유니티를 이용한 스윕 기반 공압 배관 모델
Modeling Sweep-Based Pneumatic Piping Objects Using Unity
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초록
4차 산업 혁명 이래로 디지털 트윈은 스마트팩토리의 고도화 단계에 필수 요소가 되어 가고 있다. 다만 제조 설비를 가상의 공간에 표현하기 위해서 제조 설비의 설계 데이터가 필요하나 기계 설계 단계에서 공압 배관이나 전선 등의 연질 객체는 누락되는 경우가 빈번하다. 이를 해결하기 위해 추가적인 설계 인력 필요하며, 또한 기존 기계 설계 프로그램을 통해 생성한 배관 데이터는 최적화 면에서 불필요한 리소스를 많이 점유하는 등의 문제가 발생한다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 디지털 트윈 연구 분야에서 널리 사용하고 있는 유니티의 내부에서 스윕 기반 모델링을 통해 직접 공압 배관을 모델링 하는 방법을 제시한다. 본 논문에서는 유니티에서 제공하는 트랜스폼 객체를 이용하여 공압 배관의 경유 지점을 손쉽게 설정하고, 경유 지점의 객체화를 통해 스플라인 곡선을 생성하도록 하였다. 또한, 단면의 모양 및 전체 경로의 분할 지점의 개수를 자유롭게 설정 할 수 있도록 하여 렌더링 과정의 최적화 정도를 조절 할 수 있도록 하였다. 이러한 방법 통해 기 설계 단계에서 누락된 객체를 시뮬레이션 작업자가 자유롭게 추가 및 수정할 수 있도록 하여 디지털 트윈을 구성하는 어려움 중 하나는 해결하는데 효과가 있을 것으로 기대된다.
Abstract
Since the 4th Industrial Revolution, digital twins have become an essential element in the advancement stage of smart factories. However, in order to express the manufacturing facility in a virtual space, design data of the manufacturing facility is required, but soft objects such as pneumatic pipes and wires are often omitted during the machine design stage. To solve this problem, additional design personnel are required, and the piping data generated through the existing machine design program occupies a large number of unnecessary resources in terms of optimization. To address this problem, this work presents a method for modeling pneumatic piping directly through sweep-based modeling inside Unity, which is widely used in the field of digital twin research. In this paper, we easily set the transit point of pneumatic piping using the transform object provided by Unity, and generate a spline curve through objectification of the transit point. In addition, the shape of the cross-section and the number of division points of the entire path can be freely set, so that the degree of optimization of the rendering process can be adjusted. One of the challenges of constructing a digital twin is expected to be effective in solving by this method, allowing simulation workers to freely add and modify missing objects in the pre-design stage.
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