시스템 정보 모델링

System information modelling

시스템 정보 모델링(SIM)은 복잡한 연결 시스템을 모델링하는 과정이다. 시스템 정보 모델은 전기 계측 및 제어, 전원 및 통신 시스템과 같이 연결된 시스템의 디지털 표현이다. SIM으로 모델링된 객체는 물리적 시스템의 객체와 1:1 관계를 갖는다. 구성 요소, 연결 및 기능은 실제 세계에서와 같이 정의되고 연결된다.

오리진스

SIM의 개념은 1990년대 중반부터 존재해왔다. 1994년 호주의 계기, 전기 및 제어 시스템 엔지니어링 회사인 I&E 시스템즈 Pty에 의해 처음 제안되었다. 많은 기술 혁신과 마찬가지로 SIM에 대한 아이디어는 필요에 의해 탄생되었다. 90년대 중반 이후, 전력, 제어 및 정보통신기술(ICT) 시스템의 복잡성은 기술의 급속한 진보로 인해 기하급수적으로 증가하고 있다. 이는 시스템 설계에 사용되는 종이에 기초한 전통적인 방법론과 응용 프로그램을 쓸모없게 만들었다.

설계 관련 활동의 비용은 전기 계측제어 시스템(EICS) 엔지니어링 프로젝트에서 총 프로젝트 지출의 최대 70%가 될 수 있다. 분석 결과, 종이 기반 방법/작업 흐름의 제한적 특성이 높은 설계 비용에 상당한 기여를 하였는데, 이는 여러 문서에 대한 정보의 중복을 요구하여 설계 오류와 누락을 초래하여 노동 비용을 증가시키는 결과를 초래했다. 이를 염두에 두고, 회사는 기존의 종이 기반 방식에서 보다 효율적인 체계적 디지털 모델링 방식으로 전환할 필요가 있음을 깨달았다.

'시스템 정보 모델링'이라는 용어는 피터 E.D가 2012년 기술 보고서에 처음 실렸다. 사랑과 징양주.[1] 이 보고서는 SIM을 사용하면 잠재적으로 생산성이 향상되고 EICS 문서화 작성 비용이 절감될 수 있음을 입증하는 경험적 증거를 제시하였다. 이 연구는 철광석 스택커 컨베이어 시스템의 전기공학 도면 세트를 조사했는데, 도면에서 확인된 오류와 누락이 분류되고 정량화되었다. 보고서는 전기공학 설계를 생산하기 위해 전통적인 컴퓨터 보조 설계(CAD) 방법을 사용하는 것은 비효율적이고 비효율적이며 비용이 많이 든다고 결론지었다.

2013년 이후로, 학문적 연구지 한 번호와 문서 프로젝트(예를 들어, 철광석 처리 공장, FPSO 안전 통제 시스템, 구리 제련소 공장, 정유, 지열 발전소)의 다양한 EICS을 설계하는 개인 정보 CAD사용하는 대신 효율성과 효율성을 보여 주었다 출판되었다.[2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13][14][15]

정의

시스템 정보 모델링은 복잡한 연결 시스템을 디지털로 모델링하는 과정으로 정의할 수 있다. 시스템 정보 모델은 라이프사이클 동안 신뢰할 수 있는 지식의 기초를 형성하는 시스템의 공유 정보 자원이다.

라이프사이클 전체에 걸쳐

모든 프로젝트 정보가 포함된 SIM은 프로젝트의 전체 라이프사이클에 걸쳐 적용될 수 있다.[2]

디자인

엔지니어링 설계와 문서는 SIM을 사용할 때 동시에 수행될 수 있다. 심은 EICS의 설계가 진행됨에 따라 생성될 수 있다. 드래프트맨과 모델러는 더 이상 필요하지 않다. SIM이 연결된 시스템의 설계에 적용될 때, 구성될 모든 물리적 장비와 관련 연결은 관계형 데이터베이스에서 모델링할 수 있다. 구성요소는 '유형' 및 '위치' 속성에 따라 분류된다. '유형' 속성은 장비 기능을 정의하는 데 사용된다. '위치' 속성은 장비의 물리적 위치를 설명하는 데 사용된다. 장비 사이의 연결은 '커넥터'로 모델링한다. 설계를 용이하게 하기 위해 기기 모듈, 사양 및 벤더 매뉴얼과 같은 속성을 각각 개별 객체에 할당하고 부착할 수 있다.

설계 프로세스가 완료되면 모델의 읽기 전용 복사본이 생성되고 내보내지며 다른 프로젝트 팀원이 사용할 수 있게 된다. 사용자는 각 승인 수준에 관한 SIM 내 설계 정보의 전부 또는 일부를 액세스할 수 있다. 개인 사용자 데이터를 설정하여 모델에 첨부할 수 있다.

조달 및 건설

설계가 시공 승인을 받으면 설계의 디지털 실현인 SIM을 조달팀, 시공업체 등 다른 당사자에게 발급할 수 있다. 정보관리는 디지털로 달성할 수 있고 종이도면의 역할은 없어진다.[8] SIM의 개별 대상별로 조달계획 및 시공일정을 작성할 수 있다. 건설 활동은 가중 요소가 정의된 객체 또는 워크팩에 할당할 수 있다. 이를 통해 관리자는 개별 객체 레벨에 상세하게 기술된 조달 및 시공의 진행 상황을 추적하고 정보에 입각한 의사결정을 내릴 수 있다.

자산관리

SIM은 단일 디지털 모델에 정보를 저장할 수 있기 때문에 자산 관리자에게 특히 유용하다.[2] 전통적인 CAD 기반 환경에서는 일반적으로 'As Built' 도면의 형태로 자산 소유자에게 넘겨지는데, 이는 이론적으로 모든 시스템, 구성요소 및 프로젝트의 연결에 대한 실제 구조를 반영한다. 자산 관리자가 자산의 일부분을 유지, 수리 또는 업그레이드하려면 'As Built' 도면을 사용해야 한다. 그러나, 일련의 도면에 포함된 정보를 복구하는 것은 지루하고 시간 소모적인 작업이다. 도면에 포함된 오류 또는 누락은 설계 해석을 방해할 수 있다.

SIM을 사용하여 엔지니어링을 수행할 때 1:1 매핑을 수행하는 디지털 형식으로 저장할 수 있다. 시험, 교정, 검사, 수리, 사소한 변경 및 격리와 같은 작업은 SIM 내에서 정의되고 스케줄링될 수 있다. 또한 SIM 데이터는 소유자의 자산 관리 전략을 준수하기 위해 다른 제3자 자산 관리 애플리케이션에 편리하게 내보내고 입력할 수 있다. 또한 SIM은 훈련 도구 역할을 할 수 있으며, 운영자가 설계에 익숙해질 수 있도록 정기적으로 사용할 수 있다.

소프트웨어

상용 독점 소프트웨어 패키지인 DAD(Digital Asset Delivery)는 I&E Systems Pty Ltd의 시스템 정보 모델링(SIM) 개념을 기반으로 개발되었다.

DADD의 초기 버전은 전기공학 시스템을 설계하고 문서화하는 데 주로 사용되는 모델링 도구였다. 탄생 이후, DAD는 그린필드 및 브라운필드, 전력, 제어 및 ICT 시스템을 포함하되 이에 국한되지 않는 많은 프로젝트에 시험 적용되어 왔다. 복잡하고 빠르게 변화하는 EICS 프로젝트에 맞춰 DAD 소프트웨어가 지속적으로 유지되고 업그레이드되었다. 최근 발매된 DADY는 버전 13이다. DAD는 다음과 같은 오늘날의 시스템의 복잡성을 포착하기 위한 몇 가지 시설을 제공한다: LEASS (예: 조립체 (물리적): 어떻게 구축되는가?, 제어(기능): 어떻게 작동하는가? 등), REATION - 서로 다른 레이어의 구성 요소, 그룹 - 구성 요소 및 공통 기능이 있는 커넥터 간의 링크. DAD는 파트너 애플리케이션과 긴밀하게 협력한다. 활동사용자가 모든 프로젝트에서 수행할 작업을 정의, 조직, 추적 및 교환할 수 있도록 디지털 모델의 힘을 기반으로 하는 교환. 완성되면, 각각의 뚜렷한 작업 기록을 디지털 모델에 추가하여 향후 참조와 역사적 연속성을 확보할 수 있다. 활동Exchange는 설계 검토, 구매, 시공, 커미셔닝 및 최종 유지보수를 포함한 시스템 구성요소와의 모든 인간 상호작용에 대한 실시간 워크플로우를 관리한다.

국제개발

SIM의 개념은 여러 국제 프로젝트에서 적용되고 검증되었다.

호주.

다양한 산업 분야에서 SIM 기술의 혜택을 받는 많은 호주 기반 조직들이 있다. 몇 가지 예:

서부 오스트레일리아에 본사를 둔 FMG(Fortescue Metals Group)는 2010년 이후 구축된 모든 프로젝트에 대해 SIM을 채택했다. 대규모 솔로몬 철광석 프로젝트, 수출항 시설 확충, 북극성 자석석 프로젝트 등이다. FMG는 이러한 프로젝트에 SIM을 사용함으로써 큰 절감과 보다 효율적인 프로젝트 수행이 이루어졌으며, 이러한 시설의 운영에 대한 혜택을 지속적으로 제공한다는 것을 인정한다.

옵티옴은 수만 개의 주거용 및 상업용 부동산을 연결하는 대규모 광섬유 통신망을 구축, 소유 및 운영한다. 이들의 네트워크는 SIM을 사용하여 완전히 모델링되며, 모든 구축 및 운영 활동은 SIM 기반 정보 모델의 정보에 기초한다.

2016년에 퍼스 국제공항은 SIM을 채택했고 그들은 이 기술을 사용하여 배전망을 모델링했다. SIM의 전기 부품과 케이블 객체는 지리 정보 시스템(GIS)의 객체와 연결된다. 이는 모든 전기 시스템 구성 요소와 케이블에 대한 전체 시스템 기술 및 지리적 정보를 원활하게 제공한다. 퍼스 공항은 활주로 조명 시스템과 통신 네트워크와 같은 다른 연결된 시스템으로 SIM의 사용을 확대할 계획이다.

중국

SIM은 2014년 중국 우한(武漢) 지하철역의 전기통신 시스템을 모델링하고 관리하는 데 적용했다. 2016년에는 우한국제엑스포센터의 분산제어시스템(DCS)을 디지털화하는 SIM 모델이 만들어졌다. 2014년부터 화중과학기술대학교 BIM 센터에서 SIM 적용, SIM과 BIM을 연결하고 SIM과 엔지니어링 정보 모델링(EIM)을 연결하는 등 다수의 연구 프로젝트를 수행하고 있다.

사우디아라비아

2015년, SIM은 일본의 대형 건설 회사로부터 사우디아라비아의 대규모 신규 정유공장 프로젝트의 전기 및 계측 시스템을 모델링하기 위해 적용되었다. SIM은 조달 및 건설 포털을 통한 모든 조달 및 건설 활동의 관리 기준으로 사용되었다.

유럽

2018년 아일랜드의 대형 물류회사에서 SIM을 적용하여 중대한 하드웨어 및 소프트웨어 업데이트/교체 전에 자사의 ICT 인프라 전체를 모델링하였다. SIM은 조직의 높은 수준의 비즈니스 프로세스를 조직에서 각 시스템에 보유하고 있는 특정 및 개별 기록으로 매핑하여 새로운 ERP로의 마이그레이션 성공을 보장하고 GDPR 요건에 대한 준수와 보장을 제공하기 위해 사용되었다. SIM은 조직 기술을 업그레이드하는 데 필요한 지속적인 프로젝트 활동을 촉진하기 위해 CMDB(Configuration Management Database)로 사용되었으며, IT 운영의 고유한 부분이 될 것이다.

SIM 및 BIM

시스템 정보 모델링은 지식 및 정보 공유에 중점을 두지만 빌딩 정보 모델링과는 다르다. BIM의 프로세스는 다음과 같이 정의되었다.

BIM(Building Information Modeling)은 설비의 물리적 및 기능적 특성을 디지털로 표현한 것이다. BIM은 해당 시설의 수명주기 동안 의사결정에 대한 신뢰할 수 있는 기반을 형성하는 시설에 대한 정보를 위한 공유 지식 자원이다. BIM은 초기 개념부터 철거에 이르기까지 존재하는 것으로 정의된다.

SIM은 BIM과 유사하며, '빌딩'을 '시스템'으로 대체하여 지오메트리를 보유하지 않는 전기 제어, 전력 및 통신과 같은 복잡한 연결 시스템을 모델링하는 과정을 나타낸다. 본질적으로, SIM은 복잡한 연결 시스템을 모델링하기 위해 부문별 특정한 관점을 취하지만, 단일 진실의 지점이 형성되었을 때 건물 정보 모델과 통합될 수 있다.

연결 시스템의 설계를 문서화하는 전통적인 방법은 초안 작성자가 작성하고 통합 설계를 형성하기 위해 공동으로 사용해야 하는 다양한 뷰로 구성된 2D 도면을 사용하는 것이다. 도면이 수동으로 생성되고 구성요소에 대한 정보가 여러 다른 도면에 표시될 수 있기 때문에, 오류, 누락, 충돌 및 중복이 실현되는 경향이 현저하게 증가한다.[3][4] 1970년대 중반 이후 기존의 수작업으로 초안된 도면을 컴퓨터 보조 디지털 도면으로 대체하는 추세가 나타났다. CAD 도입 이후 도면 작성의 효율성이 향상되었지만, '디지털' 엔지니어링의 출현에도 불구하고 종이 기반 문서 제작에 대한 의존도가 지나치게 높다. SIM의 도입으로, 특히 EICS를 위한 자산의 운용과 유지보수를 하는 동안 생산성 편익을 달성할 수 있다.

SIM은 EICS, 전력 및 통신 시스템으로 제한되지 않는다. 네트워크 토폴로지, 인과 루프, 사람과 조직 간의 상호작용 등 다양한 연결 시스템을 모델링하는 데 사용할 수 있다. SIM의 적용범위는 BIM에 대해 정의된 '물리적 설비'를 벗어나는 것으로, SIM을 연결된 시스템의 물리적 네트워크와 가상 네트워크 모두에 모델에 적용할 수 있게 한다.

확장된 애플리케이션

SIM은 공간정보 관리를 지원하기 위해 지리정보시스템과 연계될 수 있다. 예를 들어 좌표에 의해 할당된 구성요소가 있는 SIM 모델을 Google 어스에 연결하여 구성요소의 실제 물리적 위치를 표시할 수 있다. 또한 SIM은 Autodesk Navisworks와 같은 애플리케이션을 사용하여 제3자 3D 모델과 연계되어 공간 지원을 받을 수 있으며, 또한 제3자에게 상세한 시스템 데이터를 제공할 수 있다. SIM과 이미지 모델링, 구글 맵스, 가상현실, 증강현실, 신속대응 코드, 무선주파수 식별 등 다양한 기술 간의 상호운용성을 달성할 수 있다.

참고 항목

참조

  1. ^ 사랑, P.E.D. 그리고 저우, J. (2012년) 계측 및 전기 시스템의 문서 오류: 시스템 정보 모델링을 위해. SoBE 100/2012, Curtin University, 7월, 오스트레일리아 퍼스, I&E 시스템 구축 환경 학교
  2. ^ a b c Peter E.D. Love; Jingyang Zhou; Jane Matthews; Chun-Pong Sing; Brad Carey (2015-06-19). "A systems information model for managing electrical, control, and instrumentation assets". Built Environment Project and Asset Management. 5 (3): 278–289. doi:10.1108/BEPAM-03-2014-0019. ISSN 2044-124X.
  3. ^ a b Love, Peter E. D.; Zhou, Jingyang; Sing, Chun-pong; Kim, Jeong Tai (2013-11-01). "Documentation errors in instrumentation and electrical systems: Toward productivity improvement using System Information Modeling". Automation in Construction. 35: 448–459. doi:10.1016/j.autcon.2013.05.028.
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  5. ^ 사랑, P.E.D., Matthews, J., Jough, J., (2014) 전기, 제어 및 계측 시스템의 자산 관리를 위한 시스템 정보 모델. BIM 저널 11, 페이지 10-13
  6. ^ J. Zhou; P. E.D. Love; J. Matthews; B. Carey; C.P. Sing; D.J. Edwards (2015-10-29). "Toward productivity improvement in electrical engineering documentation". International Journal of Productivity and Performance Management. 64 (8): 1024–1040. doi:10.1108/IJPPM-10-2014-0151. ISSN 1741-0401.
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