KR101536350B1 - 유무선 센서네트워크 기반 생산자원 자율 관리시스템 - Google Patents

유무선 센서네트워크 기반 생산자원 자율 관리시스템 Download PDF

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Abstract

유비쿼터스센서노드(USN; Ubiquitous Sensor Network)와 웹서비스(WebService) 기반으로 생산정보를 제조공정관리단위(Workcenter)별로 처리 및 관리할 수 있도록 한 유무선 센서네트워크 기반 생산자원 자율 관리시스템에 관한 것으로, 생산설비에 장착되며, 상기 생산설비의 이동 또는 변경에 따라 자동 생산자원 정보를 발생하는 자동 생산자원정보 발생부; 상기 자동 생산자원정보 발생부에서 발생하는 자동 생산자원 정보를 수집하고, 상기 자동 생산자원정보 발생부의 추가시 고유번호를 생성하여 추가된 자동 생산자원정보 발생부를 자동 생산자원 정보 발생장치로 설정하는 자원정보 수집기; 현장에서 자동으로 취합할 수 없는 생산자원 정보를 획득하는 수동 생산자원정보 발생부; 상기 자동 생산자원정보 발생부에서 획득한 생산자원 정보와 상기 수동 생산자원정보 발생부에서 획득한 생산자원 정보를 수신하여 태그 정보를 기초로 제조공정관리단위별로 분류하고, 분류된 제조공정관리단위별로 생산자원 정보를 분석하여 제어 정보를 생성하는 미들웨어를 구비한다.

Description

유무선 센서네트워크 기반 생산자원 자율 관리시스템{Self-management system of production resources based wired and wireless sensor network}
본 발명은 생산자원(production resources) 자율 관리에 관한 것으로, 특히 유비쿼터스 센서 노드(USN; Ubiquitous Sensor Network)와 웹서비스(WebService) 기반으로 생산정보를 제조공정관리단위(Workcenter)별로 처리 및 관리할 수 있도록 한 유무선 센서네트워크 기반 생산자원 자율 관리시스템에 관한 것이다.
세계적으로 무수한 기업들이 업무의 효율성을 높이기 위해 필요한 시스템을 다양하게 구축해 나가고 있다. 그러나 업무의 절차인 공정은 여전히 시스템화하지 못하였고, 동시에 체계적으로 관리하지도 못하고 있다. 공정을 제대로 관리하지 못함으로 인해 다양한 문제가 발생하였고, 이를 해결하기 위해 최근에는 BPMS(Business Process Management System), RBPMS(Real time Business Process Management System), RPM(Real time Performance Management), MES(Manufacturing Execution System)와 같은 효율적인 프로세스 관리에 대한 연구를 활발히 진행하고 있다. 또한, 산업공학자들은 생산 현장인 제조 공장에서의 공정을 관리하고, 효율적인 공정을 도출하기 위한 다양한 연구를 진행하여 왔다.
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 외부 프로세스로 구성된다.
그 중 내부 제조 프로세스는 생산현장의 생산자원 디지털화 관점에서 생산자원을 4M(Man-작업자, Machine-생산설비, Material-자재, Method-생산절차)으로 구성한다.
이러한 4M의 상태정보를 수집하여 분석하고, 이를 기반으로 생산자원을 효율적으로 관리하기 위한 종래의 기술이 하기의 <특허문헌 1> 및 <특허문헌 2>에 개시된다.
개시된 <특허문헌 1>인 대한민국 등록특허 등록번호 10-1057614호(2011.08.19. 공고)는 생산설비에 장착되며, 생산설비의 이동 또는 변경에 따라 정보를 발생하는 정보 발생원, 정보 발생원에 의해 발생하는 원시 데이터를 수집하고 구성 데이터로 변환하여 생산정보로 출력하는 미들웨어, 미들웨어를 통해 출력되는 생산정보를 등록하고, 등록한 생산정보를 기반으로 4M 매핑 정보를 갱신하여 자원을 재구성하는 자원 재구성 서버로 구성된다. 이렇게 구성된 <특허문헌 1>은 생산설비가 이동하면 자동으로 자원구성이 가능토록 하며, 최소의 수작업만으로 자원구성이 가능토록 하여 생산 관리자에게 편리성을 제공해준다.
또한, 개시된 <특허문헌 2>인 대한민국 공개특허 공개번호 10-2009-0073643호(2009.07.03. 공개)는 생산 정보, 운전정보 또는 설비 생산물의 품질정보를 주기적으로 획득하고 무선통신으로 그 획득한 정보를 제공하는 무선 단말기, 무선 단말기와 무선 통신을 수행하며 상기 무선 단말기에서 제공하는 생산 설비의 생산정보, 운전정보 또는 설비 생산물의 품질정보를 수신받고 그 수신받은 정보를 전사 자원관리 서버에서 관리할 수 있는 데이터 형태로 변환하여 전사자원관리 서버로 제공하는 정보제공 서버로 구성된다. 이렇게 구성된 <특허문헌 2>는 생산 설비 공장 라인의 생산 현장정보를 자동 집계하여 전사자원관리 시스템으로 제공하게 된다.
대한민국 등록특허 등록번호 10-1057614호(2011.08.19. 공고) 대한민국 공개특허 공개번호 10-2009-0073643호(2009.07.03. 공개)
그러나 상기와 같은 종래기술들은 자동으로 취합할 수 있는 생산자원에 한정하여 생산자원의 관리가 가능하다는 한계가 있으며, 제조관리 단위의 Workcenter 변경에 적응적으로 대처할 수 없는 단점이 있다.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 유비쿼터스 센서노드(USN; Ubiquitous Sensor Network)와 웹서비스(WebService) 기반으로 생산정보를 제조공정관리단위(Workcenter)별로 처리 및 관리할 수 있도록 한 유무선 센서네트워크 기반 생산자원 자율 관리시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 생산요소인 4M에 대한 효율적이고 유연한 생산관리체계를 구현하여 고객의 다양한 요구에 신속하게 대응할 수 있도록 한 유무선 센서네트워크 기반 생산자원 자율 관리시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 실시간 감지 정보와 수동정보를 통합하여 실시간 기반으로 생산자원을 관리할 수 있도록 한 유무선 센서네트워크 기반 생산자원 자율 관리시스템을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 유무선 센서네트워크 기반 생산자원 자율 관리시스템은 생산설비에 장착되며, 상기 생산설비의 이동 또는 변경에 따라 자동 생산자원 정보를 발생하는 자동 생산자원정보 발생부; 상기 자동 생산자원정보 발생부에서 발생하는 자동 생산자원 정보를 수집하고, 상기 자동 생산자원정보 발생부의 추가시 고유번호를 생성하여 추가된 자동 생산자원정보 발생부를 자동 생산자원 정보 발생장치로 설정하는 자원정보 수집기; 현장에서 자동으로 취합할 수 없는 생산자원 정보를 획득하는 수동 생산자원정보 발생부; 상기 자동 생산자원정보 발생부에서 획득한 생산자원 정보와 상기 수동 생산자원정보 발생부에서 획득한 생산자원 정보를 수신하여 태그 정보를 기초로 제조공정관리단위별로 분류하고, 분류된 제조공정관리단위별로 생산자원 정보를 분석하여 제어 정보를 생성하는 미들웨어를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 자동 생산자원정보 발생부는 생산설비에 장착되고 생산설비에서 검출한 자원정보를 근거리 무선신호로 전송하는 센서 노드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 센서 노드는 추가되는 생산설비에 장착된 경우, 고유번호 설정을 위한 비컨 메시지를 상기 자원정보 수집기에 전송하고, 상기 자원정보 수집기에서 그룹 설정 정보 및 노드 고유번호를 수신하여 내부 플래시 메모리에 저장하고, 통신 헤더에 상기 그룹 설정 정보 및 노드 고유번호를 할당한 구성 메시지를 생성하여 상기 자원정보 수집기에 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기 자동 생산자원정보 발생부는 장착된 생산설비로부터 생산자원 정보가 수집되면 송신 메시지를 구성하고, 푸시 방식 또는 폴링 방식 중 어느 하나의 방식으로 상기 구성한 송신 메시지를 상기 자원정보 수집기에 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기 자원정보 수집기는 상기 자동 생산자원정보 발생부에 노드 고유번호를 할당해주고, 상기 자동 생산자원정보 발생부를 관리하고자 하는 노드로 그룹화하는 것을 특징으로 한다.
상기 자원정보 수집기는 상기 자동 생산자원정보 발생부에서 전송된 자동 생산자원 정보를 TCP/IP기반 통신으로 상기 미들웨어에 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기 수동 생산자원정보 발생부는 관리자의 조작에 따라 입력되는 작업자 정보와 부품 정보 및 생산작업지시 정보를 수동 생산자원 정보로 생성하여 상기 미들웨어에 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기 미들웨어는 단일 플랫폼을 통해 상기 자원정보 수집기와 TCP/IP기반으로 생산자원 정보를 수집하는 자동 생산자원 정보 수집모듈; 상기 수동 생산자원정보 발생부와 웹서비스 기반으로 생산자원 정보를 수집하는 수동 생산자원 정보 수집모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 미들웨어는 상기 자동 생산자원 정보 수집모듈과 상기 수동 생산자원 정보 수집모듈을 통해 실시간으로 제조공정관리단위별 생산자원에 대한 정의를 하고, 상기 생산자원 정보를 기초로 실적정보, 설비정보, 작업자 정보를 추출하여 자원 구성을 하는 생산자원 처리모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 생산자원 처리모듈은 수신한 생산자원 정보로부터 추출한 자원 상태 값을 저장하고, 상기 생산자원 정보에 이벤트 발생 정보가 포함될 경우 이벤트 발생을 외부에 알리는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 유비쿼터스센서노드(USN; Ubiquitous Sensor Network)와 웹서비스(WebService) 기반으로 생산정보를 제조공정관리단위(Workcenter)별로 관리 및 처리할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면 생산요소인 4M에 대한 효율적이고 유연한 생산관리체계를 구현함으로써, 고객의 다양한 요구에 신속하게 대응할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면 실시간 자동 감지 정보와 수동정보를 통합하여 실시간 기반으로 생산자원을 관리할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 유무선 센서네트워크 기반 생산자원 자율 관리시스템의 블록구성도.
도 2는 도 1의 자동 생산자원정보 발생부의 실시 예 구성도.
도 3은 도 1의 자원정보 수집기의 실시 예 구성도.
도 4는 도 1의 미들웨어의 실시 예 구성도.
도 5는 본 발명에서 센서 노드와 자원정보 수집기간의 생산자원 정보를 송수신하는 프로세스 순서도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 유무선 센서네트워크 기반 생산자원 자율 관리시스템을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 유무선 센서네트워크 기반 생산자원 자율 관리시스템의 블록구성도이다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 유무선 센서네트워크 기반 생산자원 자율 관리시스템은 자동 생산자원정보 발생부(10), 자원정보 수집기(20), 수동 생산자원정보 발생부(30) 및 미들웨어(middleware)(40)를 포함한다.
여기서 자동 생산정보 발생부(10)는 현장에 설치되는 설비들의 개수에 따라 다수로 설정되며, 자원정보 수집기(20)는 현장에 설치된 복수의 자동 생산정보 발생부를 거리에 따라 그룹화하여 관리하게 된다. 여기서 그룹화란 자신이 관리할 수 있는 영역에 존재하는 자동 생산정보 발생부만을 하나의 그룹으로 묶는 것을 의미한다.
자동 생산자원정보 발생부(10)는 생산설비에 장착되며, 상기 생산설비의 이동 또는 변경에 따라 자동 생산자원 정보를 발생하는 역할을 한다. 여기서 변경은 생산설비의 삭제, 추가 등을 의미한다.
이러한 자동 생산자원정보 발생부(10)는 생산설비에 장착되고 생산설비에서 검출한 자원정보를 근거리 무선신호로 전송하는 센서 노드를 포함한다. 이러한 센서 노드는 유비쿼터스 방식 센서 노드이다.
상기 센서 노드는 도 2에 도시한 바와 같이, 생산설비에서 발생하는 생산자원 정보를 감지하기 위한 생산자원 감지부(11), 상기 자원정보 수집기(20)와 연결 설정을 위한 설정 버튼의 조작에 따라 설정 조작 신호를 발생하는 조작부(12), 추가되는 생산설비에 장착된 경우, 고유번호(ID) 설정을 위한 비컨 메시지를 생성하고, 상기 자원정보 수집기(20)에서 그룹 설정 정보 및 노드 고유번호를 수신하여 내부 플래시 메모리(15)에 저장하고, 통신 헤더(header)에 상기 그룹 설정 정보 및 노드 고유번호를 할당한 구성 메시지를 생성하는 제어부(13)를 포함한다.
또한, 상기 센서 노드는 상기 제어부(13)와 연계하여 상기 비컨 메시지와 구성 메시지 및 생산자원 정보를 상기 자원정보 수집기(20)에 전송하고, 상기 자원정보 수집기(20)에서 전송된 비컨 응답 메시지를 수신하여 상기 제어부(13)에 전달하는 통신부(14)를 더 포함한다. 이러한 통신부(14)는 근거리 무선 통신방식으로 상기 자원정보 수집기(20)와 통신하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 센서 노드는 상기 자원정보 수집기(20)와 연결이 설정된 후에는 장착된 생산설비로부터 생산자원 정보를 취득하고, 취득한 생산자원정보로 송신 메시지를 구성하여 푸시 방식 또는 폴링 방식 중 어느 하나의 방식으로 상기 구성한 송신 메시지를 상기 자원정보 수집기(20)에 전송한다. 여기서 푸쉬 방식은 송신 메시지를 실시간 또는 주기적으로 자원정보 수집기에 전송하는 방식을 의미하고, 폴링 방식은 상기 자원정보 수집기에 의해 데이터 전송이 요청될 경우에만 송신 메시지를 상기 자원정보 수집기에 전송하는 방식을 의미한다.
또한, 상기 자원정보 수집기(20)는 상기 자동 생산자원정보 발생부(10)에 노드 고유번호를 할당해주고, 상기 자동 생산자원정보 발생부(10)를 관리하고자 하는 노드로 그룹화하는 역할을 한다. 특히, 자원정보 수집기(20)는 복수의 센서 노드를 관리하며, 복수의 센서 노드와 미들웨어(40) 간의 데이터를 중계해주는 역할을 한다.
이러한 자원정보 수집기(20)는 상기 자동 생산자원정보 발생부(10)에서 전송된 자동 생산자원 정보를 TCP/IP기반 통신으로 상기 미들웨어(40)에 전송하게 된다.
이를 위해 자원정보 수집기(20)는 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 자동 생산자원정보 발생부(10)인 센서 노드와 근거리 무선 통신을 위한 무선 통신부(21), 상기 미들웨어(40)와 TCP/IP기반 통신을 통해 데이터를 송수신하기 위한 통신모듈(22), 상기 센서 노드와 미들웨어와의 데이터 송수신을 제어하는 제어부(23), 상기 제어부(23)와 연결되고 센서 노드의 노드 고유번호 및 그룹화를 위한 제어 프로그램이 내장되며, 할당한 센서 노드의 정보 및 그룹 정보를 저장하는 저장부(24), 상기 센서 노드에 고유 번호를 할당하는 노드 고유번호 할당부(25) 및 상기 센서 노드를 그룹화하는 노드 그룹화부(26)를 포함한다.
상기 수동 생산자원정보 발생부(30)는 관리자의 조작에 따라 입력되는 작업자 정보와 부품 정보 및 생산작업지시 정보를 수동 생산자원 정보로 생성하여 상기 미들웨어(40)에 전송하는 역할을 한다. 이러한 수동 생산자원정보 발생부(30)는 작업 관리자가 휴대하고 현장에서 자동으로 취합할 수 없는 생산자원 정보를 작업관리자의 입력에 따라 수동 생산자원 정보로 만들어 상기 미들웨어(40)에 전송하는 역할을 한다.
또한, 상기 미들웨어(40)는 상기 자동 생산자원정보 발생부(10)에서 획득한 생산자원 정보와 상기 수동 생산자원정보 발생부(30)에서 획득한 생산자원 정보를 수신하여 태그 정보를 기초로 제조공정관리단위별로 분류하고, 분류된 제조공정관리단위별로 생산자원 정보를 분석하여 제어 정보를 생성하는 역할을 한다. 이러한 미들웨어는 소프트웨어라고 할 수 있지만, 본 발명에서는 생산자원 정보를 처리하는 생산자원 처리 서버를 의미한다. 실제 생산자원 처리를 위해서는 미들웨어와 구성 요소가 필요하다.
이러한 미들웨어(40)는 도 4에 도시한 바와 같이, 단일 플랫폼을 통해 상기 자원정보 수집기(20)와 TCP/IP기반으로 생산자원 정보를 수집하는 자동 생산자원 정보 수집모듈(41); 상기 수동 생산자원정보 발생부(30)와 근거리 무선통신 기반으로 생산자원 정보를 수집하는 수동 생산자원 정보 수집모듈(42); 상기 자동 생산자원 정보 수집모듈(41)과 상기 수동 생산자원 정보 수집모듈(42)을 통해 실시간으로 제조공정관리단위별 생산자원에 대한 정의를 하고, 상기 생산자원 정보를 기초로 실적정보, 설비정보, 작업자 정보를 추출하여 자원 구성을 하는 생산자원 처리모듈(43)을 포함한다.
여기서 생산자원 처리모듈(43)은 수신한 생산자원 정보로부터 추출한 자원 상태 값을 저장하고, 상기 생산자원 정보에 이벤트 발생 정보가 포함될 경우 이벤트 발생을 외부에 알리는 기능을 포함한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 유무선 센서네트워크 기반 생산자원 자율 관리시스템의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.
현장에서 생산설비를 새로이 추가하거나 생산설비를 이동하거나 생산설비를 제거하여 생산설비에 변동이 발생한 경우, 기존에는 변동된 설비에 대한 정보를 작업 관리자가 시스템에 수동으로 등록해 놓아야 생산자원의 관리가 가능하다는 불편함이 있다.
그러나 본 발명은 센서 노드로 이루어진 자동 생산자원정보 발생부(10)만을 해당 생산설비에 장착하고, 작업 관리자가 단순히 조작부(12)에 구비된 연결 설정 버튼만을 조작하는 것으로서, 센서 노드와 자원정보 수집기(20)간의 자동 연결 설정이 이루어진다.
예컨대, 도 5에 도시한 바와 같이, 생산설비의 변동으로 센서 노드를 생산설비에 장착하여 센서 노드를 추가한 경우(S11), 작업 관리자는 조작부(12)에 구비된 설정 버튼을 조작한다(S12).
설정 버튼이 조작되면 제어부(13)는 이를 인식하고, 자원정보 수집기(20)와 연결을 설정하기 위한 비컨 메시지(beacon message)를 생성하고, 통신부(14)를 통해 그 생성한 비컨 메시지를 근거리 무선신호로 만들어 자원정보 수집기(20)에 전송한다(S13, S14).
상기 자원정보 수집기(20)는 무선 통신부(21)를 통해 상기 센서 노드로부터 송신되는 비컨 메시지를 수신하게 되고(S15), 비컨 메시지가 수신되면 제어부(23)는 저장부(24)로부터 노드 고유번호 할당과 그룹화를 위한 제어 프로그램을 인출하고, 상기 인출한 제어 프로그램에 기반하여 노드 고유번호 할당부(25) 및 노드 그룹화부(26)를 제어한다. 상기 노드 고유번호 할당부(25)는 상기 비컨 메시지를 전송한 센서 노드에 노드 고유번호(ID)를 할당해주게 되고, 노드 그룹화부(26)는 상기 할당한 노드 고유번호를 기반으로 자신이 관리할 센서 노드 그룹에 상기 노드 고유번호를 등록하여 노드 그룹화를 하게 된다(S16). 여기서 노드 고유번호는 센서 노드를 식별하기 위한 정보로서, 이러한 노드 고유번호를 통해 현장에 설치된 생산설비를 인식하게 된다. 그리고 노드 그룹화는 하나의 자원정보 수집기(20)가 관리할 센서 노드를 묶어놓은 것을 의미한다.
노드 고유번호 할당과 노드 그룹화가 완료되면 제어부(23)는 상기 노드 고유번호 및 노드 그룹화 정보를 포함하여 비컨 응답 메시지를 생성하고, 상기 생성한 비컨 응답 메시지를 통신 모듈(22)을 통해 비컨 메시지를 송신한 센서 노드로 전송한다(S17).
센서 노드의 통신부(14)는 비컨 응답 메시지를 수신하여 제어부(13)에 전달하게 되고(S18), 제어부(23)는 수신한 비컨 응답 메시지로부터 그룹 정보 및 노드 고유번호를 추출하여 플래시 메모리(15)에 저장한다(S19).
이후 통신 헤더에 상기 그룹 정보 및 노드 고유번호를 할당하게 되며(S20), 아울러 구성 메시지를 생성하여 통신부(14)를 통해 상기 자원정보 수집기(20)에 전송한다(S21). 여기서 구성 메시지는 연결 설정을 위한 정보를 포함한 메시지로서, 상기 그룹 정보 및 노드 고유번호 정보를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 자원정보 수집기(20)는 무선 통신부(21)를 통해 구성 메시지를 수신하면(S22), 제어부(23)에서 수신한 구성 메시지에 포함된 노드 고유번호를 추출하여 자신이 할당해준 노드 고유번호가 맞는지를 확인한다(S23). 이 확인 결과 자신이 할당해준 노드 고유번호가 맞으면 상기 센서 노드에 응답 메시지를 주어 연결을 설정하게 된다(S24).
센서 노드와 자원정보 수집기간에 연결 설정이 이루어진 상태에서, 센서 노드에서 생산자원 정보에 대한 메시지를 자원정보 수집기로 전송하면, 해당 메시지의 전단에는 그룹 정보 및 노드 고유번호가 포함되므로, 자원정보 수집기에서는 용이하게 자신이 관리하는 그룹의 센서 노드인지를 확인할 수 있게 되는 것이다.
자원정보 수집기(20)와 연결 설정이 완료된 센서 노드는 실시간으로 생산자원 감지부(11)를 통해 생산자원의 정보를 획득하게 된다. 예컨대, 생산설비 감지 정보인 온도, 무게, 생산수량 등을 검출하여 생산자원 정보를 획득하게 된다. 이후 제어부(13)는 실시간 또는 주기에 따라 상기 획득한 생산자원 정보를 자동 생산자원 정보로 만들어 통신부(14)를 통해 자원정보 수집기(20)에 전송한다(S25).
여기서 생산자원정보의 전송 방식은 푸쉬 방식을 이용하여 생산자원 정보가 감지되면 무조건 자원정보 수집기(20)에 전송하거나, 폴링 방식을 이용하여 자원정보 수신기(20)가 센서 노드에 자동 생산자원 정보를 요청하는 경우에만 그에 응답하여 전송하게 된다.
복수의 센서 노드 즉, 그룹화된 센서 노드로부터 자동 생산자원 정보를 수신한 자원정보 수집기(20)는 통신 모듈(22)을 통해 TCP/IP 통신 방식으로 미들웨어(40)에 센서 노드에서 획득한 자동 생산자원 정보를 전송하게 된다.
이러한 방식으로 미들웨어(40)는 접속된 모든 자원정보 수집기를 통해 해당 현장에 구비된 모든 센서 노드로부터 전송된 자동 생산자원 정보를 획득하게 되는 것이다.
한편, 상기와 같은 센서 노드를 이용하는 방식은 자동으로 생산자원 정보를 획득할 수 있는 생산자원에 대해서만 적용되며, 자동으로 생산자원 정보를 취득할 수 없는 생산자원 정보 즉, 작업자 정보로서 생산 투입 작업자가 수집하는 정보라든지 부품 정보로서 생산작업지시 정보 등은 작업 관리자가 직접 수동으로 생산자원 정보를 수집하여 전송해야한다. 기존에는 이러한 수동 생산자원 정보를 고려하지 않았기 때문에 정확하면서도 효율적인 생산정보 관리가 불가능하였으나, 본 발명에서는 이러한 수동 생산자원 정보도 생산자원 관리에 활용한다.
예컨대, 작업관리자는 자신이 휴대하거나 수동으로 생산자원 정보를 전송하기 위해 일정한 장소에 비치된 생산자원 정보 전송을 위한 전용 단말기인 수동 생산자원정보 발생부(30)를 이용하여 직접 작업자 정보라든지 부품 정보 등과 같은 자동으로 취득할 수 없는 생산자원 정보를 미들웨어(40)에 전송한다. 즉, 수동 생산자원정보 발생부(30)는 작업 관리자가 입력하는 생산자원 정보를 웹서비스 접근을 이용한 메타데이터를 생성하고, 통상의 웹서비스 접속 및 호출 프로토콜을 이용하여 미들웨어(40)에 전송한다. 이를 위해 수동 생산자원정보 발생부(30)는 레거시 컴포넌트의 웹 서비스로의 전환 기능, Wrapping Class를 통한 상호 운용성 채널을 생성한다.
여기서 수동 생산자원정보 발생부(30)와 미들웨어(40) 간에는 무선 인터넷 등과 같은 무선 통신 방식을 이용할 수도 있으며, RS-485와 같은 유선 통신 방식을 이용해서도 데이터의 송수신이 가능하다.
상기 미들웨어(40)는 상기 자원정보 수집기(20)에서 전송된 자동 생산자원 정보는 자동 생산자원 정보 수집모듈(41)을 통해 수집하여 생산자원 처리모듈(43)에 전달한다. 아울러 상기 수동 생산자원 정보 발생부(30)를 통해 전송된 수동 생산자원정보는 수동 생산자원 수집모듈(42)을 통해 상기 생산자원 처리모듈(43)에 전달한다.
상기 생산자원 처리모듈(43)은 수집된 자동 생산자원 정보 및 수동 생산자원 정보에서 태그 정보(그룹 정보 및 노드 고유번호)를 추출하고, 추출한 태그정보를 기초로 메모리에 생산자원 정보를 임시 저장한다.
이후 상기 태그정보를 기반으로 제조공정관리단위(Workcenter)별로 수신한 생산자원 정보를 그룹화한다. 예컨대, 실시간으로 제조공정관리단위별로 4M자원에 대한 정의를 하고, 이를 기반으로 실적정보, 설비정보, 작업자 정보 등 산업별 공정관리를 정의하여 수집한 데이터를 분류하게 된다.
그리고 분류한 데이터를 분석하여 이벤트 데이터를 감시, 정보 분석을 통해 제조공정관리단위별 가동, 비가동, 고장, 작업지시 실시간 상태정보 등을 생성하여 데이터베이스화하며, 이를 화면 등을 통해 관리자에게 제공한다. 특히, 생산자원 처리모듈(43)은 수신한 생산자원 정보로부터 추출한 자원 상태 값을 저장하고, 상기 생산자원 정보에 이벤트 발생 정보가 포함될 경우 이벤트 발생을 알람 등을 통해 외부에 알리게 된다.
여기서 본 발명은 미들웨어(40)에서 이벤트 처리 능력을 개선하기 위해, 대용량 4M 프로세스 관리 처리능력 확장 및 대용량 이벤트 처리의 병목현상을 막기 위해 이벤트 압축 전달방식을 이용한다. 이러한 이벤트 압축 전달방식을 사용함으로써 중앙처리장치(CPU)의 멀티 프로세싱이 가능하고, 대용량 현장관리의 효율성을 증대할 수 있게 되는 것이다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
본 발명은 생산자원 정보를 자동으로 취득하고 이를 기반으로 생산자원을 효율적으로 관리하기 위한 생산자원 관리기술에 적용된다. 특히, 생산자원을 효율적으로 관리할 필요가 있는 제조업 등에 효과적으로 적용할 수 있다.
10… 자동 생산자원정보 발생부(센서 노드)
20… 자원정보 수집기
30… 수동 생산자원정보 발생부
40… 미들웨어

Claims (10)

  1. 생산설비에 장착되며, 상기 생산설비의 이동 또는 변경에 따라 자동 생산자원 정보를 발생하는 자동 생산자원정보 발생부; 상기 자동 생산자원정보 발생부에서 발생하는 자동 생산자원 정보를 수집하고, 상기 자동 생산자원정보 발생부의 추가시 고유번호를 생성하여 추가된 자동 생산자원정보 발생부를 자동 생산자원 정보 발생장치로 설정하는 자원정보 수집기; 현장에서 자동으로 취합할 수 없는 생산자원 정보를 획득하는 수동 생산자원정보 발생부; 상기 자동 생산자원정보 발생부에서 획득한 생산자원 정보와 상기 수동 생산자원정보 발생부에서 획득한 생산자원 정보를 수신하여 태그 정보를 기초로 제조공정관리단위별로 분류하고, 분류된 제조공정관리단위별로 생산자원 정보를 분석하여 제어 정보를 생성하는 미들웨어를 포함하고,
    상기 미들웨어는 단일 플랫폼을 통해 상기 자원정보 수집기와 TCP/IP기반으로 생산자원 정보를 수집하는 자동 생산자원 정보 수집모듈; 상기 수동 생산자원정보 발생부와 웹서비스 기반으로 생산자원 정보를 수집하는 수동 생산자원 정보 수집모듈; 상기 자동 생산자원 정보 수집모듈과 상기 수동 생산자원 정보 수집모듈을 통해 실시간으로 제조공정관리단위별 생산자원에 대한 정의를 하고, 상기 생산자원 정보를 기초로 실적정보, 설비정보, 작업자 정보를 추출하여 자원 구성을 하는 생산자원 처리모듈을 포함하고,
    상기 생산자원 처리모듈은 수신한 생산자원 정보로부터 추출한 자원 상태 값을 저장하고, 상기 생산자원 정보에 이벤트 발생 정보가 포함될 경우 이벤트 발생을 외부에 알리며,
    상기 생산자원 처리모듈은 수집된 자동 생산자원 정보 및 수동 생산자원 정보에서 태그 정보(그룹 정보 및 노드 고유번호)를 추출하고, 추출한 태그정보를 기초로 메모리에 생산자원 정보를 임시 저장하며, 상기 태그정보를 기반으로 제조공정관리단위(Workcenter)별로 4M자원에 대한 정의를 하고, 이를 기반으로 실적정보, 설비정보, 작업자 정보를 포함하는 산업별 공정관리를 정의하여 수집한 데이터를 분류하며, 분류한 데이터를 분석하여 이벤트 데이터를 감시, 정보 분석을 통해 제조공정관리단위별 가동, 비가동, 고장, 작업지시 실시간 상태정보 중 적어도 어느 하나 이상의 상태정보를 생성하여 데이터베이스화하며, 이를 화면 등을 통해 관리자에게 제공하는 것을 특징으로 하는 유무선 센서네트워크 기반 생산자원 자율 관리시스템.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 자동 생산자원정보 발생부는 생산설비에 장착되고 생산설비에서 검출한 자원정보를 근거리 무선신호로 전송하는 센서 노드를 포함하는 것을 특징으로 하는 유무선 센서네트워크 기반 생산자원 자율 관리시스템.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 센서 노드는 추가되는 생산설비에 장착된 경우, 고유번호 설정을 위한 비컨 메시지를 상기 자원정보 수집기에 전송하고, 상기 자원정보 수집기에서 그룹 설정 정보 및 노드 고유번호를 수신하여 내부 플래시 메모리에 저장하고, 통신 헤더에 상기 그룹 설정정보 및 노드 고유번호를 할당한 구성 메시지를 생성하여 상기 자원정보 수집기에 전송하는 것을 특징으로 하는 유무선 센서네트워크 기반 생산자원 자율 관리시스템.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 자원정보 수집기는 상기 자동 생산자원정보 발생부에 노드 고유번호를 할당해주고, 상기 자동 생산자원정보 발생부를 관리하고자 하는 노드로 그룹화하는 것을 특징으로 하는 유무선 센서네트워크 기반 생산자원 자율 관리시스템.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 자원정보 수집기는 상기 자동 생산자원정보 발생부에서 전송된 자동 생산자원 정보를 TCP/IP기반 통신으로 상기 미들웨어에 전송하는 것을 특징으로 하는 유무선 센서네트워크 기반 생산자원 자율 관리시스템.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 수동 생산자원정보 발생부는 관리자의 조작에 따라 입력되는 작업자 정보와 부품 정보 및 생산작업지시 정보 중 적어도 어느 하나 이상을 수동 생산자원 정보로 생성하여 상기 미들웨어에 전송하는 것을 특징으로 하는 유무선 센서네트워크 기반 생산자원 자율 관리시스템.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
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