철골 ３Ｄ ＣＡＤ 시스템「Ｘｓｔｅｅｌ」

http://www.bii.co.kr/strutec/0006/09.htm

 

ＣＡＤ／ＣＡＭ

철골 ３Ｄ ＣＡＤ 시스템「Ｘｓｔｅｅｌ」의 기능과 특징

철골 기본설계도부터 상세설계도 CAM 데이터 출력까지

성력효과· 일괄시스템 실현한 새로운 개념의 CAD시스템

지난 4월 25일 대한건축학회 세미나 실에서 국내의 엔지니어링사와 강구조 제작사를 대상으로 현업 적용 위주의 Xsteel 세미나를 개최하였다. 새로이 Xsteel의 국내 공급 업체로 선정된 ㈜신기술자문 주관으로 이루어진 이번 세미나에서 TEKLA사 임원은 국내 시장 판매 활성화에 앞서 국내의 기존 고객에 대한 전폭적인 지원과 국내 시장 특성에 맞추기 위해 커스토마이징 및 로컬라이징을 대폭 강화 하기로 선언하였다.

본 내용은 Xsteel의 기능과 특징을 간략히 정리한 것이다.

■ 자료제공 / ㈜신기술자문 이희창 실장(핀란드 TEKLA Oy사 마케팅 이사· 수석 개발 이사)

 

1. Xsteel이란

Xsteel은 철골의 기본 설계도에서, 상세설계도 CAM데이터 출력에 이르기까지 동산업계에서 광범위한 성력 효과와 일괄시스템을 실현한 핀란드의 Tekla(테크라)사가 개발한 새로운 개념의 CAD 시스템이다.

１９９３년에 출시된 이래 6년간 전세계 52개국에 2500카피가 판매 되었다. 현재는 매년 버전업이 되어 기능이 강화되고있어 전세계적으로 판매가 급격히 신장되고 있다.

국내에서는 동부, 효성중공업, 포스코개발, 태성ENG, 한맥중공업 등에서 자사가 직접 개발한 마크로를 이용 설계자동화 및 공장 자동화를 구축 하여 전세계적으로 성공 사례로 보고 되어 있다. <그림 1>은 대만에서의 사용예를 나타낸 것이다.

2. Xsteel 개발 배경

Tekla사는 정보통신, 전력, 교통, 국방 등의 정보 강국인 핀란드의 기간 산업 분야 정보처리를 개발을 주도한 각광 받는 정보통신 기업으로 이들 기술을 기본으로 3차원 데이터를 실시간 확장 할 수 있는 독자적인 데이터베이스 기술을 갖추고 있다. 이 데이터베이스 기술 을 Xsteel에 적용하여 현재까지 데이터량이 방대하여 처리가 곤란한 3차원 프로덕트 모델 CAD를 실용화할 수 있었다.

3. 국제표준 관련

１９８４년 이래 IＳＯ（국제 표준화 기구)에서는 부품 데이터(형상 뿐 아니라 재료, 관리, NC 데이터 등)의 세계 표준화를 목표로 하여 ＳＴＥＰ 이라 불리는 표준을 설정하여 왔다. 일본에서도 현재 이러한 적용 기준안 이 검토 되고 있다. 또한 구미 (8개국, 42개 단체) 에서는 ＳＴＥＰ이 검토 되기전 이미 ＣＩＳ(CIMsteel통합화 표준)이라 불리는 유사한 표준화가 채택되어 구미를 포함한 세계 각국의 여러 소프트웨어사가 이 표준에 따라 처리한 ＣＡＤ／ＣＡＥ 시스템을 개발 하여 왔다. 이러한 시대의 흐름에 ＳＴＥＰ은 ＣＩＳ를 기본 으로 하고 있다. Xsteel은 이러한 ＣＩＳ를 기본으로 하고 있는 3Ｄ ＣＡＤ시스템으로 Tekla사는CIMsteel l 프로젝트에 초기부터 참여 하여 중심 역할을 수행 하고 있다.

4. Xsteel의 기능 및 특징

4.1일반적 사항

작동환경：Windows NT

언어：영어, 일본어, 독일어, 프랑스어, 스페인어, 이태리어 등

적용구조물：일반빌딩, 각종플렌트 구조물, 스타뒴, 해양구조물, 철탑등

출력물：기본도, 상세도, 자재리스 트, 도장면적 등의 설계정보, 공작도, 단품도, 각종 장표 및 NC 데이터 등의 제작 정보.

4.2 데이터 베이스

Xsteel이 사용하는 기본 데이터베 이스는 JIS뿐 아니라 미국, 유럽 등 각국의 규정에 대응 할 수 있도록 되어 있다. 또한 사용자가 각 데이 터베이스에 추가 변경 할 수 도 있다

4.3 오브젝트 지향 프로덕트 모델

(1) 프로덕트 모델은 형상정보에 설계 제작에 필요한 정보를 포함 하고 있으며 <그림 2>에 표시된 바와 같이 프로젝트에 관련된 모든 정보를 포함 하고 있다.

(2) 오브젝트는 교량의 기둥과 같은 부재와 용접과 볼트등과 같은 부재의 접합과 절단을 정의 하고 있다.

(3) 모델을 구성하는 각 오브젝트는 독립성을 높이기 위하여 어떤 시점 에서도 추가 변경 삭제가 가능하다.

그래서 모든 정보는 한번의 데이터 베이스에서 일관되게 관리 할 수 있으며 모델의 일부를 변경 하게 되면 그것에 관련된 오브젝트가 자동적으로 갱신 된다.

(4) 멀티 유저 기능

하나의 모델을 다수의 사용자가 동시에 작업을 하는 경우, 구조물을 분할 하여 모델화 한 후에 한번에 결합 하는 등 실제 프로젝트에서 없어서는 안될 실용적인 기능이 가능 하다.

(5) 각 부재는 용접과 볼트 등의 접합을 정의하고 있으므로 단품과 제품 단위의 계층구조를 갖추고 있다. 이로써 생산, 출하, 시공 등의 관리 정보를 운영 할 수 있다.

4.4 모델링

(1) 임의의 구조물 형상에 대해

스타디움과 철탑 등의 임의 형상 구조물의 모델링이 가능하여 곡선부재도 운영 할 수 있다(그림 3).

모델의 크기는 제한이 없으며 빌트업 자재, 곡선 피스 현장 용접 자재 등의 부속물의 모델화도 할 수 있다. 부재의 간섭체크 기능도 솔리드 형태의 논리 계산을 함으로 가능 하다.

(2) 접합부

약 300 종류의 조인트 마크라 불리는 파라메트릭 타입의 접합이 준비되어 있어 사용이 용이하다. 사용자는 접합부를 선택 하고 그 파라메터를 설정 할 수 있다(그림 4).

일본 규격의 접합을 위하여 ＳＣＳＳ-H97 철골구조표준 접합 부에 따라 마크로도 준비되어 있다.

조인트 마크로는 C언어를 사용하여 추가 할 수 있다. 조인트 마크로는 별도로 특수 용접부와 상세구조의 경우 사용자가 임의의 접합 모델을 작성하여 등록 할 수 있게끔 간단히 재 이용 할 수 있도록 지원한다.

(3) 자동간섭체크

부재 상호 혹은 부재와 볼트 등의 필요 공간의 간섭을 체크 한다.

(4) 자중계산

임의의 복수 부재를 구성하는 블록의 정확한 중심 위치를 산출 할 수 있다.

(5) 렌더링

언제고 임의의 부재를 완전 솔리드로 비쥬얼하게 확인 할 수 있으며(그림 5) 자유 각도에서 상세히 점검 할 수 있다. 복잡한 구조를 이해 하는데 용이하다.

4.5 도면

Xsteel의 도면은 자동적으로 생성된다. 도면의 양식은 도면1매 단위로 설정 할 수 있으며 또한 필요한 경우 자동적으로 생성 된 도면은 도면 수정 기능에 따라 이동과 추가 등 편집 할 수 있다.

편집중의 도면은 모델과 결합되어 있어 도면에 표시되지 않은 정보도 자동으로 인식 할 수 있다.

예를 들어 단면도를 추가 하는 등의 용이함이 있다.

도면의 양식을 설정하고 도면 에디터에 따라 편집 내용을 보존 할 수 있으며 모델이 변경 되면 도면에 다시 설정할 필요가 없다. 또한 모든 도면은 2차원 DXF 파일로 출력된다.

(1) 도면종류

① 일반도, 제품도, 단품도 등의 설계 제작에 관한 모든 도면(그림 6)

② 풀 사이즈 템프레이트, 강관 전개도 등

(2) 피스 마크

① 제품 마크, 부재 마크를 사용자가 컨트롤 하여 자동 생성

(3) 도면 양식 설정

① 용지 사이즈, 스케일, 문자사이즈, 레이아웃 등

② 타이틀, 주기 등

(4) 도면 에디터

① 디멘전 삭제 추가

② 단면도 추가

③ 다른 도면의 삽입

④ 용접 부재의 표시

⑤ 일반적인 작도 기능

(5) 리비전 관리

① 모델과 전체도면을 관련 지어 일괄 관리가 가능하다. 도면 작성 후에 모델을 변경 하는 경우 갱신 된 모든 도면에는 마크가 추가 된다. 사용자는 도면 변경의 지시가 있지 않는 한 이 도면을 열어 볼 수가 없다.

② 도면을 변경 하는 경우 그 이력 정보가 추가된다.

4.6 리스트 출력

(1) 표준리스트로서 부품리스트, 자재리스트, 조립리스트, 볼트리스트, 용접길이, 도장면적, 운송리스트, 중심표 등이 용이하게 사용 할 수 있도록 되어있다(그림 7).

(2) 모든 리스트는 모델이 완전하지 않은 상태에서도 출력 할 수 있다. 예를 들어 기둥, 교량의 주부재 만을 상호 접합 되어 있나를 재료리스트에서 출력 하기 위하여 이미 계산된 강재 중량을 짧은 시간에 산출해 낼 수가 있다.

(3) 페이스별, 로드별 출력 가능

(4) 중량 또는 도장 면적은 네트 혹은 그로스로도 표시 할 수 있다.

(5) 모든 출력 양식은 사용자 스스로 컨트롤 할 수 있다.

(6) 리스트 종류는 엑셀 등의 표계산 소프트에 기록 하여 편집 할 수 있다.

4.7 시스템과의 연결

(1) CIMsteel

현재CIS 1을 채택하고 있으며CIS 2는β판 개발을 완료

(2) 다이렉트 링크

AutoCAD DXF/DWG、 PDS、PDMS 、DGN、PlantSpace、STAAD등의CAD、FEM소프트웨어와 직접 데이터를 읽고 쓸 수 있다.

(3) 네스팅

판재, 형강의 네스팅 가능

(4ＮＣ출력

ＮＣ에 필요한 정보를 출력 가능(일반 NC머신 뿐 아니라 일본의 주요한 포멧도 지원 예정)

5. Xsteel 효과

Xsteel은 강 구조물의 설계부터 생산, 건설에 관한 모든 정보를 프로덕트 모델로 일원화 하여 관리하고있다. 이로서 아래의 작업 순서를 성력화하고 건설 프로젝트의 생산성을 향상 하여 생산원가를 확연하게 절감 할 수 있다.

(1) 모델을 수정하는 경우, 이것에 관계된 모든 부재 관련 요소가 자동적으로 연동되어 변경된다. 물론 그것에 관련된 도면 장표류는 모델을 수정함에 동반하여 모두 자동적으로 반영 된다. 또한 변경된 것은 리비젼 기입이 되어 이력을 남길 수도 있다.

(2) 관리감독자는 작성된 모델을 입체적으로 체크 할 수 있다. 도면, 장표류의 출력은 자동적으로 행하므로 종래의 각 공정의 체크가 필요 하지 않으며 인위적인 에러를 없앨 수 있으므로 고품질을 유지 할 수 있다.

(3) 체크는 3차원 화면에서 행하므로 에러의 발견이 용이 하다. 또한 간섭 체크 기능을 사용 하면 시간을 단축하여 문제 부위를 발견할 수 있다.

6. Xsteel미래

(1) Web에 프로덕트모델을 공유

조만간 Xsteel의 프로덕트 모델은 Web상에 올려져 모든 프로젝트에 관여한 사람은 거리상의 문제를 넘어서 실시간 적으로 정보를 공유 할 수 있다. 이 기술은 이미 Tekla 사의 Xpower(전력업계를 위한 시스템)에서 실용화검증되었다.

(2) 4차원 프로덕트 모델

프로덕트 모델상에 모든 구성 요소는 3차원 오브젝트(물체)로 인식된 정보 뿐 아니라 시간축의 정보(유지보수 등)도 갖을 수가 있다. 이로써 라이프사이클을 포함한 모델화를 할 수 있다.

7. 결론

Xsteel은 단순한 제도 시스템인 CAD기능 뿐 아니라 엔지니어링 노하우를 포함한 설계 생산 ＣＡＤ시스템이다.

Xsteel은 여러가지 필요에 유연하게 대응 할 수 있는 기능과 각국의 파트너(국내: ㈜신기술자문)을 통하 여 사용자의 요구의 필요 사항 을 적시에 공급 함으로서 성공적으로 시장을 확산 하고 있다. 국내의 독특 한 요구사항을 만족 하기 위하여 Xsteel은 지속적인 로컬라이징 작업과커스토마이징 작업을 하고 있다.