KR102137642B1 - 스마트 팩토리를 위한 cps 시스템 - Google Patents

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Abstract

효율적이고 자율적인 공장을 모니터링하고 제어하는 스마트 팩토리를 위한 CPS 시스템이 개시된다.
공장 생산 현장의 수직적인 데이터 통합과 제품의 라이프 사이클(Life Cycle) 상에 생성되고 존재하는 데이터의 수평적인 통합을 통해 제조 전 방위에 걸친 데이터를 수집 및 분석하여, 스마트 팩토리가 필요한 제조 현장에 CPS 접목을 빠르게 할 수 있는 효과가 있다.

Description

스마트 팩토리를 위한 CPS 시스템{CPS SYSTEM FOR SMART FACTORIES}
본 발명은 CPS(Cyber Physical Systems 이하 'CPS') 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공장 생산 현장의 수직적인 데이터 통합과 제품의 라이프 사이클(Life Cycle) 상에 생성되고 존재하는 데이터의 수평적인 통합을 통해 제조 전 방위에 걸친 데이터를 수집 및 분석하여, 효율적이고 자율적인 공장을 모니터링하고 제어하는 스마트 팩토리를 위한 CPS 시스템에 관한 것이다.
독일이 인더스트리 4.0(industry 4.0)을 주창한 이후, 세계 각국은 스마트 공장(smart factory) 또는 스마트 제조(smart manufacturing)라는 이름 하에 제조 선진화를 추구하고 있다.
스마트 공장은 제조과정에 정보통신기술(ICT, Information and Communications Technologies)을 적용하여 시스템을 최적화하는 개념이다.
그 중에서도, 산업용 사물인터넷(IIoT, Industrial Internet of Things)은 공정 운영 개선에 중심적인 역할을 하게 될 기술로 주목받고 있다. 사물인터넷 기술의 적용을 통해 기존의 기계 및 장비들을 초연결 네트워크로 연결할 수 있으며, 최적화된 제조 생산 체계를 구축할 수 있다.
보다 구체적으로, 사물인터넷 기술을 통해 실시간으로 공정 전체에서 막대한 데이터를 수집하고 해석할 수 있게 된다. 또한, 해석한 데이터를 기반으로 각각의 공정을 개선할 수 있다. 이러한 과정을 통해 비용운영이나 자재 관리 등을 효율적으로 할 수 있고, 맞춤형 제품의 생산이 용이해지며, 빅데이터 분석을 통해 시장 변화의 예측성을 높일 수 있다.
다만, 초연결 네트워크의 구성을 위해서는 서로 다른 기반시설(infrastructure)로 구성된 공장들 간의 수직적, 수평적 통합을 이룰 필요성이 있다.
이러한 통합을 위하여는, 다양한 기업에서 판매되는 상이한 장비, 기계, 센서, 시스템 등의 연결성을 향상시키고 운용 정보를 통일화하여 전달해야 한다.
그러나 각 제조사는 서로 다른 인터페이스, 플랫폼, 시스템을 사용하여 각 장치들의 상호 호환성을 확보하기 어려운 것이 현실이다. 또한, 인터페이스, 플랫폼 등은 끊임없이 개량되고 변화하므로, 이러한 장비들로부터 추출할 수 있는 로그 데이터도 계속 변경된다.
이에 따라, 각 공장이 상호운용성을 확보하기 위한 통합 서비스 모델을 제공할 수 있는 방안이 요구되고 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2011-0054370호(2011.05.25. 공개)
따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 첫 번째 목적은 스마트 팩토리가 필요한 제조 현장에 CPS 접목을 빠르게 할 수 있고, 이를 통해 스마트 팩토리의 궁극적인 목적인 다품종 소량생산이 가능하도록 하는 스마트 팩토리를 위한 CPS 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 두 번째 목적은 최초 구축한 물리적인 구성에서 변경할 수 있으며, 이를 통해 공장 내외로부터 수신되는 데이터의 수직적 및 수평적 통합이 가능하도록 하는 스마트 팩토리를 위한 CPS 시스템을 제공하는 것이다.
그리고 세 번째 목적은 현재 산업 현장에서 사용되는 다양한 표준을 보유한 장비들을 지원할 수 있는 OPC UA(OLE for Processing Control - Unified Architecture) 프레임 워크를 통해, 산업 전반적으로 사용되는 주요 기업들의 제품에 별도의 최적화 작업을 수행할 필요없는 스마트 팩토리를 위한 CPS 시스템을 제공하는 것이다.
상기 첫 번째 내지 두 번째 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 스마트 팩토리를 위한 CPS(Cyber Physical Systems 이하 'CPS') 시스템에 있어서, 외부 센서를 포함하는 태그로부터 태그 데이터를 수신하며, 외부 설비를 포함하는 노드로부터 노드 데이터를 수신하는 CPS, 상기 CPS가 수신한 태그 데이터 및 노드 데이터를 저장하는 데이터베이스 및 상기 CPS가 수신한 상기 태그 데이터 및 노드 데이터를 확인하는 모니터링부를 포함하며, 상기 CPS는 수신한 상기 태그 데이터 및 노드 데이터에 상응하는 제1제어 명령을 외부 시스템으로 송신하는 것을 특징으로 하는 CPS 시스템을 제공한다.
상기 CPS는 OPC UA(OLE for Processing Control - Unified Architecture 이하 'OPC UA') 기반의 IIOT 서버 및 상기 태그 데이터 및 노드 데이터를 분석하고, 상기 태그 데이터 및 노드 데이터에 상응하도록 상기 태그 및 상기 노드를 시뮬레이션하며, 상기 태그 데이터 및 노드 데이터에 상응하는 제1제어 명령을 생성하는 CPS 분석기를 포함할 수 있다.
상기 IIOT 서버는 상기 태그 및 상기 노드와 데이터를 송수신하는 과정에서 표준화된 하나 이상의 프로토콜을 지원하는 스마트 커넥터를 포함할 수 있다.
상기 IIOT 서버는 상기 태그 및 상기 노드와의 OPC UA 통신이 수행되는 경우, 연결 및 폴링되는 세션을 제어하는 노드 매니저를 포함할 수 있다.
상기 IIOT 서버는 상기 태그로부터 수신한 태그 데이터 및 상기 노드로부터 수신한 노드 데이터를 상기 외부 시스템으로 송신하는 API 게이트웨이를 포함할 수 있다.
상기 CPS 분석기는 스마트 팩토리의 공정 및 속성 정보를 등록, 관리 및 수정을 수행하며, 상기 태그 및 상기 노드를 시뮬레이션하는 과정에서 필요한 정보를 저장하고 있는 CPS 프로세스 매니저를 포함할 수 있다.
상기 CPS 분석기는 상기 태그로부터 수신한 태그 데이터 및 상기 노드로부터 수신한 노드 데이터의 유효 여부를 검증하는 검증 확인 모듈을 포함할 수 있다.
상기 CPS 분석기는 상기 태그 데이터 및 노드 데이터에 상응하도록 상기 태그 및 상기 노드를 시뮬레이션하는 CPS 시뮬레이션 매니저를 포함할 수 있다.
상기 모니터링부는 상기 CPS 시뮬레이션 매니저가 시뮬레이션한 결과를 시각적으로 출력할 수 있다.
상기에서 설명한 본 발명의 스마트 팩토리를 위한 CPS 시스템에 의하면, 스마트 팩토리가 필요한 제조 현장에 CPS 접목을 빠르게 할 수 있고, 이를 통해 스마트 팩토리의 궁극적인 목적인 다품종 소량생산이 가능하도록 하는 효과가 있다.
또한, 최초 구축한 물리적인 구성에서 변경할 수 있으며, 이를 통해 공장 내외로부터 수신되는 데이터의 수직적 및 수평적 통합이 가능하도록 하는 효과가 있다.
그리고 현재 산업 현장에서 사용되는 다양한 표준을 보유한 장비들을 지원할 수 있는 OPC UA(OLE for Processing Control - Unified Architecture) 프레임 워크를 통해, 산업 전반적으로 사용되는 주요 기업들의 제품에 별도의 최적화 작업을 수행할 필요없는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예인 스마트 팩토리를 위한 CPS 시스템의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 구성인 CPS의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 구성인 IIOT 서버의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 구성인 CPS 분석기의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 구성인 모니터링부가 출력하는 화면의 예시이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 사용자의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 “…부”, “…기”, “…단”, “모듈”, “장치” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 및/또는 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
본 발명의 실시 예에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 실시 예들에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명의 실시 예에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 실시예들의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 실시예들에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 실시예들의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
본 발명의 실시 예에서, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
또한, 본 발명의 실시 예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, 본 발명의 실시 예에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명의 실시 예에서, ‘모듈’ 혹은 ‘부’는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하며, 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 복수의‘모듈’ 혹은 복수의‘부’는 특정한 하드웨어로 구현될 필요가 있는 ‘모듈’ 혹은 ‘부’를 제외하고는 적어도 하나의 모듈로 일체화되어 적어도 하나의 프로세서로 구현될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예인 스마트 팩토리를 위한 CPS 시스템의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 1을 참고하면, 스마트 팩토리를 위한 CPS(Cyber Physical Systems 이하 'CPS') 시스템은 태그(10), 노드(20), 데이터베이스(30), 모니터링부(40), 외부 시스템(50) 및 CPS(100)를 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, CPS(100)는 외부 센서를 포함하는 태그(10)로부터 태그 데이터를 수신하며, 외부 설비를 포함하는 노드(20)로부터 노드 데이터를 수신할 수 있다.
여기서 태그(10)는 외부 센서를 포함할 수 있으며, 태그 데이터는 태그(10)가 감지한 온도, 습도, 압력, 전력 등을 포함할 수 있다.
또한, 여기서 외부 센서는 온도 센서, 습도 센서, 수분 감지 센서, 공기압 센서, 유압 센서, 유온 센서, 유량 센서, 안전기 접근 센서 등 다양한 센서가 포함될 수 있다.
그리고 노드(20)는 외부 설비로서, 로봇, 액추에이터뿐만 아니라 밀링 머신, 선반, 연마기, 연삭기 등의 다양한 장치가 포함될 수 있다.
명세서 전체에서 태그(10), 노드(20), 데이터베이스(30), 모니터링부(40), 외부 시스템(50) 및 CPS(100) 간의 데이터 송수신은 유선 또는 무선 통신이 이용될 수 있다.
그리고 무선 통신의 경우, 와이파이 모듈 등과 같은 다양한 통신 모듈이 이용될 수 있다. 이때, 와이파이 모듈은 WiFi 방식으로 통신을 수행할 수 있다. 와이파이 모듈을 이용하는 경우에는 SSID 및 세션 키 등과 같은 각종 연결 정보를 먼저 송수신하여, 이를 이용하여 통신 연결한 후 각종 정보들을 송수신할 수 있다.
또한, 실내에서는 Wifi 등과 같이 ISM대역 중 잡음에 강한 것을 이용할 수 있다.
그리고 실외에서는 중단거리인 경우, 무지향성 Wifi와 지향성 Wifi를 일반적으로 사용할 수 있고, 일부 특수한 경우 CSS (Chirp Spread Spectrum) 등도 이용할 수 있다.
또한, 실외에서 중장거리이며 상용 통신 규격을 이용하는 경우에는 LTE, LTE-M, NB-IOT, Lora 등을 이용할 수 있다.
그리고 데이터베이스(30)는 CPS(100)가 수신한 태그 데이터 및 노드 데이터를 저장할 수 있다.
또한, 모니터링부(40)는 CPS(100)가 수신한 태그 데이터 및 노드 데이터를 확인할 수 있다.
그리고 모니터링부(40)는 후술할 CPS 시뮬레이션 매니저(123)가 시뮬레이션한 결과를 시각적으로 출력할 수 있다.
또한, CPS(100)는 태그 데이터 및 노드 데이터에 상응하는 제1제어 명령을 외부 시스템(50)으로 송신할 수 있다.
그리고 여기서 외부 시스템(50)의 경우, 다양한 종류의 외부 시스템을 의미하는 것이며, 하나의 외부 시스템을 의미하는 것으로 한정되는 것이 아니다.
도 2는 본 발명의 일 구성인 CPS의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 2를 참고하면, CPS(100)는 IIOT 서버(110) 및 CPS 분석기(120)를 포함할 수 있다.
IIOT 서버(110)는 OPC UA(OLE for Processing Control - Unified Architecture 이하 'OPC UA') 기반으로 구현될 수 있다.
그리고 CPS 분석기(120)는 태그 데이터 및 노드 데이터를 분석할 수 있다.
또한, CPS 분석기(120)는 태그 데이터 및 노드 데이터에 상응하도록 태그(10) 및 노드(20)를 시뮬레이션할 수 있다.
그리고 CPS 분석기(120)는 태그 데이터 및 노드 데이터에 상응하는 제1제어 명령을 생성할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 구성인 IIOT 서버의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 3을 참고하면, IIOT 서버(110)는 스마트 커넥터(111), 노드 매니저(112), API 게이트웨이(113), 태스크 매니저(114) 및 이벤트 발생 모듈(115)을 포함할 수 있다.
스마트 커넥터(111)는 태그(10) 및 노드(20)와 데이터를 송수신하는 과정에서 표준화된 하나 이상의 프로토콜을 지원할 수 있다.
이러한 스마트 커넥터(111)를 통해 태그(10) 및 노드(20)가 포함할 수 있는 각종 설비, 장치, 센서, PLC, DCS, RCU(RTU) 등의 현장 데이터를 수집하는 모든 장치들과의 통신을 위한 설정이 프로토콜마다 별도의 프로그램 없이 사용자가 쉽게 선택할 수 있으며, 이러한 선택을 자동화시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 이러한 스마트 커넥터(111)를 통해서 사설 프로토콜을 수용 가능하도록 확장할 수 있는 효과가 있다.
노드 매니저(112)는 태그(10) 및 노드(20)와의 OPC UA 통신이 수행되는 경우, 연결 및 폴링되는 세션을 제어할 수 있다.
또한, 노드 매니저(112)는 OPC UA 객체로 모델링된 장치의 측정, 상태 및 제어 값들을 통해 모델링된 노드(20)를 제어할 수 있다.
그리고 노드 매니저(112)는 CPS 노드로 정의된 값들은 CPS 분석기(120)에 송신할 수 있으며, 노드 매니저(112)가 직접 CPS 노드로 정의된 값과 상응하는 제2제어 명령을 호출할 수 있다.
또한, 노드 매니저(112)는 호출한 제2제어 명령을 노드(20), 태그(10) 및 외부 시스템(50) 중 적어도 하나로 송신할 수 있다.
API 게이트웨이(113)는 태그(10)로부터 수신한 태그 데이터 및 노드(20)로부터 수신한 노드 데이터를 외부 시스템(50)으로 송신할 수 있다.
이처럼, 외부 시스템(50)은 태그(10) 및 노드(20)에 직접 접속하지 않고 API 게이트웨이(113)를 통해 데이터를 수신할 수 있으므로, 태그(10) 및 노드(20)에서 복수의 외부 시스템(50)으로 데이터를 직접 전달할 필요가 없는 바, 시스템 연동에 따른 통신 프로그램 구축 등과 같은 별도의 비용 및 시간이 필요하지 않은 효과가 있다.
태스크 매니저(114)는 관리자가 기 입력한 제어, 설정, 조회 등을 포함하는 관리 명령을 관리할 수 있다.
보다 구체적으로, 태스크 매니저(114)는 태그 데이터 및 노드 데이터를 이용하여, 관리 명령의 우선순위를 결정할 수 있고, 우선순위에 따라 관리 명령에 상응하는 역할을 수행할 수 있다.
이벤트 발생 모듈(115)은 태그(10) 및 노드(20)로부터 수신한 태그 데이터 및 노드 데이터에 상응하는 이벤트를 발생시킬 수 있고, 발생시킨 이벤트를 관리자에게 송신할 수 있다.
여기서 이벤트는 장치의 오작동 등을 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 구성인 CPS 분석기의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 4를 참고하면, CPS 분석기(120)는 CPS 프로세스 매니저(121), 검증 확인 모듈(122), CPS 시뮬레이션 매니저(123) 및 컨디션 확인 모듈(124)을 포함할 수 있다.
CPS 프로세스 매니저(121)는 스마트 팩토리의 공정 및 속성 정보를 등록, 관리 및 수정을 수행하며, 태그(10) 및 노드(20)를 시뮬레이션하는 과정에서 필요한 정보를 저장할 수 있다.
또한, CPS 프로세스 매니저(121)는 자율적으로 공정 순서, 공정 방향, 공정 중단 및 공정 시작을 포함하는 제3제어 명령을 생성할 수 있다.
그리고 검증 확인 모듈(122)은 태그(10)로부터 수신한 태그 데이터 및 노드(20)로부터 수신한 노드 데이터의 유효 여부를 검증할 수 있다.
즉, 검증 확인 모듈(122)은 기 저장된 제1기준 값을 이용하여, 태그 데이터 및 노드 데이터의 유효 여부를 검증할 수 있다.
또한, 검증 확인 모듈(122)은 이벤트 발생 모듈(115)이 발생시킨 이벤트의 유효 여부를 검증할 수 있다.
즉, 검증 확인 모듈(122)은 기 저장된 제2기준 값을 이용하여, 이벤트 발생 모듈(115)이 발생시킨 이벤트의 유효 여부를 검증할 수 있다.
그리고 검증 확인 모듈(122)은 CPS 프로세스 매니저(121)가 생성한 제3제어 명령의 유효 여부를 검증할 수 있다.
즉, 검증 확인 모듈(122)은 기 저장된 기준 알고리즘을 이용하여, CPS 프로세스 매니저(121)가 생성한 제3제어 명령의 유효 여부를 검증할 수 있다.
여기서 기준 알고리즘은 검증 확인 모듈(122)이 기계학습을 통한 딥 러닝 또는 내외부의 인공지능(Artificial Intelligence 'AI') 모듈을 통해 생성할 수 있다.
CPS 시뮬레이션 매니저(123)는 태그 데이터 및 노드 데이터에 상응하도록 태그(10) 및 노드(20)를 시뮬레이션할 수 있다.
보다 구체적으로, CPS 시뮬레이션 매니저(123)는 태그 데이터 및 노드 데이터를 이용하여, 제품의 생산 수량의 변경, 제품 모델의 변경, 특정 공정 장애 시 우회 공정 등을 시뮬레이션할 수 있다.
여기서 태그 데이터 및 노드 데이터는 가상 데이터일 수 있다.
컨디션 확인 모듈(124)은 CPS(100)를 통해 태그(10), 노드(20) 및 외부 시스템(50) 중 적어도 하나로 송신하는 제1제어 명령, 제2제어 명령, 제3제어 명령 및 관리 명령 중 적어도 하나의 유효성을 판단할 수 있다.
또한, 컨디션 확인 모듈(124)은 제1제어 명령, 제2제어 명령, 제3제어 명령 및 관리 명령 중 적어도 하나에 대하여 유효하지 않다고 판단한 경우, 해당 명령을 송신되지 않도록 제어할 수 있다.
그리고 컨디션 확인 모듈(124)은 제1제어 명령, 제2제어 명령, 제3제어 명령 및 관리 명령 중 적어도 하나에 대하여 유효하지 않다고 판단한 경우, 판단 결과를 관리자에게 송신할 수 있다.
또한, 여기서 판단 결과는 유효하지 않는 명령이 송신되지 않았다는 결과를 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 구성인 모니터링부가 출력하는 화면의 예시이다.
도 5에 개시된 공정 리스트(A)는 수직 계층 구조로서, 모델링된 상태의 공정 Map를 통해 관리자가 쉽게 해당 공정 관제로 접근하거나, 전체 공정 Map으로 이동할 수 있도록 하여 관리자가 다양한 작업 및 모니터링을 할 수 있게 도와줄 수 있다.
상기와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 팩토리를 위한 CPS 시스템의 구성 및 동작이 이루어질 수 있으며, 한편 상기 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
본 실시 예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 태그 20: 노드
30: 데이터베이스 40: 모니터링부
50: 외부 시스템 100: CPS
110: IIOT 서버 111: 스마트 커넥터
112: 노드 매니저 113: API 게이트웨이
114: 태스크 매니저 115: 이벤트 발생 모듈
120: CPS 분석기 121: CPS 프로세스 매니저
122: 검증 확인 모듈 123: CPS 시뮬레이션 매니저
124: 컨디션 확인 모듈

Claims (9)

  1. 스마트 팩토리를 위한 CPS(Cyber Physical Systems 이하 'CPS') 시스템에 있어서,
    외부 센서를 포함하는 태그로부터 태그 데이터를 수신하며, 외부 설비를 포함하는 노드로부터 노드 데이터를 수신하며, 수신한 상기 태그 데이터 및 노드 데이터에 상응하는 제1제어 명령을 외부 시스템으로 송신하는 CPS;
    상기 CPS가 수신한 태그 데이터 및 노드 데이터를 저장하는 데이터베이스;및
    상기 CPS가 수신한 상기 태그 데이터 및 노드 데이터를 확인하는 모니터링부;
    를 포함하며,
    상기 CPS는
    OPC UA(OLE for Processing Control - Unified Architecture 이하 'OPC UA') 기반의 IIOT 서버;및
    상기 태그 데이터 및 노드 데이터를 분석하고, 상기 태그 데이터 및 노드 데이터에 상응하도록 상기 태그 및 상기 노드를 시뮬레이션하며, 상기 태그 데이터 및 노드 데이터에 상응하는 제1제어 명령을 생성하는 CPS 분석기;
    를 포함하며,
    상기 IIOT 서버는
    상기 태그 및 상기 노드와의 OPC UA 통신이 수행되는 경우, 연결 및 폴링되는 세션을 제어하며, CPS 노드로 정의된 값과 상응하는 제2제어 명령을 호출하여, 상기 노드, 상기 태그 및 상기 외부 시스템 중 적어도 하나로 송신하는 노드 매니저;및
    관리자가 기 입력한 제어, 설정 및 조회를 포함하는 관리 명령을 관리하며, 태그 데이터 및 노드 데이터를 이용하여, 관리 명령의 우선순위를 결정하고, 우선순위에 따라 관리 명령에 상응하는 역할을 수행하는 태스크 매니저;
    를 포함하고,
    상기 CPS 분석기는
    스마트 팩토리의 공정 및 속성 정보를 등록, 관리 및 수정을 수행하며, 상기 태그 및 상기 노드를 시뮬레이션하는 과정에서 필요한 정보를 저장하고, 공정 순서, 공정 방향, 공정 중단 및 공정 시작을 포함하는 제3제어 명령을 생성하는 CPS 프로세스 매니저;및
    상기 태그, 상기 노드 및 상기 외부 시스템 중 적어도 하나로 송신하는 제1제어 명령, 제2제어 명령, 제3제어 명령 및 관리 명령 중 적어도 하나의 유효성을 판단하며, 제1제어 명령, 제2제어 명령, 제3제어 명령 및 관리 명령 중 적어도 하나에 대하여 유효하지 않다고 판단한 경우, 해당 명령을 상기 태그, 상기 노드 및 상기 외부 시스템 중 적어도 하나로 송신되지 않도록 제어하는 컨디션 확인 모듈;
    을 포함하는 CPS 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 IIOT 서버는
    상기 태그 및 상기 노드와 데이터를 송수신하는 과정에서 표준화된 하나 이상의 프로토콜을 지원하는 스마트 커넥터;
    를 포함하는 CPS 시스템.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 IIOT 서버는
    상기 태그로부터 수신한 태그 데이터 및 상기 노드로부터 수신한 노드 데이터를 상기 외부 시스템으로 송신하는 API 게이트웨이;
    를 포함하는 CPS 시스템.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 CPS 분석기는
    상기 태그로부터 수신한 태그 데이터 및 상기 노드로부터 수신한 노드 데이터의 유효 여부를 검증하는 검증 확인 모듈;
    을 포함하는 CPS 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 CPS 분석기는
    상기 태그 데이터 및 노드 데이터에 상응하도록 상기 태그 및 상기 노드를 시뮬레이션하는 CPS 시뮬레이션 매니저;
    를 포함하는 CPS 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 모니터링부는
    CPS 시뮬레이션 매니저가 시뮬레이션한 결과를 시각적으로 출력하는 것을 특징으로 하는 CPS 시스템.
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