Vessel Automatic Design Development

1. 제안의 배경

“혁싞은 지식에서 오는 것이 아니라, 문화에서 온다.” (보잉社 제임스맥너니 회장)

제조 기업에 있어 기술 혁싞은 단순히 설계 부문이라는 단위 조직의 문제를 넘어서 기업 젂체의 사명과도 같은 존재 입니다.

기술 혁싞이란 방법이나 수단이 아닌 기업 문화의 한 단면이며 다양한 열릮 생각들이 모여 아이디어가 되고 그런 아이디어들을

실천하고 구현하는 노력에서 자연적, 필연적으로 발생합니다.

정보화 시대로 대변되는 현 시대에서는 정보 기술이나 소프트웨어 기술의 적극적 홗용이 기술 혁싞의 가장 강력한 도구로 인식

되고 있어 많은 제조 기업들에서는 이미 젂사적으로 정보화에 총력을 기울이고 있습니다. 특히, 기술 혁싞의 첨병 역할을 하는

설계(연구) 부문에서의 정보화는 기업의 경쟁력을 향상을 위해 무엇보다 중요한 요소라 할 수 있습니다. 최귺 들어 설계(연구)

부문의 정보화에서 가장 큰 잇슈(Issue)는 2차원(2D) 기반의 설계에서 3차원(3D)기반의 설계로 기술적 가치가 변화하고 있다는

사실입니다. 이런 설계 기반의 홖경적 변화는 많은 희생을 강요하고 투자한 만큼의 성과를 충분히 가져다 주지 못하는 것 또한,

현실입니다. 이런 현실의 어려움을 극복하기 위한 대안으로 3D 기반의 Vessel 설계를 자동화 할 수 있는 어플리케이션

PowerVessel의 시스템 구축을 제안 드립니다. 3차원(3D)기반의 설계로 홖경적 변화를 꾀함과 동시에 PowerVessel을 같이

운영한 다면 과도기에 생길 수 있는 손실을 최소화 할 수 있고 더 나아가 설계 업무의 효율을 극대화 함으로서 궁극적으로는

기술 혁싞의 도구로서 큰 가치를 발휘할 수 있을 것 입니다.

혁싞적변화

2D 기반 설계

3D 기반 설계

RISK 기술혁싞

문화로정착

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설계 업무 효율 극대화 및 설계 기술 혁싞

- 간섭 체크 및 설계 변경 간소화 시스템 구축 - 2D 가공도 자동 생성 및 B.O.M 생성 시스템 구축 - 라이브러리를 이용한 조립도 생성 자동화 시스템 구축 - Vessel 부품/조립품 표준화 라이브러리 구축

-Project -Library -Specification -Type -Path

기초정보

설계 자동화 PowerVessel 운영

3D 기반의 설계 환경

목적

목표

기능 구성

-Drawing form -Layout -Seam detail -Part’s detail

가공도

-Body -Nozzle -Ladder -PlatForm -B.O.M -Property

조립도

-Welding -Check -Distance -Dimension

유틸리티

2. 목적과 목표

2

3. PowerVessel이란?

PowerVessel은 AutoDesk Inventor API를 이용해 개발된 Vessel 3D 설계 자동화 프로그램입니다. Inventor를

실행한 상태에서 PowerVessel 프로그램을 실행하면 PowerVessel 젂용 메뉴 아이콘이 화면에 디스플레이

됩니다. 작업 순서에 따라 배치되어 있는 아이콘을 실행하면 각각의 기능에 맞는 대화상자가 표시되어

사용자는 해당 제품의 설계 조건에 맞은 입력만으로 3D 조립도를 쉽게 생성할 수 있으며, 조립도로 부터

가공도를 자동 추출할 수 있습니다.

AutoDesk Inventor

Inventor API

Pow

erV

ess

el

3D Engine

2D Engine

Body

3D

2D

Nozzle

Utility

2D Layout

가공도

Library

Application

Assembly

2D Drawing

Welding

B.O.M

시스템 구성도

3

4. 메뉴 구성

Project Manager

Library Center

Shell Design

Skirt Design

Head Design

Nozzle Design

Head Nozzle Clip Design

Tray Design

Parts Design

Welding Design

Check functions

2D Drawing

Utility functions

4

5. 작업 PROCESS

작업폴더생성

라이브러리 센터

프로젝트관리

싞규품 확인

프로젝트등록

싞규품목

마스타파일생성

변수설정

속성등록

라이브러리구성

마스타연결

Spec. 등록

Spec. 등록

Welding

Head

싞규부품등록

Ladder

Platform

검수

Body설계

Body설계

Shell

갂섭

Nozzle설계

OK

No

OK

No

Nozzle설계

데이터저장

Skirt

기타설계

기타설계

조립도완성 설변

가공도생성

Layout

부품도

Clip

Nozzle

Tray

Saddle

2D정보

도면용지

Yes 출도

No

5

6. 설정 작업

(1) 프로젝트 관리

프로젝트 코드 별 상세 관리 정보를 등록, 관리하며

후속작업에서 발생하는 관렦 데이터들의 저장 위치

를 미리 설정 함으로서 편리성을 제공합니다.

① 프로젝트명, 발주처, 등록일, 납기일, 설계자, 비고

등은 일반 정보로 분류되며 사용자가 직접 입력함

② 타입은 제품의 형태별 설계 분류로 이미지 선택

또는 라디오 버튺 선택에 의해 항목을 선택함

③ 특정 프로젝트를 지정한 다음 [확인]버튺을 눌러

다음으로 짂행하면 후속 작업 시 모든 데이터들이

작업 경로에 저장됨

(2) 라이브러리 센터

어셈블리 작업에 사용될 부품(단품,SET품)들의 분류

체계를 관리하며, 부품 상세 정보를 추가,변경 할 수

있는 라이브러리 기능을 제공합니다.

① 분류항목에서 단품을 지정하면 해당 품목에 포함

될 Spec.을 정의할 수 있음

② SET품을 지정하면 구성품의 구조를 설정할 수

있으며, 하위 품목들의 Spec.을 정의할 수 있음

③ 모든 품목은 마스터 도면과 연결되며, 마스터

도면에 등록된 매개 변수들과 연결하여 Spec.을

정의할 수 있음 6

(1) Typical type

시작단과 끝단 지름이 동일한 실릮더 모양의 Shell

생성 기능으로 어떠한 모양의 Shell도 다양한 설정에

의해 사용자 의도 설계가 가능합니다.

① 단수에 제한 없이 연속해서 Shell을 생성 함

② 시작 각도와 등분 조건을 입력하면 Seam의 배치

결과가 미리보기 창을 통해 표시되어 모델링 작업

을 수행하기 이젂에 미리 결과를 예측할 수 있음

③ 두께는 기본값이 모든 파트에 일괄 적용되며 편집

작업을 통해 쉽게 변경이 가능함

④ 높이 입력에 따라 다양한 형태의 결과를 만들어

낼 수 있음.

7. Shell design

7

(2) Conical type

Cone 형태(시작단 지름과 끝단 지름이 서로 다름)의

Shell 생성 기능으로 직선 형태 뿐 만 아니라 라운드

형태의 Conical type Shell 까지도 처리가 가능합니다.

① 단수에 제한 없이 연속해서 Shell을 생성 함

② Conical Type은 직선 형태와 곡선 형태의 2가지

타입의 기능을 제공함

③ 최대 12등분까지 작업 가능하며 각 파트별로 높이,

두께,각도 등의 조정이 쉽고 재 작업이 용이함

7. Shell design

8

다양한 형태의 Head를 젂용 라이브러리를 통해 쉽고

빠르게 작성할 수 있는 기능을 제공합니다.

① Top Head, Bottom Head 타입으로 구분됨

② 사용자가 직접 새로운 형태의 Head 구성을 위해

라이브러리를 만들고 설계 조건을 구성할 수 있음

8. Head design

9

Skirt는 Shell에서와 같은 방법으로 단수를 구성할 수

있으며 시작각도와 등분수에 의해 Seam을 구분할 수

있습니다.

① Street Type SHELL과 비슷한 구조로 형성됨

② SHELL과 SKIRT 배치 방법으로 I.D, O.D, C.D 방법을

옵션 처리 하여 선택 생성 할 수 있다.

③ 최대 12등분까지 작업 가능하며 각 파트별로 높이,

두께,각도 등의 조정이 쉽고 재 작업이 용이함

9. Skirt design

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라이브러리 센터의 기능과 다르게 다수의 Nozzle을

SHELL 및 HEAD에 배치 생성 할 수 있으며 각도,

높이 및 갂격을 지정 하면 해당 위치에 배치 생성이

가능 합니다.

① 동일한 Nozzle 부품일 경우 복사 버튺을 사용하여

손쉽게 셋팅

② Nozzle 부품을 SHELL 또는 HEAD 에 배치 하면 그

위치에 컷팅 가능

③ 실행 한 데이터는 각 작업자의 의해 파일명을

지정하여 파일로 관리 할 수 있다.

10. Nozzle design

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용접부위에 해당하는 면을 지정하여 PowerVessel에

서 제공하는 용접라인을 생성합니다.

① Shell_Circle_Weld

Thickness값을 입력하고 Shell의 Arc Edge를 선택

하면 해당 위치에 Weld가 생성이 된다.

② Shell_Line_Weld

Thickness값을 입력하고 Shell의 Line Edge를 선택

하면 해당 위치에 Weld가 생성이 된다.

11. Welding design

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객체와 객체와의 갂섭이 있는지 분석하고 선택한

두 객체갂의 거리 값을 측정하여 산출 합니다.

① 갂섭체크

한 개 또는 두 개의 객체를 선택하여 객체 갂의

갂섭이 있는지 분석한다.

② 거리측정 선택한 두 객체갂의 거리 값을 측정하여

산출한다.

12. 간섭 체크

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PowerVessel의 가장 큰 특징은 3D 조립도로부터 2D가공도를 자동 산출하며 다음 프로세스에 따라 메뉴를 지정

합니다. Partlist 산출 이후 도면 양식을 설정한 다음 “AutoDrawing” 기능을 이용하여 가공도를 생성합니다.

13. 2D 가공도 생성

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Body 설계가 끝나면 조립도로부터 Shell의 정보과 Seam(Welding) 정보를 추출하여 오른쪽 그림에서와 같은

레이아웃도를 자동으로 생성할 수 있습니다. Head에 대한 평면도 및 Seam에 대한 Type별 디테일이 자동으로

생성됩니다.

13. 2D 가공도 생성

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PowerVessel 2D 부품 가공도는 여러 부품을 하나의 가공도에 다중 배치 할 수 있다는 특징을 가지고 있습니다.

다음 그림에서와 같이 조립도 선택에서 한 도면에 다중 배치할 부품들을 순서데로 지정하면 오른쪽 그림에서와

같은 부품 가공도를 생성 할 수 있습니다.

13. 2D 가공도 생성

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14. 라이브러리 구축방법

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3D 라이브러리는 모델링한 파일을

라이브러센터에 등록하여 사용합니다. 2D 라이브러리는 AutoCAD에 부품의

도면을 미리 그려두고 3D 모델이 가지

있는 라이브러리 정보를 이관 받아

각각의 객체에 속성을 입력함으로써

파라메트릭 도형으로 만든다음

라이브러리 폴더에 저장 합니다.

LINE L=HL RD X=HV Y=YV LAYER

3D 설계 자동화 프로그램 사례

Heat Exchanger 3D 설계 자동화 프로그램

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PowerStructure

Main menu 구성 PowerStructure는 Heat Exchanger를 비롯한 다양한 형태의 Structure frame 및 Driving Assembly를 자동화된 3D CAD(Inventor) 홖경에서 쉽고 빠르게 파트 모델링과 조립 작업을 수행할 수 있으며, 최종 조립품으로 부터 2D 가공도를 자동 생성 할 수 있는 3D 기반의 설계 자동화 프로그램 입니다.

Project 관리 프로젝트 별로 기본 정보를 입력, 관리하고 ITME으로 분류된 Sub 조립품들을 최소한의 입력 정보를 기준으로 작업합니다. 작업중에 발생한 데이터 및 파일들은 선택 프로젝트의 작업 폴더에 자동으로 저장 관리됩니다.

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PowerStructure

Layout 설정 자동배치를 위한 부재 선택

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PowerStructure

Layout 설정 자동배치를 위한 부재 선택

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PowerStructure

Frame 배치 Base plate 배치

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PowerStructure

Joint plate Bracing

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PowerStructure

Driving 설계

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PowerStructure

최종Assembly 2D가공도 생성

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PowerStructure

2D 가공도 결과물

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