3D 설계 데이터가 대응하여 변경되도록 상기 설계용 자재 명세서, 상기 생산용 자재 명세서 및 상기 3D 작업 지침서를 연동시킬 수 있다.
프로세서(150)는 제품의 부품 별 3D 설계 데이터를 포함하는 설계용 자재 명세서(Engineering Bill Of Material, E-BOM)를 상기 제품의 생산 공정에 따라 재구성하여 생산용 자재 명세서(Manufacturing Bill Of Material, M-BOM)를 획득하고, 상기 3D 설계 데이터를 이용하여 상기 생산용 자재 명세서에 따른 공정 단계 별 제품 조립 동작을 구현하도록 증강 현실(Augmented Reality, AR) 데이터를 생성하고, 상기 증강 현실 데이터를 이용하여 상기 제품의 증강 현실 작업 지침서를 생성할 수 있다.
한편, 프로세서(150)는 상기 동작들을 수행하기 위한 데이터 분석, 처리, 및 결과 정보 생성 중 적어도 일부를 규칙 기반 또는 인공지능(Artificial Intelligence) 알고리즘으로서 기계학습, 신경망 네트워크(neural network), 또는 딥러닝 알고리즘 중 적어도 하나를 이용하여 수행할 수 있다. 신경망 네트워크의 예로는, CNN (Convolutional Neural Network), DNN (Deep Neural Network), RNN (Recurrent Neural Network)과 같은 모델을 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 설계 데이터 동기화 장치의 동작 흐름도를 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(150)는 제품의 부품 별 3D 설계 데이터를 포함하는 설계용 자재 명세서(E-BOM)를 획득할 수 있다(S10).
프로세서(150)는 제품 데이터 관리(Product Data Management, PDM) 시스템, 제품 수명 주기 관리(Product lifecycle management, PLM) 시스템 등으로부터 부품 별 마련된 3D 설계 데이터를 수신하고, 3D 설계 데이터를 이용하여 설계용 자재 명세서를 생성할 수 있다. 혹은 프로세서(150)는 설계용 자재 명세서를 생성하는 사용자 입력을 수신할 수 있다. 이 외에도, 프로세서(150)는 기 생성된 설계용 자재 명세서를 외부로부터 수신할 수 있으며, 설계용 자재 명세서를 획득하는 방식이나 경로는 어느 하나에 한정되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(150)는 부품 별 설계용 자재 명세서를 제품의 생산 공정에 따라 재구성하여 생산용 자재 명세서(Manufacturing Bill Of Material, M-BOM)를 획득할 수 있다(S20).
부품들은 생산 단가, 생산 공정의 특수성 등으로 인해 개별적으로 생산되거나, 하나 이상의 부품이 묶여서 생산될 수 있다. 하나 이상의 부품이 묶여서 생산되는 경우에도 그 묶이는 형태가 제품 별로 상이할 수 있다. 따라서, 생산 단계에서는 부품별 설계용 자재 명세서를 공정에 따라 재구성한 생산용 자재 명세서를 활용한다.
프로세서(150)는 생산 공정에 관한 정보에 기초하여 생산용 자재 명세서를 생성할 수 있으며, 혹은 설계용 자재 명세서를 재구성하는 사용자 입력을 수신할 수 있다. 마찬가지로, 생산용 자재 명세서를 획득하는 방식이나 경로는 어느 하나에 한정되지 않는다. 프로세서(150)는 설계용 자재 명세서를 변형하지 않고 순서 및 배열만을 달리하여 생산용 자재 명세서를 생성할 수 있으며, 이 경우 3D 설계 데이터의 변동 시 이에 대응한 설계용 자재 명세서, 생산용 자재 명세서 및 3D 작업 지침서 중 적어도 하나의 연동이 용이할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(150)는 생산용 자재 명세서에 기초하여 제품의 생산을 위한 3D 작업 지침서를 생성할 수 있다(S30).
3D 작업 지침서는 3D 설계 데이터를 이용하여 생성될 수 있으며, 제품을 조립하는 과정에 대한 설명, 제품에 포함된 부품명, 부품 번호, 수량 등 제품 조립 및 관리에 필요한 정보를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(150)는 설계용 자재 명세서의 3D 설계 데이터가 변경됨에 따라 생산용 자재 명세서 및 3D 작업 지침서의 3D 설계 데이터가 대응하여 변경되도록 설계용 자재 명세서, 생산용 자재 명세서 및 3D 작업 지침서를 연동시킬 수 있다(S40).
3D 설계 데이터는 전 공정 과정에서 다양한 이유로 빈번하게 변경될 수 있다. 이때, 설계자 장치(200)가 3D 설계 데이터를 변경하는 사용자 입력을 수신하거나, 생산자 장치(300) 혹은 외부로부터 수신한 3D 설계 데이터의 변경 요청 신호에 대응하여 3D 설계 데이터를 변경하는 사용자 입력을 수신할 수 있다.
데이터들을 연동하는 방식은 어느 하나에 한정되지 않으며, 예를 들어, 프로세서(150)는 설계용 자재 명세서, 생산용 자재 명세서 및 3D 작업 지침서를 부품 별로 매핑하여 연동할 수 있다.
프로세서(150)는 생산자 장치(300)로부터 3D 설계 데이터의 변경을 요청하는 요청 신호를 수신하는 것에 기초하여 요청 신호를 설계자 장치(200)로 전송할 수 있다. 설계자 장치(200)는 요청 신호를 수신하면, 요청 내용에 관한 알림 정보를 출력할 수 있으며, 3D 설계 데이터를 변경하는 사용자 입력을 수신할 수 있다. 또한, 프로세서(150)는 설계자 장치(200)가 3D 설계 데이터의 변경에 따라 동기화를 요청할 수 있는 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다. 이때, 사용자 인터페이스는 동기화를 요청하는 버튼 등을 포함할 수 있다. 다만, 이 외에도 설계자 장치(200)로부터 동기화 신호를 수신하는 방식은 다양하게 채용될 수 있다.
혹은, 설계자 장치(200)는 앞서 서술한 바와 같이 별도의 외부 요청 없이도 3D 설계 데이터를 변경 및 동기화를 요청하는 사용자 입력 수신 후, 동기화 신호를 동기화 장치(100)로 전송할 수 있다.
프로세서(150)는 설계자 장치(200)로부터 3D 설계 데이터의 변경에 따른 동기화 신호를 수신하는 것에 기초하여 생산용 자재 명세서 및 3D 작업 지침서의 3D 설계 데이터를 변경할 수 있다.
프로세서(150)는 동기화 신호를 수신하면, 앞서 설계용 자재 명세서와 연동시킨 생산용 자재 명세서 및 3D 작업 지침서의 3D 설계 데이터를 일괄적으로(혹은 순차적으로) 변경할 수 있다.
한편, 프로세서(150)는 생산용 자재 명세서 및 제품의 공정 계획 정보를 포함하는 공정 명세서(Bill Of Process, BOP)를 생성하고, 공정 명세서에 기초하여 제품의 생산을 위한 3D 작업 지침서를 생성할 수 있다. 공정 계획 정보에는 인력 운용에 관한 정보도 포함될 수 있다.
이 경우, 프로세서(150)는 공정 명세서의 3D 설계 데이터도 동기화되도록 공정 명세서를 설계용 자재 명세서, 생산용 자재 명세서 및 3D 작업 지침서에 연동시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 최신 자재 명세서 기반의 3D 설계 데이터를 활용해 작업 지침서의 자동 업데이트가 가능해지며 업무 효율성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제품 설계부터 자재 명세서 작성, 공정 계획 수립, 작업 지침서 작성에 이르기까지 일관된 데이터 동기화 시스템을 구성할 수 있고, 담당자 간 데이터 오류 발생을 감소시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 설계 데이터 동기화 시스템의 동작 모습을 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 동기화 시스템(1)은 개발 단계 및 양산 단계로 분리되며, PLM/PDM 시스템으로부터 수신한 3D 설계 데이터가 변경 시 개발 단계의 3D 설계 데이터 및 설계 자제 명세서가 자동으로 변경되도록 상호 연동되어 있다. 또한 개발 단계의 설계 자재 명세서와 생산 단계의 생산 자재 명세서 또한 상호 연동되어 최종 작업 지침서까지 자동으로 업데이트되는 구조를 가진다.
이때, 프로세서(150)는 3D 설계 데이터에 대응하는 2D 설계 데이터도 동기화되도록 2D 설계 데이터를 설계용 자재 명세서, 생산용 자재 명세서 및 3D 작업 지침서에 연동시킬 수 있다.
프로세서(150)는 3D 작업 지침서를 이용하여 웹/모바일 용 작업 지침서 및 증강 현실(Augmented Reality, AR) 작업 지침서 중 적어도 하나를 생성할 수 있다. 증강 현실 작업 지침서를 생성하는 과정은 도 8을 참고하여 설명하며, 웹/모바일 용 작업 지침서의 일 예는 도 14에 도시되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, '3D 설계 데이터 → 설계용 자재 명세서(E- BOM) → 생산용 자재 명세서(M-BOM) → BOP 공정 작업지침서'와 같이 단일 데이터 연결성으로 개발, 생산 변경사항 발생 시 데이터 추적을 통한 설계, 생산, 제조 업무 단순화에 따른 업무 효율성을 개선할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 설계 데이터 동기화 시스템의 동작 모습을 도시한 도면이다.
도 5는 도 3의 S40을 참고하여 서술한 바와 같이, 설계용 자재 명세서, 생산용 자재 명세서, 공정 명세서 및 3D 작업 지침서를 연동하는 모습을 도시한다.
먼저 3D 설계 데이터(3D CAD Model)을 살펴보면, 펜(pen) 제품의 부품별 3D 설계 데이터가 구조화되어 있다. 펜은 몸체(body)와 캡(cap), 카트리지(cartridge)로 구성되며, 몸체는 배럴(barrel), 팁(tip), 탑(top)으로 구성된다.
설계용 자재 명세서(E-BOM)는 3D 설계 데이터 및 부품 별 정보를 포함하여 생성되며, 생산용 자재 명세서(M-BOM) 및 공정 명세서(Process Plan)는 설계용 자재 명세서를 공정 순서 및 공정 계획에 따라 재구성되어 생성된다. 작업 지침서는 생산용 자재 명세서 혹은 공정 명세서에 기초하여 생성될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 설계 데이터 동기화 시스템의 동작 모습을 도시한 도면이다.
도 6은 시스템(1)의 전체적인 동작 흐름도를 나타내며, 크게 3D 설계 BOM, 생산 BOM, 공정 계획, 생산 BOM 및 공정 계획 BOP 연계, 디지털 작업 지침서로 나눌 수 있다.
동기화 장치(100)는 3D 설계 데이터를 이용하여 3D 모델 구조를 만들고, 이를 이용하여 설계 BOM(E-BOM)을 생성할 수 있다. 설계 BOM(E-BOM)으로 생산 BOM(M-BOM)을 생성하고, 공정 계획에 기초하여 공정 작업 별 생산 BOM을 할당함으로써 생산 BOM과 공정 명세서(BOP)를 연계할 수 있다. 이때, 작업 지침서를 생성하기 위한 공정 별 부품 요소를 시각화할 수 있다. 3D 설계 데이터는 3D 도면으로 구성되거나 또는 3D 도면을 동적으로 움직이도록 애니메이션화된 데이터로 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제품 개발 프로세스 페러다임 전환과 설계 완성도 향상 및 개발 기간을 단축시킬 수 있으며, 개발 비용 절감(약 30% 단축)이 가능해질 것으로 기대된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 설계 파트와 생산 파트 간 데이터 단일화를 통해 업무소통이 원활해질 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 설계 데이터 동기화 시스템의 동작 모습을 도시한 도면이다.
도 7을 살펴보면, 먼저 제품의 부품 중 하나에 대한 3D 설계 데이터가 변경되는 경우(701), 동기화 장치(100)는 설계 자재 명세서와 생산 자재 명세서를 비교하여(702), 변경된 항목에 대응하는 생산 자재 명세서를 업데이트할 수 있다(703). 이후 생산 자재 명세서에 연결된 작업 지침서에 업데이트 사항을 반영할 수 있다(704). 따라서, 설계 변경 전 작업 지침서(710)는 설계 변경 후 작업 지침서(720)로 업데이트 된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 3D 설계 데이터만 수정하면 관련된 설계/생산 BOM과 작업지침서가 자동 변경되어 업무 효율성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 3D 작업 지침서는 3D 설계 데이터로부터 구성되며, 최신정보가 실시간 수준으로 업데이트되어 부품 누락, 오류 발생 가능성을 낮출 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제품 정보는 3D 설계 데이터 기반으로 구성되어 구조화되고 입체화된 시각정보를 제공함으로써 생산 담당자의 제품 이해도를 높일 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 증강 현실 작업 지침서의 생성 과정을 도시한 도면이다.
이때, 앞서 도 3을 참고하여 서술한 내용 중 중복되는 내용은 앞서 서술한 내용을 채용하고, 구체적인 설명은 생략한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 동기화 장치(100)는 제품의 부품 별 3D 설계 데이터를 포함하는 설계용 자재 명세서를 제품의 생산 공정에 따라 재구성하여 생산용 자재 명세서를 획득할 수 있다(S810).
본 발명의 일 실시예에 따르면, 동기화 장치(100)는 3D 설계 데이터를 이용하여 생산용 자재 명세서에 따른 공정 단계 별 제품 조립 동작을 구현하도록 증강 현실 데이터를 생성할 수 있다(S820). 동기화 장치(100)는 공정 단계 별 제품 조립 동작을 동영상 형태로 구현하고, 이를 증강 현실 데이터로 변환할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 동기화 장치(100)는 증강 현실 데이터를 이용하여 제품의 증강 현실 작업 지침서를 생성할 수 있다(S830).
증강 현실 작업 지침서는 증강 현실 데이터와 공정 단계 리스트를 포함할 수 있다. 동기화 장치(100)는 공정 단계 리스트 표시 및 각 단계별 증강 현실 데이터 재생을 위한 사용자 인터페이스를 구현할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 생산 담당자에게 복잡한 제품 생산 절차를 증강 현실을 활용해 직관적으로 제품의 입체 형태를 효과적으로 전달해줄 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 설계 담당자와 생산 담당자 간 가시적이고 명료한 제품 설계 데이터를 활용해 효율적인 커뮤니케이션이 가능하게 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 애니메이션(Animation) 방식의 작업 지침서를 구현해 부품 구성 및 조립 절차에 대한 명확한 설명을 제공하여 안전한 조립 방법과 유지보수 지침을 제공할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 증강 현실 작업 지침서의 생성 모습을 도시한 도면이다.
먼저, 동기화 장치(100)는 부품들을 보다 용이하게 구별하기 위해 색상 변경 등 3D 설계 데이터를 전처리할 수 있다. 동기화 장치(100)는 전처리된 3D 설계 데이터를 이용하여 전체적인 조립 과정을 설명하는 3D 작업 지침서를 생성할 수 있다. 3D 작업 지침서는 정지 영상 및/또는 동영상(애니메이션)으로 이루어질 수 있다.
동기화 장치(100)는 3D 설계 데이터를 증강 현실 데이터로 변환하고, 작업 지침서 상에서 활용할 수 있는 다양한 위젯(widget)을 구현할 수 있다. 위젯이 포함하는 다양한 기능은 도 10을 참고하여 설명한다. 이후, 동기화 장치(100)는 동작 테스트, 시작 화면, 팝업 화면 생성 단계를 거쳐 증강 현실 작업 지침서를 구성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 3D 설계 데이터를 활용하여 실제 제품을 제조하기 전 가상 환경에서 생산, 제조 사전 예측 및 검증을 가능하게 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 인적자원 활용 및 설계, 생산공정 단계를 실제 제품 제작에 앞서 시스템으로 확인하며 좋은 제품 품질을 확보하는데 기여할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 기존 물리적(Physical) 제품개발 체계에서 가상(Virtual)의 제품개발 체계 전환이 용이해진다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 증강현실 기술을 활용해 제품 조립뿐 아니라 제품 검수에도 활용할 수 있으며, 좀 더 직관적인 제품 리뷰 및 피드백이 가능해지게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 증강 현실화된 가상 제품을 실제 제품과 동일한 수준으로 3D 모델링 기반 증강시킴으로써 디지털화된 가상 제품과 실제 제품을 비교 분석을 비롯한 제품조립 공정을 운영 관리하는데 용이하다. 또한, 제품 생산 시 작업에 필요한 각종 데이터 및 자료(도면, 모델링, 매뉴얼 등)의 디지털화가 가능하다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 증강 현실 작업 지침서의 동작 과정을 도시한 도면이다.
동기화 장치(100)는 생산용 자재 명세서를 관리하는 생산자 장치가 제품에 대응하는 식별 정보를 인식하는 경우, 증강 현실 작업 지침서를 생산자 장치(300)에 제공할 수 있다. 식별 정보는 QR(Quick Response) 코드, 바코드 등 그 형태에 제한이 없으며, 식별 정보를 통해 해당 제품의 증강 현실 작업 지침서로 접속할 수 있으면 족하다.
동기화 장치(100)는 증강 현실 작업 지침서의 공정 단계 별 혹은 전체 공정 단계의 제품 조립 동작을 정방향 혹은 역방향으로 재생하도록 설정가능한 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다. 제품 조립 동작을 조립 순서에 따라 정방향으로 제공함으로써 생산 담당자의 제품 조립의 이해를 높일 수 있고, 또한 분해 순서에 따라 역방향으로 제공하여 제품 재조립, 유지 보수에 활용하는 등 증강 현실 작업 지침서의 활용도를 더욱 높일 수 있다. 이 외에도, 동기화 장치(100)는 증강 현실 작업 지침서의 증강 현실로 구현된 제품을 확대/축소, 회전하도록 설정 가능한 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다.
이하, 생산자 장치(300)에 표시된 증강 현실 작업 지침서 화면들을 설명한다. 이때, 해당 화면들이 포함하고 있는 정보, 디자인, 형태 등은 본 예시에 한정되지 않음은 당연하다.
먼저, 제1화면(1001)은 시작 화면으로 제품 사진과 제품명이 표시될 수 있으며, 증강 현실 작업 지침서를 시작하는 시작 버튼을 포함할 수 있다.
생산자 장치(300)는 시작 버튼을 입력하는 사용자 입력을 수신하면 다음 제2화면(1002)으로 전환한다. 제2화면(1002)에는 중앙에 증강 현실로 구현된 제품이 표시되고, 좌측에서부터 공정 단계 리스트 팝업 버튼, 확대/축소 스크롤바, 회전 스크롤바, 기능 팝업 버튼이 포함된다. 생산자 장치(300)는 공정 단계 리스트 팝업 버튼을 누르는 사용자 입력을 수신하면 공정 단계 리스트를 표시 혹은 숨길 수 있고, 확대/축소 및 회전 스크롤바를 드래그하는 사용자 입력을 수신하면 증강 현실로 구현된 제품을 확대/축소 및 회전시킬 수 있다. 또한, 증강 현실 작업 지침서는 다양한 기능을 포함할 수 있는 바, 기능 팝업 버튼을 누름으로써 기능 리스트를 표시 혹은 숨길 수 있다.
제3화면(1003)은 공정 단계 리스트 및 기능 리스트가 표시된 것으로, 생산자 장치(300)는 공정 단계 리스트 중 어느 하나의 공정 단계를 선택하는 사용자 입력을 수신하면, 해당 단계의 제품 조립 동작을 구현하는 증강 현실 데이터를 재생할 수 있다.
이 외에도, 생산자 장치(300)는 단계별 정방향 재생, 단계별 역방향 재생, 전체 정방향 재생, 전체 정방향 재생, 일시정지, 나가기 등의 기능 버튼을 선택하는 사용자 입력을 수신하면, 증강 현실 작업 지침서는 해당 기능에 대응하는 동작을 수행한다. 기능 버튼에 따라 애니메이션 속도를 조절하는 기능도 포함된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 다양한 기능 구현을 통해 증강 현실 작업 지침서를 보다 유용하게 활용할 수 있다.
도 11은 본 발명의 제1실시예에 따른 증강 현실 작업 지침서의 기능을 도시한 도면이다.
도 11의 화면(1101)은 생산자 장치(300)의 카메라에 의해 촬영되는 영상을 나타내며, 좌측은 실제 제품이고, 우측은 증강 현실로 구현된 가상 제품이 함께 표시된다. 이와 같이, 동기화 장치(100)는 생산자 장치(300)의 카메라로 촬영된 실제 제품과 증강 현실 제품을 함께 표시되도록 증강 현실 작업 지침서를 구현할 수 있다.
동기화 장치(100)는 생산자 장치(300)의 카메라에 의해 촬영되는 영상에 증강 현실 작업 지침서를 중첩하여 표시할 수 있다. 도 11의 화면(1102)은 증강 현실 제품으로 앞서 도 10에서 설명한 공정 단계 리스트가 중첩되어 표시된다. 생산자 장치(300)는 각 단계를 선택하는 사용자 입력을 수신하면, 해당 단계의 제품 조립 동작을 구현하는 증강 현실 데이터를 재생할 수 있다.
화면(1103)과 같이, 동기화 장치(100)는 실제 제품의 형상을 인식하여 실제 제품의 조립 상태를 검사하도록 증강 현실 작업 지침서를 구현할 수 있다. 이때, 화면(1104)과 같이, 조립 상태 검사를 위한 증강 현실로 구현된 가이드 라인을 표시할 수 있다. 이 외에도, 화면(1105)과 같이 2 이상의 제품을 비교할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, AR 작업지침서를 통한 제품 조립 검토 및 품질 검수 시 각종 작업 상 문제 발생 부분을 쉽게 확인할 수 있고, 검수에 대한 이력사항을 작업 지침서에 반영해 설계 담당자에게 편의성을 제공한다.
도 12는 본 발명의 제2실시예에 따른 증강 현실 작업 지침서의 기능을 도시한 도면이다.
리스트 팝업 화면은 조립 구조에 따라 상세하게 구분해 하위 조립 단계를 확인할 수 있도록 한다. 도 12에는 기본 케이스(base case)에 대한 증강 현실 작업 지침서를 나타내고 있다. 도 12에는 일련의 순서에 따라 정지 이미지로 나열되어 있으나, 실제로는 이러한 조립 과정이 애니메이션 형태로 순차적으로 표시될 수 있다.
이때, 각 공정 별 조립하여야 하는 부품의 3D 설계 데이터 색상을 구별되게 표시함으로써, 현재 생산 담당자가 어느 부품을 어디에 조립해야 하는지 한눈에 확인할 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 증강 현실 작업 지침서의 활용 모습을 촬영한 사진이다.
도 13을 살펴보면 생산 담당자가 생산자 장치(300)에 증강 현실 작업 지침서를 띄워놓고, 이를 참고하여 제품을 조립하는 모습을 나타낸다. 3D 모델 기반 증강 현실 작업 지침서를 활용하면 증강 현실 제품과 실제 제품을 직접 비교하면서 작업할 수 있으므로, 작업 에러를 줄여 생산 효율성을 높일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 증강현실(AR) 기술과 디지털화된 데이터를 통해 각종 데이터 공유 등 협업 시 용이하며, 제품 모니터링과 피드백을 통해 명확한 의사결정에 따라 업무 효율성이 향상된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 작업 숙련도가 낮은 생산 담당자도 직관성이 확보된 증강현실 작업지침서를 통해 쉽게 작업을 진행할 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 웹/모바일 용 작업 지침서의 일 예를 도시한 도면이다.
동기화 장치(100)는 3D 작업 지침서를 이용하여 웹/모바일 용 작업 지침서를 생성할 수 있다. 3D 작업 지침서는 파일 형태로 생성되는 바, 이를 웹 상이나 모바일 단말로 확인하도록 재구성되고, 추가 정보를 포함할 수 있다.
도 14는 웹/모바일 용 작업 지침서(1401)의 일 예를 도시한다. 웹/모바일 용 작업 지침서(1401)는 작업 계획 및 공정 순서에 관한 정보, 작업 지침서 이미지/비디오/CAD, 작업 공정 및 지침에 관한 내용 설명, 기타 작업 공정에 관련한 정보를 포함한다. 이 외에도 제품 조립 시 필요한 사항을 추가로 포함할 수 있으며, 어느 하나에 한정되지 않음은 당연하다.

Claims (15)

  1. 3D 설계 데이터 동기화 장치에 있어서,
    제품의 부품 별 3D 설계 데이터를 포함하는 설계용 자재 명세서(Engineering Bill Of Material, E-BOM)를 획득하고,
    상기 부품 별 설계용 자재 명세서를 상기 제품의 생산 공정에 따라 재구성하여 생산용 자재 명세서(Manufacturing Bill Of Material, M-BOM)를 획득하고,
    상기 생산용 자재 명세서에 기초하여 상기 제품의 생산을 위한 3D 작업 지침서를 생성하고,
    상기 설계용 자재 명세서의 3D 설계 데이터가 변경됨에 따라 상기 생산용 자재 명세서 및 상기 3D 작업 지침서의 3D 설계 데이터가 대응하여 변경되도록 상기 설계용 자재 명세서, 상기 생산용 자재 명세서 및 상기 3D 작업 지침서를 연동시키는 프로세서를 포함하는 동기화 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 생산용 자재 명세서 및 상기 제품의 공정 계획 정보를 포함하는 공정 명세서(Bill Of Process, BOP)를 생성하고,
    상기 공정 명세서의 3D 설계 데이터도 동기화되도록 상기 공정 명세서를 상기 설계용 자재 명세서, 상기 생산용 자재 명세서 및 상기 3D 작업 지침서에 연동시키는 동기화 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 3D 설계 데이터에 대응하는 2D 설계 데이터도 동기화되도록 상기 2D 설계 데이터를 상기 설계용 자재 명세서, 상기 생산용 자재 명세서 및 상기 3D 작업 지침서에 연동시키는 동기화 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    생산용 자재 명세서를 관리하는 생산자 장치로부터 상기 3D 설계 데이터의 변경을 요청하는 요청 신호를 수신하는 것에 기초하여 상기 요청 신호를 설계용 자재 명세서를 관리하는 설계자 장치로 전송하는 동기화 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 설계자 장치로부터 상기 3D 설계 데이터의 변경에 따른 동기화 신호를 수신하는 것에 기초하여 상기 2D 설계 데이터와 상기 생산용 자재 명세서, 상기 공정 명세서 및 상기 3D 작업 지침서의 3D 설계 데이터를 변경하는 동기화 장치.
  6. 3D 설계 데이터 동기화 시스템에 의해 수행되는 동기화 방법에 있어서,
    제품의 부품 별 3D 설계 데이터를 포함하는 설계용 자재 명세서(Engineering Bill Of Material, E-BOM)를 획득하는 단계;
    상기 부품 별 설계용 자재 명세서를 상기 제품의 생산 공정에 따라 재구성하여 생산용 자재 명세서(Manufacturing Bill Of Material, M-BOM)를 획득하는 단계;
    상기 생산용 자재 명세서에 기초하여 상기 제품의 생산을 위한 3D 작업 지침서를 생성하는 단계;
    상기 설계용 자재 명세서의 3D 설계 데이터가 변경됨에 따라 상기 생산용 자재 명세서 및 상기 3D 작업 지침서의 3D 설계 데이터가 대응하여 변경되도록 상기 설계용 자재 명세서, 상기 생산용 자재 명세서 및 상기 3D 작업 지침서를 연동시키는 단계를 포함하는 동기화 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 생산용 자재 명세서 및 상기 제품의 공정 계획 정보를 포함하는 공정 명세서(Bill Of Process, BOP)를 생성하는 단계;
    상기 공정 명세서의 3D 설계 데이터도 동기화되도록 상기 공정 명세서를 상기 설계용 자재 명세서, 상기 생산용 자재 명세서 및 상기 3D 작업 지침서에 연동시키는 단계를 더 포함하는 동기화 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 연동시키는 단계는,
    상기 3D 설계 데이터에 대응하는 2D 설계 데이터도 동기화되도록 상기 2D 설계 데이터를 상기 설계용 자재 명세서, 상기 생산용 자재 명세서 및 상기 3D 작업 지침서에 연동시키는 단계를 포함하는 동기화 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    생산용 자재 명세서를 관리하는 생산자 장치로부터 상기 3D 설계 데이터의 변경을 요청하는 요청 신호를 수신하는 단계;
    상기 요청 신호를 설계용 자재 명세서를 관리하는 설계자 장치로 전송하는 단계를 더 포함하는 동기화 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 설계자 장치로부터 상기 3D 설계 데이터의 변경에 따른 동기화 신호를 수신하는 단계;
    상기 2D 설계 데이터와 상기 생산용 자재 명세서, 상기 공정 명세서 및 상기 3D 작업 지침서의 3D 설계 데이터를 변경하는 단계를 더 포함하는 동기화 방법.
  11. 3D 설계 데이터 동기화 장치에 있어서,
    제품의 부품 별 3D 설계 데이터를 포함하는 설계용 자재 명세서(Engineering Bill Of Material, E-BOM)를 상기 제품의 생산 공정에 따라 재구성하여 생산용 자재 명세서(Manufacturing Bill Of Material, M-BOM)를 획득하고,
    상기 3D 설계 데이터를 이용하여 상기 생산용 자재 명세서에 따른 공정 단계 별 제품 조립 동작을 구현하도록 증강 현실(Augmented Reality, AR) 데이터를 생성하고,
    상기 증강 현실 데이터를 이용하여 상기 제품의 증강 현실 작업 지침서를 생성하는 프로세서를 포함하는 동기화 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 생산용 자재 명세서를 관리하는 생산자 장치가 상기 제품에 대응하는 식별 정보를 인식하는 경우, 상기 증강 현실 작업 지침서를 상기 생산자 장치에 제공하는 동기화 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 증강 현실 작업 지침서의 공정 단계 별 혹은 전체 공정 단계의 제품 조립 동작을 정방향 혹은 역방향으로 재생하도록 설정가능한 사용자 인터페이스를 제공하는 동기화 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 생산자 장치의 카메라에 의해 촬영되는 영상에 상기 증강 현실 작업 지침서를 중첩하여 표시하는 동기화 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 카메라로 촬영된 실제 제품과 상기 증강 현실 작업 지침서의 증강 현실 제품을 함께 표시하고,
    상기 실제 제품의 형상을 인식하여 상기 실제 제품의 조립 상태를 검사하는 동기화 장치.
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