고객 사례: 메리디안 & 제네시스 에너지

배경

많은 자산 소유자는 10년이 넘는 기간 동안 설계, 시공, 유지보수 또는 운영의 특정 사례를 지원하기 위해 3D 스캔 데이터를 캡처하여 AEC BIM 또는 디지털 트윈 애플리케이션을 사용해 왔습니다. 그러나 초기 목적이 달성된 후에는 일반적으로 데이터가 손실되거나 높은 스토리지 비용으로 인해 액세스할 수 없게 되었습니다. 이 사용 사례에서는 메리디안 에너지와 제네시스 에너지가 3D 스캔 데이터를 저장하기 위해 Cintoo 의 동일한 클라우드 기반 플랫폼을 독립적으로 사용하게 된 과정, 극복해야 했던 기술적 및 조직적 과제, 디지털 트윈 및 AEC BIM을 위한 이 기술의 미래에 대한 몇 가지 생각을 다룹니다.

데이터 캡처와 관련된 다양한 옵션과 과제가 제시됩니다. 여기에는 지상 레이저 스캐닝, 파노라마 사진 및 3D 사진 측량이 포함됩니다.

원본 캡처 이후 3D 스캔 데이터를 어떻게 활용했는지에 대한 실제 사례가 소개됩니다:

• 디지털 트윈을 위한 자산 및 장비에 대한 더 나은 컨텍스트와 데이터 연결성 제공
• 자산 상태에 대한 인사이트와 이해를 극대화하여 더 나은 의사 결정 지원
• 프로젝트 참여, 계획 및 커뮤니케이션 개선
• 위험을 줄이면서 프로젝트 비용 절감

다양한 유형의 데이터를 동일한 플랫폼에 통합한 예시가 제공됩니다. 데이터를 최신 상태로 유지하기 위한 비용 효율적인 옵션을 포함하여 이러한 데이터의 장기적인 관리에 대한 고려 사항을 논의합니다. 두 자산 소유자 모두 이제 막 가능성의 표면을 긁기 시작한 단계에 불과합니다. 이 백서는 플랫폼과 이 기술이 앞으로 나아갈 길에 대한 논의로 마무리되며, 같은 길을 가고자 하는 다른 자산 소유주에게 몇 가지 지침을 제공합니다.

최신 자산 정보 관리를 위한 솔루션에는 엔지니어링 문서 관리 시스템(EDMS), 기술 도면, 자산 등록부, 3D 포인트 클라우드 관리, 디지털 트윈, 3D 모델 관리 및 빌딩 정보 모델링(BIM) 등의 조합이 포함될 수 있습니다. 자산 소유자는 수많은 제품, 공급업체, 컨설턴트, 전문 용어, 프레임워크를 살펴보고 운영 제약 조건 내에서 비즈니스 요구 사항을 충족하는 것이 무엇인지 명확히 파악해야 합니다.

이 백서에서는 디지털 트윈을 위한 최신 자산 데이터 소스, 특히 아래 그림과 같이 3D 포인트 클라우드 데이터를 활용한 Genesis Energy와 Meridian Energy의 경험에 대해 설명합니다. 데이터는 일반적으로 이 문서에서 설명하는 3D 레이저 스캐너 또는 사진 측량으로 캡처됩니다.

상황

3D 포인트 클라우드 데이터는 뉴질랜드 전력 산업의 자산에 대해 10년 이상 수집되어 왔습니다. 이전 사용 사례의 몇 가지 예는 다음과 같습니다:

• 수력 발전소의 변압기 주변 방화벽 설계
• 헌틀리 역의 석면 식별
• 제네시스 수력 발전소의 화재 규정 준수 검토
• 모든 메리디안 연결 스위치야드에서 220kV 안전 거리 평가

3D 포인트 클라우드 데이터로 증강된 기술 도면 예시

구현 및 사용 사례

메리디안과 제네시스 모두 현지 Cintoo 리셀러이자 3D 스캐닝 서비스 제공업체인 Revisia Ltd가 Cintoo 플랫폼 구현을 완료했습니다. 이 과정에서 몇 가지 흥미로운 과제가 있었습니다:

• 좌표계: 상대 좌표계를 구현할지 아니면 측량 제어를 통해 지리 참조를 구현할지 결정해야 했습니다. 한 사이트의 경우 Meridian은 새로운 스캔을 연결하기 위해 기존의 지리 참조 스캔을 가지고 있었습니다. 이 결정은 새로운 모델, 사진 또는 인공물을 좌표로 미리 구성해야 하거나 기본 원점(0,0,0)이 스캔의 경계를 확장하고 시스템을 충돌시킬 수 있기 때문에 장점보다는 단점이 더 많았습니다. 향후 3D 스캔은 측량 제어 없이 고정 기준점에 대한 상대 좌표로 추가되었습니다.
• 과거 스캔 데이터의 처리 및 업로드: Cintoo 플랫폼의 성공으로 두 자산 소유자는 컨설턴트와 계약업체가 소유한 하드 드라이브와 파일 서버에 있는 오래된 포인트 클라우드 데이터를 찾기 위해 애를 썼습니다. 대부분의 데이터는 Cintoo 에 업로드하기에 적합한 형식으로 발견되었지만, 일부 데이터는 등록되거나 처리되지 않았습니다. 일부 과거 데이터는 직원 교체와 데이터 마이그레이션으로 인해 디자인 컨설턴트에 의해 손실되었습니다. 이를 통해 서비스 제공업체에 기대하는 결과물을 사전에 명확하게 정의하는 것이 왜 중요한지 알 수 있었습니다. 그 결과 Meridian은 향후 요구 사항을 명확히 하기 위해 3D 스캐닝 사양을 개발했습니다.
• 문화적 변화: 포인트 클라우드 파일 활용에 대한 투자로 얻을 수 있는 이점에 대해 내부적으로 상당한 회의론이 있었습니다. 하지만 사람들이 전화를 받거나 이메일을 보내거나 현장 방문 일정을 잡기 전에 3D 데이터를 통해 질문에 대한 답을 구하는 등 변화가 시작되고 있습니다. 이제 데이터는 지속적으로 가치를 창출하는 자산으로 간주되고 있습니다.

현장에서 촬영한 사진 및 스캔의 컨텍스트 정보 예시

범위 설정, 컨셉 디자인 및 입찰 사용 사례

도입 후 1년 동안 Meridian은 3D 스캔 데이터를 활용하여 설계 컨설턴트나 제조업체의 현장 방문 없이 장비 공급 또는 건설 서비스를 위한 몇 가지 개념 설계와 입찰을 완료했습니다.

• 스위치야드 220kV CT 교체 - 개념 설계, 클리어런스 평가 및 입찰이 모두 원격으로 수행되었습니다.
• 지역 서비스 변압기 교체 - 개념 설계, 옵션 평가, 현장 작업 및 입찰이 모두 원격으로 완료되었습니다.
• 현장으로 이동하기 전에 비계, 케이블 및 파이프의 수량 추정과 관련된 다양한 작업 수행

더 빠른 디지털 트윈 설계 반복 사용 사례

원격 설계 팀은 설계 중에 현장에서 충돌, 적합성 및 상황 정보를 확인해야 하는 경우가 종종 있습니다. 대표적인 예로는 바닥 관통이 얼마나 큰지 또는 이 패널이 맞는지 등이 있습니다.

적합성 확인을 위한 직교 측정 및 현장에 설치된 장비의 예시

이러한 종류의 기술적 문의는 작업 지연, 현장 팀의 조사 수요 증가 또는 해결을 위한 추가 현장 방문으로 이어집니다. 3D 스캔 데이터를 활용하면 설계자가 직접 확인하고 측정할 수 있기 때문에 기술 설계 관련 문의를 해결하는 데 필요한 시간, 비용, 자원, 탄소 배출량을 크게 줄일 수 있었습니다.

또한 데이터를 통해 설계 리스크를 줄일 수 있었습니다. 발전 현장의 유닛은 이론적으로는 동일하지만 아래 그림과 같이 실제로는 항상 동일하지 않기 때문에 막판에 예상치 못한 설계 변경이 발생할 수 있습니다. 엔지니어들은 3D 스캔을 통해 여러 차례에 걸쳐 유닛 간의 차이를 파악하여 실수를 방지할 수 있었습니다.

마나푸리 수력발전소의 주요 자동화 업그레이드 프로젝트에서는 지하 200미터에 위치한 인프라를 포함하여 현장의 전체 3D 스캔을 실시했습니다. 1년 만에 데이터에 대한 투자로 기술 문의를 더 빨리 해결하고 현장 방문 횟수를 줄이며 설계 충돌 위험을 줄임으로써 원래 투자에 대한 긍정적인 수익을 창출했습니다. 이 프로세스는 소방 공사, 비상 조명 업그레이드, 변압기 교체를 비롯한 여러 후속 프로젝트에서도 유사한 이점을 제공했습니다.

동일한 현장에 다르게 설치된 동일한 유닛의 차이점 표시

COVID 환경 사용 사례에서의 프로젝트 진행

Meridian은 일부 코로나19 봉쇄 조치 이전에 Cintoo 플랫폼을 구현하고 모든 신규 및 과거 스캔 데이터를 업로드했습니다. 세대 간 이동이 제한된 환경에서 데이터와 플랫폼의 가치는 더욱 높아졌습니다. 개념 및 설계 단계에 있는 프로젝트는 현장 방문이 제한되었음에도 불구하고 계속 진행할 수 있었기 때문에 생명줄이 생겼습니다.

제네시스는 2019년 말 코로나19 봉쇄 기간 동안 투아이 발전소에서 프로젝트를 진행할 수 있었습니다. 이 프로젝트는 계약업체와 설계 컨설턴트가 측정값을 검증하기 위해 현장 방문이 제한되는 동안 설계, 조정, 시공을 진행했습니다. 3D 스캔 데이터의 사용은 설계 컨설턴트가 관심 영역을 이해하는 데 도움이 되었으며, 제네시스 에너지 직원이 현장 경계 한계를 검증하는 동안 충돌을 방지하는 데도 도움이 되었습니다. 그 결과 설계 컨설턴트가 현장을 방문하지 않고도 그림과 같이 시공 도면을 성공적으로 생성할 수 있었습니다.

3D 스캔 데이터와 현장 작업으로 생성된 시공 도면

위험 식별 사용 사례

제네시스가 3D 포인트 클라우드 데이터를 대규모로 사용한 첫 번째 사례 중 하나는 헌틀리 발전소에서 알려진/의심되는 석면 위험 요소의 가상 등록부를 만드는 것이었습니다. 이 작업의 초기 성공은 내재된 라이선스 제한, 안정성 부족, 독점 파일 형식 요구 사항으로 인해 이 데이터를 호스팅하는 Faro 웹쉐어® 플랫폼으로 인해 제한되었습니다. 새로운 Cintoo 플랫폼은 이러한 제약이 전혀 없으며 주석 및 '자산' 기능과 같은 기능을 사용하여 스캔에서 구성 요소의 구조화된 라벨링을 가능하게 하는 석면 위험을 누구나 볼 수 있습니다.

건강 및 안전 사고 또는 공정 안전 이벤트 후 이벤트 분석에는 일반적으로 현장에 익숙하지 않은 여러 당사자가 참여합니다. 3D 스캔은 팀 토론 중에 모든 사람에게 사고 또는 이벤트가 발생한 위치와 주변 지역에 무엇이 있었는지에 대한 맥락적 정보를 제공하는 데 사용되었습니다. Cintoo Cloud 를 통해 모든 사용자는 과거에 발생한 다양한 버전의 현실 데이터 캡처를 협업할 수 있습니다. 또한 모든 관련 당사자는 작업 노트와 기록에 대한 공동 증거를 확보하여 자신의 노력과 작업 노트를 완벽하게 지원할 수 있습니다.

신투 클라우드를 사용하여 디지털 트윈 ID를 자산에 배치하기

미래의 기회와 도전 과제

3D 모델 데이터 기회

제네시스는 3D 모델을 Cintoo 플랫폼에 저장할 계획을 가지고 있습니다. 이를 통해 모델을 스캔 데이터에 겹쳐서 나머지 자산과 함께 맥락에서 볼 수 있습니다. 이 기능의 예는 현장에 주차된 상태에서 캡처한 포인트 클라우드 데이터로 고가 작업 플랫폼의 모델을 생성한 아래 그림과 같습니다. 그런 다음 이 모델을 스캔에 배치하고 이동할 수 있습니다.

Cintoo 는 3D 모델의 생성 및 통합 속도를 높여주는 추가 기능을 제공합니다. 포인트 클라우드 데이터의 일부를 판매된 메쉬로 내보내 3D 모델링 소프트웨어 패키지에서 직접 열 수 있습니다.

3D 모델 생성된 물체를 스캔에 중첩하기

데이터를 최신 상태로 유지하는 과제

데이터에 대해 자주 묻는 질문 중 하나는 "데이터를 어떻게 최신 상태로 유지할 것인가?"입니다. 구현 이후 짧은 시간 동안 가장 비용이 적게 드는 것부터 가장 비싼 것까지 아래 나열된 여러 가지 옵션이 계획되어 있습니다.

1. 주석: 기술 도면의 레드라인 마크업과 유사한 방식으로 3D 스캔 플랫폼 내에서 플랜트 변경 사항에 주석을 달 수 있습니다.
2. 360도 사진: 최소한의 추가 비용으로 변경 사항을 업데이트한 파노라마 사진을 스캔에 중첩할 수 있습니다.
3. 3D 모델: 플랜트 변경 사항의 3D 모델을 스캔에 중첩할 수 있습니다.
4. 업데이트된 스캔: 데이터가 계속해서 가치를 더한다면 아래와 같이 정기적으로 새로운 스캔을 수행해야 하는 비즈니스 사례가 있을 수 있습니다.

변압기 교체 전과 후의 3D 스캔 이미지 비교

빌딩 정보 모델(BIM)과 디지털 트윈

이 백서에서 설명하는 작업은 최신 자산 정보 모델링 패러다임과 프레임워크를 활용하기 위한 포괄적인 로드맵의 작은 단계입니다. 다른 많은 자산 소유주들은 BIM(빌딩 정보 모델링) 프로세스, 소프트웨어, 표준 및 관리 구현과 같은 전략적 이니셔티브를 통해 이 문제를 해결해 왔습니다. 현재 여러 공급업체가 실시간 자산 데이터부터 도면, 예측 분석, 문서, 유지보수 기록, 3D 모델 및 스캔 데이터에 이르기까지 모든 것을 보고 구현할 수 있는 단일 '창'을 제공하는 디지털 트윈 플랫폼을 제공하고 있습니다.

이 백서에 제시된 접근 방식은 Genesis와 Meridian이 각자의 필요와 비즈니스 제약을 충족하기 위해 독립적으로 채택한 것입니다. 구현하는 데 최소한의 내부 리소스가 필요했으며, 시작부터 검증 가능한 투자 수익까지 단기간에 완료할 수 있었습니다. 가장 중요한 것은 필요할 때 데이터를 통합, 연결 또는 마이그레이션할 수 있기 때문에 BIM 또는 디지털 트윈 경로를 통한 향후 로드맵을 방해하거나 방해하지 않는다는 점입니다.

결론

신투 클라우드와 같은 새로운 솔루션은 3D 스캔 데이터를 원래의 목적이 달성된 후에도 계속해서 가치를 더하는 자산으로 취급하는 패러다임의 전환을 시작했습니다. 제시된 솔루션은 이전의 "사용 후 잊어버리는" 접근 방식과 그린필드 개발에서 더 널리 사용되는 BIM(빌딩 정보 모델링)의 "황금 표준" 사이에서 경제적인 최적의 지점을 찾는 다른 자산 소유자에게 적합할 수 있습니다.

여러 분야에 걸친 대규모 자본 공사는 3D 현장 데이터의 직접적인 수혜자이자 수집가입니다. 프로젝트 초기에 기존 현장의 준공 3D 스캔을 완료하는 경우가 많습니다. 원격 현장의 경우 접근성이 좋은 곳보다 아래에서 확인된 절감 효과가 더 컸습니다. 이 기술은 현장 방문을 없앨 수는 없지만, 더 정확한 정보를 얻을 수 있게 해주어 비용과 시간을 절감할 수 있습니다. 또한 사용자들은 스캔이 현장 사진을 보완하여 맥락을 제공하고 설계 작업에 필요한 사진의 양을 줄여준다는 사실을 알게 되었습니다.

3D 스캔 데이터 관리에 대한 간단한 접근 방식은 메리디안과 제네시스 에너지의 독립적인 경험을 바탕으로 제시되었습니다. 여기에는 이전에 바람직하지 않은 여러 위치에 저장되어 있던 신규 및 기존 3D 포인트 클라우드 데이터를 가져와 Cintoo Cloud® 라는 단일 클라우드 기반 플랫폼으로 마이그레이션하는 작업이 포함되었습니다. 이를 통해 특정 프로젝트에 대한 초기 목적을 달성한 후에도 수백 명의 전력 자산 작업자들이 3D 디지털 트윈 및 AEC BIM 데이터의 잠재적 가치를 실현할 수 있었습니다.

두 회사는 3D 포인트 클라우드 데이터를 다양한 사용 사례에 사용하여 프로젝트 기간, 비용 및 위험을 줄이는 동시에 협업을 강화하는 경험을 했습니다. 결실의 조짐은 분명하며, 내부 및 외부에서 문제 해결을 위해 데이터를 더 많이 사용하는 문화적 변화가 관찰되었습니다.

이 작업의 성공은 3D 모델을 통합하고, 자산 투어를 제공하고, 데이터를 최신 상태로 유지하여 지속적으로 가치를 창출하기 위한 변화를 포함하여 향후 많은 기회와 과제를 열어줍니다. 코로나19 봉쇄로 인한 설계 작업의 연속성, 현장 이동 감소로 인한 탄소 배출량 감소, 물리적 상황에 기반한 당사자 간의 정보에 입각한 커뮤니케이션 등이 실현된 혜택의 예입니다.

3D 스캔 데이터를 최초 캡처한 지 한참 후에 어떻게 활용했는지에 대한 실제 사례도 소개되었습니다:

• 자산과 장비에 대한 더 나은 디지털 트윈 컨텍스트 및 데이터 연결성 제공
• 자산 상태에 대한 인사이트와 이해를 극대화하여 더 나은 의사 결정 지원
• 프로젝트 참여, 계획 및 커뮤니케이션 개선
• 위험을 줄이면서 프로젝트 비용 절감