컴퓨터 이용설계(CAD)란 어떤 것인가에 대한 정의와 CAD시스템을 구축하기 위한 필요요소를 설명함으로써 향후 CAD시스템을 도입하고자 하는 업체에게 다소나마 도움이 되고자 하였다. 또한 국내에 CAD시스템이 도입된 역사속에서 단계별 형태를 보임으로써, 현재 CAD시스템을 사용하고 있는 업체의 경우 자신이 어느 단계에 위치하는지 파악할 수 있도록 하였다. 마지막 으로 국내 대표되는 몇몇 기업의 적용사례 및 향후 추진방향을 소개함으로써 국내전체기업의 CAD시스템 활용수준을 측정하는데 도움이 되고자 하였다.
본 고에서는 사용자 인터페이스의 관점에서 CAD 시스템들이 어떠한 과정을 거쳐왔으며, 그리고 미래의 사용자 인터페이스의 방향에 대해서 간략히 살펴보겠다. 현 시점에서의 CAD 시스템의 기술적 수준과 미래의 CAD/UI의 방향에 대해서 알아보기 위해 포항공대 김정현 교수의 글을 바탕으로 CAD 시스템과 사용자 인터페이스에 대해서 개괄적으로 살펴보았다.
캐드(CAD) 시스템은 우리가 사용하는 대부분의 산업 제품을 제작하는데 필수적으로 사용되고 있는 중요한 기술로 알려져 있다. 캐드 기술은 컴퓨터 그래픽스 기술의 발달과 더불어 상업용 3차원 캐드 시스템으로 영역을 확장해 나가고 있다. 특히, 신발제조와 같은 특수한 영역의 캐드 시스템들도 3차원 캐드로 발전해 나가고 있다. 그러나 캐드 소프트웨어의 개발의 어려움으로 인해 소수의 메이저급 캐드 소프트웨어 회사를 제외하고는 대부분이 3차원 개념을 제공하는 AutoCAD에 종속적인 소프트웨어를 개발하고 있다. 뿐만 아니라 실제의 작업 현장에서 일하는 많은 신발 캐드 디자이너들은 직접 신발 디자인을 종이에 그리는 교육을 받아 3차원 캐 보다는 2차원 캐드에 더 익숙하고, 작업 효율도 훨씬 뛰어남을 보이고 있다. 이에 본 연구에서는 현장 실무자들의 작업 방식과 3차원 캐드 소프트웨어가 주는 장점을 결합한 3차원 신발 캐드 시스템을 설계 할 것이다. 본 시스템은 다른 신발 캐드 시스템들과 달리 OpenGL을 기반으로 하여 어느 플랫폼에서 잘 작동하도록 설계할 것이다. 또한 3차원 신발 설계 시스템에서 가장 중요한 부분인 3차원 캐드데이터와 2차원 캐드 데이터의 호환 방법을 제시하고, 다양한 크기의 신발 제작에 필수적인 여러 할출(grading) 기법을 제시할 것이다.
CAD시스템을 도입하여 활용하고 있는 필자의 경험을 토대로 하여 현재 CAD시스템의 도입을 검토하고 있거나 혹은 관심을 가지고 있는 설계사무실의 입장에 서서 결코 만만치 않은 가격의 CAD시스템을 어떻게 이해하고 활용할 것인가 하는 것을 중점적으로 고찰하였다. 지면사정상 깊이있는 이론적 설명은 배제하고 사무실에서 부딪히는 현실적인 문제를 위주로 기술하였으므로 경영하자 CAD책임자에게 특히 도움이 될 수 있었으면 한다.
기존의 상업용 데이타베이스 시스템들은 복잡한 오브젝트 들의 계층 구조에 의존하며 방대한 양의 데이타를 반복적으로 접근하는 CAD 데이타의 특성을 효과적으로 지원하지 못하여 CAD 데이타베이스의 중요성과 이의 효율적인 관리를 위한 연구의 필요성이 대두되었다. 본 논문에서는 CAD 데이타베이스의 효율적인 관리와 설계 도구들의 통합을 위한 좋은 환경을제공하기 위하여, 계층적 인터페이스 시스템을 설계하고 이의 구현을 위해 CAD 데이타베이스의 특성을 고려한 GROCO 모델을 제시하고자 한다. 배치기와 변환기의 두 개의 서브시스템으로 구성된 계층적 인터페이스 시스템은 CAD 데이타의 효율적인 관리를 위한 빠른 실용화를 위해 기존의 상업용 데이타베이스 관리 시스템과 CAD 도구들을 인터페이스 시키는시스템으로 개발되어 실제 CAD 도구들에 적용하고자 한다. GROCO 모델은 데이타의 의미들을 나타내기 위한 5개의 노드 타입들이 연결되어 방향 주기 그래프를 구성하고 있다. 이 모델은 이질적인 데이타들의 다양한 형태의 모임으로 구성된 복잡한 오브젝트들의 계층구조에 의해 이루어진 CAD 데이타의 특성을 효과적으로 지원하고자 한다.
CG 등의 컴퓨터 지원에 의한 도형처리 시스템 중에서 특히 설계제도를 지원하는 시스템으로서 CAD가 제공되고 있다. CAD에는 대형 컴퓨터를 플랫폼으로 하는 메인프레임(집중형) CAD와 EWS(엔지니어링 워크 스테이션)을 플랫폼으로 하는 EWS/CAD 및 퍼스널 컴퓨터를 베이스로 한 퍼스널 CAD가 있는데 최근에 컴퓨터의 고성능화와 소형화의 흐름에 따라 퍼스널 CAD가 CAD의 주류로 되고 있다. 그 큰 요인으로서 퍼스널 CAD는 하드웨어 및 소프트웨어를 포함한 시스템 가격이 EWS/CAD 등을 비롯한 다른 CAD에 비하여 저렴한 가격대라는 것과 조작성이 우수하다는 점을 들 수 있다. 또한 최근에는 OS(Operating System: 컴퓨터를 움직이기 위한 기본적 소프트웨어)의 주류가 싱글 유저.싱글 태스크인 MS-DOS(이하 DOS라 한다)에서 싱글 유저.의사 멀티 태스크인 MS-Windows(이하 Windows라 한다)에로 이행하고 있으며 퍼스널 CAD도 그에 대응하는 것으로 되고 있다. 여기서는 이 Windows에 대응하는 퍼스널 CAD의 최신의 기술동향 및 OS에 대하여 설명한다.
Digital CAD models are one of the most important assets the manufacturer holds. The trend toward concurrent engineering and outsourcing in the distributed development and manufacturing environment has elevated the importance of high quality CAD model and its efficient exchange. But designers have spent a great deal of their time repairing CAD model errors. Most of those poor quality models may be due to designer errors caused by poor or incorrect CAD data generation practices. In this paper, we propose a rule-based approach for healing CAD model errors. The proposed approach focuses on the design history data representation from a commercial CAD model, and the procedural method for building knowledge base to heal CAD model. Through the use of rule-based approach, a CAD model healing system can be implemented, and experiments are carried out on automobile part models.
사출성형 제품 및 금형설계를 위한 통합형 CAD시스템이 연구되었다. 현존하는 CAD시스템은 주로 기하학적 모델링 기능만을 제공하고 있으나 본 연구에서는 제품설계, 금형설계, 몰드베이스 선정, 공정설계를 통합하여 설계할 수 있도록 CAD/CAPP/CAE를 연계한 설계시스템을 구성하였다. 특징형상 기법을 비롯하여 다양한 방법론이 시스템 구성을 위해 연구되었다. 이러한 통한형 설계시스템은 동시설계를 위해 유용하게 사용될 수 있는 진전된 개념의 설계시스템이다.
건설산업분야에 CAD시스템이 도입된 이래 CAD로 작성된 도면으로부터의 물량산출에 관한 연구가 지난 20여 년간 많은 관심 속에 국내외 적으로 지속되어 왔으나, 성과는 그다지 만족스럽지 못하였다. 특히 3D CAD 시스템을 활용한 설계 및 물량산출은 제조업에서는 괄목할 만한 성과를 거두고 있음에도 불구하고 건설 산업에서는 3D CAD 시스템에 의한 물량산출시스템의 개발 및 운영에 많은 어려움이 있다. 3D CAD 시스템에서는 3D 라이브러리(3D Object)의 구축 및 활용이 매우 중요하며 건설 산업의 특성상 설계과정에서 발생하는 신규 부재(3D object)에 대한 신속한 지원이 없이는 설계 및 물량산출에 3D CAD 시스템의 활용에 많은 어려움이 있다. 또한 3D CAD 모델로 부터의 물량산출을 지원하는 시스템은 개념설계(schematic design)단계에서도 개략견적이 가능하여야 하며, 상세설계(detailed design) 단계 및 시공도면작성(construction design)단계에 이르는 각 단계마다 물량산출 및 비용 산출이 가능하여야 한다. 다음으로는 설계과정 및 의사결정단계를 거치면서 계속 진화하는 설계변경(revision)에 따라 유연하게 물량 및 비용 산출이 가능하여야 한다. 본 연구에서는 3D 모델을 기반으로 한 상용화된 5D(3D+cost+schedule) CAD 시스템인 컨스트럭터(Constructor)의 기본개념을 살펴보고 특히 레서피(Recipe)기반의 물량산출 모듈에 대한 설명 및 시범 프로젝트 적용결과에 대해 검토하고 앞으로의 기대효과 및 건설 산업에서의 3D CAD 기반 응용시스템 연구 방향에 대해 살펴보고자 한다.
3차원 CAD기반의 PLM시스템을 구축하기 위해서는 설계데이터의 관리측면에서는 CAD와 PLM시스템간의 Interoperability가 중요한 요소인 반면 Configuration 관리 측면에서는 BOM과의 연관성을 고려한 제품정보의 구조가 중요한 요소로 검토되어야 한다. 이러한 관리측면에 앞서 무엇보다도 선결되어야 할 과제는 3차원 설계 방법론의 정립 및 관련된 업무의 표준화이다. 대우종합기계에서는 이러한 일련의 업무를 진행 중에 있으며 최종적인 목표 시스템 구축을 위해 현재에도 여러 과제들을 수행하고 있다. 본 고에서는 3차원 CAD의 정착과정 및 이를 지원하는 PLM시스템의 단계별 구축내용에 대하여 기술하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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