과거 레이아웃 데이터와 전문가 지식을 활용한 선박 기관실 장비 배치 자동화 = Automation of Ship Engine Room Equipment Layout Based on Past Layout Data and Expert Knowledge

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Equipment arrangement design in ship engine rooms is a complex process requiring the efficient placement of numerous critical components including propulsion systems and auxiliary machinery within a confined space. The arrangement process must simultaneously consider various design factors such as clearance distances between equipment, maintenance accessibility, and piping route connectivity. However, in conventional design approaches, despite the accumulation of past equipment arrangement data, systematic methods for utilizing this data are lacking, resulting in inefficiencies where designers must repeatedly perform manual work from scratch. In this study, historical ship engine room layout data was systematically analyzed to derive arrangement patterns for each equipment type, and an Intelligent Integrated Template Model was developed by integrating designer experiential knowledge and standard design rules utilizing Knowledge Based Engineering（KBE） techniques. Additionally, a three-dimensional layout verification function was implemented utilizing Virtual Reality technology. The developed system was applied to the arrangement of 30 pieces of equipment in the Purifier room of a 173K LNG carrier, confirming high similarity with actual design outcomes and demonstrating its potential to improve design efficiency and shorten ship construction schedules.

목차 (Table of Contents)

• 1. 서 론 1
• 1.1. 연구 배경 및 필요성 1
• 1.2. 선행 연구 6
• 1.3. 연구 목적 9
• 2. 장비 배치 자동화 기술 개발 12
• 2.1. 장비 명칭을 활용한 자동화된 장비 데이터 검색 12
• 2.1.1. 장비별 시스템 분류 14
• 2.2.1. 시스템 키워드 정의 16
• 2.2. 과거 설계 데이터를 활용한 지능형 통합 템플릿 모델 19
• 2.2.1. 장비 시스템의 레이아웃 유사성 활용 20
• 2.2.2. 지식 기반 엔지니어링 활용한 규칙 및 전문가 지식 통합 24
• 2.2.3. 선형 방정식을 활용한 장애물 회피 알고리즘 32
• 2.3. 장비 배치 자동화를 위한 과정 36
• 3. 장비 배치 자동화 기술 적용 41
• 3.1. 장비 배치 자동화 프로그램 41
• 3.1.1. 시스템 구현 환경 및 구성 41
• 3.1.2. 배치 결과 수정 및 출력 기능 44
• 3.2. 173K LNG 선박 Purifier room 장비 배치 적용 47
• 3.2.1. 자동화 시스템 검증 환경 구성 47
• 3.2.2. 템플릿 모델 구성 50
• 3.2.3. 전문가의 경험적 지식의 형식화 52
• 3.2.4. 레이아웃을 위한 설계 규칙 적용 54
• 3.2.5. 장비 배치 자동화 결과 및 평가 59
• 3.3. 장비 배치 검증을 위한 가상 환경 시뮬레이션 62
• 3.3.1. 가상현실 기반 3차원 레이아웃 검증 62
• 3.3.2. Unity를 활용한 가상 환경 구현 63
• 3.3.3. 작업자 시점 공간 이동 시뮬레이션 66
• 4. 결론 및 향후 계획 69
• 5. 부록 71
• 5.1. 데이터 입력 71
• 5.2. 장비 배치 자동화 실행 75
• 5.3. 프로그램 추가 기능 77
• 5.3.1. 장비 위치 수정 기능 77
• 5.3.2. 장비 배치 결과 저장 기능 79
• 참고문헌 81
• Abstract ＆ Keyword 84