플랜트 건설 및 조선 분야에서 PAS(Piping Auto Fabrication System, 배관 자동 제작 시스템) 데이터는 3D 설계 모델(종합 설계 데이터)로부터 추출되어 배관 샵(Shop)의 자동화 가공/용접 장비가 직접 인식하고 구동할 수 있도록 변환된 '디지털 제조 실행 데이터'를 의미합니다.
과거에는 설계자가 도면을 출력하면 현장 작업자가 마킹, 절단, 정렬(Fit-up), 용접을 수동으로 진행했지만, PAS 환경에서는 설계 데이터가 디지털 형태로 자동화 장비에 직접 전송되어 무인 또는 반자동으로 배관 스풀(Spool)을 제작하게 됩니다.
PAS 데이터는 단순한 형상 정보를 넘어, 제작 자동화 장비(CNC 절단기, 자동 용접기, 벤딩기 등)와 공정 관리 시스템(MES)이 인식해야 하므로 매우 복잡한 메타데이터 구조를 가지며 아래 ❶항~❹항과 같은 핵심 구성 요소를 가집니다.
❶ 배관 형상 및 속성 데이터 (Geometry & Attribute): 3D CAD(Aveva Marine / Everything3D, Intergraph Smart 3D 등)에서 추출된 배관의 직경(Nominal Size), 두께(Schedule), 재질(Material Grade).
❷ 스풀(Spool)별 고유 번호 및 길이 정보. 절단 및 마킹 데이터 (Cutting & Marking Data): 파이프의 정확한 절단 길이 및 분기부(Branch) 결합을 위한 홀 가공(Hole Cutting) 좌표.
❸ 핏업(Fit-up) 마크, 용접선(Welding Line) 위치 정보. 용접 조건 데이터 (Welding Recipe Data): 자동 용접기(웰딩 로봇)가 인식할 용접부 좌표, 재질과 두께에 따른 WPS(용접절차사양서) 매칭 데이터 및 전류, 전압, 토치 속도 등 디지털 용접 파라미터.
❹ 자재 및 추적 데이터 (Material Traceability Data): 각 파이프와 피팅(Flange, Elbow 등)에 부여된 Heat Number(용해번호) 및 바코드/QR코드 매칭 정보.
PAS 데이터는 설계 단계에서 제작 단계로 단절 없이 연결되는 디지털 스레드(Digital Thread)의 핵심으로서 “데이터의 흐름(Engineering to Shop)”은 아래 ➀항~③항과 같습니다.
➀ 설계 데이터 추출: 3D 설계 툴에서 배관의 형상 정보가 담긴 표준 파일 형식(PCF, IDF 등) 또는 ISO 도면 데이터를 추출합니다.
② PAS 데이터 변환: PAS 운영 소프트웨어가 이 데이터를 읽어 들여 샵 내 자동화 장비의 기계어(G-code 등) 및 작업 지시서 형태의 PAS 데이터로 가공합니다. 이 과정에서 파이프 원자재 효율을 극대화하기 위한 네스팅(Nesting, 최적 절단 배치) 처리가 함께 이루어집니다.
➂ 장비 구동 및 제작: 변환된 PAS 데이터가 네트워크를 통해 CNC 절단·베벨링기, 자동 핏업 시스템, 로봇 용접기 등으로 전송되어 실물 제작이 진행됩니다.
플랜트 샵 제작(Shop Fabrication) 단계에서 정교한 PAS 데이터 체계를 구축했을 때 얻을 수 있는 이점은 다음 ㉠항~㉢항과 같습니다.
㉠ 비용 및 공기 단축 (Cost & Schedule): 자재 네스팅 최적화로 버려지는 파이프 잔재(Scrap)를 최소화하고, 수작업 마킹과 측정 단계를 생략하여 샵 제작 리드타임을 획기적으로 줄입니다.
㉡ 용접 품질 표준화: 수동 용접 시 발생할 수 있는 작업자 숙련도 편차를 줄이고, PAS 데이터에 지정된 정밀 용접 파라미터를 적용하여 RT(방사선투과시험) 불합격률을 크게 낮춥니다.
㉢ 디지털 추적성(Traceability) 확보: 제작 공정 중 발생한 데이터(투입 자재의 Heat No, 자동 용접 이력, 검사 결과 등)가 PAS 데이터를 매개로 시스템에 자동 기록되므로, 향후 발주처 제출용 품질 보증서(Quality Dossier) 작성이 매우 용이해집니다.
