KR102172461B1 - 효율적 공장 에너지 관리 시스템을 위한 작업자 행동 데이터 수집장치 및 수집방법 - Google Patents

Abstract

이 발명은 효율적 공장 에너지 관리 시스템을 위한 작업자 행동 데이터 수집장치를 개시한다. 이 발명에 의한 공장 작업자 행동 데이터 수집장치는 공장 내부에 설치되는 복수의 카메라 센서; 카메라에서 촬영된 영상의 분석을 통해 공장 내 작업자의 위치를 분석하는 작업자 위치 분석부; 작업자 위치 분석부의 분석 결과를 일정 시간 간격을 두고 저장하는 작업자 위치 저장부; 공장 내부에 설치된 전력소비장치들의 온 오프 상태를 인지하는 전원상태 확인부; 전원상태 확인부에서 검출되는 온 오프 시간을 차례로 저장하는 온 오프 시간 저장부; 및 온 오프 시간 저장부에 저장된 온 오프 시간에 대응하는 시간대에 저장된 작업자 위치 저장부에 공장 내 사람의 위치 분석을 통해 작업자의 행동패턴을 분석하는 작업자 행동패턴 분석부; 를 포함하여 구성이 이루어질 수 있다.

Description

효율적 공장 에너지 관리 시스템을 위한 작업자 행동 데이터 수집장치 및 수집방법{Apparatus and method for collecting behavior data of person in the factory for using FEMS}

이 발명은 효율적 공장 에너지 관리 시스템을 위한 작업자 행동 데이터 수집방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공장 내부의 작업자 또는 작업관리자가 드나드는 동선과 행동 패턴을 카메라 센서와 공장 내부에 설치된 각종 전원 스위치들의 온 오프 상태와 연계하여 분석하여 공장 에너지 관리 시스템에 반영할 수 있도록 하는 효율적 공장 에너지 관리 시스템을 위한 작업자 동선 데이터 수집방법에 관한 것이다.

여러 기계나 전자적인 설비 등을 갖춘 일정 규모 이상의 공장에서 상당한 수준의 전력을 소비하고 있으며, 대부분의 공장 설비는 점차 더 현대화가 되면서 전력 사용량은 증가하는 실정이다. 이에 에너지를 사용하고 있는 사용자 측뿐만 아니라 에너지를 공급하는 공급자 및 관리 당국 등에서는 에너지의 효율적 사용을 위한 공장 에너지 관리 시스템(FEMS, Factory Energy Management System)에 대하여 여러 연구를 진행하고 있다.

이와 같은 연구의 일환으로 개발되어 대한민국 특허청에 출원 및 등록된 10-1749456호, 10-1749457호 등의 공장 에너지 관리 시스템에 관한 기술이 공개되어 있다.

한편, 공장 에너지 관리 시스템이 적용되어야 할 소정 규모를 갖는 공장은, 각각의 공장 사정은 제각각 다르겠지만, 공장시설의 안전이나 보안 등을 위해 소비되는 전력, 공장에 설비된 직접적인 가동설비의 구동에 소비되는 전력, 조명이나 냉난방 등 가동 설비가 설치된 공간 관리에 소비되는 전력, 가동 설비에는 영향을 주지 않으나 공장 내부에 있는 작업자 또는 작업관리자의 편의를 위해 소비되는 전력 등 전력의 소비 목적과 특성에 차이가 있게 된다.

또한, 공장은 상시 작업자 또는 작업관리자가 배치되어야 하는 섹터, 상시 작업자 또는 작업관리자의 배치가 있어서는 안 되는 섹터, 상시 작업자 또는 작업관리자의 배치는 필요 없으나 사람이 드나들게 되는 섹터 등으로 구분될 수 있다.

따라서 공장의 가동에 필수적으로 상시 전력이 공급이 이루어져야 할 부분 이외에 작업자 또는 작업 관리자의 주의를 통해서도 에너지를 줄일 수 있는 부분이 상당하다. 이에 에너지 관리자의 입장에서는 에너지 낭비를 줄일 수 있는 방안에 대한 홍보나 계도들을 지속적으로 요청함에도 자율적인 반영은 잘 이루어지지 못하는 경우가 많다.

대한민국특허청 등록특허공보 10-1749456호 대한민국특허청 등록특허공보 10-1812777호 대한민국특허청 등록특허공보 10-1749457호

이 발명은 목적은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해, 공장 내부의 작업자 또는 작업관리자가 드나드는 동선과 행동 패턴을 카메라 센서와 공장 내부에 설치된 각종 스위치들을 연계하여 분석하여 공장 에너지 관리 시스템에 반영할 수 있도록 하는 효율적 공장 에너지 관리 시스템을 위한 작업자 행동 데이터 수집장치 및 방법에 관한 것이다.

전술한 바와 같은 발명의 목적 달성을 위해 이 출원발명은 다음과 같이 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 효율적 공장 에너지 관리 시스템을 위한 작업자 행동 데이터 수집장치는 공장 내부에 설치되는 복수의 카메라 센서; 카메라에서 촬영된 영상의 분석을 통해 공장 내 작업자의 위치를 분석하는 작업자 위치 분석부; 작업자 위치 분석부의 분석 결과를 일정 시간 간격을 두고 저장하는 작업자 위치 저장부; 공장 내부에 설치된 전력소비장치들의 온 오프 상태를 인지하는 전원상태 확인부; 전원상태 확인부에서 검출되는 온 오프 시간을 차례로 저장하는 온 오프 시간 저장부; 및 온 오프 시간 저장부에 저장된 온 오프 시간에 대응하는 시간대에 저장된 작업자 위치 저장부에 공장 내 사람의 위치 분석을 통해 작업자의 행동패턴을 분석하는 작업자 행동패턴 분석부; 를 포함하여 구성이 이루어질 수 있다.

이 발명의 실시 예에 따른 효율적 공장 에너지 관리 시스템을 위한 작업자 행동 데이터 수집장치에서 작업자 행동패턴 분석부는 온 오프 시간 저장부에 저장된 특정 온 오프 시간을 기준으로 사전에 설정된 일정 시간 이전부터의 행동을 분석하도록 설정될 수 있다.

이 발명의 실시 예에 따른 효율적 공장 에너지 관리 시스템을 위한 작업자 행동 데이터 수집장치에서 작업자 행동패턴 분석부에서는 일정 시간 간격으로 1명 이상의 작업자가 위치하는 구역의 빈도 분석과 1명 이상의 작업자의 동선 분석을 통해 작업자의 행동패턴을 분석하도록 설정될 수 있다.

이 발명의 실시 예에 따른 효율적 공장 에너지 관리 시스템을 위한 작업자 행동 데이터 수집장치에서 작업자 위치 저장부는 온 오프 시간 저장부에 저장되는 공장 내 특정 전력소비장치의 온 오프 상태를 단위별로 저장되도록 설정될 수 있다.

이 발명의 실시 예에 따른 효율적 공장 에너지 관리 시스템을 위한 작업자 행동 데이터 수집장치에서 작업자 위치 분석부는 복수의 카메라에서 촬영된 영상의 합성 분석을 통해 공장 내부의 전체구역 또는 단위 구역별로 작업자의 위치가 하나의 프레임 상에 처리되도록 구성될 수 있다.

이 발명의 다른 양태에 따른 효율적 공장 에너지 관리 시스템을 위한 작업자 행동 데이터 수집방법은 공장 내부에 설치된 복수의 카메라에서 촬영된 영상의 분석을 통해 공장 내 작업자의 위치를 분석하는 작업자 위치 분석단계; 작업자 위치 분석단계에서 분석된 결과를 저장하는 작업자 위치 분석결과 저장단계; 공장 내부에 설치된 전력소비장치들의 전원상태를 인지하고 특정 전력소비장치의 전원이 온 오프 된 상황을 시간 순으로 저장하는 단계; 및 특정 전력소비장치의 전원이 온 오프 된 시간대에 대응하는 시간대의 공장 내 사람의 위치 분석을 통해 작업자의 행동패턴을 분석하는 작업자 행동패턴 분석단계; 를 포함하여 이루어질 수 있다.

이 발명에 따른 효율적 공장 에너지 관리 시스템을 위한 작업자 행동 데이터 수집장치 및 방법에 의하면 공장 내부를 촬영하는 카메라와 전력소비장치의 온 오프 상태를 기초하여 공장 내 작업자들의 행동패턴 분석을 하게 되면 관리자의 육안에 의한 분석에 비하여 보다 객관적이고 정확한 분석이 가능하여 공장 내 전력소비장치들에서 소비되는 전력을 효율적으로 관리하는 데 유용하게 사용될 수 있는 장점이 있다.

도1은 이 발명의 일 실시예에 따른 공장 작업자 행동 데이터 수집장치의 대략적인 구성도.
도2는 이 발명의 일 실시예에 따른 공장 내 작업자의 위치 빈도를 설명하기 위한 영상 프레임의 예를 보인 도면.
도3은 이 발명의 일 실시예에 따른 공장 내 작업자의 동선을 설명하기 위한 영상 프레임의 예를 보인 도면.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하면서 이 발명에 따른 효율적 공장 에너지 관리 시스템을 위한 작업자 행동 데이터 수집장치 및 방법에 대하여 구체적으로 설명한다.

도1은 이 발명의 일 실시예에 따른 효율적 공장 에너지 관리 시스템을 위한 작업자 행동 데이터 수집장치의 구성을 설명하기 위해 대략적으로 도시된 구성도이며, 도2는 이 발명의 일 실시예에 따른 효율적 공장 에너지 관리 시스템을 위한 작업자 행동 데이터 수집장치에서 분석된 공장 내 작업자의 위치 빈도를 보인 프레임의 예이며, 도3은 이 발명의 일 실시예에 따른 효율적 공장 에너지 관리 시스템을 위한 작업자 행동 데이터 수집장치에서 분석된 공장 내 작업자의 동선을 보인 프레임의 예이다

이 발명에 따른 효율적 공장 에너지 관리 시스템을 위한 작업자 행동 데이터 수집장치(100, 이하에서는 공장 작업자 행동 데이터 수집장치로 약칭할 수 있다)는 도1에서 바와 같이 공장 내부에 설치되는 복수의 카메라(110), 카메라(110)에서 촬영된 영상의 분석을 통해 공장 내 작업자의 위치를 분석하는 작업자 위치 분석부(120), 작업자 위치 분석부(120)의 분석 결과를 일정 시간 간격을 두고 저장하는 작업자 위치 저장부(130), 공장 내부에 설치된 전력소비장치(200)들의 온 오프 상태를 인지하는 전원상태 확인부(140), 전원상태 확인부(140)에서 검출되는 온 오프 시간을 차례로 저장하는 온 오프 시간 저장부(150) 및 온 오프 시간 저장부(150)에 저장된 온 오프 시간에 대응하는 시간대에 저장된 작업자 위치 저장부(130)에 공장 내 사람의 위치 분석을 통해 작업자의 행동패턴을 분석하는 작업자 행동패턴 분석부(160)를 포함하여 구성이 이루어질 수 있다.

이 발명에 따른 공장 작업자 행동 데이터 수집장치(100)에서 카메라(110)는 공장의 면적이나 형태 등에 따라 복수로 설치될 수 있다. 한편, 복수의 카메라(110)에서 촬영된 영상들이 공장 내부 전체가 하나의 프레임 상에 처리되도록, 또는 공장의 면적이 넓거나 다른 이유로 인하여 단위 구역별로 하나의 프레임으로 처리가 되도록 구성될 수 있다. 이를 위해 다수의 카메라(110)에서 촬영되는 영상들은 영상 합성 과정을 통해서 공장 내부 전체구역이 하나의 프레임에 표시되도록 하거나 단위 구역별로 하나의 프레임에 표시되도록 구성될 수 있다.

작업자 위치 분석부(120)에서는 전술한 복수의 카메라(110)에서 촬영된 영상을 분석하여 작업자의 위치를 파악하고, 일정 시간 간격을 두고 해당 작업자의 위치를 작업자 위치 저장부(130)에 기록하도록 구성된다.

한편, 공장 작업자 행동 데이터 수집장치(100)에서 사용되는 카메라(110)는 CCD 카메라, 적외선 카메라, 자외선 카메라 등이 적용될 수 있으며, 작업자의 위치를 분석하여 파악할 수 있는 형태의 다른 특수 카메라도 적용될 수 있을 것이다.

공장 내 작업자의 위치 분석 과정에는 카메라(110)에서 촬영된 영상에 기초하여 작업자의 위치를 인지할 수 있는 휴대폰을 포함한 개인이 휴대할 수 있는 위치감지수단에서 감지되는 위치를 반영될 수 있다. 또한, 공장 작업자 행동패턴 분석을 위해서 일정 기간 작업자들의 신체 등에 부착할 수 있는 칩이 사용될 수도 있다. 작업자의 위치정보는 각종 통신 수단에 의해서 작업자 위치 분석부(120)에 송신되도록 구축될 수 있다.

도2는 이 발명에 따른 작업자 위치 분석부(120)에 의해서 분석되어 작업자 위치 저장부(130)에 기록되는 영상 프레임의 한 예를 보인 것이다. 도2에서 보이는 바와 같이 작업자 위치 저장부(130)에 기록되는 영상 프레임(310)에는 설정된 시간 간격을 두고 일정 시간대(예를 들어, 오전 10시 00분 ~ 10시 10분)에 공장 내부 전체구역 또는 특정 단위 구역 내에 작업자가 위치되었던 상태를 빈도로 보인 것이다.

도 3은 이 발명에 따른 작업자 위치 분석부(120)에 의해서 분석되어 작업자 위치 저장부(130)에 기록되는 영상 프레임의 한 예를 보인 것이다. 도3에서 보이는 같이 작업자 위치 저장부(130)에 기록되는 영상 프레임(320)에는 설정된 시간 간격을 두고 일정 시간대(예를 들어, 오전 10시 00분 ~ 10시 10분)에 공장 내부 전체구역 또는 특정 단위 구역 내에 특정 작업자 또는 복수의 특정 작업자가 움직인 동선을 보인 것이다.

물론, 복수의 카메라(110)에서 촬영된 영상은 원본 상태의 동영상으로 또는 압축된 상태의 동영상으로도 저장될 수 있을 것이다.

공장 작업자 행동 데이터 수집장치(100)가 적용되는 공장 내에는 여러 형태의 전력소비장치(200)가 설치될 수 있다. 공장의 목적에 따라 다르겠지만, 공장의 가동에 필수적으로 전력소비가 필요한 장치, 공장 내부를 조명하는데 필요한 장치, 공장 시설의 경비나 관리에 전력소비가 이루어지는 장치, 공장 내 작업자의 편의를 위해 사용되는 장치 등이 있을 수 있다.

공장 작업자 행동 데이터 수집장치(100)의 전원상태 확인부(140)는 전술한 바와 같이 공장 내부에 설치되어 전력소비가 이루어지는 전력소비장치(200)들의 전원이 온 또는 오프되는 상태를 인지하기 위한 것이다. 전원상태 확인부(140)는 공장 내부에 하나 또는 그 이상 설치될 수 있으며, 각각의 전력소비장치(200)에 일체로 마련될 수도 있을 것이다.

전술한 전원상태 확인부(140)에서 확인된 각 전력소비장치(200)가 온 또는 오프 작동된 상태는 시계열적으로 온 오프 시간 저장부(150)에 기록된다.

한편, 공장 작업자 행동 데이터 수집장치(100)의 작업자 행동패턴 분석부(160)에서는 온 오프 시간 저장부(150)에 기록된 시간대에 대응하는 시간에 작업자 위치 저장부(130)에 기록된 작업자 위치 데이터를 불러들여 특정 전력소비장치(200)의 온 오프 시에 해당하는 작업자의 행동패턴을 분석한다. 작업자 행동패턴 분석부(160)에서의 분석은 실시간으로 처리될 수도 있지만, 바람직하게는 관리자의 선택과 지시에 의해 분석이 필요한 구간에서 이루어지도록 설정될 수도 있다. 또한, 일정 시간이 경과한 후에 일정 시간 간격을 두고 분석이 이루어지도록 설정될 수도 있다.

특히, 작업자의 행동패턴을 분석하는 과정에서 온 오프 시간 저장부(150)에 기록된 특정 시간의 분석이 요청되면, 작업자 행동패턴 분석부(160)에서는 분석이 요청된 특정 시간(특정 전력소비장치의 온 오프가 이루어진 때)을 기준으로 사전에 설정된 일정 시간 이전부터의 작업자 행동패턴 분석이 이루어지도록 구성될 수 있다.

또한, 공장 작업자 행동 데이터 수집장치(100)의 작업자 행동패턴 분석부(160)에서는 일정 시간 간격으로 작업자 또는 복수의 작업자들이 위치하는 구역의 빈도 분석과 작업자 또는 작업자들의 동선 분석을 통해서 작업자들의 행동패턴을 분석하도록 설정될 수 있다. 이와 같은 작업자 행동패턴 분석부(160)에서의 작업자 행동분석은 작업자 위치 저장부(130)에 기록되어 있는 작업자 위치 빈도 영상 프레임 및 작업자 동선 영상 프레임들의 시간순으로 분석하는 과정을 통해서 이루어진다.

한편, 작업자 위치 저장부(130)에 저장되는 영상은 특정 전력소비장치(200)의 온 오프 작동할 때는 하나의 단위로 하여 저장될 수 있도록 설정될 수도 있다. 또한, 특정 전력소비장치(200)가 온(On) 된 구간 동안의 작업자 행동패턴 분석을 위한 설정과, 특정 전력소비장치(200)가 오프(Off) 된 구간 동안의 작업자 행동패턴 분석을 위한 설정이 선택적으로 이루어지도록 구성될 수도 있다.

전술한 바와 같이 구성되는 효율적 공장 에너지 관리 시스템을 위한 작업자 행동 데이터 수집장치(100)는 다음의 단계를 통해서 작동하도록 설정될 수 있다.

우선, 작업자 위치 분석단계에서 공장 내부에 설치된 복수의 카메라(110)에서 촬영된 영상의 분석을 통해 공장 내 작업자의 위치를 분석하고, 작업자 위치 분석결과 저장단계에서 분석된 작업자들의 위치가 저장된다.

그리고 공장 내부에 설치된 전력소비장치들의 전원상태를 인지하고 특정 전력소비장치의 전원이 온 오프 된 상태가 발생한 상황을 시계열적으로 저장하게 된다.

공장 작업자 행동 데이터 수집장치(100)의 작업자 행동패턴 분석부(160)에서는 특정 전력소비장치(200)의 전원이 온 오프 된 시간대에 대응하는 시간대의 공장 내 사람의 위치 분석을 통해 작업자의 행동패턴을 분석하는 하게 된다.

위와 같은 장치와 방법에 의해서 분석된 공장 내 작업자의 행동패턴은 공장 내에 설치되어 있는 전력소비장치와 연계된 분석결과로서 공장의 에너지 효율을 개선하는 과정에서 객관적인 데이터로 사용될 수 있다.

이상에서는 첨부된 도면들을 참조하면서 이 발명의 실시 예에 따른 효율적 공장 에너지 관리 시스템을 위한 작업자 행동 데이터 수집장치 및 방법에 대하여 설명하였다. 이러한 실시 예들은 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술 사상에 포함되는 것이다. 또한, 전술한 실시 예들은 예시적인 것에 불과한 것으로 한정 해석해서는 안될 것이다.

100 : 공장 작업자 행동 데이터 수집장치
110 : 카메라 120 : 작업자 위치 분석부
130 : 작업자 위치 저장부 140 : 전원상태 확인부
150 : 온 오프 시간 저장부 160 : 작업자 행동패턴 분석부

Claims (6)

1. 공장 내부에 설치되는 복수의 카메라;
   상기 카메라에서 촬영된 영상의 분석을 통해 공장 내 작업자의 위치를 분석하되 상기 복수의 카메라에서 촬영된 영상의 합성 분석을 통해 공장 내부의 전체구역 또는 단위 구역별로 1명 이상의 작업자의 위치가 공장 내 특정 전력소비장치의 위치와 비교되도록 하나의 영상 프레임 상에 처리되도록 설정되는 작업자 위치 분석부;
   상기 작업자 위치 분석부의 분석 결과를 일정 시간 간격을 두고 저장하되 상기 특정 전력소비장치의 온 오프 상태와 연계하여 저장하도록 설정되는 작업자 위치 저장부;
   공장 내부에 설치된 전력소비장치들의 온 오프 상태를 인지하는 전원상태 확인부;
   상기 전원상태 확인부에서 검출되는 온 오프 시간을 차례로 저장하는 온 오프 시간 저장부; 및
   상기 온 오프 시간 저장부에 저장된 온 오프 시간에 대응하는 시간대에 저장된 작업자 위치 저장부에 공장 내 사람의 위치 분석을 통해 작업자의 행동패턴을 분석하는 작업자 행동패턴 분석부; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 효율적 공장 에너지 관리 시스템을 위한 작업자 행동 데이터 수집장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 작업자 행동패턴 분석부는 상기 온 오프 시간 저장부에 저장된 특정 온 오프 시간을 기준으로 사전에 설정된 일정 시간 이전부터의 행동을 분석하는 것을 특징으로 하는 효율적 공장 에너지 관리 시스템을 위한 작업자 행동 데이터 수집장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 작업자 행동패턴 분석부에서는 일정 시간 간격으로 1명 이상의 작업자가 위치하는 구역의 빈도 분석과 상기 1명 이상의 작업자의 동선 분석을 통해 작업자의 행동패턴을 분석하는 것을 특징으로 하는 효율적 공장 에너지 관리 시스템을 위한 작업자 행동 데이터 수집장치.
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