KR102260878B1 - Smart factory monitoring and control system - Google Patents

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Abstract

본 발명은 팩토리의 임의의 공정 설비 중 일부 설비를 감시하고 데이터를 수집하여 관리하는 복수의 엣지노드; 및 상기 복수의 엣지노드와 연결되어 수집한 데이터를 전달받아 취합하여 공정 설비의 전부를 감시하고 데이터를 수집하는 메인노드;를 포함하고, 상기 엣지노드는 상기 엣지노드와 상기 메인노드의 연결구조를 그대로 갖는 하위 엣지노드와 하위 메인노드로 구성되되, 상기 메인노드에 복수의 상기 엣지노드가 연결된 연결구조를 포함하는 복수의 상위 엣지노드; 및 상기 엣지노드와 상기 메인노드 간의 연결구조를 그대로 갖는 상기 상위 엣지노드에 연결된 상위 메인노드;를 포함하여 프랙탈 구조로 네트워킹함으로써 설비 및 공장 관리 시스템의 장애 대응능력을 제고할 수 있는 효과가 있다.The present invention includes a plurality of edge nodes that monitor some of the factory's arbitrary process equipment and collect and manage data; and a main node that is connected to the plurality of edge nodes and receives and collects collected data to monitor all of the process equipment and collect data; the edge node includes a connection structure between the edge node and the main node. a plurality of upper edge nodes comprising a lower edge node and a lower main node having it as it is, and including a connection structure in which a plurality of the edge nodes are connected to the main node; and an upper main node connected to the upper edge node having the connection structure between the edge node and the main node as it is; by networking in a fractal structure, including, there is an effect that can improve the failure response capability of the facility and factory management system.

Description

스마트 팩토리 모니터링 및 제어 시스템{SMART FACTORY MONITORING AND CONTROL SYSTEM}SMART FACTORY MONITORING AND CONTROL SYSTEM

본 발명은 스마트 팩토리 모니터링 및 제어 시스템에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 메인노드와 엣지노드를 프랙탈 구조로 네트워킹시키고 클라우드 및 엣지(Edge) 컴퓨팅 기술을 활용하여 각 다른 지역에 있는 설비를 원격지에서 실시간으로 신속하게 분석 및 감시를 통해 제어할 수 있는 스마트 팩토리 모니터링 및 제어 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a smart factory monitoring and control system, and more particularly, by networking the main node and the edge node in a fractal structure, and utilizing cloud and edge computing technology to remotely control facilities in different regions in real time. It relates to a smart factory monitoring and control system that can be quickly controlled through analysis and monitoring.

현재 많은 기업에서 도입하고 있는 클라우드 기반 스마트 팩토리는 중앙집중형 방식으로 각 공장 및 설비에서 생성되는 데이터가 중앙에 있는 클라우드 시스템에 수집되며, 데이터를 분석하여 공장 및 설비의 효율을 높이고 있다.The cloud-based smart factory, which is currently being introduced by many companies, is a centralized method in which data generated by each factory and facility is collected in a central cloud system, and the data is analyzed to increase the efficiency of the factory and facilities.

하지만, 이러한 방법은 데이터 전송을 위한 과도한 네트워크 트래픽을 발생시키고, 초당 30번씩 계측하는 raw 데이터 예를 들어, 보일러 온도, 발전기/터빈속도, 오일 유속, 습도 등의 데이터와 같은 불필요한 데이터 수집으로 인해 비효율적인 저장공간 활용, 공장이나 설비로부터 떨어진 원격지에서 데이터 분석 및 제어를 하기 때문에 높은 지연(High Latency)을 발생시키는 문제점이 있다.However, this method generates excessive network traffic for data transmission and is inefficient due to unnecessary data collection such as raw data measured 30 times per second, for example, data such as boiler temperature, generator/turbine speed, oil flow rate, and humidity. There is a problem in that high latency occurs because data analysis and control are performed at a remote location away from the factory or facility by utilizing the phosphorus storage space.

또한, 클라우드 시스템에 클라우드 시스템에 장애가 발생할 경우 전체 시스템에 장애가 전파되어 손해가 발생할 가능성이 높은 문제점이 있다.In addition, when a failure occurs in the cloud system in the cloud system, there is a problem in that the failure is propagated to the entire system and damage is highly likely.

대한민국 공개특허공보 제10-2018-0052930호(2018.05.21)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2018-0052930 (2018.05.21)

상술한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 메인노드와 엣지노드를 프랙탈 구조로 네트워킹시키고 클라우드 및 엣지(Edge) 컴퓨팅 기술을 활용하여 각 다른 지역에 있는 설비를 원격지에서 실시간으로 신속하게 분석 및 감시할 수 있는 스마트 팩토리 모니터링 및 제어 시스템을 제공하는데 목적이 있다.In order to solve the above problems, the present invention can network the main node and the edge node in a fractal structure and use cloud and edge computing technology to quickly analyze and monitor facilities in different regions in real time from a remote location. It aims to provide a smart factory monitoring and control system.

상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 팩토리의 임의의 공정 설비 중 일부 설비를 감시하고 데이터를 수집하여 관리하는 복수의 엣지노드; 및 상기 복수의 엣지노드와 연결되어 수집한 데이터를 전달받아 취합하여 공정 설비의 전부를 감시하고 데이터를 수집하는 메인노드;를 포함하고, 상기 엣지노드는 상기 엣지노드와 상기 메인노드의 연결구조를 그대로 갖는 하위 엣지노드와 하위 메인노드로 구성되되, 상기 메인노드에 복수의 상기 엣지노드가 연결된 연결구조를 포함하는 복수의 상위 엣지노드; 및 상기 엣지노드와 상기 메인노드 간의 연결구조를 그대로 갖는 상기 상위 엣지노드에 연결된 상위 메인노드;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a plurality of edge nodes that monitor some of the factory's arbitrary process equipment and collect and manage data; and a main node that is connected to the plurality of edge nodes and receives and collects collected data to monitor all of the process equipment and collect data; the edge node includes a connection structure between the edge node and the main node. a plurality of upper edge nodes comprising a lower edge node and a lower main node having it as it is, and including a connection structure in which a plurality of the edge nodes are connected to the main node; and an upper main node connected to the upper edge node having a connection structure between the edge node and the main node as it is.

바람직하게, 상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 상기 상위 메인노드, 상기 상위 엣지노드, 상기 메인노드, 엣지노드, 상기 하위 메인노드, 및/또는 상기 하위 엣지노드는 운영중인 상기 설비에 대한 데이터를 수집하는 데이터 수집부; 상기 데이터 수집부가 수집한 데이터에 따라 설비를 감시하고 제어하는 설비감시&제어부; 상기 데이터 수집부가 수집한 데이터 중, 중복된 데이터, 또는 에러데이터에 해당하는 불필요한 데이터를 필터링하는 데이터 정제부; 노드간 네트워크 통신을 위한 하트비트(Heartbeat) 신호를 제공하고, 통신장애 여부를 판단하는 노드 하트비트부; 상기 노드간 수집한 데이터를 송수신하는 데이터 송수신부; 및 상기 노드간 수집한 데이터를 동기화시키는 데이터 동기화부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, in order to achieve the above object, the upper main node, the upper edge node, the main node, the edge node, the lower main node, and/or the lower edge node of the present invention are data on the operating facility. data collection unit to collect; a facility monitoring & control unit for monitoring and controlling facilities according to the data collected by the data collection unit; a data refiner for filtering unnecessary data corresponding to duplicate data or error data among the data collected by the data collecting unit; a node heartbeat unit that provides a heartbeat signal for network communication between nodes and determines whether there is a communication failure; a data transceiver for transmitting and receiving data collected between the nodes; and a data synchronization unit for synchronizing the data collected between the nodes.

본 발명에 따른 스마트 팩토리 모니터링 및 제어 시스템은 프랙탈 구조로 네트워킹되어 있어, 엣지 컴퓨팅을 활용한 실시간성을 강화시킬 수 있는 효과가 있고, 설비 및 공장 관리 시스템의 장애 대응능력을 제고할 수 있는 효과가 있고, 각 지역에서 데이터 정제(불필요한 데이터 제거)를 통한 네트워크 트래픽 감소를 통해 데이터 지연을 해소할 수 있는 효과가 있으며, 엣지 컴퓨팅 파워를 이용한 데이터 암호화 전송을 통한 데이터 보안을 강화할 수 있는 효과가 있다.Since the smart factory monitoring and control system according to the present invention is networked in a fractal structure, it has the effect of enhancing real-time performance using edge computing, and has the effect of improving the failure response capability of the facility and factory management system. There is an effect that data delay can be solved by reducing network traffic through data purification (removal of unnecessary data) in each region, and data security can be strengthened through data encryption transmission using edge computing power.

도 1은 본 발명에 따른 스마트 팩토리 모니터링 및 제어 시스템에서 메인노드와 엣지노드의 연결 상태도이다.
도 2는 본 발명에 따른 스마트 팩토리 모니터링 및 제어 시스템의 임의의 엣지노드 내부의 구조도 이다.
도 3은 본 발명에 따른 스마트 팩토리 모니터링 및 제어 시스템의 메인노드에 의한 데이터 동기화를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 스마트 팩토리 모니터링 및 제어 시스템의 엣지노드 장애 발생시 다른 엣지노드에 의한 역할수행을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 스마트 팩토리 모니터링 및 제어 시스템의 메인노드와 엣지노드의 내부 블록도 이다.1 is a connection state diagram of a main node and an edge node in a smart factory monitoring and control system according to the present invention.
2 is a structural diagram of an arbitrary edge node of the smart factory monitoring and control system according to the present invention.
3 is a view for explaining data synchronization by the main node of the smart factory monitoring and control system according to the present invention.
4 is a view for explaining the role performance by another edge node when an edge node failure occurs in the smart factory monitoring and control system according to the present invention.
5 is an internal block diagram of a main node and an edge node of the smart factory monitoring and control system according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 스마트 팩토리 모니터링 및 제어 시스템에 대해 설명한다.Hereinafter, a smart factory monitoring and control system according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 스마트 팩토리 모니터링 및 제어 시스템의 네트워킹된 상태를 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a networked state of a smart factory monitoring and control system according to the present invention.

도 1 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 스마트 팩토리 모니터링 및 제어 시스템은 메인노드(100)와 해당 메인노드(100)에 연결된 복수의 엣지노드(200)로 구성된다.As shown in FIG. 1 , the smart factory monitoring and control system according to the present invention is composed of a main node 100 and a plurality of edge nodes 200 connected to the corresponding main node 100 .

상기 메인노드(100)는 팩토리 전체를 관리하고, 상기 엣지노드(200)는 팩토리의 특정 구역(District)을 관리한다.The main node 100 manages the entire factory, and the edge node 200 manages a specific district of the factory.

예를 들어, 특정 제품을 생산하는 공장이 조립공정, 검수공정, 및 포장공정을 거쳐 제품을 생산한다고 할 때, 상기 엣지노드(200)는 조립장비, 검수장비, 포장장비를 관리하는 노드일 수 있고, 상기 메인노드(100)는 상기 조립장비, 검수장비, 포장장비를 관리하는 복수의 상기 엣지노드(200)들과 연결되어 특정 제품을 생산하는 공장 전체를 관리하는 노드일 수 있다.For example, when a factory producing a specific product produces a product through an assembly process, an inspection process, and a packaging process, the edge node 200 may be a node that manages assembly equipment, inspection equipment, and packaging equipment. In addition, the main node 100 may be a node that manages the entire factory that is connected to a plurality of the edge nodes 200 that manage the assembly equipment, inspection equipment, and packaging equipment.

상기 메인노드(100)와 상기 엣지노드(200)는 상위, 하위, 등 배치된 깊이에 따라 팩토리, 팩토리 구역, 장비, 장비부분의 메인노드와 엣지노드일 수 있다.The main node 100 and the edge node 200 may be the main node and the edge node of the factory, the factory area, the equipment, and the equipment part according to the upper, lower, etc. arrangement depth.

복수의 상기 엣지노드(200)는 상기 메인노드(100)에 네트워킹 가능하도록 네트워크로 연결되고, 다른 엣지노드들과도 네트워킹 가능하도록 네트워크 연결되어 있다.A plurality of the edge nodes 200 are network-connected to the main node 100 so as to be networkable, and network-connected to other edge nodes as well.

상기 엣지노드(200)는 도 2에 도시된 바와 같이, 도 1에 도시된 바와 같은 하위 메인노드(110)와 상기 하위 메인노드(110)에 연결된 복수의 하위 엣지노드(120)로 구성될 수 있다.As shown in FIG. 2, the edge node 200 may be composed of a lower main node 110 as shown in FIG. 1 and a plurality of lower edge nodes 120 connected to the lower main node 110. have.

또한, 도 1의 상기 메인노드(100)와 해당 메인노드(100)에 연결된 복수의 엣지노드(200)로 구성된 스마트 팩토리의 연결 구조는 상위 엣지노드들 중 어느 하나의 상위 엣지노드(2) 내부 구성일 수 있다.In addition, the connection structure of the smart factory consisting of the main node 100 and a plurality of edge nodes 200 connected to the main node 100 in FIG. 1 is the upper edge node 2 of any one of the upper edge nodes. can be configuration.

즉, 본 발명에 따른 저지연 스마트 팩토리는 하위 엣지노드(120)를 확대해 보면 메인노드(100)와 엣지노드(200)로 구성된 전체 구조와 유사한 형태를 끊임없이 반복하고 있는 프랙탁 구조로 이루어져 있는 것이 바람직하다.In other words, the low-latency smart factory according to the present invention has a fractak structure that constantly repeats a shape similar to the overall structure consisting of the main node 100 and the edge node 200 when the lower edge node 120 is enlarged. it is preferable

예를 들어, 상기 엣지노드(200)가 특정지역에 있는 어느 하나의 팩토리(factory)에 해당할 경우, 도 2에 도시된 바와 같이 하위 엣지노드(220)는 상기 팩토리의 특정 구역에 해당할 수 있으며, 상기 하위 엣지노드(210)가 최종 하위 엣지노드인 경우 특정 구역의 장비(F)에 해당할 수 있다.For example, when the edge node 200 corresponds to any one factory in a specific area, the lower edge node 220 may correspond to a specific area of the factory as shown in FIG. 2 . And, when the lower edge node 210 is the final lower edge node, it may correspond to the equipment F of a specific area.

또한, 상기 하위 엣지노드(220)가 최종 하위 엣지노드가 아닌 경우, 상기 하위 엣지노드(120) 내부에는 또 다른 프랙탈 구조의 메인노드와 엣지노드로 구성된 네트워킹 환경이 구성되어 상기 장비(F)의 특정 부분을 감시하여 데이터를 수집할 수도 있다.In addition, when the lower edge node 220 is not the final lower edge node, a networking environment composed of a main node and an edge node of another fractal structure is configured inside the lower edge node 120, so that the equipment (F) It is also possible to collect data by monitoring a specific part.

한편, 복수의 상기 상위 엣지노드(2)는 도시되지 않은 상위 메인노드에 연결되어 수집한 데이터를 전달하고 동기화 한다.On the other hand, the plurality of upper edge nodes (2) are connected to an upper main node (not shown) to transmit and synchronize the collected data.

이때, 상기 엣지노드(200)와 상기 메인노드(100)를 중심으로 상위 하위 각각 하나의 레벨에 해당되는 노드가 존재하는 것으로 기재하고 있지만, 공장의 규모 그에 다른 설비의 규모에 따라 그 상의 레벨에 해당되는 엣지노드와 메인노드가 존재할 수도 있다.At this time, it is described that there is a node corresponding to one level of each of the upper and lower levels centered on the edge node 200 and the main node 100, but depending on the size of the factory and the scale of other facilities, it is at the level above it. Corresponding edge nodes and main nodes may exist.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 스마트 팩토리 모니터링 및 제어 시스템은 상기 하위 엣지노드(120) 내부가 또 다른 메인노드와 엣지노드 구성된 프랙탈 구조를 가짐으로써, 동일한 설계 및 시스템을 말단(설비)부터 전사(모든 공장)까지 적용이 가능해 단일설계 적용이 가능하다.As described above, the smart factory monitoring and control system according to the present invention has a fractal structure in which the lower edge node 120 is composed of another main node and an edge node, thereby transferring the same design and system from the end (facility) ( It can be applied to all factories), so a single design can be applied.

또한, 본 발명에 따른 스마트 팩토리 모니터링 및 제어 시스템은 프랙탈 구조를 가짐으로써 좀 더 세분화하여 설비별로 사기 엣지노드(200)를 설치할 수 있어 정밀한 제어나 모니터링을 통한 관리가 가능하다.In addition, the smart factory monitoring and control system according to the present invention can be more subdivided by having a fractal structure, and the fraud edge node 200 can be installed for each facility, so that it can be managed through precise control or monitoring.

즉, 본 발명에 따른 스마트 팩토리 모니터링 및 제어 시스템은 중앙에서 위치한 메인노드(100)의 컴퓨팅 파워를 이용해 연산을 처리하는 클라우드 컴퓨팅 기술과 상기 메인 노드 주변으로 연결된 사용자의 기기 혹은 가까운 장비에 해당하는 엣지노드(200)의 컴퓨팅 파워를 이용해 연산을 처리하는 엣지 컴퓨팅 기술을 활용한 스마트 팩토리 기술에 관한 것이다.That is, the smart factory monitoring and control system according to the present invention includes cloud computing technology that processes calculations using the computing power of the centrally located main node 100 and the edge corresponding to the user's device or nearby equipment connected around the main node. It relates to a smart factory technology utilizing edge computing technology that processes calculations using the computing power of the node 200 .

한편, 상기 메인노드(100)는 해당 메인노드(100)에 연결된 엣지노드(200)의 상태를 확인하고, 상기 엣지노드(200)들로부터 해당 엣지노드(200)가 수집한 설비감시데이터 및 제어 데이터를 수집한다.On the other hand, the main node 100 checks the state of the edge node 200 connected to the main node 100, and the equipment monitoring data and control collected by the edge node 200 from the edge nodes 200. Collect data.

또한, 상기 메인노드(100)는 일정 시간 단위로 서버의 상태를 점검하기 위해 보내는 특정 신호인 하트비트(Heartbeat) 신호로 주변의 메인노드(100)와 통신을 수행한다.In addition, the main node 100 communicates with the surrounding main node 100 with a heartbeat signal, which is a specific signal that is sent to check the status of the server in units of a predetermined time.

또한, 상기 메인노드(100)는 도 3에 도시된 바와 같이 사방으로 연결된 복수의 엣지노드(200)들로부터 모니터링된 데이터와 제어데이터를 수신하여 데이터를 1분마다 동기화하고, 복수의 상기 엣지노드(200)들로부터 수신한 데이터들에 대해 중복된 데이터, 또는 에러데이터 등 불필요한 데이터를 필터링 한다.In addition, as shown in FIG. 3 , the main node 100 receives monitored data and control data from a plurality of edge nodes 200 connected in all directions, synchronizes the data every minute, and a plurality of the edge nodes For the data received from 200, unnecessary data such as duplicate data or error data is filtered.

상기 메인노드(100)가 데이터를 필터링하는 것은 동일 레벨의 다른 메인노드 또는 상위 레벨의 메인노드로 수집한 데이터를 전송할 때, 네트워크에 트래픽이 발생하는 것을 방지하기 위한 것이다.The main node 100 filters data to prevent traffic from occurring in the network when the collected data is transmitted to another main node at the same level or to a main node at a higher level.

한편, 상기 엣지노드(200)는 팩토리의 최종단에 설비(F)를 감시하고 제어함으로써 설비에 대한 감시데이터 및 제어데이터를 수집한다.On the other hand, the edge node 200 collects monitoring data and control data for the facility by monitoring and controlling the facility (F) at the final stage of the factory.

또한, 상기 엣지노드(200)는 설비(F)로부터 수신한 데이터들에 대해 중복된 데이터, 또는 에러데이터 등 불필요한 데이터를 필터링 한다.In addition, the edge node 200 filters unnecessary data, such as duplicate data or error data, for data received from the facility (F).

상기 엣지노드(200)는 상술한 하트비트(Heartbeat) 신호 통신을 통해 상기 감시데이터와 제어데이터를 상기 메인노드(100)에 전송한다.The edge node 200 transmits the monitoring data and control data to the main node 100 through the above-described heartbeat signal communication.

상기 엣지노드(200)는 상기 메인노드(100)뿐만 아니라 주변의 다른 엣지노드들과도 상기 하트비트(Heartbeat) 신호 통신을 1시간마다 수행하여 엣지노드간 동기화를 완료한다.The edge node 200 performs the heartbeat signal communication not only with the main node 100 but also with other peripheral edge nodes every hour to complete synchronization between edge nodes.

특히, 상기 엣지노드(200)들은 도 4에 도시된 바와 같이, 적어도 두 개 이상의 엣지노드가 그룹을 이루어 상호 데이터 동기화를 수행하면서, 그룹의 엣지노드 중, 어느 하나의 엣지노드에 장애가 발생한 경우 그주변의 다른 엣지노드가 장애가 발생한 엣지노드의 역활을 대신 수행하는 것이 바람직하다.In particular, the edge nodes 200, as shown in FIG. 4, when at least two or more edge nodes form a group and perform mutual data synchronization, among the edge nodes of the group, when a failure occurs in any one edge node, the It is desirable that other adjacent edge nodes perform the role of the faulty edge node instead.

즉, 팩토리를 감시하는 임의의 엣지노드(200)에서 장애가 발생해 역할을 수행할 수 없으면, 상술한 그룹의 다른 엣지노드가 장애가 발생한 엣지노드와 동기화한 이후의 데이터를 상기 메인노드(100)로부터 전달받아 고장이 발생한 엣지노드(200)의 역할을 대신 수행한다. That is, if a failure occurs in any edge node 200 that monitors the factory and cannot perform its role, the data after the other edge nodes in the above-described group synchronize with the faulty edge node are transferred from the main node 100. It is delivered and performs the role of the edge node 200 in which the failure occurred instead.

상술한 바와 같이 상기 다른 엣지노드가 상기 메인노드(100)로부터 데이터를 전달받는 것은 도 3에 도시된 바와 같이 엣지노드(200)간 동기화시간보다 엣지노드(200)와 상기 메인노드(100)간 동기화시간이 짧기 때문에, 상기 메인노드(100)에 장애가 발생한 엣지노드(200)의 최근데이터를 저장하고 있다.As described above, the other edge node receives data from the main node 100 between the edge node 200 and the main node 100 rather than the synchronization time between the edge nodes 200 as shown in FIG. 3 . Since the synchronization time is short, the latest data of the edge node 200 in which the failure occurs in the main node 100 is stored.

반대로, 상기 메인노드(100)에서 장애가 발생한 경우, 상기 엣지노드(200)들은 독립적으로 자신의 역할을 수행할 수 있으며, 이후 상기 메인노드(100)가 복구되면 다시 엣지노드(200)와 통신을 통해 데이터 동기화를 수행한다.Conversely, when a failure occurs in the main node 100, the edge nodes 200 can independently perform their roles, and then, when the main node 100 is restored, communication with the edge node 200 is resumed. data synchronization through

상술한 바와 같은 메인노드(100) 및 엣지노드(200)는 도 5에 도시된 바와 같이 데이터 수집부(310), 설비감시 & 제어부(320), 데이터 정제부(330), 노드 하트비트부(340), 데이터 송수신부(350) 및 데이터 동기화부(360)를 포함한다.As described above, the main node 100 and the edge node 200 have a data collection unit 310, facility monitoring & control unit 320, data purification unit 330, and a node heartbeat unit as shown in FIG. 340 ), a data transceiver 350 , and a data synchronizer 360 .

상기 데이터 수집부(310)는 IoT 모듈 등에 해당하는 센서일 수 있고 공장의 설비에 설치되어 운영중인 설비에서 발생하는 데이터를 수집하여 저장한다.The data collection unit 310 may be a sensor corresponding to an IoT module, etc., and collects and stores data generated in facilities installed and operated in factories.

예를 들어, 데이터 수집부(310)는 해당 설비 제한온도, 설비가 설치된 공간의 습도, 또는 미세먼지 농도 등을 측정하여 수집하고 그 수치를 저장관리한다.For example, the data collection unit 310 measures and collects the limited temperature of the facility, the humidity of the space where the facility is installed, or the concentration of fine dust, and stores and manages the values.

상기 설비감시&제어부(320)는 상기 데이터 수집부(310)가 수집한 수집 데이터에 근거하여 설비의 상태 또는 해당 설비가 설치된 공간의 상태를 파악하고 감시하면서 설정값 또는 알고리즘에 따라 제어한다.The facility monitoring & control unit 320 controls according to a set value or algorithm while grasping and monitoring the state of the facility or the state of the space in which the facility is installed based on the collected data collected by the data collection unit 310 .

즉, 상기 제한온도, 습도, 또는 미세먼지 농도가 설정치 범위 내에서 벗어나는 경우, 상기 설비감시&제어부(230)는 온도, 습도, 미세먼지 농도 등에 변화를 주는 온열기, 습도기, 공기청정기 등을 제어할 수 있다. That is, when the limit temperature, humidity, or fine dust concentration is out of the set value range, the facility monitoring & control unit 230 controls a heater, a humidifier, an air purifier, etc. that change the temperature, humidity, fine dust concentration, etc. can do.

상기 메인노드(100) 또는 엣지노드(200)에 포함된 상기 데이터 정제부(330)는 복수의 상기 엣지노드(200)들로부터 수신한 데이터들에 대해 중복된 데이터, 또는 에러데이터 등 불필요한 데이터를 필터링하여 상위 노드로 전달한다. The data refiner 330 included in the main node 100 or the edge node 200 removes unnecessary data such as redundant data or error data for data received from the plurality of edge nodes 200 . It is filtered and passed to the upper node.

상기 노드 하트비트부(340)는 상기 엣지노드(200)간, 상기 엣지노드(200)와 상기 메인노드(100), 또는 상기 메인노드(100)간 네트워크 통신을 위한 하트비트(Heartbeat) 신호를 제공하고, 통신장애 여부를 판단한다.The node heartbeat unit 340 transmits a heartbeat signal for network communication between the edge nodes 200 , the edge node 200 and the main node 100 , or the main node 100 . and determine whether there is a communication failure.

상기 데이터 송수신부(350)는 상기 엣지노드(200)간, 상기 엣지노드(200)와 상기 메인노드(100) 상호간, 상기 메인노드(100)간, 또는 상위 노드에 상기 데이터 수집부(310)가 수집한 데이터를 송신하고 수신한다.The data transmitting/receiving unit 350 includes the data collection unit 310 between the edge nodes 200, between the edge nodes 200 and the main node 100, between the main nodes 100, or at an upper node. Send and receive data collected by

상기 데이터 동기화부(360)는 상기 엣지노드(200)간, 상기 엣지노드(200)와 상기 메인노드(100) 상호간, 상기 메인노드(100)간, 또는 상위 노드에 데이터를 동기화 한다.The data synchronization unit 360 synchronizes data between the edge nodes 200 , between the edge nodes 200 and the main node 100 , between the main nodes 100 , or with an upper node.

이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.In the above, the technical idea of the present invention has been described along with the accompanying drawings, but this is an exemplary description of a preferred embodiment of the present invention and does not limit the present invention. In addition, it is a clear fact that anyone with ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can make various modifications and imitations without departing from the scope of the technical spirit of the present invention.

2 : 상기 엣지노드
100 : 메인노드
200 : 엣지노드
110 : 하위 메인노드
120 : 하위 엣지노드
310 : 데이터 수집부
320 : 설비감시 & 제어부
330 : 데이터 정제부
340 : 노드 하트비트부
350 : 데이터 송수신부
360 : 데이터 동기화부2: the edge node
100: main node
200: edge node
110: lower main node
120: lower edge node
310: data collection unit
320: facility monitoring & control
330: data refiner
340: node heartbeat unit
350: data transceiver
360: data synchronization unit

Claims (6)

팩토리의 임의의 공정 설비 중 일부 설비를 감시하고 데이터를 수집하여 관리하는 복수의 엣지노드; 및
복수의 상기 엣지노드와 연결되어 수집한 데이터를 전달받아 취합하여 공정 설비의 전부를 감시하고 데이터를 수집하는 메인노드;를 포함하고,
상기 메인노드는
상기 엣지노드들로부터 수신한 데이터를 필터링하며,
상기 엣지노드는
상기 엣지노드와 상기 메인노드의 연결구조를 그대로 갖는 하위 엣지노드와 하위 메인노드로 구성되되,
상기 엣지노드는
동기화부를 통해 주변의 다른 엣지노드들 또는 상기 메인노드와 하트비트(Heartbeat) 신호로 동기화를 수행하고,
적어도 두 개 이상의 엣지노드가 그룹을 이루어 상호 데이터 동기화를 수행하면서, 해당 그룹의 엣지노드 중, 어느 하나의 엣지노드에 장애가 발생한 경우 장애가 발생한 엣지노드의 데이터를 상기 메인노드로부터 전달받아 그룹내 다른 엣지노드가 장애가 발생한 엣지노드의 역할을 대신 연속적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 스마트 팩토리 모니터링 및 제어 시스템.
a plurality of edge nodes that monitor some of the factory's arbitrary process facilities and collect and manage data; and
A main node that is connected to a plurality of the edge nodes and receives and collects collected data to monitor all of the process equipment and collect data;
The main node is
Filters the data received from the edge nodes,
The edge node is
It is composed of a lower edge node and a lower main node having the connection structure of the edge node and the main node as it is,
The edge node is
Synchronize with other edge nodes or the main node with a heartbeat signal through the synchronization unit,
At least two or more edge nodes form a group to perform mutual data synchronization, and when a failure occurs in any one edge node among the edge nodes of the group, the data of the failed edge node is delivered from the main node to another edge in the group A smart factory monitoring and control system, characterized in that the node continuously performs the role of an edge node that has failed instead.
 제 1항에 있어서,
상기 메인노드에 복수의 상기 엣지노드가 연결된 연결구조를 포함하는 복수의 상위 엣지노드; 및
상기 엣지노드와 상기 메인노드 간의 연결구조를 그대로 갖는 상기 상위 엣지노드에 연결된 상위 메인노드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 팩토리 모니터링 및 제어 시스템.
The method of claim 1,
a plurality of upper edge nodes including a connection structure in which a plurality of the edge nodes are connected to the main node; and
Smart factory monitoring and control system comprising a; an upper main node connected to the upper edge node having a connection structure between the edge node and the main node as it is.
 제 2항에 있어서,
상기 상위 메인노드, 상기 상위 엣지노드, 상기 메인노드, 상기 엣지노드, 상기 하위 메인노드, 및/또는 상기 하위 엣지노드는
운영중인 상기 설비에 대한 데이터를 수집하는 데이터 수집부;
상기 데이터 수집부가 수집한 데이터에 따라 설비를 감시하고 제어하는 설비감시&제어부;
상기 데이터 수집부가 수집한 데이터 중, 중복된 데이터, 또는 에러데이터에 해당하는 불필요한 데이터를 필터링하는 데이터 정제부;
노드간 네트워크 통신을 위한 하트비트(Heartbeat) 신호를 제공하고, 통신장애 여부를 판단하는 노드 하트비트부;
상기 노드간 수집한 데이터를 송수신하는 데이터 송수신부; 및
상기 노드간 수집한 데이터를 동기화시키는 데이터 동기화부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 팩토리 모니터링 및 제어 시스템.
3. The method of claim 2,
The upper main node, the upper edge node, the main node, the edge node, the lower main node, and/or the lower edge node
a data collection unit that collects data on the operating facility;
a facility monitoring & control unit for monitoring and controlling facilities according to the data collected by the data collection unit;
a data purification unit for filtering unnecessary data corresponding to duplicate data or error data among the data collected by the data collecting unit;
a node heartbeat unit that provides a heartbeat signal for network communication between nodes and determines whether there is a communication failure;
a data transceiver for transmitting and receiving data collected between the nodes; and
A smart factory monitoring and control system comprising a; a data synchronization unit for synchronizing the data collected between the nodes.
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