Recently, collaborative design has played a vital role in the product design process, as the scale of a given design task is often too large for a company to address in-house, meanwhile, in order to minimize the design cycle and improve design efficiency, companies routinely assign partial design task to other outside companies. In other words, they have to collaborate with their partners. In addition, interoperability is one key issue in the collaborative design working environment, the reason is that the companies and their partners commonly use different computer-aided design (CAD) systems to design product, thus, when integrating the whole design work, interoperability is indispensable.
In this research, we focus on design data exchange from mechanical CAD systems to ship CAD systems. This research is motivated by the fact that; shipyards mainly use ship CAD systems, whereas their suppliers use mechanical CAD systems to design ship equipment; thus, while integrating the entire design, the models created based on mechanical CAD systems should be imported into ship CAD systems. Therefore, it is necessary to exchange design data between these two different CAD systems. Each CAD system provides a variety of modeling units to design a complex shape, and such CAD systems, according to their own characteristics and requirements, commonly use different modeling units. Consequently, due to the distinct modeling units of each CAD system, problems always occur during the data exchange process. Hence, to address this issue, a framework for a conversion operation that consists of a direct mapping process, indirect mapping process, and an approximation technique is proposed in this study, in each conversion operation, it deals with different case.
Firstly, because a model created in a specific CAD system consists of particular modeling units, we begin by comparing and analyzing the modeling units of a mechanical CAD system and a ship CAD system, and then we map between these two distinct sets of modeling units. Some modeling units can be directly mapped and converted via direct mapping process, and other modeling units that cannot be mapped directly(such as the fillet feature in a mechanical CAD system) are converted by an indirect mapping process.
Secondly, even if through the direct and indirect mapping processes mentioned above, some modeling units (profile based feature, such as the helical or sweep feature in a mechanical CAD system) still cannot be dealt with, hence, in this case, we use approximation technique to solve the problem, and the error evaluation of the approximation is provided as well.
협업설계는 제품설계 시 매우 중요한 역할을 하고 있는데, 특히 요즈음은 설계 업무의 량이 많아서 한 회사가 모든 설계업무를 완성하기는 시간도 많이 소요되고 또 설계 효율성도 떨어지기 때문에 보통은 협력사들에게 설계 업무의 일부분을 배분하여 설계 업무를 수행하는 경우가 많다. 즉 다른 업체와의 협력이 필요한데 협업설계에서 가장 중요한 문제중의 하나가 바로 시스템 사이의 상호운용성(interoperability)이다. 이러한 상호운용성이 필요한 원인은 회사와 그 협력사들이 보통은 서로 다른 CAD 시스템을 사용하여 설계 업무를 수행하기 때문이고 이럴 경우 나중에 회사에서 전체 설계 업무를 통합 시 서로 다른 시스템 사이의 상호운용성 문제가 제기 되게 된다.
본 연구에서는 조선소에서 설계 업무를 수행 시 발생하는 문제를 다루었다. 조선소 설계 업무의 현황을 분석 해보면 보통 조선소에서는 조선용 CAD(ship CAD) 시스템을 주로 사용하고, 협력사들은 일반적으로 기계 CAD(mechanical CAD) 시스템을 많이 사용한다. 하기에 협력사들이 설계업무를 완성 후 전체 설계 업무의 통합을 위하여서는 관련 기자재의 모델 정보가 조선데 다시 입력이 되어야 되는데 이런 경우에 두 시스템 사이의 상호운용성 즉 데이터 교환이 필요하게 된다. 본 연구에서는 주로 기계 CAD 시스템으로부터 조선용 CAD 시스템으로의 데이터 교환문제를 다루었다. 각 CAD 시스템은 보통 기본적인 모델링 단위(modeling units)를 제공하여 이것을 기반으로 좀 더 복잡한 형상들을 만들어 낸다. CAD 시스템마다 자체의 설계 업무의 특성과 요구에 근거하여 서로 다른 모델링 단위를 제공하는데 제품설계 시 최종형상들은 이러한 모델링 단위들로 구성되었기에 이러한 모델링 단위의 차이점은 데이터 교환 시 문제 발생의 원인이 될 수 있다. 이런 문제점을 해결 하고자 본 연구에서는 간접 매핑과 형상 근사화 기법을 기반으로 하는 변환 방법(conversion operation)을 제안하였다.
우선 기계 CAD 시스템과 조선용 CAD 시스템 사이의 모델링 단위를 비교하고 모델링 단위 사이에서 매핑이 되는 부분과 매핑이 되지 않는 부분을 구분하였고, 매핑이 되지 않는 부분과 관련하여서는 예를 들면 fillet feature 같은 경우는 간접 매핑 과정을 통하여 변환을 진행 하였고 profile based feature 같은 경우는 형상 근사화 기법을 통하여 변환을 하였고 상응한 근사화 정도도 측정을 하였다.