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선박 추진시스템 설계를 위한 PDM 구현
An Implementation of Product Data Management System for Design of Ship Propulsion System 원문보기

한국항해항만학회지 = Journal of navigation and port research, v.35 no.6, 2011년, pp.489 - 494  

서성부 (동의대학교 조선해양공학과)

초록
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본 연구는 선박 추진시스템 설계를 위한 제품정보관리(Product Data Management, PDM) 시스템의 구현 사례를 소개하였다. 객체 지향 모델링 언어(Unified Modeling Language, UML)를 이용하여 중소형 선박 추진성능 추정 시스템을 설계하였으며, 프로펠러의 3차원 디지털 모크업(Digital Mock-Up, DMU)을 중심으로 제품정보를 구축하였다. 또한 설계 과정에 필요한 모델링 및 시뮬레이션(Modeling & Simulation, M&S) 기술을 PDM 시스템과 통합하기 위한 방안을 제안하고, 추진기 및 축계 설계 검증 모델을 동시에 구현하였다. 시스템 개발에는 Open Scene Graph(OSG) 라이브러리 및 객체 지향 시스템 개발 도구를 사용하였다. 최종적으로는, 설계 검증용 M&S 소프트웨어와 PDM 시스템을 연동한 구현 사례를 보임으로써 추진성능 추진 시스템의 개발환경 구축 방안을 제시하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Present study introduces an implementation of product data management (PDM) that can be applied to the design of ship propulsion system. The PDM system is developed based on both object oriented software development environment and Open Scene Graph (OSG) library while the system architecture is mode...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • PDM은 제품의 개념 정의에서부터 설계, 개발, 제조, 출하 그리고 고객 서비스에 이르기 까지 제품의 전 라이프 사이클에 걸쳐 발생하는 각종 데이터들을 수집하고, 저장, 관리하는 시스템이며, 본 논문에서는 설계 정보 관리 및 활용을 중심으로 방안을 제시하고자 한다. PDM을 구축하는 과정에는 설계 프로세서 분석 및 프로세스 모델링, 제품 모델 정의, 제품 정보관리 시스템의 기능 요구사항 정의, 시스템 구축을 위한 개발 및 적용방안 수립이 필요하다.
  • 따라서 본 연구에서 개발된 시스템은 제품정보관리 및 M&S 응용 프로그램이 연계 및 통합되어 협업 설계가 가능하도록 개발되었다.
  • 선박의 추진 시스템은 의장 장비의 핵심 부품이며, 국내 기술로 개발에 착수하여 중소형 선박의 축계에 장착하고는 있으나, 선급의 형식승인, 신뢰성 확보, 기술 특허 회피 및 개발 지식의 축적이라는 요구를 만족시키기 위해서는 체계적인 설계 도구가 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 중소형선박 추진시스템의 설계, 제작, 설치공정 개발을 위한 설계 정보 관리 및 설계 지원 시스템 개발을 위한 방안과 그 구현 사례를 제시하고, 궁극적으로는 체계적인 추진기 시스템의 개발 환경 구축 방안을 제시하고자 한다. 이를 위하여 제품정보관리(PDM) 시스템 및 설계 검증 과정을 통합할 수 있는 정보 모델을 설계하고 구현 방안을 제시하고자 한다.
  • 또한 개발된 시스템의 상용화 가능성 및 적용 가능성을 제시하였다. 본 시스템은 향후 보완을 통하여 추진기 설계, 제작, 설치와 추진시스템 관련 의장품 및 장비 등의 설치 공정에 VR기술을 적용할 예정이다.
  • 먼저, UML을 이용하여 인터넷 기반 중소형 선박 추진성능 추정 시스템의 아키텍처를 설계하고, 객체지향 프로그램 개발 환경을 이용하여 구현하였다. 또한 프로펠러 구동 모듈의 형상은 3차원 DMU으로 구현함으로써 제품정보의 유용성을 향상시키고자 하였다. 본 시스템은 프로펠러 설계 및 해석, 인터넷 통신 구현 부분 등에 중점을 둔 연구 등(이, 2003; 장, 2010)과는 달리, 중소형선박 관련 제품모델 정보시스템과의 연계가 가능하도록 개발되었다.
  • 본 논문에서는 선박 추진기 설계에 활용할 수 있는 PDM 시스템 구축을 위한 초기 개발 내용을 소개하였다. 먼저, UML을 이용하여 인터넷 기반 중소형 선박 추진성능 추정 시스템의 아키텍처를 설계하고, 객체지향 프로그램 개발 환경을 이용하여 구현하였다.
  • 본 논문에서는 선박 추진시스템 설계를 위한 PDM 구축 사례를 제시하였다. 개발된 PDM 시스템은 인터넷 기반의 성능 추정 시스템 및 제품 정보와 통합할 수 있도록 아키텍처와 프레임 워크를 제시하였다.
  • 본 논문에서는 추진기 및 축계 설치 검증을 위한 M&S 기반 시스템 개발 및 실행(예)를 보인다.
  • 본 연구를 통하여 개발된 선박용 추진시스템 설계용 PDM 시스템은 제품 성능 추정을 위한 M&S 응용 프로그램과 직접 통합함으로써 그 활용성이 향상되도록 하였다.
  • 본 연구에서는 설계 검증 및 성능 추정, 그리고 설치 작업 시 간섭(Interference) 검증을 위한 M&S 사례를 제시하였다.
  • 앞장에서 설명한 바와 같이 본 연구는 선박 추진시스템의 PDM구축을 위한 초기 기술 개발 과정으로, 인터넷 기반 성능 추정 시스템을 통하여 중소형선박용 추진기의 설계, 제작, 설치 과정을 검증할 수 있는 M&S 기반 시스템의 연계 모델을 제시하는 것에 중점을 두고 있다.
  • 이러한 결과를 토대로, 본 연구에서 개발한 인터넷 기반 중소형 선박 추진성능 추정 시스템을 이용한 제품 개발 예제를 제시하였다. 본 연구를 통하여 개발된 선박용 추진시스템 설계용 PDM 시스템은 제품 성능 추정을 위한 M&S 응용 프로그램과 직접 통합함으로써 그 활용성이 향상되도록 하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
DMU 시스템 개발시 오픈 소스 개념을 활용한 프로그램 코딩으로 기대되는 효과는? 또한 OSG는 전산 운영체계에 종속적이지 않기 때문에 여러 플랫폼에서 개발 및 실행이 가능한 장점을 가지고 있다. 따라서 오픈소스 개념을 활용한 프로그램 코딩으로 본 개발 시스템의 범용성을 확보할 수 있을 것으로 보여 진다.
PDM은 어떤 시스템인가? PDM은 제품의 개념 정의에서부터 설계, 개발, 제조, 출하 그리고 고객 서비스에 이르기 까지 제품의 전 라이프 사이클에 걸쳐 발생하는 각종 데이터들을 수집하고, 저장, 관리하는 시스템이며, 본 논문에서는 설계 정보 관리 및 활용을 중심으로 방안을 제시하고자 한다. PDM을 구축하는 과정에는 설계 프로세서 분석 및 프로세스 모델링, 제품 모델 정의, 제품 정보관리 시스템의 기능 요구사항 정의, 시스템 구축을 위한 개발 및 적용방안 수립이 필요하다.
PDM을 구축하는 과정에서 필요한 것은? PDM은 제품의 개념 정의에서부터 설계, 개발, 제조, 출하 그리고 고객 서비스에 이르기 까지 제품의 전 라이프 사이클에 걸쳐 발생하는 각종 데이터들을 수집하고, 저장, 관리하는 시스템이며, 본 논문에서는 설계 정보 관리 및 활용을 중심으로 방안을 제시하고자 한다. PDM을 구축하는 과정에는 설계 프로세서 분석 및 프로세스 모델링, 제품 모델 정의, 제품 정보관리 시스템의 기능 요구사항 정의, 시스템 구축을 위한 개발 및 적용방안 수립이 필요하다. 조선분야에서의 주요 사례로는 이 등(2005)이 조선 PDM 시스템 구축에 필요한 기본 기능 요구 사항을 정리하고 이를 실례로 구현하였다.
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참고문헌 (16)

  1. 김문찬, 이진태(1988), "KIMM-NACA 프로펠러 회귀해석", 선박해양공학연구 1호, pp. 13-22. 

  2. 양정삼, 한순흥, 문두환(2008), "서로 다른 PDM 시스템 간에 OpenPDM을 이용한 제품데이터의 교환", 한국CAD/CAM학회논문집 13권 2호, pp. 89-97. 

  3. 엠티아이(2008), MTIS, http://www.shipdesign.co.kr. 

  4. 오대균, 신종계, 최양렬, 여용환(2009), "시뮬레이션 기반 함정 개발을 위한 함정 제품모델 및 관리시스템 개발", 대한조선학회논문집 46권 1호, pp. 43-56. 

  5. 오대균, 김용균, 이장현, 신종계(2008), "UML을 이용한 PDM 시스템 요구사항 분석", 한국CAD/CAM학회논문집 13권 2호, pp. 121-130. 

  6. 우종훈, 오대균, 권영대, 신종계, 서주노(2005), "디지털 조선소 구축 및 활용을 위한 모델링 및 시뮬레이션 프레임워크 구축 방법론", 대한조선학회논문집 42권 4호, pp. 411-420. 

  7. 이경호, 김화섭, 오준, 박종훈(2006), "네트워크 기반 선박 안정성 평가 시뮬레이션 시스템 프레임워크 및 가시화", 대한조선학회논문집 43권 5호, pp. 619-629. 

  8. 이왕수, 박범진, 이창섭(2003), "인터넷 기반 프로펠러 설계 시스템 개발", 대한조선학회논문집 40권 6호, pp. 69-79. 

  9. 이장현, 김용균, 오대균, 신종계(2005), "조선 PDM 구축을 위한 기능 연구 및 시험 구현 사례", 대한조선학회논문집 42권 6호, pp. 686-697. 

  10. 이필립, 오대균, 이광국, 신종계(2009), "판넬 블록공정 모델에 대한 일정 검증 시뮬레이션 시스템", 대한조선학회논문집 46권 6호, pp. 641-649. 

  11. 장현길, 안병권, 문일성, 이창섭(2010), "인터넷 기반 선박용 프로펠러 설계 및 해석 시스템 개발", 한국해양공학회지 24권 4호, pp. 66-71. 

  12. CADMATIC(2009), http://www.cadmatic.com. 

  13. Lee, J.T. et al.(1991), "Development of the Propulsor Design and Performance Analysis System(III)", KRISO Report No. UCN248-1463.D. 

  14. NUPAS(2005), http://www.nupas-cadmatic.com. 

  15. Rhino(2009), http://www.rhino3d.com. 

  16. TRIBON(2009), http://www.tribon.com. 

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