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선체에 설치되며, 외부 동력에 의해 회전되는 회전 샤프트; 상기 회전 샤프트에 설치되어 상기 회전 샤프트의 회전에 연동되어 회전 구동되는 프로펠러; 상기 프로펠러 구동에 따른 회전 샤프트의 상태를 측정하는 제1 센서; 상기 회전 샤프트의 회전에 따른 프로펠러의 상태를 측정하는 제2 센서; 상기 프로펠러 구동에 따른 소음값을 측정하는 제3 센서; 상기 제1 내지 제3 센서를 통해 측정된 데이터를 수집하는 센싱 데이터 수집부; 및상기 센싱 데이터 수집부와 통신 연결되어, 센싱값이 기설정된 기준값 이상인지 여부를 판단하며, 시뮬레이션 진행 후 운항 예정 경로에 대하여 진단값이 기준값 이상인지 여부를 판단하는 모니터링부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 트윈을 이용한 선박 프로펠러와 샤프트의 상태 예측 진단 시스템
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청구항 1에 있어서,상기 회전 샤프트와 프로펠러의 초기 형태 및 초기 상태와, 누적된 사용시간에 따른 변형 형태 및 변형 상태의 데이터베이스를 저장하는 디지털 트윈 서버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디디지털 트윈을 이용한 선박 프로펠러와 샤프트의 상태 예측 진단 시스템
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3
청구항 2에 있어서,상기 센싱 데이터 수집부는,상기 회전 샤프트에 설치되며, 회전되는 상기 회전 샤프트에서 인장이나 압축을 받을 때 발생하는 변형량과 회전 샤프트의 회전에 따른 진동값과 토크 및 추력 중 적어도 하나의 회전 샤프트의 상태를 측정하는 제1 센서와 연결되며;상기 프로펠러에 설치되며, 구동되는 프로펠러의 블레이드 스트레스와 스트레인, 변형 및 온도 중 적어도 하나의 프로펠러의 상태를 측정하는 제2 센서와 연결되며;상기 선체 외부의 프로펠러 근방에 설치되며, 회전 구동되는 상기 프로펠러로부터 발생되는 소음값을 측정하는 제3 센서와 연결되며;상기 제1 내지 제3 센서를 통해 수집된 센싱 데이터를 실시간으로 모니터링부 또는 디지털 트윈 서버로 전송하는 것을 특징으로 하는 디지털 트윈을 이용한 선박 프로펠러와 샤프트의 상태 예측 진단 시스템
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4
청구항 2에 있어서,상기 모니터링부는,센싱 데이터 수집부에서 수집된 데이터와 실시간 환경외력 정보를 입력하여 시뮬레이션을 진행하는 시뮬레이션부;회전 샤프트와 프로펠러의 이상 여부를 판단하며, 캐비테이션 발생 여부를 판단하는 진단부;상기 회전 샤프트 또는 프로펠러의 이상상태 또는 캐비테이션이 발생됨으로 판단되면, 외부에 알리는 알람부 및 디스플레이부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 트윈을 이용한 선박 프로펠러와 샤프트의 상태 예측 진단 시스템
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청구항 4에 있어서,상기 진단부는, 회전 샤프트와 프로펠러의 이상 여부를 판단하는 기준값이 기설정되며, 상기 제1,2 센서에서 발생한 신호를 수신하여, 시뮬레이션부를 통해 실시간 환경외력 정보를 입력하여 시뮬레이션 후 회전 샤프트 및 프로펠러의 회전 속도에 대한 변화 정보에 따라서 회전 샤프트 및 프로펠러의 이상 여부를 진단하며; 캐비테이션 발생을 판단하는 기준 진동값과 기준 소음값이 기설정되며,제1 센서를 통해 측정되는 상기 진동값이 기준 진동값 이상이며, 제3 센서를 통해 측정되는 상기 소음값이 기준 소음값 이상인 경우, 상기 캐비테이션이 발생됨을 판단하는 것을 특징으로 하는 디지털 트윈을 이용한 선박 프로펠러와 샤프트의 상태 예측 진단 시스템
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청구항 4에 있어서,상기 진단부는, 상기 모니터링부의 알람부와 디스플레이부와 전기적으로 연결되고, 상기 회전 샤프트 및 프로펠러의 변형 또는 캐비테이션이 발생됨으로 판단되면, 상기 알람부를 통하여, 통신으로 신호를 전달하여, 사용자 단말기에 상기 회전 샤프트 및 프로펠러의 변형 또는 캐비테이션이 발생됨을 소리 신호를 통해 알리는 알람을 발생시키고,상기 디스플레이부를 통해 상기 회전 샤프트의 변형 또는 캐비테이션이 발생됨을 알리는 표시를 시각화하여 통신으로 신호를 전달하여, 사용자 단말기에 디스플레이 하는 것을 특징으로 하는 디지털 트윈을 이용한 선박 프로펠러와 샤프트의 상태 예측 진단 시스템
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7
청구항 4에 있어서,상기 진단부는,측정되는 상기 진동값과 상기 소음값을 서로 비교하여,상기 소음값이 발생되는 시점에 상기 진동값이 발생되지 않는 경우, 상기 소음값은 외부에서 발생되는 소음으로 판단하여, 소음값 측정값에서 제외하여 필터링 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 디지털 트윈을 이용한 선박 프로펠러와 샤프트의 상태 예측 진단 시스템
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청구항 4에 있어서,상기 시뮬레이션부는, 상기 센싱 데이터부에서 수집된 제1 및 제2 센서의 측정값을 이용하거나 디지털 트윈 서버에 저장된 데이터를 이용하여, 회전 샤프트와 프로펠러의 누적된 힘과 모멘트를 확인하고,운항 예정 경로에 따른 환경외력 정보를 시뮬레이션하여, 운항 예정 경로 운항 시 선박의 프로펠러와 회전 샤프트의 이상 상태 또는 변형 발생 여부를 진단하여 예측하는 것을 특징으로 하는 디지털 트윈을 이용한 선박 프로펠러와 샤프트의 상태 예측 진단 시스템
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선체에 설치되며, 외부 동력에 의해 회전되는 회전 샤프트와, 상기 회전 샤프트에 설치되어 상기 회전 샤프트의 회전에 연동되어 회전 구동되는 프로펠러를 이용하여 추진하는 추진 단계; 센싱 데이터 수집부를 이용하여 상기 프로펠러 구동에 따른 변형량과 진동값 및 소음값을 포함하는 센싱값을 측정하여 수집하는 센싱 데이터 수집 단계; 및모니터링부를 이용하여, 상기 센싱 데이터 수집부를 통해 수집된 센싱 데이터가 기설정된 기준값과 비교하여 프로펠러와 회전 샤프트의 이상 상태 또는 변형 발생 여부를 판단하며, 시뮬레이션 진행 후 운항 예정 경로에 때하여 진단값이 기준값 이상인지 여부를 예측하여 진단하는 진단 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 트윈을 이용한 선박 프로펠러와 샤프트의 상태 예측 진단 방법
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청구항 9에 있어서,상기 센싱 데이터 수집 단계는,상기 회전 샤프트에 설치되는 제1 센서를 통해, 상기 회전 샤프트에서 인장이나 압축을 받을 때 발생하는 변형량과 회전 샤프트의 회전에 따른 진동값과 토크 및 추력 중 적어도 하나의 회전 샤프트의 상태를 측정하며;상기 프로펠러에 설치되는 제2 센서를 통해, 구동되는 프로펠러의 블레이트 스트레스와 스트레인과 변형 및 온도 중 적어도 하나의 프로펠러의 상태를 측정하며;상기 프로펠러 근방의 상기 선체에 설치되는 제3 센서를 통해, 회전 구동되는 상기 프로펠러로부터 발생되는 소음값을 측정하는 것을 특징으로 하는 디지털 트윈을 이용한 선박 프로펠러와 샤프트의 상태 예측 진단 방법
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청구항 9에 있어서,상기 진단 단계는,상기 모니터링부를 통해 센싱 데이터 수집부에서 수집된 데이터와 실시간 환경외력 정보를 시뮬레이션을 진행하며;회전 샤프트와 프로펠러의 이상 상태 여부를 판단하고, 캐비테이션 발생 여부를 판단하며;상기 회전 샤프트 또는 프로펠러의 이상상태 또는 캐비테이션이 발생됨으로 판단되면, 외부에 알림부 및 디스플레이부를 통해 알리는 것을 특징으로 하는 디지털 트윈을 이용한 선박 프로펠러와 샤프트의 상태 예측 진단 방법
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청구항 9에 있어서,상기 진단 단계는,모니터링부에서, 디지털 트윈 서버에 저장된 데이터와 운항 예정 경로에 따른 환경외력 정보를 시뮬레이션하여, 운항 예정 경로 운항 시 선박의 프로펠러와 회전 샤프트의 이상 상태 또는 변형 발생여부를 진단하여 예측하는 것을 특징으로 하는 디지털 트윈을 이용한 선박 프로펠러와 샤프트의 상태 예측 진단 방법
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청구항 9에 있어서,상기 진단 단계는,상기 모니터링부의 알람부를 통해, 상기 회전 샤프트의 변형 또는 캐비테이션이 발생됨을 소리 신호를 통해 알리는 알람을 발생시키며;상기 모니터링부의 디스플레이부를 통해, 상기 회전 샤프트의 변형 또는 캐비테이션이 발생됨을 알리는 표시를 시각화하여 디스플레이 하는 것을 특징으로 하는 디지털 트윈을 이용한 선박 프로펠러와 샤프트의 상태 예측 진단 방법
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청구항 9에 있어서,상기 진단 단계는,상기 센싱 데이터 수집단계에서 수집된 진동값과 소음값을 서로 비교하여, 소음값이 발생되는 시점에 상기 진동값이 발생되지 않는 경우에,상기 소음값은 외부에서 발생되는 소음으로 판단하여, 소음값 측정값에서 제외하여 필터링 하는 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 디지털 트윈을 이용한 선박 프로펠러와 샤프트의 상태 예측 진단 방법
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