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데이터 변경이력
데이터 변경이력 버전 일자 변경내용 비고 1.1 2023-12-13 데이터 최종 개방 1.0 2023-07-26 데이터 개방(Beta Version) 데이터 히스토리
데이터 히스토리 일자 변경내용 비고 2023-12-27 산출물 전체 공개 소개
조선·해양플랜트 설계 도면에 사용하는 P&ID 심볼(파이프, 밸브, 탱크 등) 이미지 데이터
구축목적
연구 분야 - 물리적 플랜트 제조 설계 엔지니어링에서 설계, 품질 관리의 효율성과 심볼 기반 P&ID 해석 기술 개발 분야 활용 산업 분야 - 선박·해양플랜트 산업의 공정 설계 분야 활용 - P&ID에 따른 제작, 검수, 운영 분야 활용
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메타데이터 구조표 데이터 영역 제조 데이터 유형 이미지 데이터 형식 PNG 데이터 출처 자체 수집 라벨링 유형 바운딩박스 라벨링 형식 JSON 데이터 활용 서비스 P&ID 설계, 검수 데이터 구축년도/
데이터 구축량2022년/P&ID도면 1만장 이상, P&ID심볼 50만건 이상 -
1. 데이터 구축 규모
- 전체 개요1. 데이터 구축 규모- 전체 개요 데이터 종류 데이터 형태 원천데이터(도면) 수량 라벨링데이터(JSON) 수량 P&ID 심볼 객체 수량 P&ID 도면 이미지(png) 23,028장 23,028건 554,214개 - 설계사별 구축 수량
1. 데이터 구축 규모- 설계사별 구축 수량 설계사 원천데이터(도면) 수량 라벨링데이터(JSON) 수량 P&ID 심볼 객체 수량 V01 9,561장 9,561건 199,552개 V02 5,332장 5,332건 140,972개 V03 4,073장 4,073건 123,515개 V04 4,062장 4,062건 90,175개 2. 데이터 분포
- P&ID 분류별 구축 수량 및 분포2. 데이터 분포- P&ID 분류별 구축 수량 및 분포 P&ID 심볼 분류 V01 V02 V03 V04 합계 대분류 소분류 수량 비율(%) Compressors Compressor 430 111 NA NA 541 0.10% Equipments Agitator 552 243 150 NA 945 0.17% Eye Washer 104 139 314 NA 557 0.10% Hose Reel 139 135 NA NA 274 0.05% Spray Nozzle 3,600 2,025 6,640 2,500 14,765 2.66% High Rate Mixer 123 NA NA NA 123 0.02% Mud Gun 556 NA NA NA 556 0.10% Tank Cleaner 485 234 NA NA 719 0.13% Filters Air Filter 503 216 243 121 1,083 0.20% Gas Sampling Filter NA NA NA 120 120 0.02% Heat Exchanges Heat Exchanger 215 227 355 NA 797 0.14% Instruments Different Pressure Indicator 400 1,224 469 450 2,543 0.46% Flow Indicator 262 108 671 531 1,572 0.28% Flow Transmitter 169 118 456 362 1,105 0.20% Level Gauge 1,300 NA 477 305 2,082 0.38% Level Indicator 1,065 1,706 831 602 4,204 0.76% Level Switch 2,500 2,628 267 209 5,604 1.01% Level Transmitter 1,574 1,239 603 269 3,685 0.66% Orifice Plate 5,918 1,902 742 771 9,333 1.68% Position Indicator NA NA 390 136 526 0.09% Position Switch 1,123 1,731 291 173 3,318 0.60% Pressure Gauge 6,919 2,986 1,494 961 12,360 2.23% Pressure Indicator 4,934 5,322 2,300 1,700 14,256 2.57% Pressure Transmitter 3,900 1,551 1,480 900 7,831 1.41% Temperature Gauge 5,805 842 439 652 7,738 1.40% Temperature Indicator 1,837 1,673 810 1,040 5,360 0.97% Temperature Transmitter 1,285 837 515 375 3,012 0.54% Different Pressure Indicator Alarm NA NA NA 121 121 0.02% Hand Indicator Controller NA NA 204 214 418 0.08% Hand Switch 212 NA 696 763 1,671 0.30% Level Alarm 769 2,105 164 NA 3,038 0.55% Level Indicator Alarm 340 NA NA NA 340 0.06% Level Indicator Transmitter 1,033 1,105 515 NA 2,653 0.48% Level Safety Alarm NA NA NA 132 132 0.02% Miscellaneous Alarm 783 NA 327 160 1,270 0.23% Position Indicator Controller NA NA 141 231 372 0.07% Pressure Alarm 398 NA 165 NA 563 0.10% Pressure Indicator Alarm NA NA NA 360 360 0.06% Pressure Safety Alarm NA NA NA 341 341 0.06% Temperature Indicator Alarm 259 NA NA 241 500 0.09% Temperature Safety Alarm NA NA NA 305 305 0.06% Vibration Indicator 235 NA NA NA 235 0.04% Motors Electric Motor 1,474 815 344 838 3,471 0.63% Piping Accessories Basket Type Strainer 1,527 1,199 506 174 3,406 0.61% Bird Screen NA 112 187 158 457 0.08% Cap 256 235 2,700 584 3,775 0.68% Diaphragm Seal 1,970 1,042 171 1,275 4,458 0.80% Drain Trap 286 129 NA NA 415 0.07% Drain Item 2,100 920 1,062 498 4,580 0.83% Duplex Strainer 275 NA NA NA 275 0.05% Ejector/Injector 108 192 116 106 522 0.09% Expansion Joint 3,603 1,310 NA NA 4,913 0.89% Flame Arrestor NA NA 290 NA 290 0.05% Flange 6,900 5,195 13,900 6,640 32,635 5.89% Flange With Blind Flange 5,100 2,735 2,961 4,935 15,731 2.84% Flexible Hose 5,300 5,774 1,338 520 12,932 2.33% Gully/Scupper 7,700 1,640 265 848 10,453 1.89% Mud Box 733 587 NA NA 1,320 0.24% Plug 1,438 NA 8,000 880 10,318 1.86% Quick Coupling 517 NA 529 159 1,205 0.22% Reducer 12,580 11,842 10,972 9,428 44,822 8.09% Rose Plate/Box NA 2,200 NA NA 2,200 0.40% Spacer NA NA 379 898 1,277 0.23% Spade 128 152 133 241 654 0.12% Spectacle Blind 923 515 1,889 3,600 6,927 1.25% Spool Piece 335 289 475 1,050 2,149 0.39% Steam Trap 217 NA NA NA 217 0.04% Temporary Strainer/Filter NA 256 125 NA 381 0.07% T-Type Strainer NA NA 134 143 277 0.05% Vent 1,928 800 627 483 3,838 0.69% WECO Connection 292 140 NA NA 432 0.08% Y-Type Strainer 499 210 293 166 1,168 0.21% Air Filter Regulator With Gauge 299 NA NA NA 299 0.05% Compensator 1,200 1,600 NA NA 2,800 0.51% Diffuser 123 152 NA NA 275 0.05% Flexible Joint NA 113 NA NA 113 0.02% Hammer Lug Union 474 113 NA NA 587 0.11% Insulating Gasket NA NA NA 106 106 0.02% Moisture Eliminator 327 NA NA NA 327 0.06% Pulsation Damper 238 199 305 219 961 0.17% Quick Connect NA 119 NA 222 341 0.06% Rupture Disc 109 112 128 NA 349 0.06% Sounding Cap 500 NA NA NA 500 0.09% Sounding Plug NA 487 NA NA 487 0.09% Swivel Joint 438 NA NA NA 438 0.08% Vent Head 1,297 915 NA 249 2,461 0.44% Vortex Eductor Nozzle 225 NA NA NA 225 0.04% Pumps Centrifugal Pump 2,343 1,116 610 200 4,269 0.77% Screw Pump 722 383 118 NA 1,223 0.22% Pump General 519 163 172 NA 854 0.15% Diaphragm Pump 278 111 187 NA 576 0.10% Valves 3-Way Valve 3,720 1,099 367 315 5,501 0.99% Ball Valve Type 1 8,516 18,368 8,051 10,223 45,158 8.15% Butterfly Valve Type 1 4,210 5,706 1,460 1,566 12,942 2.34% Check Valve Type 1 3,483 5,018 1,703 718 10,922 1.97% Compact DBB Valve NA NA 1,077 NA 1,077 0.19% Diaphragm Actuator Valve 527 280 1,000 389 2,196 0.40% DBB Valve NA NA 1,460 2,479 3,939 0.71% DBB Needle Valve NA NA 111 453 564 0.10% Instrument Connection Ball Valve NA NA 724 NA 724 0.13% Gate Valve 5,628 4,786 2,049 4,077 16,540 2.98% Gauge Valve 6,339 7,429 1,437 NA 15,205 2.74% Globe Valve 16,582 8,290 2,123 3,010 30,005 5.41% Cylinder Actuator Ball Valve NA NA 1,325 NA 1,325 0.24% Motor Actuator Valve NA 116 NA NA 116 0.02% Needle Valve 460 440 1,151 1,406 3,457 0.62% Piston Actuated Valve NA 705 281 NA 986 0.18% Pressure Relief Valve 2,039 1,423 465 NA 3,927 0.71% Quick Closing Valve 872 447 NA NA 1,319 0.24% Relief Valve 1,151 NA 645 798 2,594 0.47% Self Closing Valve 1,887 377 NA 177 2,441 0.44% Self Actuated Valve 558 419 179 136 1,292 0.23% SBB Valve NA NA 1,301 NA 1,301 0.23% Choke Valve/Angle Valve 291 256 192 NA 739 0.13% Cylinder Actuator Butterfly Valve NA NA 304 NA 304 0.05% Diaphragm Actuator 3-Way Valve NA 109 NA NA 109 0.02% Diaphragm Actuator Globe Valve NA NA 105 425 530 0.10% ESD 3-Way Valve 174 NA NA NA 174 0.03% Hydraulic Operated Butterfly Valve 2,092 NA NA 416 2,508 0.45% Pilot Relief Valve NA NA 206 137 343 0.06% Piston Actuated 3-Way Valve NA 109 NA NA 109 0.02% Piston Actuated Ball Valve NA 1,068 448 825 2,341 0.42% Piston Actuated Butterfly Valve 2,630 4,286 352 332 7,600 1.37% Piston Actuated Globe Valve 618 1,029 262 NA 1,909 0.34% Pneumatic Actuated 3-Way Valve NA NA NA 192 192 0.03% Pneumatic Actuated Ball Valve 168 NA NA 148 316 0.06% Pneumatic Actuated Butterfly Valve 549 NA NA 161 710 0.13% Pneumatic Actuated Gate Valve 151 NA NA NA 151 0.03% Pneumatic Actuated Globe Valve NA NA NA 110 110 0.02% Solenoid Operated 3-Way Valve 1,481 103 403 181 2,168 0.39% Solenoid Operated Diaphragm Valve NA 321 NA NA 321 0.06% Solenoid Operated Gate Valve NA NA 288 NA 288 0.05% Solenoid Operated Globe Valve NA NA NA 209 209 0.04% Two Port Solenoid Valve 394 NA NA NA 394 0.07% Ball Valve Type 2 3,957 1,807 18,478 3,831 28,073 5.07% Reduced Ball Valve NA NA 1,549 326 1,875 0.34% Butterfly Lug Valve 3,296 NA NA NA 3,296 0.59% Butterfly Wafer Valve 615 NA NA NA 615 0.11% Ball Valve Type 3 3,667 NA NA 3,277 6,944 1.25% Butterfly Valve Type 2 5,372 2,673 891 1,478 10,414 1.88% Check Valve Type 2 1,792 NA 1,536 2,353 5,681 1.03% Vessels Vortex Breaker 115 NA 286 196 597 0.11% General 2-Way Fire Water/Foam Hydrant NA NA NA 149 149 0.03% Accumulator 394 NA NA NA 394 0.07% Fire Damper 369 NA NA NA 369 0.07% Silencer NA 108 395 233 736 0.13% 합계 수량 199,105 141,051 123,669 90,391 554,216 100% 비율(%) 35.93% 25.45% 22.31% 16.31% 100% 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AI 모델 상세 설명서 다운로드
AI 모델 상세 설명서 다운로드 AI 모델 다운로드1. 활용 모델
1) 모델 학습
- 조선해양플랜트 P&ID 심볼 식별 소분류 유형(클래스) 146종에 대해 P&ID 도면 이미지에서 P&ID 심볼 총 554,215개를 바운딩박스로 라벨링함
- AI 학습모델은 Faster R-CNN, YOLOv4, Efficient 모델을 비교 검토하여 안정되고 높은 성능을 보여주며, 다수의 구현사례가 존재하는 EfficientDet를 P&ID 심볼의 식별을 위한 학습 모델로 선정
- P&ID 심볼은 산업 표준과 다르게 각 설계사별로 다른 기호를 사용하고 있고, 한 설계사에서도 프로젝트별로 기호가 다를 수 있어 각 설계사별로 별도 학습
- P&ID 심볼 소분류(클래스)는 전체 146종이며, 하나의 소분류에 여러 개의 기호(유사하지만 형태가 조금 다름)를 포함하고 있는 경우도 있음
- 학습:검증:시험 데이터셋은 랜덤하게 8:1:1로 분리하여 학습 및 유효성 검증을 수행하고 검증 방법은 Ground Truth와 예측된 모델 결과를 비교하여 mAP 측정
- 각 설계사별 P&ID 심볼에 대해 표준 P&ID 심볼을 식별하는 EfficientDet 모델을 사용하여 mAP@0.5 89.8% 성능을 달성함
- EfficientDet 모델
2019년 Google Brain 팀에서 발표한 객체 식별 알고리즘으로 EfficientNet을 기반으로 함
Depth(Layer수), Width(Filter수), Resolution(해상도) 세 요인에 대해 복합 스케일링을 적용하고, AutoML을 이용하여 최적값을 도출하고, 파라미터, 연산량을 줄이고 정확도를 향상시킴
관련 논문에서 MS COCO 데이터셋에 대해 EfficientDet-D7이 IoU 0.5에서 mAP 72.4%를 달성함2) 서비스 활용 시나리오
- 조선해양플랜트 공정 설계 분야에서 학습된 모델을 활용하여 설계도면의 P&ID 심볼을 자동으로 분류하고 목록을 출력하며, P&ID별 수량, 도면상의 위치, 불필요하거나 잘못된 P&ID를 판단할 수 있음
- 또한, 학습 모델을 통해 확인된 P&ID 심볼에 대해 발주 누락 확인 및 검수 자동화 가능
- 엔지니어링사(설계사)마다 다른 P&ID를 찾아내어 해당 설계사와 제조 프로젝트에 해당되지 않은 P&ID를 식별
- 물리적 플랜트 제조 설계 엔지니어링에서 설계, 품질 관리의 효율성과 심볼 기반 P&ID 해석 기술에 대한 연구에 활용할 수 있음 -
데이터 성능 점수
측정값 (%)기준값 (%)데이터 성능 지표
데이터 성능 지표 번호 측정항목 AI TASK 학습모델 지표명 기준값 점수 측정값 점수 1 P&ID 심볼 식별 성능 Object Detection EfficientDet mAP@IoU 0.5 72 % 89.85 %
※ 데이터 성능 지표가 여러 개일 경우 각 항목을 클릭하면 해당 지표의 값이 그래프에 표기됩니다.
※ AI모델 평가 지표에 따라 측정값의 범위, 판단 기준이 달라질 수 있습니다. (ex. 오류율의 경우, 낮을수록 좋은 성능을 내는 것으로 평가됩니다)
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설명서 및 활용가이드 다운로드
데이터 설명서 다운로드 구축활용가이드 다운로드1. 데이터 형식
1. 데이터 형식 구분 형식 비고 원천데이터 png P&ID 설계 도면 이미지 라벨링데이터 json MS COCO 데이터셋 준용 - categories (P&ID 심볼 유형) 전체 목록
2. 데이터 샘플
- 원천데이터(PNG) 샘플 - P&ID 도면 이미지- 라벨링데이터(JSON) 샘플
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"info": {
"name": "조선·해양 플랜트 P&ID 심볼 식별 데이터",
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"description": "조선·해양 플랜트 P&ID 심볼 식별 데이터",
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- 라벨링 데이터 구성
info : 데이터셋 정보
images : 원천데이터(P&ID 도면) 정보
licenses : 데이터셋 라이선스 정보(공개, 활용가능)
categories : P&ID 심볼 객체의 클래스 목록
annotations : P&ID 심볼 객체의 라벨링 정보
annotations[].attribute : P&ID 심볼 객체의 속성 정보
- 원천데이터(P&ID도면) : 라벨링데이터(JSON) = 1 : 1
- 라벨링데이터(JSON) : P&ID 심볼 객체(annotation) = 1 : n- 라벨링 데이터 구성 구분 항목명 타입 필수여부 설명 비고 1 info object Y 데이터셋정보 1-1 info.name string Y 데이터셋명 1-2 info.description string Y 데이터셋상세설명 1-3 info.url string N 데이터셋URL 1-4 info.date_created string Y 데이터셋생성일자 “yyyy-MM-dd” 1-5 info.contributor string Y 데이터셋제공기관 1-6 info.version string Y 데이터셋버전 “1.0” 2 images array Y 원천데이터정보 2-1 images[].id number Y 원천데이터 식별자 0 이상 2-2 images[].width number Y 원천데이터 너비 1 이상 2-3 images[].height number Y 원천데이터 높이 1 이상 2-4 images[].file_name string Y 원천데이터 파일명 2-5 images[].license number Y 원천데이터 라이선스 3-1중 하나 2-6 images[].date_captured string Y 원천데이터 촬영일자 “yyyy-MM-dd HH:mm:ss” 3 licenses array Y 라이선스 3-1 licenses[].id number Y 라이선스식별자 0 이상 3-2 licenses[].name string Y 라이선스명 "CC BY-NC" 3-3 licenses[].url string Y 라이선스URL “http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.0/” 4 categories array Y P&ID심볼유형(클래스)정보 4-1 categories[].supercategory string Y 상위 P&ID심볼유형(클래스)명 “P&ID” 4-2 categories[].id number Y P&ID심볼유형(클래스) 식별자 표 하단 전체 목록 참고 4-3 categories[].name string Y P&ID심볼유형(클래스)명 형식:‘심볼대분류@소분류‘ 5 annotations array Y 라벨객체정보 5-1 annotations[].id number Y 라벨객체 식별자 0 이상 5-2 annotations[].image_id number Y 원천데이터 식별자 2-1중 하나 5-3 annotations[].category_id string Y P&ID심볼유형(클래스) 식별자 4-2중 하나 5-4 annotations[].bbox array 라벨 바운딩박스 P&ID 심볼 객체 영역 (number) (박스 왼쪽 상단점 좌표(x,y)와 박스의 너비, 높이) 5-5 annotations[].iscrowd number 라벨크라우드여부 0~1 5-6 annotations[].attributes object Y 라벨속성객체 5-7 annotaions[].attributes.vendor string Y 설계사 부호 [“V01”,“V02”,“V03”,“V04”] 5-8 annotaions[].attributes.shipType string Y 대상유형 ["FPSO","FLNG","Drillship", "Semi-Rig", "Fixed Platform", "Land Platform", "LNGC","VLCC",“ETC”] 5-9 annotaions[].attributes.pidLabel string N P&ID 심볼 문자 "categories": [
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