KR101057614B1 - 생산설비 이동시 자원구성 자동화 시스템 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

생산설비가 이동(또는, 변경)하면 자동으로(Automatic) 자원구성이 가능토록 하거나 최소의 수작업만으로 자원 구성이 가능토록 하여 생산 관리자에게 편리성을 제공하고 하드웨어 변경에 따라 신속하게 소프트웨어적인 대응이 가능토록 한 생산설비 이동시 자원구성 자동화 시스템 및 그 방법이 개시된다.
개시된 생산설비 이동시 자원구성 자동화 시스템은, 생산설비에 장착되며, 상기 생산설비의 이동 또는 변경에 따라 정보를 발생하는 정보 발생원과; 상기 정보 발생원에 의해 발생하는 원시 데이터를 수집하고, 구성 데이터로 변환하여 생산정보로 출력하는 미들웨어; 및 상기 미들웨어를 통해 출력되는 생산정보를 등록하고, 상기 등록한 생산정보를 기반으로 4M 매핑 정보를 갱신하여 자원을 재구성하고 할당하는 자원 재구성 서버를 구비한다.

Description

생산설비 이동시 자원구성 자동화 시스템 및 그 방법{Resources configuration automation system of moving production facilities and method thereof}
본 발명은 제조업의 생산관리 시스템에서 생산설비 이동시 구성(Configuration) 자동화에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 생산설비가 이동(또는, 변경)하면 자동으로 자원구성이 가능토록 하거나 최소의 수작업만으로 자원 구성이 가능토록 하여 생산 관리자에게 편리성을 제공하고 하드웨어 변경에 따라 신속하게 소프트웨어적인 대응이 가능토록 한 생산설비 이동시 자원구성 자동화 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 제조업은 사람(People), 프로세스(Process), 기술(Technology)과 정보(Information) 등의 각 계층으로 이루어져 있다. 제조업의 정보통합화 관점에서 제조 프로세스는 원자재 입고에서 출하까지 성과개선과 연계되는 기반 요소로 구성된 내부 제조 프로세스와 제품설계, 자재 소싱, 제품 납기, 제품서비스, 공장설계와 유지보수 등으로 구성된 외부프로세스로 구성된다.
그 중 내부 제조 프로세스는 생산현장의 생산자원 디지털화 관점에서 생산자원을 4M(Man(작업자), Machine(생산설비), Material(자재), Method(생산절차))으로 구성한다.
생산설비가 자동화되어도 이를 최적으로 활용하기 위해서는, 생산 공정에서 설비가 이동하게 되면, 해당 생산설비가 어디로 이동했는지에 대한 정보를 관리자가 입력해 주어야 하며, 아울러 생산설비의 이동에 따라 이를 관리하기 위한 프로그램의 변경이 필요하다. 생산설비의 변경 정보가 등록되어야 자원 재구성이 가능하기 때문이다.
종래의 생산시스템의 업무 절차를 살펴보면, 4M 정보 테이블을 정의하고, 프로그램을 설정한 후, 태그 매니저(Tag Manager)를 정의하고, 케이블 작업과 테스트를 수행하며, 문제 발생시 생산공정 변경 및 이동을 수행하고 설정한 프로그램을 변경하며, 이하의 절차를 다시 반복 수행하게 된다.
여기서 생산설비의 이동 즉, 자동차 생산라인에서 차종변경(추가, 단종, 이동) 등에 따른 이동, 물류 합리화 등에 따른 개선활동으로 생산설비 이동, 공정 라우팅(routing) 변경으로 하드웨어 이동에 따라 자원 재구성을 수행하는 방법은, 관리자가 수작업으로 이동된 생산설비의 위치 정보라든지 기타 이동에 관한 정보를 직접 입력하며, 아울러 자원의 구성과 할당을 관리자가 직접 수행하여 프로그램을 변경하게 된다.
따라서 이러한 종래의 자원의 구성과 할당 방법은 생산설비의 이동에 따라 관리자가 일일이 위치 정보 등에 관한 변경정보를 직접 입력해야하는 불편함이 있었으며, 자원 구성과 할당 등에 관한 프로그램 변경도 직접 수행해야하는 불편함도 있었다.
예컨대, 생산정보화 공정구성에는 생산 정보화 수행시 "공장-라인-공정"기반의 생산정보 구성이 필수적이며 핵심 구성요소로서의 공정은 다양한 전사적 자원의 구성과 할당이 필요한 데, 이를 관리자가 직접 해야한다는 불편함이 발생한다.
또한, 종래의 방법은 생산정보의 구성시 사용자 관점의 가시성이 부족하며 공정구성 편성이 불편하고, 구성 이후 운용시에도 공정의 진행상황을 파악하기가 어렵다는 단점도 있었다.
또한, 종래의 방법은 공장의 레이아웃이나 공정의 추가삭제 등의 변경시 데이터베이스 기반의 공정구성은 변경이 쉽지 않고, 공정간 종속성을 효과적으로 수용하기가 용이하지 않다는 단점도 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래 생산설비의 이동시 재구성을 위해 수행하는 관리자의 불편함을 해소하고, 하드웨어 변경에 따라 소프트웨어(프로그램)를 직접 변경해주어야 하는 불편함을 해소하며, 하드웨어 변경에 따라 자원 구성과 할당을 관리자가 직접 해야하는 불편함을 해소하기 위해서 제안된 것으로서,
본 발명이 해결하려는 과제는, 생산설비가 이동(변경)하면 자동으로 자원구성이 가능토록 하거나 최소의 수작업만으로 자원 구성이 가능토록 하여 생산 관리자에게 편리성을 제공하도록 한 생산설비 이동시 자원구성 자동화 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하려는 다른 과제는, 하드웨어 변경에 따라 신속하게 소프트웨어적인 대응이 가능토록 한 생산설비 이동시 자원구성 자동화 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 과제들을 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 "생산설비 이동시 자원구성 자동화 시스템"은,
생산설비에 장착되며, 상기 생산설비의 이동에 따라 정보를 발생하는 정보 발생원과;
상기 정보 발생원에 의해 발생하는 원시 데이터를 수집하고, 구성 데이터로 변환하여 생산정보로 출력하는 미들웨어와;
상기 미들웨어를 통해 출력되는 생산정보를 등록하고, 상기 등록한 생산정보를 기반으로 4M 매핑 정보를 갱신하여 자원을 재구성하고 할당하는 자원 재구성 서버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 생산설비는 변경 정보의 자동 생성이 불가능한 단순 설비(Device)와 상기 변경 정보의 자동 생성이 가능한 스마트 설비를 포함한다.
상기 생산설비는 다품종 소량 생산을 수행하는 재구성 가능한 생산 시스템(RMS: Reconfigurable Manufacturing System)인 것을 특징으로 한다.
상기 정보 발생원은, 상기 생산설비의 이동을 감지하고 이동 정보를 발생하는 센서인 것을 특징으로 한다.
상기 미들웨어는, 상기 변환한 생산정보를 통신 버스를 통해 상기 자원 재구성 서버에 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기 미들웨어는, 설비 상태를 자동으로 인식하는 기능, 가동률을 확인하는 기능, 설비 이상 시 경보를 발생하는 기능, 생산 정보를 조회하는 기능, 작업자 정보를 관리하는 기능을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 미들웨어는, 상기 4M 정보를 태그(Tag)화하고, 4M 데이터로의 변환을 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 자원 재구성 서버는, ERP 서버, 통합 운용 서버, MES 서버, 게이트웨이(Gateway) 서버를 포함한다.
상기 자원 재구성은 공정(프로세스), 설비(Facilities), 작업자(Worker), 물류(Material), 운영 및 관리 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 자원 재구성 서버는, 자원을 정의하는 응용 템플릿 매니저와;
자료 수집 정보를 정의하며, 자원 구성을 완료하고, 자원 재구성을 실행하며, 감시 정보를 처리하는 포인트 매니저와;
상기 포인트 매니저와 연동하여 이벤트 발생을 외부에 알리고, 자원의 상태 값을 저장하는 실시간 데이터 매니저를 포함한다.
상기 자원 재구성 서버는, 자원 구성을 정의하는 기능, 4M 미들웨어를 실행하는 기능, 분석 기능, 워크센터(Workcenter) 이동만으로 자원을 재구성하는 기능을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 자원 구성을 정의하는 기능은, 계층적 설비를 모델링하고, 자원을 정의하고 할당하며, BOP(Bill Of Process) 매핑을 정의하고, 태그 정의 및 비즈니스 프로세스를 매핑하는 것을 포함한다.
상기 4M 미들웨어를 실행하는 기능은, 작업자 단말기와 측정 태그를 포함하는 워크센터를 정의하고, 비즈니스 로직을 실행하는 것을 포함한다.
상기 분석 기능은 KPI 기반의 성능 분석과 실시간 감시를 포함한다.
상기 자원 재구성 기능은, 4M 및 태그 간 계층구조를 정의하는 계층구조 편집기능, 4M 기준정보를 편집하고 4M간 맵(Map) 정보를 생성하는 4M 기준정보 편집기능, 포인트 매니저에 등록된 태그를 추출하고, 신규 태그를 등록 및 편집하며, 태그별 공정정보 등록 및 편집을 수행하는 태그 매핑(Mapping)기능, 드래그 및 드롭(Drag & Drop)에 의한 4M 정보를 자동 갱신하는 4M 동적 매핑 기능을 포함한다.
상기와 같은 과제들을 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 "생산설비 이동시 자원구성 자동화 방법"은,
생산설비에 장착된 정보 발생원에 의해 발생하는 상기 생산설비의 이동 정보를 원시 데이터로 수집하고, 구성 데이터로 변환하여 생산정보를 생성하는 생산정보 생성과정과;
상기 생성한 생산정보를 미들웨어에 등록하고, 상기 등록한 생산정보를 기반으로 4M 매핑 정보를 갱신하여 자동으로 자원을 재구성하고 할당하는 자원 재구성 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 미들웨어는, 설비 상태를 자동으로 인식하는 기능, 가동률을 확인하는 기능, 설비 이상 시 경보를 발생하는 기능, 생산 정보를 조회하는 기능, 작업자 정보를 관리하는 기능을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 미들웨어는, 상기 4M 정보를 태그(Tag)화하고, 4M 데이터로의 변환을 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 자원 재구성은 공정(프로세스), 설비(Facilities), 작업자(Worker), 물류(Material), 운영 및 관리 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 자원 재구성 과정은, 자원 구성을 정의하는 기능, 4M 미들웨어를 실행하는 기능, 분석 기능, 워크센터(Workcenter) 이동만으로 자원을 재구성하는 기능을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 자원 구성을 정의하는 기능은, 계층적 설비를 모델링하고, 자원을 정의하고 할당하며, BOP(Bill Of Process) 매핑을 정의하고, 태그 정의 및 비즈니스 프로세스를 매핑하는 것을 포함한다.
상기 4M 미들웨어를 실행하는 기능은, 작업자 단말기와 측정 태그를 포함하는 워크센터를 정의하고, 비즈니스 로직을 실행하는 것을 포함한다.
상기 자원을 재구성하는 기능은, 4M, 태그 간 계층구조를 정의하는 계층구조 편집기능, 4M 기준정보를 편집하고 4M간 맵(Map) 정보를 생성하는 4M 기준정보 편집기능, 포인트 매니저에 등록된 태그를 추출하고, 신규 태그를 등록 및 편집하며, 태그별 공정정보 등록 및 편집을 수행하는 태그 매핑기능, 드래그 및 드롭(Drag & Drop)에 의한 4M 정보를 자동 갱신하는 4M 동적 매핑 기능을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 생산설비가 이동(변경)하면 자동으로 자원구성이 가능토록 하거나 최소의 수작업으로 자원 구성이 가능토록 함으로써, 생산 관리자 측면에서 사용자(관리자) 편의성을 제공하며, 최소의 IT 지식만으로도 공정을 구성하고 변경에 대해서 유연하게 대응할 수 있는 장점이 있으며, 관리요소의 모듈화, 컴포넌트화를 통해 복잡성을 최소화시켜 현장 운용성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면 공정간 업무 흐름에 대한 가시성을 제공해줄 수 있어, 생산관리자 및 작업자가 공정 상황을 실시간으로 파악하고 분석할 수 있도록 도모해주는 장점이 있으며, 주요 이벤트를 인식하고 주요한 의사결정을 수행하는 데 지연 요소를 최소화할 수 있는 장점이 있으며, 가시성 제공을 통해 관리 요소 식별에 용이함을 제공해주는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면 공정 프로세스의 가시성 및 측정 항목의 명료화를 제공해줌으로써, 공정 비효율 요소를 식별할 수 있도록 도모해주는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 하드웨어 변경에 따라 신속하게 소프트웨어적인 대응이 가능토록 도모해주는 장점도 있다.
도 1은 본 발명에 따른 생산설비 이동시 자원구성 자동화 시스템의 전체 구성도.
도 2는 본 발명에서 자동 구성 기능을 설명하기 위한 설명도.
도 3은 본 발명에서 자동 구성을 동적 관점의 구조로 본 흐름도.
도 4는 본 발명에서 자동 구성과 프로그램 구조도.
도 5는 본 발명에 따른 목표 시스템의 업무 절차 흐름도.
도 6은 본 발명에 따른 생산설비 이동시 자원구성 자동화 방법을 보인 흐름도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명하기에 앞서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 생산설비 이동시 자원구성 자동화 시스템의 전체 구성도로서, 생산 설비(100), 정보 발생원(111a ~ 115a), 미들웨어(200), 자원 재구성 서버(300)로 구성된다.
정보 발생원(111a ~ 115a)은 생산설비(4M)에 장착되며, 상기 생산설비의 이동에 따라 정보를 발생하는 기능을 수행한다. 여기서 생산설비는 변경 정보의 자동 생성이 불가능한 제어기기(111), 작업자 단말(112), PLC 등을 포함하는 스켄서서(113), 경보장치(114), M2M기기(115)와 같은 단순 설비(Simple Device)(110)와, 상기 변경 정보의 자동 생성이 가능한 모바일(121), 바코드(122), RFID(123), OPC(124)와 같은 스마트 설비(Smate Device)(120)를 포함한다. 특히, 생산설비는 다품종 소량 생산을 수행하는 재구성 가능한 생산 시스템(RMS: Reconfigurable Manufacturing System)일 수 있다.
상기 정보 발생원(111a ~ 115a)은, 상기 생산설비가 단순 설비일 경우 이동을 감지하면 트리거 신호를 이동 정보로 발생하는 센서(sensor)로 구현하는 것이 바람직하며, 상기 생산설비가 스마트 설비일 경우 스마트 설비 자체를 의미한다. 이러한 정보 발생원은 스마트 설비일 경우 스마트 설비 자체가 무선 센서 노드로 작용하여, 자신의 이동에 따라 위치 정보를 자동으로 생성하여 미들웨어(200)에 제공하게 된다.
미들웨어(200)는 상기 정보 발생원(111a ~ 115a)에 의해 발생하는 원시 데이터를 수집하고, 구성 데이터(configuration data)로 변환하여 생산정보로 출력하는 기능을 수행한다.
이러한 미들웨어(200)는 상기 변환한 생산정보를 통신 버스(230)를 통해 상기 자원 재구성 서버(300)에 전송하게 되며, 설비 상태를 자동으로 인식하는 기능, 가동률을 확인하는 기능, 설비 이상 시 경보를 발생하는 기능, 생산 정보를 조회하는 기능, 작업자 정보를 관리하는 기능을 포함한다. 바람직하게 미들웨어(200)는, 상기 4M 정보를 태그(Tag)화하고, 4M 데이터로의 변환을 수행한다.
여기서 미들웨어(200)는 단순 설비(110)에 장착된 정보 발생원(111a ~ 115a)에서 발생하는 정보를 생산정보로 생성하기 위한 제1미들웨어(210)와, 스마트 설비(120)에 의해 발생한 무선 정보를 생산정보로 생성하기 위한 제2미들웨어(220)로 구분할 수 있다.
자원 재구성 서버(300)는 상기 미들웨어(200)를 통해 출력되는 생산정보를 등록하고, 상기 등록한 생산정보를 기반으로 4M 매핑 정보를 갱신하여 자원을 재구성하고 할당하는 기능을 수행하는 것으로서, ERP 서버(310), 통합 운용 서버(320), MES 서버(330), 게이트웨이(Gateway) 서버(340)를 포함한다.
본 발명에서는 자원 재구성을 통합 운용 서버(320)에서 수행하는 것으로 가정을 한다.
여기서 자원 재구성은 공정(process), 설비(Facilities), 작업자(Worker), 물류(Material), 운영 및 관리 정보를 포함한다.
상기 자원 재구성 서버(300)인 통합 운용 서버(320)는 자원을 정의하는 응용 템플릿 매니저(Application Template Manager)(321)와; 자료 수집 정보를 정의하며, 자원 구성을 완료하고, 자원 재구성을 실행하며, 모니터링 정보를 처리하는 포인트 매니저(Point Manager)(322)와; 상기 포인트 매니저(322)와 연동하여 이벤트(Event) 발생을 외부에 알리고, 자원의 상태 값을 저장하는 실시간 데이터 매니저(RealTime Data Manager)(323)를 포함한다.
자원 재구성 서버(300)는, 자원 구성을 정의하는 기능, 4M 미들웨어를 실행하는 기능, 분석 기능, 워크센터(Workcenter) 이동만으로 자원을 재구성하는 기능을 포함하며, 상기 자원 구성을 정의하는 기능은, 계층적 설비를 모델링하고, 자원을 정의하고 할당하며, BOP(Bill Of Process) 매핑을 정의하고, 태그 정의 및 비즈니스 프로세스를 매핑하는 것을 포함한다.
또한, 상기 4M 미들웨어를 실행하는 기능은, 작업자 단말기와 측정 태그를 포함하는 워크센터(Workcenter)를 정의하고, 비즈니스 로직(business logic)을 실행하는 것을 포함하며, 상기 분석 기능은 KPI 기반의 성능 분석과 실시간 모니터링을 포함한다.
또한, 상기 자원 재구성 기능은, 4M 및 태그 간 계층구조를 정의하는 계층구조 편집기능, 4M 기준정보를 편집하고 4M간 맵(Map) 정보를 생성하는 기능, 포인트 매니저에 등록된 태그를 추출하고, 신규 태그를 등록 및 편집하며, 태그별 공정정보 등록 및 편집을 수행하는 태그 매핑기능, 드래그 및 드롭(Drag & Drop)에 의한 4M 정보를 자동 갱신하는 4M 동적 매핑 기능을 포함한다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 생산설비 이동 시 자원구성 자동화 시스템은, 생산 부품에 따라서 변경(이동)이 자주 이루어지는 설비(예를 들어, 셀(cell)이나 블록(block) 단위로 구성된 RMS(Reconfiguration Manufacturing System))에 대해서 구성(configuration)을 자동으로 변경하게 된다.
도 1에 도시한 바와 같이, 생산설비(100)는 위치 이동이나 변동시 변경 정보의 자동 생성이 불가능한 단순 설비(110)와 위치 이동이나 변동시 변경 정보의 자동 생성이 가능한 스마트 설비(120)가 있을 수 있다. 단순 설비(110)나 스마트 설비(120)는 생산현장에서 이동 가능한 설비이며, 단지 변경 정보의 자동 생성이 가능하냐 아니면 불가능하냐의 문제이므로, 이하에서는 단순 설비(110)를 기준으로 설명한다.
단순 설비(110)의 이동시 상기 단순 설비(110)에 부착된 정보 발생원(111a ~ 115a)에서 이동에 따른 정보가 발생하여 미들웨어(200)에 전달된다. 여기서 정보 발생원(111a ~ 115a)은 설비 변경이나 이동시 트리거(trigger) 신호를 발생하여 설비 변경이나 이동을 정보로 알려주는 센서로 구현하는 것이 바람직하다.
설비는 4M(Man, Machine, Material, Method)의 자원을 의미하며, 결국 4M 자원을 생산정보로 변환해야 한다. 여기서 Man은 작업자 단말로서, 불량내용, 고장내용에 대한 정보를 포함하며, Machine은 PLC 기계상태, 릴레이 스위치, 카운터, 진동, 위치 등에 대한 정보를 포함하며, Material은 자재로서 가공품, 반제품, 불량품 정보를 포함하고, Method는 바 코드, RF-ID/USN, IC-CARD, 계측기 정보를 포함한다.
설비 변경이나 이동에 따라 발생한 정보는 미들웨어(200)에 전달되며, 미들웨어(200)는 제공되는 정보를 기반으로 디바이스 종류, 특성, 버전, 프로토콜, DLL과 같은 정보를 통해 설비를 자동으로 인식하고, 가동률을 확인하는 기능, 설비 이상 시 경보를 발생하는 기능, 생산 정보를 조회하는 기능, 작업자 정보를 관리하는 기능을 수행하며, 4M 데이터를 구성 데이터로 변환한다.
여기서 미들웨어(200)는 도 2에 도시한 바와 같이, 자동 구성을 위해서, 4M 데이터 표준화 및 통합화를 수행하고, 4M 데이터의 태그(Tag)화 및 관리를 수행하고, 4M 데이터를 편집 및 매핑하는 기능을 수행한다.
상기 미들웨어(200)는 단순 설비(110)에 장착된 정보 발생원(111a ~ 115a)에서 발생하는 정보를 생산정보로 생성하기 위한 제1미들웨어(210)와, 스마트 설비(120)에 의해 발생한 무선 정보를 생산정보로 생성하기 위한 제2미들웨어(220)를 구비한다. 특히, 제2미들웨어(220)의 경우 무선센서 매쉬(Mesh) 네트워크 신뢰성 확보를 위해 IPv6 프로토콜을 이용하는 것이 바람직하다.
한편, 자원 재구성 서버(300) 즉, 통합 운용 서버(320)는 상기 미들웨어(200)를 통해 출력되는 생산정보를 등록하고, 상기 등록한 생산정보를 기반으로 4M 매핑 정보를 갱신하여 자원을 재구성하고 할당하는 기능을 수행하게 된다.
상기 생산정보의 재구성은, Machine에 대해서 투입수량, 불량횟수, 동작횟수, 동작시간, 가동/비가동 여부, 설비 상태에 대한 재구성을 의미하고, Material에 대해서는 부자재사용량, 설비가동현황, 에너지 사용량, 생산수량을 의미하며, Man에 대해서는 제품 번호, 작업자 번호, 작업내용, 비 가동 사유, 불량 내용, 고장 원인에 대한 재구성을 의미하며, Method에 대해서는 생산정보, 품질정보, 설비정보, 일정정보, 물류정보, 위치정보 등의 재구성을 의미한다.
또한, 자원 재구성은 공정(process), 설비(Facilities), 작업자(Worker), 물류(Material Flow), 운영 및 관리를 포함한다.
공정(process)은 제품 데이터(종류, 수량, 생산물량(일간, 월간, 연간, 기타), 공정 데이터(사이클 타임, 셋업 타임, 공정별 혼류생산 대상 모델), 생산공정 도면(제품별/부품별 공정 흐름), 레이아웃 도면, 캐드(CAD) 파일, 공정별 불량 데이터(유형, 빈도, 원인, 기타), 생산 지시 데이터(SOP, 주문주기, 라우팅, 시퀀스, 우선순위 등), 결품 데이터(빈도, 관련 공정, 이력)의 재구성을 포함한다.
설비(Facilities)는 유형, 수량, 위치, 기능, 용량, 기계 고장 데이터(유형(고장, 정지), 유지/보수 데이터, 셋업 타임(장비별 준비시간, 공구 교환시간, 이/적재, 작업자 역할)의 재구성을 포함한다.
작업자(Worker)는 작업자 수, 작업 할당, 작업 범위, 작업시간, 이동 시간, 업무 시간, 휴식시간, 휴일 등의 재구성을 포함한다.
물류(Material Flow)는 물류장비(유형, 대수, 속도, 처리용량, 물류정책(작업분담), 물류처리(저장(위치, 용량, 처리장비, 처리시간, 처리정책 등)) 재구성을 포함한다.
운영 및 관리(Operation & Management)는 불출관리(부품, 제품, 재공(WIP)), 제품인도(빈도, 시점, 처리장비(수동, 기계), 수량), 물류 정책(작업할당, 우선순위), 작업 우선순위(작업자별 처리 작업의 우선 순위), 품질 관리(불량 처리(폐기, 재가공), 기계 고장 수리 시간), 설비 관리(고장 난 기계의 처리방안, 기계 고장시 우회 처리 방안) 재구성을 포함한다.
여기서 자원 재구성을 위한 구조는, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 자원을 정의하는 응용 템플릿 매니저(Application Template Manager)(321)와; 자료 수집 정보를 정의하며, 자원 구성을 완료하고, 자원 재구성을 실행하며, 모니터링 정보를 처리하는 포인트 매니저(Point Manager)(322)와; 상기 포인트 매니저(322)와 연동하여 이벤트(Event) 발생을 외부에 알리고, 자원의 상태 값을 저장하는 실시간 데이터 매니저(RealTime Data Manager)(323)를 포함한다.
인터페이스 계층(Interface Layer)(L0)에서 4M의 생산정보를 획득하고, 실행 계층(Execution Layer)(L1)에서 관리 계층(Management Layer)(L2)과 계획 계층(Planning Layer)(L3)과 연계하여 4M 미들웨어를 실행한다.
한편, 자원 재구성 서버(300)는, 자원 구성을 정의하는 기능, 4M 미들웨어를 실행하는 기능, 분석 기능, 워크센터(Workcenter) 이동만으로 자원을 재구성하는 기능을 포함한다.
상기 자원 구성을 정의하는 기능은, 계층적 설비를 모델링하고, 자원을 정의하고 할당하며, BOP(Bill Of Process) 매핑을 정의하고, 태그 정의 및 비즈니스 프로세스를 매핑한다.
또한, 상기 4M 미들웨어를 실행하는 기능은, 작업자 단말기와 측정 태그를 포함하는 워크센터(Workcenter)를 정의하고, 비즈니스 로직(business logic)을 실행하는 것을 포함하며, 상기 분석 기능은 KPI 기반의 성능 분석과 실시간 모니터링을 한다.
또한, 상기 자원 재구성 기능은, 4M 및 태그 간 계층구조를 정의하는 계층구조 편집기능, 4M 기준정보를 편집하고 4M간 맵(Map) 정보를 생성하는 4M 기준정보 편집기능, 포인트 매니저에 등록된 태그를 추출하고, 신규 태그를 등록 및 편집하며, 태그별 공정정보 등록 및 편집을 수행하는 태그 매핑기능, 드래그 및 드롭(Drag & Drop)에 의한 4M 정보를 자동 갱신하는 4M 동적 매핑 기능을 포함한다.
여기서 계층구조 편집기능은 공장-라인-고정 기준으로 개별 공정요소들을 계층구조로 정의하고 편집하는 것과, 입력-처리-출력 형태로 공정요소를 컴포넌트화하고 공정요소들을 워크플로(workflow) 형태로 구성하고 편집하는 것을 의미한다.
4M 기준정보 편집기능은 공정을 구성하는 5M(Man, Machine, Material, Method, Measurement) 요소의 자원을 식별하고 할당하는 것과, 5M 기준의 데이터베이스 정보를 공정기준으로 취합하고 표현하는 것을 의미한다.
태그 매핑 기능은 4M 정보의 측정을 위하여 포인트 매니저의 태그와 논리적인 매핑 관계를 부여하고 관리하는 것을 의미한다.
4M 동적 매핑은 공정구성상 공정의 추가, 삭제 및 라우팅 정보의 변경을 사용자 관점의 GUI 관점에서 편리하게 변경, 관리하는 것과, 드래그 & 드롭으로 공정정보 편집시 관련 데이터베이스 정보를 자동으로 갱신하는 것, 향후 유비쿼터스 센서 네트워크(USN) 기반 M2M 디바이스와의 연계시 자동식별 및 공정구성정보의 자동 생성하는 것을 의미한다.
도 5는 상기와 같은 본 발명에 따른 생산설비 이동 시 자원구성 자동화 시스템의 업무 절차를 보인 것으로서, 4M 테이블 정의, 작업장과 장비 변경 및 이동 업무 발생시 자원구성을 자동화하여 재구성하는 업무 절차를 보인 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 생산설비 이동시 자원구성 자동화 방법을 보인 메커니즘으로서, 스마트 설비를 기반으로 자율 재구성한 것을 보인 것이다.
초기 단계에서 자원을 정의하고, 수행 기능 정보를 정의하며, 태그 수집 및 매핑을 수행하고, 4M 매핑을 수행한다(S101).
이후 정보 발생원에 의해 설비의 이동이 감지되면(S103), 생산설비의 이동 정보를 원시 데이터로 수집하고(S105), 구성 데이터로 변환하여(S107) 생산정보를 생성하는 생산정보 생성과정을 수행한다(S110).
다음으로, 상기 생성한 생산정보를 미들웨어에 등록하고(S111), 상기 등록한 생산정보를 기반으로 4M 매핑 정보를 갱신하여 자동으로 자원을 재구성하고(S113) 할당하는(S115) 자원 재구성 과정(S120)을 수행하게 되는 것이다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
100… 생산설비
110… 단순 설비
111a ~ 115a… 정보발생원
120… 스마트 설비
200… 미들웨어
300… 자원 재구성 서버
320… 통합 운용 서버

Claims (26)

  1. 생산설비 이동시 자원구성을 수행하기 위한 시스템에 있어서,
    상기 생산설비에 장착되며, 상기 생산설비의 이동 또는 변경에 따라 정보를 발생하는 정보 발생원과;
    상기 정보 발생원에 의해 발생하는 원시 데이터를 수집하고, 구성 데이터로 변환하여 생산정보로 출력하는 미들웨어; 및
    상기 미들웨어를 통해 출력되는 생산정보를 등록하고, 상기 등록한 생산정보를 기반으로 4M 매핑 정보를 갱신하여 자원을 재구성하고 할당하는 자원 재구성 서버를 포함하고,
    상기 자원 재구성 서버는,
    자원을 정의하는 응용 템플릿 매니저와;
    자료 수집 정보를 정의하며, 자원 구성을 완료하고, 자원 재구성을 실행하며, 모니터링 정보를 처리하는 포인트 매니저와;
    상기 포인트 매니저와 연동하여 이벤트 발생을 외부에 알리고, 자원의 상태 값을 저장하는 실시간 데이터 매니저를 포함하는 것을 특징으로 하는 생산설비 이동시 자원구성 자동화 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 생산설비는 변경 정보의 자동 생성이 불가능한 단순 설비(Device)와 상기 변경 정보의 자동 생성이 가능한 스마트 설비를 포함하는 것을 특징으로 하는 생산설비 이동시 자원구성 자동화 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 생산설비는 다품종 소량 생산을 수행하는 재구성 가능한 생산 시스템(RMS: Reconfigurable Manufacturing System)인 것을 특징으로 하는 생산설비 이동시 자원구성 자동화 시스템.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 미들웨어는 설비 상태를 자동으로 인식하는 기능, 가동률을 확인하는 기능, 설비 이상 시 경보를 발생하는 기능, 생산 정보를 조회하는 기능, 작업자 정보를 관리하는 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 생산설비 이동시 자원구성 자동화 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 미들웨어는, 4M 정보를 태그(Tag)화하고, 4M 데이터로의 변환을 수행하는 것을 특징으로 하는 생산설비 이동시 자원구성 자동화 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 자원 재구성 서버는, ERP 서버, 통합 운용 서버, MES 서버, 게이트웨이(Gateway) 서버를 포함하거나 상기 각각의 서버 중 어느 하나의 서버인 것을 특징으로 하는 생산설비 이동시 자원구성 자동화 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 자원 재구성은 공정(프로세스), 설비(Facilities), 작업자(Worker), 물류(Material), 운영 및 관리를 포함하는 것을 특징으로 하는 생산설비 이동시 자원구성 자동화 시스템.
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서, 상기 자원 재구성 서버는, 자원 구성을 정의하는 기능, 4M 미들웨어를 실행하는 기능, 분석 기능, 워크센터(Workcenter) 이동만으로 자원을 재구성하는 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 생산설비 이동시 자원구성 자동화 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 자원 구성을 정의하는 기능은, 계층적 설비를 모델링하고, 자원을 정의하고 할당하며, BOP(Bill Of Process) 매핑을 정의하고, 태그 정의 및 비즈니스 프로세스를 매핑하는 것을 특징으로 하는 생산설비 이동시 자원구성 자동화 시스템.
  13. 제11항에 있어서, 상기 4M 미들웨어를 실행하는 기능은, 작업자 단말기와 측정 태그를 포함하는 워크센터를 정의하고, 비즈니스 로직을 실행하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 생산설비 이동시 자원구성 자동화 시스템.
  14. 제11항에 있어서, 상기 분석 기능은 KPI 기반의 성능 분석과 실시간 모니터링을 포함하는 것을 특징으로 하는 생산설비 이동시 자원구성 자동화 시스템.
  15. 제11항에 있어서, 상기 자원 재구성 기능은, 4M 및 태그 간 계층구조를 정의하는 계층구조 편집기능, 4M 기준정보를 편집하고 4M간 맵(Map) 정보를 생성하는 4M 기준정보 편집기능, 포인트 매니저에 등록된 태그를 추출하고, 신규 태그를 등록 및 편집하며, 태그별 공정정보 등록 및 편집을 수행하는 태그 매핑(Mapping)기능, 드래그 및 드롭(Drag & Drop)에 의한 4M 정보를 자동 갱신하는 4M 동적 매핑 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 생산설비 이동시 자원구성 자동화 시스템.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 정보 발생원과 미들웨어 및 자원 재구성 서버를 포함하는 생산설비 이동시 자원구성 자동화 시스템을 통해 생산설비 이동시 자원구성을 자동화하는 방법에 있어서,
    상기 미들웨어에서 상기 생산설비에 장착된 정보 발생원에 의해 발생하는 상기 생산설비의 이동 또는 변경 정보를 원시 데이터로 수집하고, 구성 데이터로 변환하여 생산정보를 생성하는 생산정보 생성과정과;
    상기 자원 재구성 서버에서 상기 생산정보를 등록하고, 상기 등록한 생산정보를 기반으로 4M 매핑 정보를 갱신하여 자동으로 자원을 재구성하고 할당하는 자원 재구성 과정을 포함하고,
    상기 자원 재구성 과정은 자원 구성을 정의하는 기능, 4M 미들웨어를 실행하는 기능, 분석 기능, 워크센터(Workcenter) 이동만으로 자원을 재구성하는 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 생산설비 이동시 자원구성 자동화 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 자원 구성을 정의하는 기능은, 계층적 설비를 모델링하고, 자원을 정의하고 할당하며, BOP(Bill Of Process) 매핑을 정의하고, 태그 정의 및 비즈니스 프로세스를 매핑하는 것을 특징으로 하는 생산설비 이동시 자원구성 자동화 방법.
  22. 제20항에 있어서, 상기 4M 미들웨어를 실행하는 기능은, 작업자 단말기와 측정 태그를 포함하는 워크센터를 정의하고, 비즈니스 로직을 실행하는 것을 특징으로 하는 생산설비 이동시 자원구성 자동화 방법.
  23. 제20항에 있어서, 상기 자원을 재구성하는 기능은, 4M, 태그 간 계층구조를 정의하는 계층구조 편집기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 생산설비 이동시 자원구성 자동화 방법.
  24. 제23항에 있어서, 상기 자원을 재구성하는 기능은, 4M 기준정보를 편집하고 4M간 맵(Map) 정보를 생성하는 4M 기준정보 편집기능을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생산설비 이동시 자원구성 자동화 방법.
  25. 제24항에 있어서, 상기 자원을 재구성하는 기능은, 포인트 매니저에 등록된 태그를 추출하고, 신규 태그를 등록 및 편집하며, 태그별 공정정보 등록 및 편집을 수행하는 태그 매핑 기능을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생산설비 이동시 자원구성 자동화 방법.
  26. 제25항에 있어서, 상기 자원을 재구성하는 기능은, 드래그 및 드롭(Drag & Drop)에 의한 4M 정보를 자동 갱신하는 4M 동적 매핑 기능을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생산설비 이동시 자원구성 자동화 방법.
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