공민철, 노명일, 한인수, 최성원, 김미진, 김정연, "P&ID 변환 그래프를 이용한 선박 배관의 자동 배치 방법", 2024년도 대한조선학회 춘계학술발표회, 제주, p. 596, 2024.05.23-25
| Abstract | 선박에는 장비들이 제한된 공간에 밀집해 있고, 이 장비들을 연결하는 배관 또한 복잡하게 설치되어 있다. 따라서 배관을 설계하는 과정에는 시간과 노동력이 많이 소모된다. 본 연구에서는 배관 설계 과정을 자동화하기 위해 piping and instrumentation diagram (P&ID)를 그래프화하여 입력 데이터로 활용하는 방안을 제안하였다. 먼저 drawing exchange format (DXF) 형식의 P&ID에서 추출된 데이터를 전처리하여 그래프로 변환했다. 그래프는 장비 간의 연결 관계를 표현하기에 적합한 구조로, 본 연구에서는 장비를 노드로, 연결 관계를 엣지로 표현하였다. 또한, 배관을 배치하기 위해서는 선박 내에서 배관이 지날 수 있는 공간을 사전에 할당해야 한다. 일반적으로는 이 공간을 균일한 간격의 그리드로 나누고, 이 그리드 내에서 경로 탐색 알고리즘을 실행하게 된다. 그러나 이 방법은 공간이 커질수록 고려해야 할 경로의 수가 증가하므로 경로 생성 시간과 메모리 할당이 증가하는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 연구에서는 Octree 구조를 적용한 그리드 생성 방법을 제안하였다. Octree 구조는 공간을 동적으로 분할하는 방법으로, 정밀한 표현이 필요한 곳에서는 그리드를 조밀하게 나누고, 상대적으로 그렇지 않은 곳에서는 그리드를 넓게 나눈다. 결과적으로 작은 공간인 장비 유닛 모듈 간의 배치에서부터, 큰 공간에서의 general line 배치까지 이 구조를 활용하면 빠르고 효율적으로 경로를 찾을 수 있다. 본 연구에서 제안한 방법을 사용하여 선박 내 주요 시스템 내에서 배관을 자동으로 생성해 보았고, 기존 설계와 유사한 디자인을 빠르게 생성할 수 있음을 확인하였다. |
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| Publication Date | 2024-05-24 |