발행일  2014.02.28

IT 컨버전스 기업, 차후

3D 스캔 데이터 기반 공장 역설계 자동화 프로젝트 구현

차후는 노후되거나 설계 데이터가 없는 공장에 적용한 공장 역설계 자동화 프로젝트를 수행했다. 내/외부 3D 스캔 데이터와 지형 스캔 데이터를 기반으로 Autodesk ReCap, Autodesk Infraworks, AutoCAD Civil 3D와 라이브러리 작업에 적합한 AutoCAD Plant 3D를 이용해 공장 역설계 자동화 프로젝트를 구현하였다.

다양한 미래 가치를 발굴하는 IT Convergence 리더 차후
2008년 설립된 차후는 그린 스마트 기술과 생활 인프라 융합 서비스를 선도하는 ‘IT Convergence 기업’을 지향하고 있다. 스마트 시설물 관리 시스템, IT 보안/관제 시스템, 재난 안전 관리 시스템, 에너지 절감 솔루션, 지능형 영상 인식 솔루션 등 IT 융합 기술을 개발하는데 주력하고 있으며, 지속적인 연구 개발 투자를 바탕으로 핵심 역량을 강화하고 타 산업과 IT 기술의 융합을 통해 신규 사업을 개척하는 데에도 힘을 기울이고 있다. 또한 연구 인력 확충 및 다양한 특허와 인증을 통한 기술력 강화도 꾸준히 진행하고 있다.
차후는 스마트폰을 이용한 지하 시설물 관리 시스템 및 3D 역설계 사업 등 사업 분야를 다변화하여 인프라 산업에서 IT 산업으로 사업 영역을 넓히는데 성공하였다. 이처럼 차후는 다양한 미래 가치 사업을 발굴하여 지금보다 더 나은 미래를 위해 나아가고자 노력을 아끼지 않고 있다.

3D 스캐닝 기반의 역설계 자동화 프로젝트 추진
차후는 정밀 3D 스캐닝 기반의 배관 관리 시스템을 개발하는 프로젝트를 진행하고 있다. 이는 공장 내부 파이프에 대한 정밀한 측정 솔루션을 제공하고, 3D 도면 및 유지 보수 관리 소프트웨어를 통해 효율적이고 안정적으로 시설물을 관리하는 프로젝트이다. 특히 기존의 2D 도면 기반의 역설계 방식이 아니라 실물 화상 데이터 처리를 통한 3D 역설계 방식을 채택하여 ‘사용되고 있는 현재의 상태’를 바탕으로 한 역설계 프로젝트를 수행하였다.
일반적으로 공장에서는 잦은 설계 변경, 장비의 이동 및 추가로 인해 설계 도면 데이터와 실제 현장이 차이를 보이는 경우가 많이 있다. 이러한 상황에서 2D 도면에 기반한 역설계는 실제 공장의 모습을 반영하기 어려운 것이 현실이다. 차후가 이번에 추진한 3D 역설계 방식은 3D 스캐닝을 통해 얻은 실물 데이터를 기반으로 진행하는 것으로 현장의 좌표 값을 얻어 정확한 데이터를 생성할 수 있다. 이를 구현하는데 필요한 과제는 3D 스캐닝으로 얻은 대용량 실물 데이터에 대한 3D 모델링을 자동화하는 것이었다. 주변 지형 환경 역시 3D 스캐닝을 통해 얻은 정확한 데이터로 BIM 역설계를 실시하여 실제 환경에 가깝도록 구현하였다. 점 데이터에서 얻은 정확한 좌표로 지형을 구축하고 이 데이터들을 하나의 파일로 만들어 이후 발생될 Revamping 및 Rebuilding 프로젝트에 사용될 수 있도록 준비하였다.

Autodesk Infrastructure Design의 기능을 다양한 방법으로 활용
차후는 실물 화상 데이터를 처리하는 여러 가지 솔루션을 고민하던 중에 Autodesk Infrastructure Design Suite 2014에 새롭게 추가된 Autodesk ReCap과 자동화 처리를 도와주는 기능을 알게 되었으며, 체험판 사용 후 프로젝트에 적합한 솔루션이라고 판단하여 전폭적으로 도입하게 되었다.
차후는 부지 검토 및 공장의 3D 역설계 프로젝트에서 발생한 도전 과제를 Autodesk Infrastructure Design Suite를 활용해 빠르게 해결할 수 있었다. 계획 단계에서의 과제는 공장 부지에 대한 시설물의 모델링을 완료하고 실제의 위치에 어울리는 Revamping 과 Rebuilding이 어떻게 진행될지에 관한 것이었다. 여기에 AutoCAD Civil 3D의 지형 구축 기능을 통한 3D 스캐닝 점 데이터를 활용하였다. 실물 화상은 내/외부 지형의 통합에 사용하였고 3D스캔 데이터는 AutoCAD ReCap의 최적화 과정을 통해 모델링에 용이하도록 가공하였다.

Autodesk Plant Design Suite의 기능을 다양한 방법으로 활용
Autodesk Infrastructure Design Suite로 생성된 공장 내부 BIM 모델의 배관 형상은 Autodesk Plant Design Suite에 포함되어 완벽한 호환성을 가진 AutoCAD Plant 3D의 SpecEditor 기능을 통해 라이브러리를 확장하고 데이터를 삽입하였다.

다양한 오토데스크 솔루션 사이의 호환성 활용
차후는 Autodesk Infrastructure Design Suite에 포함되어 있는 AutoCAD Civil 3D와 Autodesk Infraworks, Autodesk Recap을 활용하여 실제 구현될 모습과 동일하게 설계 변경안을 시뮬레이션할 수 있었으며, Autodesk Plant Design Suite에 포함된 AutoCAD Plant 3D를 통해 배관 형상 제작을 완벽하게 구현할 수 있었다. 단일 프로그램으로는 처리하기 힘든 작업을 오토데스크 프로그램 간의 호환성을 활용하여 해당 프로젝트를 성공적으로 진행시킬 수 있게 되었다.

2D 도면이 아닌 3D 기반의 역설계 프로세스 구현
차후는 Autodesk Infrastructure Design Suite와 Autodesk Plant Design Suite를 활용해 3D 스캐닝 기반 공장 역설계 시스템을 구축함으로써 2D 도면에서 시작하는 것이 아닌, 처음부터 3D에 기반한 프로세스를 제공할 수 있게 되었다. 이를 통해 2D 도면이 없이도 설계 공정의 변화에 빠르게 대응할 수 있게 되었으며 설계 및 구조 변경에 대한 감리와 검수 자료를 만드는 작업이 더욱 수월하게 되었다. 또한 완성된 3D 데이터를 기반으로 Autodesk Infrastructure Design Suite에 포함된 Autodesk Revit이나 AutoCAD에서 2D 도면을 쉽게 만들어 업무 프로세스 개선을 가져 왔고 이를 통해 업무 생산성이 극대화되어 더 빠른 프로젝트 수행이 가능하게 되었다.

자동화로 프로젝트 기간 및 비용 절감 효과
Autodesk Infrastructure Design Suite의 가장 뛰어난 점은 토목, 건축 모든 부분에 적용이 가능한 토털 솔루션이라는 점이다. Autodesk Infrastructure Design Suite가 가진 범용성과 효율성을 통해 다양한 소스의 데이터를 불러들여 작업할 수 있으며, 편리한 인터페이스와 사용자화가 가능한 GUI를 통해 작업에 필요한 도구들을 빠르게 사용할 수 있어 업무 생산성 개선 효과를 얻을 수 있었다. 또한, 대용량 실물 화상 Mesh 데이터의 모델링 처리를 자동화함으로써 수동 작업에 비해 모델링 시간을 50%, 전체 공정 기간을 70% 정도로 줄일 수 있었고 프로젝트 기간 단축을 통한 인건비 절감 효과도 거둘 수 있었다.

외부 환경 고려로 인한 미래 수요 예측 가능
모든 프로젝트에서 외부 환경은 프로젝트를 진행하는데 있어 고려하지 않을 수 없는 부분이다. 차후 정택선 팀장은 “AutoCAD Civil 3D를 이용하여 스캔 데이터를 지형 데이터로 구축하고, Autodesk Infraworks를 통해 실제 공장과 부지와의 조화를 비교
검토할 수 있었으며, 지하 매설물 및 시설물과 연계하여 향후 변경될 수 있는 부분들까지 고려하는 디자인을 통해 프로젝트를 성공적으로 마무리할 수 있었다.” 고 밝혔다.

3D 역설계 자동화 확대 및 신사업 개척
차후가 3D 스캐닝 기반의 공장 모델링 자동화 시스템을 개발하는 데 있어 Autodesk Infrastructure Design Suite와 Autodesk Plant Design Suite는 결정적인 기여를 했다. Autodesk Suite 제품군이 제공하는 직관적인 GUI와 다양한 기능을 활용해 3D 스캐너에서 점 구름(Point Cloud) 데이터를 불러들여 3D 모델링을 만들고 BIM 도면 생성과 라이브러리 형상 추가까지 자동화하는 프로세스를 구축할 수 있었다.

차후는 앞으로 계획 단계에서의 Autodesk Infraworks를 활용한 커뮤니케이션, AutoCAD Civil 3D를 통한 지형 설계와 공장 검토 및 내부 설계, 그리고 Autodesk Plant Design Suite를 활용한 Spec 작업 등에 이르기까지 Autodesk의 다양한 Suite 솔루션을
통해서 자사의 3D 역설계 자동화 시스템을 더욱 발전시킬 계획이다. 또한 완성된 3D 스캐닝 기반 공장 역설계 시스템을 더욱 향상시키기 위하여 Autodesk Infrastructure Design Suite에 포함되어 있는 공정 관리 솔루션인 Autodesk Navisworks 등 다양한 협업 솔루션을 향후 활용하고자 한다.

3D 모델 기반의 안전 시뮬레이션이나 유지 보수 관리에도 Autodesk Infrastructure Design Suite와 Autodesk Plant Design Suite로 얻은 기술과 노하우를 활용할 수 있을 것으로 전망하고 있으며, 지하 시설물 관리 시스템에 3D 스캐닝을 활용하는 방안도 고려하고 있다.
차후는 현재 기존에 수행한 3D 역설계와 유사한 프로젝트가 다수 대기 중에 있으며 단지, 조경, 수자원, 상하수도 등의 토목 BIM 영역으로 프로젝트를 계속 확대할 예정이다.