초록 ▼

3. 개발결과 요약
□ 최종목표
딥러닝(deep learning) 등의 지식기반 기술, CAD(computer-aided design) 기술, 데이터교환 기술, 및 정보표준화 기술을 바탕으로, 도면 내 객체 인식, 객체 정보 통합 및 객체간 연계, 및 표준 기반 지능형 도면 생성 과정을 통해, 이미지 형식의 플랜트 핵심 엔지니어링 도면(P&ID 등)으로부터 설계 정보를 인식 및 추출하여 디지털화함으로써 지능형 엔지니어링 도면을 생성하는 원천기술의 개발

□ 개발내용 및 결과
○ 이미지 형식 엔지니어링 도면

3. 개발결과 요약
□ 최종목표
딥러닝(deep learning) 등의 지식기반 기술, CAD(computer-aided design) 기술, 데이터교환 기술, 및 정보표준화 기술을 바탕으로, 도면 내 객체 인식, 객체 정보 통합 및 객체간 연계, 및 표준 기반 지능형 도면 생성 과정을 통해, 이미지 형식의 플랜트 핵심 엔지니어링 도면(P&ID 등)으로부터 설계 정보를 인식 및 추출하여 디지털화함으로써 지능형 엔지니어링 도면을 생성하는 원천기술의 개발

□ 개발내용 및 결과
○ 이미지 형식 엔지니어링 도면의 지식기반 설계정보 인식에 필요한 지식기반 이미지 도면객체 인식 기술, 도면객체 정보통합 및 객체간 연계 기술, 표준 기반 지능형 도면 생성 기술을 개발함
⦁ 지식기반 이미지 도면객체 인식 기술에서는 이미지 기반의 도면으로부터 딥러닝 등 지식기반 기술을 활용하여 도면을 구성하는 정보 요소인 기기/피팅/전계장/도면참조 객체 정보, 배관 객체정보, 텍스트 객체 정보를 자동으로 인식하는 기술 및 모듈 SW시제품을 개발함
⦁ 도면객체 정보통합 및 객체간 연계 기술에서는 독립적으로 존재하는 심볼 형상(기기/피팅/전계장/도면참조), 배관 형상, 텍스트 문자열 등의 데이터를 입력 받아 객체화 시키고, 객체 간 상호 연관관계를 식별하고 통합시켜 객체 연관 그래프를 생성하는 기술 및 모듈 SW 시제품을 개발함
⦁ 표준 기반 지능형 도면 생성 기술에서는 기기/피팅/전계장/도면 참조 객체 정보, 배관 객체 정보, 객체간 연관 그래프 정보를 입력받아 HMS(heat and mass balance), 스펙-카탈로그, 및 품번 체계를 부여하여 지능화된 디지털 도면을 구성한 후 미리 정의된 중립 포맷에 따라 도면을 생성하는 기술 및 모듈 SW 시제품을 개발함
○ 도면객체 인식 모듈, 도면객체 정보통합 및 객체간 연계 모듈,지능형 도면 생성 모듈 SW를 개발하고 통합하여 엔지니어링 도면인식 SW 시제품을 개발하고 성능을 검증한 결과는 다음과 같음
⦁ 2개 표준(표준 도면 데이터 및 한국동서발전(주) 도면 데이터)을 대상으로 객체 인식, 객체 통합 및 연계, 지능형 P&ID 생성의 3가지 기능 모두에 대해서 정확도 90% 이상을 달성함
⦁ 입력 받은 이미지 형식 P&ID 도면 샘플에 대해서 도면 내 객체 타입별 설계 정보 인식 정확도가 객체 인식, 객체 통합 및 연계, 지능형 P&ID 생성의 3가지 기능 모두에 대해서 정확도 90% 이상을 달성함
⦁ 지능형 엔지니어링 도면 중립 포맷 KS 표준안‘지능형 공정배관계계장도 표현 및 교환’을 작성하여 산업데이터 표준 개발 기관인 (사)스텝센터를 통하여 국가기술표준원에 제출함

□ 기술개발 배경
⦁ 디지털 엔지니어링 도면의 활용 가능성 증가: 이미지 형식 엔지니어링 도면에는 속성 및 사양 정보가 없어 도면의 활용성이 낮은 반면, 지능형 P&ID에는 다양한 정보 및 속성들이 포함되어 있고 상호연동되어 있어, 설계 변경 및 검사, 기기 및 배관 관련 보고서 산출,운영 및 유지보수 정보 제공 등 프로젝트 전반에 걸쳐 다양한 용도로 사용할 수 있음
⦁ 3차원 모델과 2차원 엔지니어링 데이터의 통합관리를 위한 도면의 전산화 필요성 증가 : 3차원 레이저 스캐닝 기술의 발달과 함께 기존의 노후 된 플랜트의 3차원 모델 생성에 대한 기술연구는 진행되고 있으나, 3차원 모델과 2차원 엔지니어링 데이터의 접목에 의한 통합 O&M을 위한 이미지 기반의 도면에 대한 전산화 작업의 필요성이 대두되고 있으나 이에 대한 연구 및 결과가 찾아보기 어려움
⦁ 플랜트 O&M 업무 고도화에 따른 도면의 디지털화 요구 증가 : 플랜트 안전운영 및 예지보전, 지식 기반 플랜트 O&M 등의 업무 고도화에 따라 엔지니어링 도면의 디지털화 요구가 증가하고 있으나 국내의 경우 2000년대 한국전력공사의 배전설비 도면의 일부 설계정보 인식 사례 외에는 관련 기술을 찾기 어려움
⦁ 플랜트 EPC 프로젝트 수행 시 도면의 디지털화 요구 증가 : EPC사는 신규 플랜트 건설 프로젝트 수행 시 발주자로부터 지능형 P&ID 등의 디지털화된 도면의 제출을 요구받고 있으나 FEED 단계에서 넘어 온 도면이나 외주 제작사가 제출한 도면이 대부분 이미지 형식이어서 현재는 수작업으로 재모델링을 하고 있음

□ 핵심개발 기술의 의의
⦁ 현재 도면 내 객체 타입별 설계 정보 인식 정확도의 최고 수준은 Autodesk의 90%이고, 국내 최고 수준은 60%로 추정됨. 그러나 최고 수준의 Autodesk의 경우 PDF 도면에서 심볼 객체들의 형상을 추출하는 것만 가능할 뿐, 객체 타입 및 설계 정보 인식은 부족함
⦁ 본 연구에서 제시한 목표치인 90%는 사실상 국내외 최고 수준이며, 여기에는 Autodesk에서는 불가능했던 심볼 객체들의 타입 및 설계 정보 인식까지 포함하고 있어 실제로는 더 높은 수치의 의미를 가짐
⦁ 국내 설계 및 O&M 시장은 사회 인프라 설비, 생산 주요 설비, 플랜트 시설 등을 중심으로 관련 업체 증가와 더불어 시장의 지속적 성장으로 자속적으로 수요가 확장될 것으로 보임

□ 적용 분야
⦁ 플랜트 EPC 부문 : FEED 단계 지능형 도면 자동 생성, 플랜트 프로젝트 데이터 핸드오버, 외주 제작 패키지 도면의 디지털화, 설계 변경 및 검사
⦁ 플랜트 O&M 부문 : O&M 포털용 지능형 도면 (P&ID) 생성, 노후 플랜트 대상 이미지 도면 디지털화, 응급상황 대처 등 안전시뮬레이션, 지능형 도면 기반 유지보수, 자동 물량 산출
⦁ 플랜트 ICT 부문 : 플랜트 도면 디지털화, IoT 및 빅데이터 연계를 통한 생산 공정 자동화 및 정보화, 스마트 플랜트 구축

(출처 : 초록-3. 개발결과 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 최종보고서 초록 ... 3
• 기술개발사업 주요 연구성과 ... 10
• 목차 ... 29
• 제 1 장 서론 ... 30
• 제 1 절 과제의 개요 ... 30
• 제 2 장 과제 수행의 내용 및 결과(기술개발 내용 및 방법) ... 34
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 34
• 제 2 절 단계 목표 및 평가 방법 ... 39
• 제 3 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 43
• 제 4 절 수행 결과의 보안등급 ... 56
• 제 5 절 유형적 발생품(연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리 현황 ... 56
• 제 3 장 결과 ... 57
• 제 1 절 연구개발 최종 결과 ... 57
• 1. 연구 개발 추진 일정 ... 57
• 2. 연구 개발 추진 실적 ... 62
• 3. 기술개발 결과의 유형 및 무형 성과 ... 177
• 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 180
• 1. 연구개발 추진 방법·전략 ... 180
• 2. 연구개발 컨소시엄 구성 ... 180
• 3. 기술개발 추진 체계 ... 181
• 4. 기술개발 팀 편성도 ... 183
• 제 3 절 R&D 도전과 배움 ... 184
• 1. R&D 전주기별 경험 ... 184
• 2. 연구개발 중 발생한 파생성과 ... 188
• 제 4 절 고용 창출 효과 ... 190
• 제 5 절 자체보안관리진단표 ... 191
• 제 6 절 안전관리 이행 현황 ... 197
• 1. 연구시설 및 장비 보유 현황 ... 197
• 2. 연구실 안전조치 이행현황 ... 197
• 제 4 장 결과 ... 200
• 제 1 절 시장 현황 및 전망 ... 200
• 제 2 절 사업화 계획 ... 201
• 제 3 절 향후 추가 기술 개발 계획(개발기술 응용 등) ... 203
• 부록 ... 205
• 끝페이지 ... 213