가상공학
Virtual engineering가상공학(VE)은 기하학적 모델과 분석, 시뮬레이션, 최적화, 의사결정 도구 등 관련 엔지니어링 도구를 다학제 협업 제품 개발을 용이하게 하는 컴퓨터 생성 환경 내에 통합하는 것으로 정의된다.가상 엔지니어링은 소프트웨어 엔지니어링과 많은 특성을 공유하는데, 예를 들어 다른 구현을 통해 많은 다른 결과를 얻을 수 있는 능력이다.
설명
컨셉
가상 엔지니어링 환경은 사용자가 엔지니어링된 시스템과 자연스럽게 상호작용할 수 있는 사용자 중심의 1인칭 관점을 제공하고 사용자에게 다양한 접근 가능한 도구를 제공한다.이를 위해서는 기하학, 물리학, 그리고 실제 시스템의 양적 또는 질적 데이터를 포함하는 공학 모델이 필요하다.사용자는 운영 체제를 거닐며 운영 체제가 어떻게 작동하는지, 설계, 운영 또는 기타 엔지니어링 수정의 변화에 어떻게 반응하는지 관찰할 수 있어야 한다.가상 환경 내의 상호작용은 사용자의 기술적 배경과 전문지식에 적합한 쉽게 이해되는 인터페이스를 제공하여 사용자가 시스템 동작에 대해 예상하지 못했지만 중요한 세부사항을 탐색하고 발견할 수 있도록 해야 한다.마찬가지로 엔지니어링 도구와 소프트웨어는 환경에 자연스럽게 적합해야 하며 사용자가 당면한 엔지니어링 문제에 초점을 유지할 수 있어야 한다.가상 엔지니어링의 핵심 목표는 복잡한 평가를 위한 인적 역량을 확보하는 것이다.
그러한 환경의 주요 구성요소는 다음과 같다.
- 사용자 중심의 가상 현실 시각화 기술.친숙하고 자연스러운 인터페이스로 제시하면 복잡한 3차원 데이터가 더욱 이해가능해지고 이용가능해져 사용자의 이해도가 높아진다.가상현실은 적절한 전문가(예: 설계 엔지니어, 플랜트 엔지니어 또는 건설 관리자)와 결합하여 더 나은 솔루션을 위한 설계 시간을 단축할 수 있다.
- CAM(Computer-Aided Manufactive Manufacturing) 컴퓨터 지원 제조#cite note-ota-1Interactive 분석 및 엔지니어링오늘날 발전소 시뮬레이션의 거의 모든 측면은 광범위한 오프라인 설정, 계산 및 반복을 필요로 한다.각 반복에 필요한 시간은 하루에서 몇 주까지 다양할 수 있다.엔지니어가 동적 사고 프로세스를 수립할 수 있는 대화형 협업 엔지니어링의 도구들은 엔지니어링 프로세스에 필수적인 "what-if" 질문의 실시간 탐색을 허용하기 위해 필요하다.거의 모든 상황에서 공학적 답변은 이제 내일, 다음 주 또는 다음 달 답보다 훨씬 더 큰 가치를 가진다.많은 우수한 엔지니어링 분석 기법이 개발되었지만, 그것들은 엔지니어링 설계, 운영, 제어 및 유지보수의 기본 부분으로 일상적으로 사용되지 않는다.결과를 설정, 계산 및 이해하는데 필요한 시간이 적절한 답변을 얻을 때까지 과정을 반복하는 것으로 사용 가능한 시간을 크게 초과한다.여기에는 계산 유체 역학(CFD), 유한 요소 분석(FEA), 복잡한 시스템의 최적화 등의 기법이 포함된다.대신 이러한 공학적 도구는 문제에 대한 제한된 통찰력을 제공하거나, 답을 날카롭게 하거나, 설계 불량 이후 무엇이 잘못되었는지, 다음에 어떻게 결과를 개선할 것인지 이해하는 데 사용된다.이것은 CFD 분석에 특히 해당된다.
- 컴퓨터 지원 엔지니어링(CAE):실제 프로세스를 가상 환경에 통합공학은 분석과 디자인 그 이상이다.여전히 발전소 운영과 관련된 공학적 분석, 발전소 데이터, 기하학 및 기타 모든 정성적, 정량적 공학적 데이터에 대한 저장 및 신속한 접근을 위한 방법론을 개발할 필요가 있다.
- 엔지니어링 의사 결정 지원 도구.최적화, 비용 분석, 스케줄링 및 지식 기반 도구를 엔지니어링 프로세스에 통합해야 한다.
가상 엔지니어링은 엔지니어가 개체의 기본 기술 정보에 대해 생각할 필요 없이 가상 공간에서 개체와 함께 작업할 수 있도록 한다.엔지니어가 가상 구성요소를 잡고 그것을 이동하거나 변경할 때, 구성요소의 실제 환경 상대적 요소에서 그러한 이동의 결과에 대해서만 생각하기만 하면 된다.엔지니어들은 또한 시스템의 다양한 부분, 그리고 부품들이 서로 어떻게 상호작용을 할 것인지에 대한 그림을 만들 수 있어야 한다.엔지니어가 기본 기술 정보보다는 특정 엔지니어링 문제에 대한 의사결정에 집중할 수 있는 경우 설계 주기 및 비용이 감소한다.
소프트웨어
보통교단
일반적으로 가상 엔지니어링 모듈의 명칭은 다음과 같다.
- 컴퓨터 지원 설계(CAD): 회전, 드레싱, 압출 등 실제 산업 가공 공정에 근접할 수 있는 기하학적 연산을 이용한 기하학적 모델링 능력을 지정한다.CAD 모듈은 기하학적 형상의 생성을 용이하게 하기 위해 만들어졌다.그것은 보통 엔지니어링 도면 제작 도구와 같은 다른 모듈과 함께 제공된다.
- 컴퓨터 보조 제조(CAM): CAD가 물체나 부품의 정확한 가상 형태를 제공한다고 해도, 단지 이전의 툴이 수학적 연산(완벽한 점, 선, 평면, 볼륨)을 완벽하게 처리했다고 해서 이것들의 제조는 크게 달라질 수 있다.보다 현실적인 제조 운영의 승계 방식을 고려하고 최종 제품이 가상 모델에 가깝다는 것을 증명할 수 있도록 엔지니어는 부품을 가공하는 도구를 나타내는 제조 모듈을 사용한다.
- 컴퓨터 지원 엔지니어링(CAE): 또 다른 측면은 가상 엔지니어링 도구로 통합되는데, 이것은 엔지니어링 분석(변종, 응력, 온도 분포, 흐름 등의 최종 요소 분석)이다.그러한 도구는 주 소프트웨어에 통합되거나 분리될 수 있다.CAE 모듈 소프트웨어는 CAD 측면의 기능이 더 적으며, 이 작업 전용 소프트웨어인 것이 일반적이다.종종 도구는 각 도구를 최대한 활용하기 위해 수출입 작업을 수행할 수 있다.
다른 모듈들은 프로토타입 제조, 제품 수명주기 관리 등과 같은 다양한 다른 작업을 수행하는 것이 존재할 수 있다.
참고 항목
참조
- McCorkle, D. S., Bryden, K. M. "가상 엔지니어링 도구와의 통합을 가능하게 하는 시맨틱 웹 사용", 제1회 국제 가상 제조 워크샵(27), 2006년 3월, 워싱턴 DC.
- Huang, G, Bryden, K. M, McCorkle, D. S, "CFD 및 가상 엔지니어링을 이용한 상호 작용 설계", 제10차 AIA/ISSMO 다학제 분석 및 최적화 컨퍼런스, AIA-2004-4364, Albany, 2004년 9월.
- McCorkle, D. S., Bryden, K. M., Swensen, 2004년 3월 "가상 엔지니어링 도구를 사용하여 NOx 배출량을 감소시킴", 2004년 ASME Power 2004, PROCESS 2004-52021, 441-446, 2004년 3월.
- 2003년 4월 제28회 석탄 이용 & 연료 시스템 국제 기술 회의, 63-71, 클리어워터, FL, 2003년 4월 맥코클, 브라이든, Kryden, Kirstukas, "발전소 가상 엔지니어링 기반 구축"
