OpreX Data Model Broker

OpreX Data Model Broker는 다양한 플랜트 설계 및 계측 시스템에서 데이터의 일관성을 자동으로 검증하고 데이터베이스 운영 및 관리에 AI 기법인 Ontology*를 적용하여 상호 활용이 가능한 플랜트 데이터 변환 플랫폼입니다.

* Ontology는 인공지능 기술의 접근 방식 중 하나입니다. 그것은 정보의 의미를 정의하기 위한 개념 또는 메커니즘이며 컴퓨터가 인간이 정보의 의미를 이해하는 방법을 모방하도록 하는 것을 목표로 합니다.

Oprex Data Model Broker R2.01 출시 (2023년 9)

Oprex Data Model Broker R2.01은 Design Diagram Converter를 확장하여 2D CAD로 작성된 P&ID(Piping and Instrumentation Diagram)를 가져오고 컴퓨터로 처리 가능한 데이터 P&ID 및 계측 목록을 자동으로 생성합니다. 이전의 플랜트 엔지니어링 수작업 중 일부를 자동화하여 플랜트 엔지니어링의 DX 추진을 지원합니다.

Details

Design Diagram Converter

Design Diagram Converter는 OpreX Data Model Broker를 플랫폼으로 사용하여 기존 설계 다이어그램에서 국제 표준 형식의 다양한 목록과 P&ID 데이터를 내보내는 애플리케이션입니다. 수작업으로 수행하던 다이어그램에서 필요한 데이터를 효율적으로 추출하고 다양한 목록을 생성할 수 있습니다.

개발 배경

P&ID는 석유, 화학물질 및 기타 물질을 처리하는 공장의 설계, 시공 뿐만 아니라 운영, 유지보수 및 수정에 필수적인 역할을 한다. P&ID는 플랜트 계측, 배관 및 기계를 구현하는 업무를 담당하는 인력이 사용하기 위해 공정 설계자에 의해 작성됩니다. 그러나 이러한 도표는 주로 시각적 편의를 위해 설계되었기 때문에 빈번한 정보 교환에 필요한 컴퓨터 처리에 최적화되어 있지 않습니다. 이러한 경우 전문가가 이러한 P&ID 도면으로부터 데이터를 수동으로 추출하고 처리하는 작업이 필요하며, 이는 시간 많이 소요되고 품질 문제가 발생할 수 있습니다. 

이러한 문제를 해결하기 위해 Yokogawa는 Design Diagram Converter를 개발하였습니다. 이 소프트웨어는 높은 정확도로 2D CAD 소프트웨어로 작성한 P&ID를 판독하여 국제 표준 파일 형식을 준수하는 P&ID로 변환하여 자동으로 계측 목록을 생성할 수 있습니다. 기존에 수작업으로 수행해야 했던 작업을 자동화함으로써 작업량을 대폭 줄이고 인적 오류 감소를 통한 품질을 보장하며 Plant 설계의 디지털화 촉진을 달성합니다.

주요 기

  1. P&ID 정보를 분석하여 계측 리스트를 자동 생성
    2D CAD P&ID 파일을 Design Diagram Converter 소프트웨어에서 읽으면 원래의 계측 목록을 자동으로 생성할 수 있다. 도면 분석을 위해 패턴 매칭 기술을 사용하여 정보를 추출하고 대상 도면을 사용하여 패턴을 튜닝할 수 있다. 검출 정확도를 쉽게 조정할 수 있어 관련 작업을 시작하기가 용이합니다. 도면에서 수동으로 정보를 추출하고 목록을 수동으로 생성하는 과정에 비해 본 프로그램은 총 노동 시간을 약 60% 줄일 수 있습니다.
  2. 국제 P&ID 표준을 준수하는 XML 문서를 자동으로 생성
    Design Diagram Converter를 사용하면 읽은 정보를 ISO15926 국제 표준을 준수하는 XML 문서 형식으로 내보낼 수 있습니다. XML 문서는 다른 시스템 및 동일한 형식을 지원하는 응용 프로그램에서 사용할 수 있으므로 기존 플랜트 자산의 설계 정보를 쉽게 사용할 수 있습니다.
     

User interface
Design Diagram Converter 프로젝트의 상단 화면은 아래 그림과 같습니다.

The top screen of the Design Drawing Converter

  • Main view (화면 중앙)
    현재 선택된 디자인 다이어그램을 썸네일 보기로 표시합니다. 화면의 표시 옵션을 변경하여 해석 결과를 설계도에 오버레이합니다.
  • Pattern view (화면 왼쪽)
    생성된 패턴을 트리 형식으로 나열합니다. 패턴은 폴더를 생성하여 그룹화할 수 있습니다.
  • Primitive view (화면 오른쪽)
    현재 Main view에 표시된 디자인 다이어그램에서 선택한 모양을 구성하는 선, 원, 텍스트 및 기타 부분(*1)을 표시합니다. 길이, 선 두께 등을 확인할 수 있습니다.
    *1: 이 문서에서는 이러한 부분을 " Primitive "라고 합니다. Thumbnail view (화면 하단) 이미 가져온 디자인 다이어그램을 나열합니다.

Pattern Editing function
현재 Main view에 표시된 모양을 사용하여 패턴을 만듭니다. 생성된 패턴에 대해 감지할 형상과 형상을 구성하는 부분에 대한 조건을 정의하고, 감지된 다른 형상과의 연결 관계 등에 대한 설정을 정의합니다.

Example screen

Pattern Editing function

Analysis result display function
패턴다이어그램을 이용한 디자인 분석 결과를 main view에 표시할 수 있습니다. 주요 분석 결과 화면은 다음과 같습니다.

  • 도형 표시
    감지된 모양은 패턴에 설정된 색상에 따라 강조 표시됩니다.
  • 연결 관계 표시
    감지된 형상의 연결 관계가 표시됩니다.

Analysis result display function

File export function

  • 패턴 매칭 목록
    생성된 패턴으로 인식된 모양을 나열합니다. 감지된 모양에 해당하는 패턴 이름, 모양의 위치, 감지된 텍스트(속성)를 CSV 파일로 내보냅니다.
  • 계측 목록
    이 애플리케이션은 디자인 다이어그램에서 그림, 그에 수반되는 텍스트, 모양 간의 연결을 추출하고 계측 목록의 초안을 CSV 형식의 파일로 내보냅니다. 계측 목록으로 다음 데이터를 내보낼 수 있으며, CSV 파일로 내보낼 항목을 사용자 정의할 수 있습니다.
Item Explanation
Tag name

계측 기호 내부의 텍스트를 기반으로 태그 이름을 출력합니다.

Sheet number

설계도면에 도면번호를 출력합니다.

Position

위치 설계 도면에서 감지된 계측 기호의 좌표 위치를 출력합니다.

Inst Symbol

계측 기호의 모양으로 알 수 있는 정보를 출력합니다

Inst Type

계기의 모양으로 판단할 수 있는 계기 유형을 출력합니다.

Line ID

기기와 관련된 배관 번호를 출력합니다.

Ancillary data

Primitive의 형태로부터 판별/추출할 수 있는 정보나 그 주변의 텍스트 정보를 보조 데이터로 출력합니다.

Instrumentation List

  • ISO15926을 준수하는 Proteus Shema 4.1
    패턴 정의 내용에 따라 디자인 다이어그램에서 감지된 형상을 변환하고 ISO 15926을 준수하는 XML 형식의 파일로 내보냅니다. 내보낸 XML 파일은 ISO 15926을 지원하는 다른 시스템으로 가져올 수 있습니다.

System Distribution

데스크톱 애플리케이션으로 제공

Design Data Validation

Design Data Validation은 배관과 P&ID 및 3D 파이프 다이어그램 간의 불일치를 시스템적으로 식별하고 확인하는, 복잡하고 시간 소모적인 작업을 도와줍니다. 이 모듈은 방대한 양의 데이터에서 일치하지 않는 부분을 자동으로 식별하여 해당 작업에 필요한 공수를 획기적으로 줄여 작업 효율성을 크게 높입니다.

개발 배경

최근 몇 년간 플랜트의 규모가 증가하고 정교해짐에 따라 플랜트 내 설비는 더욱 복잡해지고 있습니다. 플랜트를 구축하거나 증설할 때 각 작업 영역을 담당하는 부서는 서로 다른 설계 도구를 사용합니다. 설계 및 사양 문서뿐 아니라 장치 및 장비 공급업체의 다이어그램과 서로 다른 시스템 제품군의 엔지니어링 데이터가 있는 시스템도 마찬가지입니다. 대부분의 경우 모든 데이터의 완전한 일관성을 보장하기 위해 시간이 많이 소요되는 수동 검사를 수행해야 합니다. 3D 배관 다이어그램은 일반적으로 수천 개에 불과하지만, 대규모 프로젝트에는 이러한 문서가 10,000개 이상이 있을 수 있으며 이 모든 데이터는 수동으로 확인해야 합니다. 따라서 데이터 상호 운용성을 높이고 신뢰성을 보장하기 위해 디지털 기술을 사용하는 시스템에 대한 수요가 증가하고 있습니다.

Design Data Validation은 데이터 일관성 확인 작업에 문제가 있었던 P&ID와 3D 파이프 도면 간의 검증 작업을 자동화하여 다음과 같은 이점을 제공합니다.

  • 데이터 일관성 검사에 필요한 막대한 작업 시간 및 공수 감소
  • 인적 오류를 제거하여 작업 효율성 향상
  • 오류로 인한 잘못된 주문 위험 감소

주요 기능

비교 및 검증
다음 유형의 일관성은 P&ID 및 3D Piping Isometric 도면 파일을 사용하여 자동으로 검증됩니다.

Validation type Function summary

Piping attributes

P&ID의 각 배관 속성과 등축도(isometric drawing) 도면 사이의 일치/불일치를 확인

Piping specification of flange

밸브 끝단에 배관 사양 변경이 지정된 경우 도면에서의 해당 밸브와 부속 플랜지의 배관 사양이 일치/불일치 여부를 검증

Attributes and order of each piping component

각 배관 구성요소에 대한 속성값의 일치/불일치를 검증하고, 배관 부품 순서 또한 일치하는가를 확인

Installation direction of piping component

도면의 각 배관 구성요소의 흐름 방향이 P&ID의 공정 흐름 방향과 일치하는지 확인

Example screen

유효성 검사 결과는 4가지 주요 보기 유형으로 확인할 수 있습니다. 여러 보기를 함께 표시하고 보기 사이를 이동할 수 있으므로 유효성 검사 결과를 효율적으로 확인할 수 있습니다.

  • 유효성 검사 결과 비교 보기
  • P&ID 유효성 검사 결과에 의해 강조 표시
  • 검증 결과에 의해 강조된 3D 배관 모델
  • 유효성 검사 결과에 의해 강조 표시된 Isometric 도면

 

 

Report

Export validation result

  • 클라우드 환경을 이용하여 SaaS로 제공됩니다. 어디서나 액세스할 수 있으므로 언제든지 일관성 검사가 가능합니다. 전용 데스크톱 뷰어를 사용하여 유효성 검사 결과를 오프라인으로 표시할 수 있습니다.
  • 불일치가 강조 표시된 P&ID 및 Isometric 도면은 PDF 형식으로 내보낼 수 있습니다.

System Distribution

클라우드 환경을 이용하여 SaaS로 제공됩니다. 어디서나 액세스할 수 있으므로 언제든지 일관성 검사가 가능합니다. 전용 데스크톱 뷰어를 사용하여 유효성 검사 결과를 오프라인으로 표시할 수 있습니다.

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