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라이노(Rhino) 기반으로 비정형 건축물의 외장 패널을 생성 또는 해석하는 프레임워크를 제공하는 외장 패널 구축 시스템에 의해 수행되는 비정형 건축물의 외장 패널 구축 방법에 있어서, 상기 라이노 기반으로 평면 패널, 1방향 패널 또는 2방향 패널을 포함한 복수의 형상으로 외장 패널에 대한 외피 모델을 생성하는 외피 모델 생성 단계; 상기 외피 모델의 형상에 대해 시각적 기반 디자인 툴을 이용해 패널 분할 및 해석하여 비정형 곡면을 갖는 비정형 패널을 분류하고, 상기 비정형 패널에 유전자 알고리즘을 적용하여 상기 비정형 패널의 곡면이 최소화되도록 하는 최적화 프로세스를 진행한 후 최적화된 패널의 형상 정보를 산출하는 알고리즘 수행 단계; 및 상기 외피 모델과 상기 최적화된 패널의 형상 정보에 따른 외피 유닛의 디자인을 비교하여 디자인 정합도를 확인한 후 시공 환경에 적용하기 위한 패널의 형상 정보를 출력하는 정보 출력 단계를 포함하되,상기 유전자 알고리즘은, 상기 비정형 패널의 데이터를 입력하여 상기 유전자 알고리즘을 연산하기 위한 연산 솔버에서 모의 진화가 수행될 초기 유전자 개체 집단을 생성하는 집단 생성 매커니즘; 상기 연산 솔버에서 유전자 개체 집단의 유전자들 중 인접한 유전자를 부모 염색체 쌍을 선택하고, 교배점 이후의 염색체를 서로 교환하여 자손을 생성하여 진화하는 교배 매커니즘; 및 상기 연산 솔버에서 모의 진화가 진행되는 동안 개체 변형을 통해 유전자가 서로 유사해지는 유사값에서 벗어나도록 돌연변이율을 조정하는 돌연변이 매커니즘을 포함하는 것을 특징으로 하는 비정형 건축물의 외장 패널 구축 방법
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제1항에 있어서, 상기 알고리즘 수행 단계는 라이노를 기반으로 하는 구조 해석 모델 생성 플러그인 그래스호퍼(Grasshopper)를 상기 시각적 기반 디자인 툴로 사용하는 것을 특징으로 하는 비정형 건축물의 외장 패널 구축 방법
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제1항에 있어서, 상기 알고리즘 수행 단계는, 상기 시각적 기반 디자인 툴을 이용해 외피 모델의 형상 정보를 입력하는 데이터 입력 단계;상기 입력된 외피 모델을 패널 부재 단위로 분할하는 패널 분할 단계;상기 분할된 패널별로 곡률 해석을 통해 평면 곡면을 가지는 평면 패널, 1방향 곡면을 가지는 1방향 패널과 2방향 곡면을 가지는 2방향 패널의 비정형 패널로 해석하는 곡률 해석 단계;상기 곡률 해석 단계의 해석 결과를 기초로 하여 기준 곡률값과 동일한 곡률값을 가지는 정형 패널과 기준 곡률값보다 크거나 작은 곡률값을 가지는 상기 비정형 패널을 선별하는 패널 분류 단계; 상기 시각적 기반 디자인 툴에서 상기 유전자 알고리즘을 연산하기 위한 연산 솔버(Solver)를 이용해 상기 비정형 패널에 대한 연산 종료 조건과 모의 진화 조건을 설정하는 조건 설정 단계; 및상기 유전자 알고리즘을 수행하여 모의 진화 연산을 수행하여 최적화 프로세스를 수행하고, 상기 연산 종료 조건의 만족시 모의 진화 연산을 종료하며, 상기 유전자 알고리즘의 연산 결과 값을 최적화 프로세스로 환원하는 연산 종료 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비정형 건축물의 외장 패널 구축 방법
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제3항에 있어서, 상기 곡률 해석 단계는 가우시안 곡률 해석법을 사용하여 곡률값이 기준 곡률값을 가지는 평면 패널과 1방향 패널을 포함하는 정형 패널을 제1 색상으로 표현하고, 상기 곡률값이 기준 곡률값보다 큰 (+) 값인 2방향 곡면을 가지는 비정형 패널을 제2 색상으로 표현하면, 상기 곡률값이 기준 곡률값보다 작은 (-) 값인 2방향 곡면을 가지는 비정형 패널을 제3 색상으로 표현하는 것을 특징으로 하는 비정형 건축물의 외장 패널 구축 방법
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제3항에 있어서, 상기 연산 종료 단계에서 최적화 프로세스는,상기 시각적 기반 디자인 툴에서 상기 비정형 패널의 윤곽선을 추출하는 단계;상기 추출한 윤곽선에 기준선을 생성 구축하는 단계;상기 비정형 패널을 해석하여 패널 형상을 파라메트릭화하는 단계;상기 기준선의 중점과 상기 비정형 패널의 윤곽선의 중점을 연결하여 가이드 라인을 생성하는 단계; 및상기 연산 솔버에 의해 패널 수 축소 또는 곡면 축소를 포함한 최적화 조건에 따라 최적화된 패널의 형상 정보를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비정형 건축물의 외장 패널 구축 방법
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제3항에 있어서, 상기 연산 솔버는 몬테카를로 방법을 사용하여 시각적 기반 디자인 툴 상에서 특정 범위 내에 최적화 조건에 해당하는 값을 찾는 것을 특징으로 하는 비정형 건축물의 외장 패널 구축 방법
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제5항에 있어서, 상기 기준선의 길이는 상기 유전자 알고리즘의 모의 진화 연산시 연산 범위에 해당하고, 상기 기준선의 중점은 최대값이 되며, 상기 비정형 패널의 윤곽선의 중점은 최소값이 되는 것을 특징으로 하는 비정형 건축물의 외장 패널 구축 방법
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제5항에 있어서, 상기 시각적 기반 디자인 툴에서 상기 비정형 패널의 윤곽선을 추출하는 단계는,상기 비정형 패널의 윤곽선을 해석하여 각 패널의 테두리선을 추출하고, 상기 추출한 테두리선의 양 끝점과 중점을 추출하는 것을 특징으로 하는 비정형 건축물의 외장 패널 구축 방법
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제8항에 있어서, 상기 추출한 윤곽선에 기준선을 생성 구축하는 단계는,상기 각 패널의 테두리선의 양 끝점을 선으로 연결하여 기준선을 생성하고, 상기 기준선의 중점을 추출하며, 상기 기준선의 중점과 패널 테두리선의 중점을 연결하여 상기 최적화 조건의 척도가 되는 직선을 생성하는 것을 특징으로 하는 비정형 건축물의 외장 패널 구축 방법
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제9항에 있어서, 상기 비정형 패널을 해석하여 외부 형상을 파라메트릭화하는 단계는,상기 각 패널의 윤곽선의 위치 정보를 파악하여 곡선을 재생성하는 좌표 해석 단계;상기 재생성된 곡선의 중점을 생성하여 상기 기준선의 중점과 연결하여 직선을 생성하는 점 생성 단계;상기 점 생성 단계에서 생성된 중점의 이동 방향을 설정하는 벡터 생성 단계; 상기 유전자 알고리즘의 연산 결과 값에 따라 점을 이동하는 점 이동 단계; 및 상기 점 생성 단계에서 생성된 중점을 통과하는 곡선을 생성하는 곡선 생성 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비정형 건축물의 외장 패널 구축 방법
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제3항에 있어서, 상기 패널 분할 단계는 4개의 정점들의 구성되는 캐터멀-클락 패널 분할 기법을 사용하여 비정형 패널의 곡면이 축소되도록 패널을 분할하는 것을 특징으로 하는 비정형 건축물의 외장 패널 구축 방법
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제3항에 있어서,상기 조건 설정 단계에서 연산 종료 조건은 연산 소요 시간, 진화 세대수를 포함하고, 상기 모의 진화 조건은 집단에서의 유전자 개수, 돌연변이율을 포함하는 것을 특징으로 하는 비정형 건축물의 외장 패널 구축 방법
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제13항에 있어서, 상기 정보 출력 단계는, 상기 연산 종료 조건에 의해 설정된 진화 세대수에 따라 최종 진화 세대수에 해당하는 패널의 형상 정보를 상기 외피 모델의 형상 정보를 비교하여 기설정된 디자인 정합도 이하일 경우에 이전의 진화 세대에서 상기 디자인 정합도에 부합되는 패널의 형상 정보를 탐색하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비정형 건축물의 외장 패널 구축 방법
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제1항에 있어서, 상기 정보 출력 단계는,상기 최적화 프로세스를 통해 산출된 패널의 형상 정보에 대한 패널 데이터와 시공을 위한 외장 패널의 좌표 데이터를 패널의 모서리점과 중점을 기준으로 X, Y, Z 값으로 좌표 출력하는 것을 특징으로 하는 비정형 건축물의 외장 패널 구축 방법
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제1항에 있어서, 상기 정보 출력 단계는,상기 최적화된 패널의 형상 정보에 따른 외피 유닛에 대한 개별 인식 또는 조회되도록 패널별로 식별 정보를 부여하고, 상기 외피 모델의 곡면에서 분할된 개별 패널들의 정보를 각 패널 데이터로 구축하는 단계; 및 상기 개별 패널을 상기 유전자 알고리즘의 연산시 진화 세대간 진화가 다른 패널을 기용하도록 분할을 수행하여 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비정형 건축물의 외장 패널 구축 방법
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제1항에 있어서,상기 비정형 건축물의 외장 패널의 제작 데이터를 산출하여 해당 외장 패널의 정량적 평가와 시각적 재현을 통해 해당 외장 패널의 디자인 최적화를 검증하는 최적화 검증 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비정형 건축물의 외장 패널 구축 방법
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제17항에 있어서,상기 최적화 검증 단계는,상기 최적화 프로세스에서 분할된 비정형 패널을 입력하는 단계;상기 입력한 비정형 패널을 곡률 분석하여 상기 비정형 패널의 곡률값을 산출하는 단계;상기 비정형 패널의 곡률값에 따라 곡률별로 패널을 분류하는 단계; 및상기 곡률별로 분류한 패널에 곡률별 패널의 제작비를 기록된 제작 테이블을 이용하여 해당 제작비을 대입하여 개별 패널의 제작 데이터와 총 패널의 제작 데이터를 산출하는 단계; 및 상기 개별 패널의 제작 데이터와 총 패널의 제작 데이터가 미리 설정된 설정치 이하일 경우에 개별 패널 또는 전체 패널을 상기 비정형 건축물의 외장 패널 관련한 디자인에 반영하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비정형 건축물의 외장 패널 구축 방법
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제1항에 있어서,상기 최적화된 패널의 형상 정보에 따른 외피 유닛을 2D 또는 3D로 이미지 구현하거나 증강 현실(AR)로 구현하여 시공성 확보를 위한 패널을 구축하는 패널 구축 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비정형 건축물의 외장 패널 구축 방법
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제19항에 있어서,상기 패널 구축 단계는,상기 최적화 프로세스에 의해 최적화된 패널의 형상 정보에 따른 외피 유닛의 패널 데이터가 입력되는 단계;상기 입력된 패널 데이터의 패널 고정 구조를 생성하는 단계;상기 입력된 패널 데이터를 도면화하는 단계; 및상기 도면화된 패널을 조립하기 위한 조립도를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비정형 건축물의 외장 패널 구축 방법
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제20항에 있어서,상기 입력된 패널 데이터를 도면화하는 단계는, 상기 외피 유닛의 비정형 패널이 3차원 좌표계에 위치하고 있는 경우에, 상기 비정형 패널을 2차원 좌표계로 변환하여 2차원 평면에 정렬하여 도면화하는 것을 특징으로 하는 비정형 건축물의 외장 패널 구축 방법
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제20항에 있어서,상기 도면화된 패널을 조립하기 위한 조립도를 생성하는 단계는,2차원 평면상에 정렬한 비정형 패널을 조립하기 위해 3차원 설명서를 생성하는 것을 특징으로 하는 비정형 건축물의 외장 패널 구축 방법
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