산업데이터 국제 표준화 동향

1

2016-12-15

한순흥, shhan@kaist.ac.kr

줄거리

스마트 제조

IEC CDD, ISO15926

SC4

KSTEP

2

3

4

• 2014-04 발간• ICT + 제조와 물류 시스템 = 스마트제조• 정보의 품질을 확보하고 자동으로 교환하는 표준 기술의 적용

<Reference Architecture Model Industrie 4.0 (RAMI4.0)>

인더스트리 4.0을 위한 독일 표준화 로드맵

Digital twins

5

Pre 1800

Physical

Models

1965 - 1999

EngineeringPaper Drawings

DigitalDrawings

2000 and Beyond

Intelligent

Product

Data

제품 설계 정보의 발전

6

1800 - 1965

$1B cost to the transportation sector for engineering & business data (운송)

$5B cost to the discrete manufacturing supply chain (제조업)

$15B cost to the capitalfacility sector (플랜트)

데이터 교환 비용 문제

7

설계 정보 표준화

3D 프린팅이 쉽게 되면?

무인(unmanned) 공장

설계만 되면, 개인 맞춤화 제품의 생산가능

8

스마트공장에서 부품 기자재

ISO 13584 PLIB, IEC CDD

PLIB (Parts Library), CDD (common data dictionary)

부품 카탈로그 표준

스마트 공장, Industry 4.0

9

10대형 플랜트 프로젝트 정보의 증가 추세 (Shell社)

NIGERIA LNG BASE PROJECT (1989)

• Tags – 60,000

• Documents – 30,000

• Project Applications - INtools, E-SPIR

BONGA (1993)

• Tags – 150,000

• Documents – 50,000

• Project Applications - INtools, PDMS, E-SPIR

SAKHALIN PHASE II (2004)

• Tags – 650,000

• Documents – 400,000 (650,000 revisions)

• Project Applications - INtools, PDMS/PDS, E-SPIR

KASHAGAN PHASE II (2013)

• Tags – 1,000,000+

• Documents – 1,000,000

• Project Applications - SPI, SPEL, SPID, PDMS, E-SPIR, RRM, GoCMS

11

삼성엔지니어링

12

한국 원자력 플랜트의 업무 흐름원자력 발전 사업자 (한국수력원자력, KHNP)

엔지니어링 회사KEPCO E&C

Microstation/PlantSpace

기기 부품메이커두산중공업PTC: Creo

플랜트 시공건설업체

Autodesk/AutoCADIntergraph/PDES

운전/유지보수KHNP

(KPS, 한전기공)

프로세스계통(SD) 및 종합설계(AE)

시스템

기기 부품설계(CD), 제작

시스템

시공 및 현장설계시스템

운전 보수관리

시스템

설계데이터변환기

기기정보데이터변환기

건설/시공데이터변환기

운전보수데이터변환기

플랜트라이프 사이클정보 관리

발주 발주 발주 운영

프로세스 계통설계 정보

기기 부품정보

운전 보수정보공간 구성

정보전사적 자원

관리시스템(ERP)데이터변환기

13

선행의장 (pre-outfit)

14

15

16

17

Confirms to

References

…

Represented by

Template

PBS ; Plant Breakdown Structure

RDL(Reference Data Library) Power_site

Plant

Plant_unit

Physical_

breakdown

Plant_item

Material_item

FEG

Misc_item

A_FEG

P_FEG

O_FEG

FEG_

relationship

relating

related

relation_type_enum

relation_type L[1:?]

System_unit

Unit_segment

Work_unit

Performance_

unit

1

Key_

component

Supporting_

component

Sub_

component

1

possess

possess

work_item_select

work_item

Location_

based_definition

External_

representation

Drawing

Shape

representation_select

represented_by

target

represent

located_item_select

located_item

Power_block Yard

possess

1

Misc_building

Power_block_

structure

Primary_system Secondary_

system Other_system

I_and_C_

system

Electrical_

system Multi_system

posses

Unit_

breakdown

Functional_

breakdown

possess

Zonal_

breakdown

Area

Room

Section

Elevation

is_placed_on

Node

Port

relating

related

relating

related

Building

Tag_item

possess possess

Underground

Branch

Terminal_

point

Flange

Socket

Shape_2d

Shape_3d

Property

Pump is classified as a Pump

Pump has unique number 8212

Pump has property viscosity

viscosity has unique number 7115

viscosity is quantified in SSU

SSU has unique number Nuclear-0003

Pump has property vapor pressure

vapor pressure has unique number 7096

vapor pressure is quantified in degree Fahrenheit

degree Fahrenheit has unique number 9189

Pump has property Max. Fluid Temperature

ISO 15926 이용한 관계 정의

ISO TC184/SC4 Organization

WG3Oil & Gas

JWG8Mfg.

Mgmt Data

WG12

Product modeling, Common resources

WG21/22/23Validation

teams

WG13Data quality

WG2Parts

Library

WG11EXPRESS, Implement.

Conformance

ISO

TC 184

Industrial Automation Systems and Integration

SC4 -

Industrial Data

. . .

SC5 -Architecture, Communications & Integration Framework

SC1 –Physical Device Control

SC2 –Robots for Manufacturing Environments

TC: Technical Committee, SC: Subcommittee

WG15Digital

manufacturing

18

ISO TC184/SC4 standardsShort name Number Name # books

STEP ISO 10303 Product data representation and exchange

Standard for the exchange of product model data

620

EXPRESS ISO 10303-11 Information modeling language 3

PLIB ISO 13584 Parts Library 14

MANDATE ISO 15531 Industrial manufacturing management data 6

PSL ISO 18629 Process specification language 9

IIDEAS ISO 18876 integration of industrial data for exchange,

access, and sharing

2

Process

Plants

ISO15926 Integration of life-cycle data for process plants

including oil and gas production facilities

7

OTD ISO 22745 Open technical dictionaries and their application

to master data

10

Data

quality

ISO 8000 Data quality - Catalogue management systems --

Requirements

9

19

20

SC4 standards

ISO TC184/SC4

ISO 8000 Data quality

ISO 13584 Parts Library

ISO 14306 JT for 3D visualization

ISO 15531 Industrial manufacturing management data

ISO 10303 STEP

ISO 18629 Process specification language

ISO 15926 process plants production facilities

ISO 16739 Industry Foundation Classes

ISO 17506 COLLADA for 3D visualization

ISO 17729 UPDM

ISO 18876 IIDEAS

ISO 22720 ASAM Open Data Service

ISO 22745 Open technical dictionaries

ISO 26183 SASIG Product data quality

ISO 29002 Exchange of characteristic data

Part 1: General overview

Part 31: Resource information model

Part 32: Conceptual model for resources usage management data

Part 42: Time Model

Part 44: Information modelling for shop floor data acquisition

Application Protocols and Associated Abstract

Common Resource

Conformance Testing Methodology & Framework

Description Methods

Abstract test suite

Part 11: PSL core

Part 12: Outer core

Part 13: Duration and ordering theories

Part 14: Resource theories

Part 41: Definitional extension: Activity extensions

Part 1: Overview and basic principles

Part 42: Definitional extension: Temporal and state extensions

Part 43: Definitional extension: Activity ordering and duration extensionsPart 44: Definitional extension: Resource extensions

※ About 700 parts

SC4 Tech Tree by lifecycle

STEPPLIB

Mandate PSL

IIDEAS

STEP-NC

Oil&Gas

P L C

SP D

M L

21

ISO 10303 – 유스케이스 (자동차)

AP 214:Core Data for Automotive Mechanical Design Processes

ISO 13584 – Parts Library (PLIB)

AP 239 - Product life cycle support (PLCS)

Lifetime

Design

Geometry Data

Analysis

Simulation

Presentation

Manufacturing

NC-Data

Process Plans

Parts Specification

O&M

Maintenance Data

Support History

Configuration

Management

Disposal

Resource

Management

22

23

스마트제조 표준화 포럼

국내 산업에서스마트제조 핵심 기술과관련된 표준의 활용도제고 방안 도출

스마트제조 필수 요소기술 조사

제품 데이터 교환 및품질 정량화의 표준화요구사항을 구체화

단체/국가/국제 표준화추진

스마트제조 표준화 포럼 구성 및 운영

실제 적용 가능한 기술표준의 개발로제조업의 국제 경쟁력을 강화

스마트제조 표준화의국내 대응 전략의

일관성을 위한기술사안별 이해 충돌

사항

스마트제조 표준화와관련된 정책·전략대응을 위한 전문가및 이해관계자 의견

24

스마트제조 표준화 포럼 구성

스마트제조표준화 포럼운영위원회

산업데이터분과

PLM 분과

대외협력 지원 소프트웨어평가

기능안전평가

산업 IT 보안평가

정책분과위원회 기술분과위원회대외협력분과위원회

표준적합성분과위원회

표준화로드맵분과

표준화정책분과

KSTEP 조직도

25

산업데이터전문위원회

26

번호 소 속 직위 성 명

1 한국과학기술원 교수 한순흥

2 명지대학교 교수 김선호

3 한국건설기술연구원 연구위원 김성식

4 경희대학교 교수 김인한

5 경북대학교 교수 문두환

6 충남대학교 교수 박상호

7 석영시스템즈 대표 손영석

8 아주대학교 교수 양정삼

9 인하대학교 교수 유상봉

10 한국철도기술연구원 책임 이영훈

11 강릉원주대학교 교수 이창수

12 한국데이터베이스진흥원 차장 임성준

13 중앙대학교 교수 최영

14 (주)부품디비 사장 황진상

15 한국선박해양플랜트연구소 책임 황호진

16 한국전자통신연구원 선임 이현정

17 (사)스텝센터 팀장 김규동

ISO TC184/SC4 회의 한국개최

2017-11: 라마다 프라자 제주 호텔

2013-11: 경주 (한국 28명, 총 88명 참석)

2008-11 부산 (한국 28명, 총 ??명 참석)

2002-11: 서울 COEX 컨퍼런스센터 (한국 49명, 총 18개국 155명 참석)

27

감사합니다

28

IGES and ISO 10303 STEP

SET

DIN TAP

and VDA/FS

ESPRIT (1984)

ISO STEP (1984)

Boeing CIIN GE neutral DB USAF ICAM

IGES 1.0 (1980)

ANSI Y14.26M

IGES 2.0 (1982)

IGES 3.0 (1986)

IGES 4.0 (1988)

IGES 5.0 (1990)

IGES 6.0 (2001 ?)

XBF-2 (1982)

CAM-I Geometric

Modeling Project

ESP

Continues

PDDI (1984)

PDES (1985)

Shape-based format

Product data-based format

ISO Standard

29

AutoCAD DXF/DWG

The structure of SC4 standards（STEP/PLIB)

An example of basic rep. reference from AP

Part41(fundamentals of product rep., Part42( geometry& topology), Part43(rep. structure), Part44(product structure)

Part45(material), Part46(visualization), Part 46(tolerance), Part 49process structure), Part101(drawing),

Part105(kinematics), AP202(drawing), AP203(configuration controlled design)

PLIB20(logical model of rep.), PLIB26(supplier identification), PLIB42(structuring of parts family)

Japanese contribution

ECALS

design manufacturing pre. manufacturing operation

Appl. resources Part1xx parametric Part108

Kinema.Part105 assembly Part109,1101,1102

Generic product model Part4x,5x

(shape, material, tolerance, product structure, etc.)

EXPRESS（Part1x)、data exchange methods( Part 2x)

AP225

AP227plant

AP215,AP216,AP218

AP214automotive

AP210,AP212

Arc.,Civil

ship

electric

Appl. P

roto

col

Basic

rep.

electronic

Heavy electric

Measuring inst.

dictionary

IEC 61360-4

PLIB42(structuring of parts family

PLIB26(supplier identification

PLIB20(logical model of representation

Cutting tool

fasteners

JeMarche

PLIB501

PLIB511

ISO １3399

Design feature Part111

Parametric history Part55PDQ

aerospace

AP238AP203, AP202 AP240 (ISO 14649) AP239

Design, drawing process plan CNC ope. support

Imple

.

30

기뻐할 수 없는부품·소재 1000억弗 흑자

대기업, 공장 中·동남아 이전한 뒤, 한국서 부품가져다쓰는 구조 고착

삼성전자 휴대폰 생산량의 40% 베트남

유턴기업 지원법

31매일경제 2015-01

The Parts of ISO 15926(Existing and planned)

Part 2 Data Model

Part 4 Ref Data

Part 7 Templates

Modeling entities

Terms, definitions, taxonomy

Templates for prod models

Part 9 Façades Facades, interfaces & security

OWL rep of prod modelsPart 8 OWL

Part 11 RDF-15926 Meth. simplified industrial use

Part 1 Overview Overview of all parts

Part 3 Shapes Reference shapes

Part 6 Rules Rules for ref data

Part 10 Conf testing 15926 Conformance testing

Part 12 OWL rep P2 OWL representation of Part 2

32

Part 13 Planning Reference data for planning

33

May 2007

34

Product design data approved by the FAA under the Type Certificate

is retained, retrievable, and usable for the life of the Type Certificate;

in other words, available for 50+ years.

3 technology lifecycles need to be considered:

Engineering Release

(Type Design Data)Product:Products defined by the

design data (50+ yrs)

Storage:Technologies used to

store & retrieve the digital

data (~10 yrs)

SW:Technologies used to

interpret the data (~3 yrs)

Repository

Long term data archive

Source: AIA

35

36

37

38

39

40

RFID기반 이동형 파이프 스풀위치 인식

현재 플랜트 공사장에서 파이프 스풀 관리는, 수기 작성을 통해 적재 위치 및 작업내역을 관리

설치해야 할 파이프 스풀을 찾지 못했을경우, 다시 제작

파이프 스풀에 UHF RFID 태그를 부착하고,차량에 UHF RFID 리더 및 안테나를 장착

41

What is a pipe spool?

Pipe spools are sections of pipe that have been put together with fittingsoff-site to meet the needs of a construction project.

Pipe spools increase the speed of construction.

42