조선 CAD/CAM 상호 운용성과 데이터 활용
이 기사는 2023년 10월 4일에 RINA(왕립 해양 설계사 협회)에서 처음 게시되었습니다. (https://rina.org.uk/industry-news/naval-architecture/shipbuilding-cad-cam-interoperability-and-data-utilisation/)
저자: Ludmila Seppälä
상호 운용성(Interoperability)은 조선업 내 데이터 교환과 CAD/CAM 데이터 형식에 관한 논의에서 자주 언급되는 핵심 개념 중 하나입니다. 조선 프로젝트는 복잡하고 장기간에 걸쳐 이루어지므로 다양한 특수화된 소프트웨어 시스템이 다양한 프로젝트 단계에서 참여해야 하므로 데이터 교환의 필요성은 명백합니다. 제조 시스템과의 인터페이스에서의 유연성은 중요합니다. 조선 업무에 대한 모든 통합 솔루션은 여전히 이상적인 목표이지만, 조선의 복잡성으로 인해 이루어지기 어려울 것으로 예상됩니다. 조선은 특수화된 해양 설계, 계산, 시뮬레이션, 3D 디자인, 다양한 제조 장비 및 엔지니어의 선호도 등 여러 요소가 포함되어 있기 때문입니다.
전형적인 조선 업계 IT 생태계에서는 다양한 애플리케이션이 선박 제작을 지원하기 위해 데이터를 교환해야 합니다. 결과적으로 인터페이스와 데이터 교환에 대한 수요는 앞으로도 최우선 사항으로 유지될 것입니다. 이 기사는 상호 운용성에 대한 논의의 다양한 측면을 강조하며 그 밑바탕에 있는 프로세스를 탐구합니다.
상호 운용성과 호환성(Compatibility) 사이의 근본적인 차이는 데이터 활용에 있습니다. 호환성은 데이터 형식의 정적인 측면에 관련되며 해당 데이터 형식이 교환, 가져오기, 내보내기 또는 교체될 수 있는지 여부를 고려합니다. 그에 반해 상호 운용성은 데이터 사용의 동적인 특성을 고려하여 데이터 흐름이 여러 형식을 통합하고 전반적인 프로세스에 영향을 미치는 방식을 조사합니다.
도전과제
전통적으로 조선업에서 CAD/CAM 파일 형식 및 데이터 구조는 어려움을 제공했습니다. 이러한 어려움은 종종 소프트웨어 제공업체에 의해 엄격히 보호되는 공급업체별 데이터 모델에서 비롯되었습니다. 각 공급업체는 독점 솔루션에 중점을 두어 외부 이해관계자인 분류 협회, 하도급 업체, 장비 제조업체 및 선박소유자와의 협력이 어려웠습니다. 이로 인해 사용자들은 종종 2D 문서 교환이나 PDF 또는 DWG와 같은 업계 중립 파일 형식을 사용했습니다. 또한 CAM 솔루션 및 생산 MES 시스템과의 인터페이스 및 데이터 교환을 지원하는 필요가 있었습니다. 디지털화가 진전됨에 따라 상호 운용성을 달성하기 위해 소프트웨어 솔루션 공급업체의 공동 노력이 필요하며 이는 산업에 상당한 이점을 제공합니다. 조선 소프트웨어 솔루션의 개방성은 기업의 다중 CAD 전략을 지원하며 서로 다른 도구를 사용할 수 있는 하도급 업체를 포함한 프로젝트를 실행하는 유연성을 제공하며 다른 CAM 솔루션을 사용하는 조선장으로의 생산을 지원하고 부가 생산 가능성을 열고 디지털 스레드와 관련된 디지털 자산의 활용을 위한 새로운 비즈니스 영역의 가능성을 제공합니다.
조선업의 공통된 데이터 구조와 분류의 부재는 기계 공학 및 건설과 같은 산업과 비교하여 연구 주목도가 낮았습니다. STEP 또는 IGES와 같은 중립 형식 개발 시도가 있었지만 이러한 형식의 호환성 수준은 내보내기/불러오기로 제한되어 프로젝트 수명주기 동안 위상, 상호 연결, 또는 데이터 흐름을 보존하지 못하였습니다.
데이터 교환은 불가피하게 데이터 품질 저하의 위험을 수반하고 있습니다. 데이터를 내보내고 가져올 때 종종 데이터의 "원래" 특성을 잃는 결과를 초래하며, 3D 모델 내에서 위상 정보를 잃어버리거나 특정 목적을 위해 의도적으로 데이터를 단순화하기도 합니다. DNV 주도의 KOC(Open Class 3D Model Exchange)와 같은 이러한 노력의 등장은 희망을 제공합니다. 이 이니 티어티브는 전통적인 2D 도면에서 3D 모델 기반 분류 승인으로의 전환을 목표로 하며, 잠재적으로 데이터 교환을 위한 업계 공통 형식이 될 수 있습니다.
데이터 보안은 데이터 저장 및 전송과 지적 재산(IP) 권리를 포함한 데이터 교환에서 중요한 관심사입니다. 조선 3D 모델과 데이터에는 기업이 IP로 보호해야 하는 혁신적인 솔루션이 종종 포함되어 있습니다. 결과적으로 기업들은 이러한 솔루션을 분류 협회를 비롯한 외부 당사자와 공유하기를 종종 주저하게 됩니다. 3D 데이터의 IP권리에 대한 문제를 해결하기 위해 모델 유효기간, 데이터 필터링, 보안 액세스, 기밀 유지 협약(예: 기밀유지협약) 및 계약 의무 등 다양한 방법이 사용되며, 데이터 보호에 대한 기술적 조치에 대한 산업의 신뢰가 쌓이는 데는 시간이 걸릴 것입니다.
새로운 비즈니스 기회
디지털 모델에서 디지털 트윈으로 전환은 다른 고려사항으로, 상호 운용성을 필요로 하며 새로운 비즈니스 기회를 개방합니다. 이것은 3D 및 메타데이터를 통합 물류 지원, 운영 데이터 및 IoT와 매핑하는 것을 의미하며 제조 및 선박 수명 주기 동안 스마트 조선소 프로세스를 위해 활용됩니다. 조선 산업은 종종 후기 단계에서 디지털 모델을 활용하지 못하며, 이로 인해 선박의 엔지니어링된 상태, 설계된 상태, 건축된 상태 및 현 상태를 이해하는 데 차이가 생기며 수명 주기 관리를 복잡하게 만들고 데이터 기반 의사 결정의 가능성을 줄입니다.
데이터 활용을 논의할 때에는 데이터 포맷 호환성 이상의 CAD/CAM 솔루션 간의 상호 운용성에 중점을 두어야 합니다. 이것은 조선 설계 방법론, 조직적 설계, 정보 흐름 및 사용되는 소프트웨어 솔루션과 관련이 있습니다. 프로젝트 데이터를 궁극적으로 중앙 지점에서 수집하여 마스터 데이터 저장소를 형성해야 한다는 일반적인 믿음이 있지만, 현대 IT 시스템은 이 가정을 도전합니다. 분산된 데이터 저장 및 컨텍스트 기반 데이터 사용이 중요시되어 데이터 포맷 및 호환성 수준에서 데이터 흐름 설계를 용이하게하기 위한 상호 운용성이 필요합니다. 지속 가능한 운영 및 데이터 활용이 필요한 경우, 상호 운용성의 종류가 분산된 접근 방식을 지원할 수 있습니다. 이러한 시스템의 예로는 여러 데이터 원본을 기반으로 한 데이터 시각화가 있으며, 데이터를 하나의 데이터베이스에 수집하는 대신 온라인 연결을 통해 필요한 작업에 필요한 데이터를 검색하고 사용할 수 있도록 합니다.
인공 지능(AI)은 미래에 데이터 상호 운용성에 상당한 영향을 미칠 것입니다. 계속되는 연구와 사례에서 AI는 대용량 데이터셋에 대한 데이터 모델을 학습하고 복잡한 산업 문제에 대한 잠재적인 해결책을 제공할 수 있는 잠재력을 나타냅니다. 상호 운용성에 대한 논의는 기술과 프로세스뿐만 아니라 인간의 선호도, 사용자 경험(UX) 및 기술적 진보 이외의 요인에 의존하기 때문에 여전히 중요합니다. AI가 한정된 회사 데이터 세트로 제한되고 공급업체별 데이터 모델의 경계를 넘어서 작동할 수 있는 방법 및 그 수행 능력이 어떻게 될지는 아직 알려지지 않았습니다.