KR102273008B1 - METHOD FOR GENERATING CORRELATION BETWEEN QUALITY AND ENVIRONMENT USING IoT SENSOR INTERFACE BOARD AND SYSTEM USING THE SAME - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 의하면, IoT 센서 데이터에 기초하여 품질-환경 상관관계를 도출하기 위한 방법에 있어서, 환경 정보 수집을 위한 환경 센서 데이터 및 PLC 장비에서 측정한 PLC 측정 데이터를 수신하는 IoT 데이터 수집 단계, 환경 센서 데이터 및 PLC 측정 데이터에 기초하여 환경 정보를 생성하는 단계, 및 환경 정보에 기초하여 품질-환경 상관관계를 생성하는 단계를 포함하는 품질-환경 상관관계 도출 방법을 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in a method for deriving a quality-environmental correlation based on IoT sensor data, IoT data for receiving environmental sensor data for collecting environmental information and PLC measurement data measured by PLC equipment It is possible to provide a method for deriving a quality-environmental correlation, comprising the step of collecting, generating environmental information based on environmental sensor data and PLC measurement data, and generating a quality-environmental correlation based on the environmental information. .

Description

IoT 센서 인터페이스 보드를 이용한 품질 환경 상관관계 도출 방법 및 이를 이용한 시스템{METHOD FOR GENERATING CORRELATION BETWEEN QUALITY AND ENVIRONMENT USING IoT SENSOR INTERFACE BOARD AND SYSTEM USING THE SAME}A method for deriving quality-environment correlation using an IoT sensor interface board and a system using the same {METHOD FOR GENERATING CORRELATION BETWEEN QUALITY AND ENVIRONMENT USING IoT SENSOR INTERFACE BOARD AND SYSTEM USING THE SAME}

본 발명은 IoT 센서 인터페이스 보드를 이용한 품질-환경 상관관계 도출 방법 및 이를 이용한 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 IoT 센서 인터페이스 보드를 이용하여 환경 정보 및 품질 정보와 관련된 IoT 센서 데이터를 획득하고, 시간별 공정별 품질-환경 상관관계를 도출하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a method for deriving a quality-environment correlation using an IoT sensor interface board and a system using the same. More specifically, the present invention relates to a method and system for acquiring IoT sensor data related to environmental information and quality information by using an IoT sensor interface board, and deriving a quality-environmental correlation for each process by time.

자동차 산업은 세계적으로 매출액이 1조 달러 이상, 1만 명 이상의 고용 효과가 큰 세계 최대 제조업에 해당한다. 또한, 국가의 경제성장을 주도하는 매우 중요한 산업이며, 전국에서 수많은 자재와 부품을 사용함에 따라 국가 균형 발전은 물론, 지역별 고용 효과에도 도움을 주는 중요한 산업이다.The automobile industry is the world's largest manufacturing industry, with global sales of more than $1 trillion and employment of more than 10,000 people. In addition, it is a very important industry that drives the national economic growth, and as a large number of materials and parts are used throughout the country, it is an important industry that helps the balanced national development as well as regional employment effects.

이처럼 중요한 자동차 산업은 설계, 개발, 제조, 판매의 광범위한 사업 영역을 포함하나, 완성차 업체 및 소비자는 완벽한 품질 수준을 요구하고 있다.This important automotive industry encompasses a wide range of business areas of design, development, manufacturing and sales, but automakers and consumers demand perfect quality levels.

또한, 자동차 산업 이외에도 백색 가전 산업 등 제조업 기반 경쟁력 강화는 품질에서부터 시작과 진행 중으로 활동해야 하기 때문에, 보다 쉽고, 편리하며, 정밀한 측정 도구가 제조 현장에서부터 사용되어야만 전사적 품질체계 확립에 도움을 주어 기업의 효율성 증대는 물론, 지역 산업에 기여하고, 더 나아가 국가 경쟁력 상승에 기여할 수 있다.In addition, since the strengthening of manufacturing-based competitiveness, such as the white home appliance industry, in addition to the automobile industry, has to start and progress from quality, an easier, more convenient, and more precise measuring tool must be used from the manufacturing site to help establish a company-wide quality system. Not only can it increase efficiency, but it can also contribute to local industries and further enhance national competitiveness.

특히, 측정/계측 자동화를 통한 제조원가 절감을 이루기 위해서는 공정 측정 관리가 필요하며, 공정 측정 관리에 사용되는 데이터 중 불량관리 및 개선방안 수립에 필요한 데이터를 얻는 방법으로 측정기가 사용되고 있다.In particular, in order to achieve manufacturing cost reduction through measurement/measurement automation, process measurement management is required, and measuring devices are used as a method of obtaining data necessary for defect management and improvement plan establishment among data used for process measurement management.

그러나, 중소 규모의 현장에는 이와 같은 측정/계측 자동화의 수요만 있을 뿐 실제 적용에까지 이르지는 못하고 있으며, 비교적 단순한 구성으로 현장에서 쉽게 도입할 수 있는 측정기 시스템만을 구현하고 있다.However, there is only a demand for such measurement/measurement automation in small and medium-sized sites, but does not reach actual application, and only a measuring system system that can be easily introduced in the field is implemented with a relatively simple configuration.

따라서, 다양한 센서 정보를 수집할 수 있는 IoT 기술을 연계하여 측정 자동화가 가능한 공장 레이아웃의 설계가 필요하고, 계측 관리 및 작동 등 공장 운영을 자동화하여 측정 데이터를 실시간 분석가능한 방법 및 시스템 개발이 필요하다.Therefore, it is necessary to design a factory layout that enables measurement automation by linking IoT technology that can collect various sensor information, and it is necessary to develop a method and system capable of real-time analysis of measurement data by automating factory operations such as measurement management and operation. .

대한민국 등록특허 제10-1541652호(2015.07.28)Republic of Korea Patent No. 10-1541652 (2015.07.28)

본 발명은 산업 현장에서 사용할 수 있는, IoT 기술을 접목한 측정 데이터 수집 및 센서 인터페이스용 보드를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a board for measurement data collection and sensor interface incorporating IoT technology, which can be used in an industrial field.

또한, 본 발명은 IoT 센서 인터페이스 보드를 이용하여 수집된 IoT 센서 데이터에 기초하여 제품 또는 부품의 품질과 해당 제조 환경의 상관관계를 도출하는 방법 및 시스템을 구현하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to implement a method and system for deriving a correlation between the quality of a product or part and a corresponding manufacturing environment based on IoT sensor data collected using an IoT sensor interface board.

또한, 본 발명은 게이지 센서의 측정값에 기초하여 제품 또는 부품의 품질을 측정함으로써, 품질-환경 상관관계를 도출하는 방법 및 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a method and system for deriving a quality-environmental correlation by measuring the quality of a product or part based on a measurement value of a gauge sensor.

또한, 본 발명은 환경 센서, PLC 센서 및 게이지 센서에서 측정한 데이터를 수집 및 모니터링하고, 품질-환경 상관관계 도출에 의해 제품 또는 부품의 품질 불량을 예측하고, 이상 탐지의 경우 사용자 단말에 알람을 전달가능한 방법 및 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention collects and monitors data measured by environmental sensors, PLC sensors, and gauge sensors, predicts quality defects of products or parts by deriving quality-environmental correlation, and provides an alarm to the user terminal in case of abnormality detection It aims to provide a deliverable method and system.

또한, 본 발명은 자동차 엔진룸 내에 배치되는 캠 보어 및 오일씰 보어에 게이지 센서를 연결함으로써 자동차용 엔진 샤프트의 런아웃 측정 장치에 활용가능한 품질-환경 상관관계 도출 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a method for deriving a quality-environmental correlation that can be used in an apparatus for measuring runout of an engine shaft for a vehicle by connecting a gauge sensor to a cam bore and an oil seal bore disposed in an engine room of a vehicle.

본 발명의 해결 과제들은 이상에서 언급한 내용들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved of the present invention are not limited to the above-mentioned contents, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일 실시예에 따르면, IoT 센서 데이터에 기초하여 품질-환경 상관관계를 도출하기 위한 방법에 있어서, 환경 정보 수집을 위한 환경 센서 데이터 및 PLC 장비에서 측정한 PLC 측정 데이터를 수신하는 IoT 데이터 수집 단계; 상기 환경 센서 데이터 및 상기 PLC 측정 데이터에 기초하여 환경 정보를 생성하는 단계; 및 상기 환경 정보에 기초하여 품질-환경 상관관계를 생성하는 단계를 포함하는 품질-환경 상관관계 도출 방법을 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in a method for deriving a quality-environmental correlation based on IoT sensor data, IoT data for receiving environmental sensor data for collecting environmental information and PLC measurement data measured by PLC equipment collection stage; generating environmental information based on the environmental sensor data and the PLC measurement data; and generating a quality-environmental correlation based on the environment information.

여기서, 상기 IoT 데이터 수집 단계는 게이지 센서에서 측정한 게이지 센서 데이터를 수신하고, 상기 IoT 데이터 수집 단계 이후에 상기 게이지 센서 데이터로부터 품질 정보를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.Here, the IoT data collection step may further include receiving gauge sensor data measured by a gauge sensor, and generating quality information from the gauge sensor data after the IoT data collection step.

또한, 상기 IoT 데이터 수집 단계는 LoRA 통신 및 WiFi 통신을 이용할 수 있다.In addition, the IoT data collection step may use LoRA communication and WiFi communication.

또한, 상기 IoT 데이터 수집 단계에서 수집한 상기 환경 센서 데이터, 상기 PLC 측정 데이터 및 상기 게이지 센서 데이터 각각에 대해 타임스탬프 정보 및 위치 영역 정보를 연관시키는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include associating timestamp information and location area information for each of the environmental sensor data, the PLC measurement data, and the gauge sensor data collected in the IoT data collection step.

또한, 상기 타임스탬프 정보에 기초하여 해당 계절 정보를 도출할 수 있다.Also, the corresponding season information may be derived based on the timestamp information.

또한, 상기 위치 영역 정보에 기초하여 해당 공정 정보를 도출할 수 있다.In addition, corresponding process information may be derived based on the location area information.

또한, 상기 품질 정보를 생성하는 단계는, 상기 게이지 센서 데이터로부터 품질 정보를 생성하는 시점의 환경 정보에 기초하여 상기 품질 정보의 신뢰도를 도출해내는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the generating of the quality information may include deriving the reliability of the quality information based on environmental information at the time of generating the quality information from the gauge sensor data.

또한, 상기 게이지 센서 데이터는 캠 샤프트에 장착된 복수의 캠 보어(cam bore)에 대한 원통도, 진원도 및 동심도의 측정값일 수 있다.In addition, the gauge sensor data may be measured values of cylindricity, roundness, and concentricity for a plurality of cam bores mounted on the camshaft.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, IoT 센서 데이터에 기초하여 품질-환경 상관관계를 도출하기 위한 시스템에 있어서, 복수의 환경 센서로부터 환경 정보 수집을 위한 환경 센서 데이터를 수신하고, PLC 장비에서 측정한 PLC 측정 데이터를 수신하도록 구성된 IoT 센서 인터페이스 보드; 및 환경 정보에 기초하여 품질-환경 상관관계를 생성하도록 구성된 데이터 상관관계 분석 처리부를 포함하고, 상기 데이터 상관관계 분석 처리부는 상기 환경 센서 데이터 및 상기 PLC 측정 데이터에 기초하여 환경 정보를 생성하는 것인, 품질-환경 상관관계 도출 시스템을 제공할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, in a system for deriving a quality-environmental correlation based on IoT sensor data, receiving environmental sensor data for collecting environmental information from a plurality of environmental sensors, and measuring an IoT sensor interface board configured to receive PLC measurement data; and a data correlation analysis processing unit configured to generate a quality-environmental correlation based on the environmental information, wherein the data correlation analysis processing unit generates environmental information based on the environmental sensor data and the PLC measurement data , a quality-environment correlation derivation system can be provided.

여기서, 상기 IoT 센서 인터페이스 보드는 게이지 센서에서 측정한 게이지 센서 데이터를 수신하고, 상기 데이터 상관관계 분석 처리부는 상기 게이지 센서 데이터로부터 품질 정보를 생성하도록 구성될 수 있다.Here, the IoT sensor interface board may receive the gauge sensor data measured by the gauge sensor, and the data correlation analysis processing unit may be configured to generate quality information from the gauge sensor data.

또한, 상기 IoT 센서 인터페이스 보드는 LoRA 통신 및 WiFi 통신을 이용할 수 있다.In addition, the IoT sensor interface board may use LoRA communication and WiFi communication.

또한, 상기 IoT 센서 인터페이스 보드는 상기 환경 센서 데이터, 상기 PLC 측정 데이터 및 상기 게이지 센서 데이터 각각에 대해, 타임스탬프 정보를 처리하기 위한 타임스탬프 처리부 및 위치 영역 정보를 처리하기 위한 위치 영역 처리부를 포함할 수 있다.In addition, the IoT sensor interface board includes a timestamp processing unit for processing timestamp information and a location area processing unit for processing location area information for each of the environmental sensor data, the PLC measurement data, and the gauge sensor data can

또한, 상기 데이터 상관관계 분석 처리부는 상기 타임스탬프 정보에 기초하여 해당 계절 정보를 도출하도록 구성될 수 있다.In addition, the data correlation analysis processing unit may be configured to derive the corresponding season information based on the timestamp information.

또한, 상기 데이터 상관관계 분석 처리부는 상기 위치 영역 정보에 기초하여 해당 공정 정보를 도출하도록 구성될 수 있다.In addition, the data correlation analysis processing unit may be configured to derive the corresponding process information based on the location area information.

또한, 상기 데이터 상관관계 분석 처리부는, 상기 게이지 센서 데이터로부터 품질 정보를 생성하는 시점의 환경 정보에 기초하여 상기 품질 정보의 신뢰도를 도출하도록 구성될 수 있다.In addition, the data correlation analysis processing unit may be configured to derive the reliability of the quality information based on the environment information at the time of generating the quality information from the gauge sensor data.

또한, 상기 게이지 센서 데이터는 캠 샤프트에 장착된 복수의 캠 보어(cam bore)에 대한 원통도, 진원도 및 동심도의 측정값일 수 있다.Also, the gauge sensor data may be measured values of cylindricity, roundness, and concentricity for a plurality of cam bores mounted on the camshaft.

본 발명에 의하면, 산업 현장에서 사용할 수 있는, IoT 기술을 접목한 측정 데이터 수집 및 센서 인터페이스용 보드를 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a board for measurement data collection and sensor interface incorporating IoT technology, which can be used in industrial fields.

또한, 본 발명에 의하면, IoT 센서 인터페이스 보드를 이용하여 수집된 IoT 센서 데이터에 기초하여 제품 또는 부품의 품질과 해당 제조 환경의 상관관계를 도출하는 방법 및 시스템을 구현할 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to implement a method and system for deriving a correlation between the quality of a product or part and a corresponding manufacturing environment based on IoT sensor data collected using an IoT sensor interface board.

또한, 본 발명에 의하면, 게이지 센서의 측정값에 기초하여 제품 또는 부품의 품질을 측정함으로써, 품질-환경 상관관계를 도출하는 방법 및 시스템을 제공할 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to provide a method and system for deriving a quality-environmental correlation by measuring the quality of a product or part based on a measurement value of a gauge sensor.

또한, 본 발명에 의하면, 환경 센서, PLC 센서 및 게이지 센서에서 측정한 데이터를 수집 및 모니터링하고, 품질-환경 상관관계 도출에 의해 제품 또는 부품의 품질 불량을 예측하고, 이상 탐지의 경우 사용자 단말에 알람을 전달가능한 방법 및 시스템을 제공할 수 있다.In addition, according to the present invention, data measured by environmental sensors, PLC sensors, and gauge sensors are collected and monitored, quality-environmental correlation is derived to predict product or component quality defects, and in the case of abnormality detection, it is transmitted to the user terminal. A method and system capable of delivering an alarm may be provided.

또한, 본 발명에 의하면, 자동차 엔진룸 내에 배치되는 캠 보어 및 오일씰 보어에 게이지 센서를 연결함으로써 자동차용 엔진 샤프트의 런아웃 측정 장치에 활용가능한 품질-환경 상관관계 도출 방법을 제공할 수 있다.In addition, according to the present invention, by connecting the gauge sensor to the cam bore and the oil seal bore disposed in the engine room of the vehicle, it is possible to provide a method for deriving a quality-environmental correlation that can be used in an apparatus for measuring runout of an engine shaft for a vehicle.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 내용들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Effects of the present invention are not limited to the above-mentioned contents, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 센서 데이터에 기초하여 품질-환경 상관관계를 도출하기 위한 시스템의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 센서 인터페이스 보드를 이용한 품질-환경 상관관계 도출 시스템의 구성을 나타내는 일 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 환경 센서(100)의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 센서 인터페이스 보드(500)의 구성을 설명하기 위한 블록이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 상관관계 분석 처리부(600)의 구성을 설명하기 위한 블록이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 센서 데이터에 기초하여 품질-환경 상관관계를 도출하기 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 엔진룸 캠 보어 및 오일씰 보어에 연결된 게이지 센서의 구성을 설명하기 위한 예시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 게이지를 이용하여 게이지 센서 데이터 측정하는 구성을 설명하기 위한 예시도이다.
1 is a block diagram illustrating the configuration of a system for deriving a quality-environmental correlation based on IoT sensor data according to an embodiment of the present invention.
2 is an exemplary diagram illustrating the configuration of a quality-environmental correlation deriving system using an IoT sensor interface board according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram for explaining the configuration of the environmental sensor 100 according to an embodiment of the present invention.
4 is a block for explaining the configuration of the IoT sensor interface board 500 according to an embodiment of the present invention.
5 is a block for explaining the configuration of the data correlation analysis processing unit 600 according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a method for deriving a quality-environmental correlation based on IoT sensor data according to an embodiment of the present invention.
7 is an exemplary view for explaining the configuration of a gauge sensor connected to an automobile engine room cam bore and an oil seal bore according to an embodiment of the present invention.
8 is an exemplary diagram for explaining a configuration for measuring gauge sensor data using an air gauge according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art can easily carry out the present invention. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.The terminology used herein is for the purpose of describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. As used herein, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase.

본 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)", "포함하는(comprising)"은 언급된 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. As used herein, “comprises”, “comprising” refers to the presence or absence of one or more other components, steps, operations and/or elements mentioned addition is not excluded.

또한, 본 발명에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 이와 같은 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Also, terms including ordinal numbers such as first, second, etc. used in the present invention may be used to describe the components, but the components should not be limited by the terms. These terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. In addition, in the description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

또한, 본 발명의 실시예에 나타나는 구성부들은 서로 다른 특징적인 기능들을 나타내기 위해 독립적으로 도시되는 것으로, 각 구성부들이 분리된 하드웨어나 하나의 소프트웨어 구성단위로 이루어짐을 의미하지 않는다. 즉, 각 구성부는 설명의 편의상 각각의 구성부로 나열하여 기술되고, 각 구성부 중 적어도 두 개의 구성부가 합쳐져 하나의 구성부로 이루어지거나, 하나의 구성부가 복수 개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있다. 이러한 각 구성부의 통합된 실시예 및 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리 범위에 포함된다.In addition, the components shown in the embodiment of the present invention are shown independently to represent different characteristic functions, and it does not mean that each component is composed of separate hardware or a single software component. That is, each component is listed as each component for convenience of description, and at least two components of each component are combined to form one component, or one component can be divided into a plurality of components to perform a function. Integrated embodiments and separate embodiments of each of these components are also included in the scope of the present invention without departing from the essence of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명의 구성 및 그에 따른 작용 효과는 이하의 상세한 설명을 통해 명확하게 이해될 것이다. Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The configuration of the present invention and the effects thereof will be clearly understood through the following detailed description.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 센서 데이터에 기초하여 품질-환경 상관관계를 도출하기 위한 시스템의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.1 is a block diagram illustrating the configuration of a system for deriving a quality-environmental correlation based on IoT sensor data according to an embodiment of the present invention.

환경 센서(100)는 온도, 습도, 진동, 소음, CO(일산화탄소), CO2(이산화탄소), 위치 등의 제조 환경 관련 데이터를 측정하기 위한 복수의 센서를 포함하고 있으며, IoT 센서 인터페이스 보드(500)는 유무선 통신망(400)을 통해 환경 센서(100)로부터 환경 정보 수집을 위한 환경 센서 데이터를 수신할 수 있다. 환경 센서(100)는 제조 공정이 이루어지는 위치 또는 영역, 해당 기계와 관련된 환경 정보를 수집하는 역할을 수행하며, 주기적 또는 비주기적으로 환경 관련 데이터를 실시간 측정하도록 구성된다.The environmental sensor 100 includes a plurality of sensors for measuring manufacturing environment-related data such as temperature, humidity, vibration, noise, CO (carbon monoxide), CO2 (carbon dioxide), and location, and IoT sensor interface board 500 may receive environmental sensor data for collecting environmental information from the environmental sensor 100 through the wired/wireless communication network 400 . The environmental sensor 100 serves to collect environmental information related to a location or area in which a manufacturing process is performed, and a corresponding machine, and is configured to periodically or aperiodically measure environment-related data in real time.

PLC(Programmable Logic Controller) 장비(200)는 제조 공정에서 사용되는 각종 설비 및 장치를 제어하고 자동화하기 위한 장비로서, PLC 장비(200)의 벤더에서 제공하는 프로토콜은 비표준인 경우가 많아, 특화된 통신 방식에 맞게 설정이 필요할 수 있다. IoT 센서 인터페이스 보드(500)는 유무선 통신망(400)을 통해 PLC 장비(200)에서 측정한 PLC 측정 데이터를 수신하도록 구성될 수 있다. PLC (Programmable Logic Controller) equipment 200 is equipment for controlling and automating various facilities and devices used in the manufacturing process, and the protocol provided by the vendor of the PLC equipment 200 is often non-standard, so a specialized communication method You may need to set it accordingly. The IoT sensor interface board 500 may be configured to receive PLC measurement data measured by the PLC device 200 through the wired/wireless communication network 400 .

게이지 센서(300)는 제조된 제품 또는 부품의 길이, 크기, 형상, 정확도 등과 관련된 제품 또는 부품의 품질 정보와 관련된 수치를 측정하기 위한 복수의 게이지 센서로 구성될 수 있으며, IoT 센서 인터페이스 보드(500)는 유무선 통신망(400)을 통해 게이지 센서(300)로부터 게이지 센서 데이터를 수신할 수 있다. The gauge sensor 300 may be composed of a plurality of gauge sensors for measuring a number related to quality information of a product or part related to the length, size, shape, accuracy, etc. of the manufactured product or part, and the IoT sensor interface board 500 ) may receive the gauge sensor data from the gauge sensor 300 through the wired/wireless communication network 400 .

유무선 통신망(400)은 유선 통신 네트워크 및 무선 통신 네트워크를 지원가능하며, 무선 통신 네트워크의 경우, 셀룰러 통신 또는 근거리 통신을 포함할 수 있다. 특히, 근거리 통신은 LoRA(Long Range), Wi-Fi(Wireless Fidelity), 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee) 또는 NFC(Near Field Communication) 등 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 통신 방법은 이에 한정되는 것은 아니다.The wired/wireless communication network 400 may support a wired communication network and a wireless communication network, and the wireless communication network may include cellular communication or short-range communication. In particular, short-range communication may include at least one such as Long Range (LoRA), Wireless Fidelity (Wi-Fi), Bluetooth, Zigbee or Near Field Communication (NFC), and the communication method is limited thereto. it is not

IoT 센서 인터페이스 보드(500)는 유무선 통신망(400)을 통해 환경 센서(100), PLC 장비(200), 게이지 센서(300)에서 측정된 IoT 센서 데이터를 수집하도록 구성되며, 환경 센서 데이터, PLC 측정 데이터 및 게이지 센서 데이터 각각에 대해, 타임스탬프 정보를 처리하기 위한 타임스탬프 처리부 및 위치 영역 정보를 처리하기 위한 위치 영역 처리부를 포함할 수 있다.The IoT sensor interface board 500 is configured to collect IoT sensor data measured from the environmental sensor 100 , the PLC equipment 200 , and the gauge sensor 300 through the wired/wireless communication network 400 , and environmental sensor data, PLC measurement For each of the data and the gauge sensor data, a timestamp processing unit for processing timestamp information and a location area processing unit for processing the location area information may be included.

데이터 상관관계 분석 처리부(600)는 IoT 센서 인터페이스 보드(500)에서 수집된 환경 센서 데이터, PLC 장비 데이터 및 게이지 센서 데이터에 기초하여 품질-환경 상관관계를 생성하도록 구성되며, 로컬 서버, 클라우드 서버 등 다양한 컴퓨팅 장치 등으로 구성될 수 있다.The data correlation analysis processing unit 600 is configured to generate a quality-environmental correlation based on environmental sensor data, PLC equipment data, and gauge sensor data collected from the IoT sensor interface board 500 , a local server, a cloud server, etc. It may be composed of various computing devices and the like.

데이터 상관관계 분석 처리부(600)는 환경 센서 데이터 및 PLC 측정 데이터에 기초하여 환경 정보를 생성할 수 있다. 또한, 데이터 상관관계 분석 처리부(600)는 게이지 센서 데이터로부터 품질 정보를 생성할 수 있다. 또한, 이와 같이 생성된 환경 정보와 품질 정보에 기초하여 품질-환경 상관관계를 도출하여 생성해낼 수 있다.The data correlation analysis processing unit 600 may generate environment information based on environmental sensor data and PLC measurement data. Also, the data correlation analysis processing unit 600 may generate quality information from the gauge sensor data. In addition, quality-environmental correlation may be derived and generated based on the generated environment information and quality information.

또한, 데이터 상관관계 분석 처리부(600)는 IoT 센서 데이터의 타임스탬프 정보에 기초하여 해당 연, 월, 일 및 계절 정보 등을 도출할 수 있다. 또한, 데이터 상관관계 분석 처리부(600)는 IoT 센서 데이터의 위치 영역 정보에 기초하여 해당 위치와 관련된 공정 정보를 도출할 수 있다.In addition, the data correlation analysis processing unit 600 may derive corresponding year, month, day, season information, etc. based on timestamp information of IoT sensor data. Also, the data correlation analysis processing unit 600 may derive process information related to a corresponding location based on location area information of IoT sensor data.

또한, 데이터 상관관계 분석 처리부(600)는 추가적으로 게이지 센서 데이터로부터 품질 정보를 생성하는 시점의 환경 정보에 기초하여 품질 정보의 신뢰도를 도출하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 게이지 센서의 정상 동작 환경 조건에 부합하지 않거나 정상 범위의 중간값과 차이가 많이 날수 있는 환경, 예컨대 여름 또는 겨울에 온도 또는 습도 조건이 정상 범위를 벗어난 경우 품질 정보의 신뢰도를 낮게 설정할 수 있다.In addition, the data correlation analysis processing unit 600 may be additionally configured to derive the reliability of the quality information based on the environment information at the time of generating the quality information from the gauge sensor data. For example, when the temperature or humidity conditions are outside the normal range in an environment that does not meet the normal operating environmental conditions of the gauge sensor or may have a large difference from the middle value of the normal range, such as summer or winter, the reliability of the quality information can be set low. .

클라우드 서버(700)는 IoT 센서 인터페이스 보드(500) 및 데이터 상관관계 분석 처리부(600)와 연결되어 데이터를 상위 클라우드 서버로 전송 및 저장하고, 분석하는 역할을 클라우드 서버(700)에서 진행할 수 있으며, 필요에 따라 데이터 상관관계 분석 처리부(600)가 클라우드 서버의 형태로 구현될 수도 있다.The cloud server 700 is connected to the IoT sensor interface board 500 and the data correlation analysis processing unit 600 to transmit and store data to the upper cloud server, and the cloud server 700 can perform a role of analysis, If necessary, the data correlation analysis processing unit 600 may be implemented in the form of a cloud server.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 센서 인터페이스 보드를 이용한 품질-환경 상관관계 도출 시스템의 구성을 나타내는 일 예시도이다.2 is an exemplary diagram illustrating the configuration of a quality-environmental correlation deriving system using an IoT sensor interface board according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, IoT 센서 인터페이스 보드(500)은 환경 정보를 위한 환경 센서 데이터 수집 및 게이지 측정 센서 데이터 수집을 위해 LoRA 통신을 사용할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the IoT sensor interface board 500 may use LoRA communication to collect environmental sensor data for environmental information and gauge measurement sensor data.

또한, 예컨대 공장 환경과 같은 산업 현장의 열악한 환경과 내부 보안을 철저히 하는 무선 네트워크 환경을 커버할 수 있는 2포트의 LAN(10/100 Ethernet)를 확보하여 PLC와 같은 공작기계와 내부 네트워크 환경에 사용될 신뢰성 있는 유선 네트워크 환경을 구축할 수 있다.In addition, it secures 2-port LAN (10/100 Ethernet) that can cover the poor environment of industrial sites such as factory environment and the wireless network environment that thoroughly internalizes security, so that it can be used for machine tools such as PLC and internal network environments. A reliable wired network environment can be established.

또한, 시리얼 통신(RS-232, RS-485) 포트를 통해 구형 PLC를 비롯하여 다양한 디바이스와의 인터페이스를 가능하게 하고 CAN 버스(bus) 인터페이스를 지원하여 전원 관리 등의 분야에서도 고속 통신을 실현할 수 있는 인터페이스를 개발하고 I2C, SPI, GPIO 포트 등을 적용할 수 있다.In addition, the serial communication (RS-232, RS-485) port enables interface with various devices, including older PLCs, and supports CAN bus interface to realize high-speed communication in fields such as power management. You can develop interfaces and apply I2C, SPI, GPIO ports, etc.

또한, 복수의 USB 호스트 포트를 만들어 다양한 산업기기 및 측정기 센서 등으로 시용할 수 있게 하고 새로운 인터페이스 적용들을 지원하는 하나의 USB 디바이스 포트를 지원해 디버깅 등의 시스템 작업을 가능하도록 할 수 있다.In addition, it is possible to make a plurality of USB host ports and use it with various industrial devices and measuring instruments, sensors, etc., and support a single USB device port that supports new interface applications to enable system work such as debugging.

IoT 센서 인터페이스 보드(500)는 예컨대 7인치 또는 10인치 LCD 디스플레이를 포함할 수 있으며, 디스플레이 없이도 HDMI 단자를 통해 외부 모니터로 영상, 음성 등을 출력할 수 있다. The IoT sensor interface board 500 may include, for example, a 7-inch or 10-inch LCD display, and may output images, audio, etc. to an external monitor through an HDMI terminal without a display.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 환경 센서(100)의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.3 is a block diagram for explaining the configuration of the environmental sensor 100 according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 환경 센서(100)는 해당 위치 또는 영역의 온도를 측정하기 위한 온도 센서(101), 해당 위치 또는 영역의 습도를 측정하기 위한 습도 센서(102), 해당 위치 또는 영역의 진동을 측정하기 위한 진동 센서(103), 해당 위치 또는 영역의 소음을 측정하기 위한 소음 센서(104), 해당 위치 또는 영역의 CO량을 측정하기 위한 CO 센서(105), 해당 위치 또는 영역의 위치를 파악하기 위한 GPS 센서 등의 위치 센서(106)를 포함할 수 있으며, 이들 외에도 환경 정보를 획득하기 위한 추가 센서를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3 , the environmental sensor 100 includes a temperature sensor 101 for measuring the temperature of the corresponding location or area, the humidity sensor 102 for measuring the humidity of the corresponding location or area, and vibration of the corresponding location or area. Vibration sensor 103 for measuring the noise sensor 104 for measuring the noise of the location or area, the CO sensor 105 for measuring the amount of CO in the location or area, the location of the location or area It may include a location sensor 106 such as a GPS sensor for identifying, and may include additional sensors for acquiring environmental information in addition to these.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 센서 인터페이스 보드(500)의 구성을 설명하기 위한 블록이다.4 is a block for explaining the configuration of the IoT sensor interface board 500 according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, IoT 센서 인터페이스 보드(500)는 유무선 통신을 위한 통신부(510) 및 수집한 IoT 데이터의 시간 정보 및 공간 정보 처리를 위한 데이터 처리부(520)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4 , the IoT sensor interface board 500 may include a communication unit 510 for wired/wireless communication and a data processing unit 520 for processing time information and spatial information of the collected IoT data.

통신부(510)는 다양한 유무선 통신 프로토콜을 지원하기 위해 LoRA 모듈(511), WiFi 모듈(512), 블루투스 모듈(513), 유선통신 모듈(514) 등을 포함할 수 있다. 특히 LoRA 통신은 간단한 정보를 주고받는 사물인터넷(IoT) 통신에 주로 사용되며, 블루투스나 지그비 같은 기존 저전력 무선통신 프로토콜에 비해 통신 범위가 넓다는 장점을 갖는다.The communication unit 510 may include a LoRA module 511 , a WiFi module 512 , a Bluetooth module 513 , a wired communication module 514 , and the like to support various wired and wireless communication protocols. In particular, LoRA communication is mainly used for Internet of Things (IoT) communication in which simple information is exchanged, and has the advantage of having a wider communication range compared to existing low-power wireless communication protocols such as Bluetooth or Zigbee.

WiFi 모듈(512)은 WiFi 802.11a/b/g/n/ac 2.4GHz, 5GHz 뿐만 아니라 차세대 WiFi 프로토콜 통신도 지원할 수 있다. 블루투스 모듈(513)은 Bluetooth 3.0, 4.0/4.1/4.2, 5.0 뿐만 아니라 차세대 Bluetooth 프로토콜 통신도 지원할 수 있다.The WiFi module 512 may support not only WiFi 802.11a/b/g/n/ac 2.4GHz and 5GHz but also next-generation WiFi protocol communication. The Bluetooth module 513 may support next-generation Bluetooth protocol communication as well as Bluetooth 3.0, 4.0/4.1/4.2, and 5.0.

또한, 유선 통신 모듈(514)는 RS-232, RS-485 등 인터페이스를 지원하기 위한 유선 통신 인터페이스를 포함할 수 있다.Also, the wired communication module 514 may include a wired communication interface for supporting interfaces such as RS-232 and RS-485.

또한, 데이터 처리부(520)는 환경 센서 데이터, PLC 측정 데이터 및 게이지 센서 데이터 각각에 대해, 타임스탬프 정보를 처리하기 위한 타임스탬프 처리부(521) 및 위치 영역 정보를 처리하기 위한 위치 영역 처리부(522)를 포함할 수 있다. IoT 센서 인터페이스 보드(500)는 데이터 처리부(520)를 통해 통신부(510)를 통해 수신 및 수집된 센서 데이터 정보에 시간 정보 및 공간 정보를 부가하는 작업이 처리된다. 이와 같은 IoT 센서 데이터의 시공간 정보는 품질-환경 상관관계 도출 시에 활용될 수 있다.In addition, the data processing unit 520 includes a timestamp processing unit 521 for processing timestamp information and a location area processing unit 522 for processing the location area information for each of the environmental sensor data, the PLC measurement data, and the gauge sensor data. may include. In the IoT sensor interface board 500 , a task of adding temporal information and spatial information to sensor data information received and collected through the communication unit 510 through the data processing unit 520 is processed. Such spatiotemporal information of IoT sensor data can be utilized when deriving a quality-environmental correlation.

타임스탬프 처리부(521)는 센서 데이터가 수집되는 시간과 관련된 정보, 예컨대, 연, 월, 일, 시각 정보 등을 해당 센서 데이터와 연관하여 부가할 수 있으며, 이들 정보에 기초하여 센서 데이터의 연/월/일, 분기, 기간, 계절 정보 등을 도출할 수 있다. 또한, 위치 영역 처리부(522)는 센서 데이터가 수집되는 위치와 관련된 정보를 해당 센서 데이터와 연관하여 부가할 수 있으며, GPS 센서 정보 또는 해당 센서의 위치 데이터베이스(DB) 등을 활용하여 위치 또는 영역 정보를 도출해낼 수 있으며, 위치 또는 영역 정보에 기초하여 해당 센서의 위치 또는 영역과 관련된 공정 정보를 도출해낼 수 있다. 이와 같은 위치 영역 정보에 기초하여 해당 센서가 측정한 값과 관련된 공정 정보를 파악하여, 공정별 환경 정보 및 품질 정보 등을 도출해낼 수 있다.The timestamp processing unit 521 may add information related to the time at which the sensor data is collected, for example, year, month, day, time information, etc. in association with the corresponding sensor data, and based on these information, Month/day, quarter, period, season information, etc. can be derived. In addition, the location area processing unit 522 may add information related to a location where sensor data is collected in association with the corresponding sensor data, and utilize GPS sensor information or a location database (DB) of the corresponding sensor to provide location or area information. can be derived, and process information related to the location or area of the corresponding sensor can be derived based on the location or area information. Based on the location area information, process information related to a value measured by the corresponding sensor may be identified, and environmental information and quality information for each process may be derived.

도 4에는 도시되지 않았지만, IoT 센서 인터페이스 보드(500)는 추가적으로 디스플레이부를 포함할 수 있다. 디스플레이부는 예컨대 액정 디스플레이(LCD; liquid crystal display), 발광 다이오드(LED; light emitting diode) 디스플레이, 유기 발광 다이오드(OLED; organic LED) 디스플레이, 마이크로 LED, 마이크로 전자기계 시스템(MEMS; micro electro mechanical systems) 디스플레이, 또는 터치 스크린(touch screen)의 형태로 구성될 수 있으며, 이들에 제한되지 않는다. Although not shown in FIG. 4 , the IoT sensor interface board 500 may additionally include a display unit. The display unit is, for example, a liquid crystal display (LCD), a light emitting diode (LED) display, an organic light emitting diode (OLED) display, a micro LED, a micro electro mechanical system (MEMS) It may be configured in the form of a display or a touch screen, but is not limited thereto.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 상관관계 분석 처리부(600)의 구성을 설명하기 위한 블록이다.5 is a block for explaining the configuration of the data correlation analysis processing unit 600 according to an embodiment of the present invention.

데이터 상관관계 분석 처리부(600)를 구성하고 있는 환경 정보 생성부(601), 품질 정보 생성부(602), 품질-환경 상관관계 생성부(603), 품질 불량 예측부(604) 및 이상 탐지 알람부(605)는 하나 이상의 프로세서(processor)에 의해 실행될 수 있는 프로그램 또는 프로그램 모듈을 포함할 수 있다. 데이터 상관관계 분석 처리부(600)에 포함된 프로그램 또는 프로그램 모듈들은 운영 체제(operating system), 어플리케이션 프로그램(application program) 또는 프로그램 등의 형태로 구성될 수 있으며, 널리 사용되는 다양한 종류의 저장 장치 상에 물리적으로 저장될 수 있다. 이와 같은 프로그램 또는 프로그램 모듈은 하나 이상의 루틴(routine), 서브루틴(subroutine), 프로그램(program), 오브젝트(object), 콤포넌트(component), 명령(instructions), 데이터 구조(data structure) 및 특정 작업(task)을 수행하거나 특정 데이터 유형을 실행하기 위한 다양한 형태를 포함할 수 있으며, 이들 형태로 제한되지 않는다.The environment information generation unit 601, the quality information generation unit 602, the quality-environment correlation generation unit 603, the quality defect prediction unit 604 and the abnormal detection alarm constituting the data correlation analysis processing unit 600 Unit 605 may include programs or program modules that may be executed by one or more processors. The programs or program modules included in the data correlation analysis processing unit 600 may be configured in the form of an operating system, an application program, or a program, and are stored on various types of widely used storage devices. It can be physically stored. Such programs or program modules may include one or more routines, subroutines, programs, objects, components, instructions, data structures, and specific tasks ( task) or may include, but are not limited to, various forms for executing specific data types.

환경 정보 생성부(601)는 환경 센서(100)로부터 수집한 환경 센서 데이터 및 PLC 장비(200)로부터 수집한 PLC 측정 데이터에 기초하여 환경 정보를 생성할 수 있다. 환경 센서 데이터 및 PLC 측정 데이터는 IoT 센서 인터페이스 보드(500)로부터 수신할 수 있으며, 타임스탬프 처리부(521) 및 위치 영역 처리부(522)를 통해 처리된 시간 및 위치 영역 정보를 함께 수신하여, 시간 및 위치 영역 정보에 기초하여 환경 정보를 생성할 수 있다. 특히, 온도, 습도, 진동, 소음, CO 등의 환경 센서 데이터들로부터 도출한 제조 환경 데이터 및 PLC 측정 데이터로부터의 도출한 제조 설비 및 장비의 제어 및 동작 정보 등 동작 데이터에 기초하여 제조 환경의 환경적 요소 및 설비 동작 제어 요소를 모두 고려할 수 있다.The environmental information generator 601 may generate environmental information based on the environmental sensor data collected from the environmental sensor 100 and the PLC measurement data collected from the PLC equipment 200 . The environmental sensor data and PLC measurement data may be received from the IoT sensor interface board 500, and the time and location area information processed through the timestamp processing unit 521 and the location area processing unit 522 are received together, and time and Environment information may be generated based on the location area information. In particular, the environment of the manufacturing environment based on operation data such as manufacturing environment data derived from environmental sensor data such as temperature, humidity, vibration, noise, and CO, and control and operation information of manufacturing facilities and equipment derived from PLC measurement data Both environmental factors and equipment operation control factors can be considered.

품질 정보 생성부(602)는 게이지 센서 데이터로부터 품질 정보를 생성할 수 있다. 예컨대, 게이지 센서(300)는 제조된 제품 또는 부품의 길이, 크기, 형상, 정확도 등을 측정할 수 있으며, 게이지 센서(300)를 통해 측정된 게이지 센서 측정값에 기초하여 해당 제품 또는 부품의 품질 정보를 생성할 수 있다.The quality information generating unit 602 may generate quality information from the gauge sensor data. For example, the gauge sensor 300 may measure the length, size, shape, accuracy, etc. of a manufactured product or part, and the quality of the product or part based on the gauge sensor measurement value measured through the gauge sensor 300 . information can be generated.

품질-환경 상관관계 생성부(603)는 환경 정보 생성부(601)로부터 생성된 환경 정보와 품질 정보 생성부(602)로부터 생성된 품질 정보 사이의 상관관계를 도출하도록 구성되며, 머신러닝 및 딥러닝 기술을 활용하여 상관관계를 도출할 수 있다.The quality-environmental correlation generating unit 603 is configured to derive a correlation between the environmental information generated from the environmental information generating unit 601 and the quality information generated from the quality information generating unit 602 , and machine learning and deep Correlations can be derived using learning techniques.

예컨대, 지도학습의 경우 kNN(k-Nearest Neighbor) 모델 또는 서포트 벡터 머신(support vector machine) 또는 의사결정 트리의 학습 모델을 사용할 수 있으며, 비지도학습의 경우 k-평균(means) 클러스터링 알고리즘 등을 활용할 수 있다.For example, in the case of supervised learning, a kNN (k-Nearest Neighbor) model or a support vector machine or a learning model of a decision tree can be used, and in the case of unsupervised learning, a k-means clustering algorithm, etc. can be used. can be utilized

품질-환경 상관관계 생성부(603)는 IoT 센서 데이터에 대해 처리된 시간 정보 및 위치 영역 정보에 기초하여, 시간별 및 위치 영역 정보에 기초한 공정별 품질-환경 상관관계를 도출해낼 수 있다.The quality-environmental correlation generating unit 603 may derive the quality-environmental correlation for each process based on time and location area information, based on time information and location area information processed for IoT sensor data.

또한, 품질-환경 상관관계 생성부(603)는 게이지 센서 데이터로부터 품질 정보를 생성하는 시점의 환경 정보에 기초하여 품질 정보의 신뢰도를 동적으로 적용하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 게이지 센서의 정상 동작 환경 조건에 부합하지 않거나 정상 범위의 중간값과 차이가 많이 날수 있는 환경, 예컨대 여름 또는 겨울, 또는 게이지 센서 측정 위치 영역의 온도, 습도, 진동, 소음 조건 등이 이상적인 측정 조건과 멀어질 수록 품질 정보의 신뢰도를 낮게 설정할 수 있다. 이와 같은 경우 게이지 센서 데이터의 비정상적인 환경 정보에 기초하여 게이지 센서 데이터의 환경 조건을 변경하여 정확한 품질 정보 측정이 가능하도록 유도할 수 있다.Also, the quality-environment correlation generating unit 603 may be configured to dynamically apply the reliability of the quality information based on the environment information at the time of generating the quality information from the gauge sensor data. For example, an environment that does not meet the normal operating environmental conditions of the gauge sensor or that may differ significantly from the mid-range of the normal range, such as summer or winter, or temperature, humidity, vibration, and noise conditions in the measurement location of the gauge sensor, is ideal for measurement. The farther away from the condition, the lower the reliability of the quality information can be set. In this case, it is possible to induce accurate quality information measurement by changing the environmental conditions of the gauge sensor data based on the abnormal environmental information of the gauge sensor data.

품질 불량 예측부(604)는 머신러닝 등의 기계 학습을 통해 도출된 품질-환경 상관관계에 기초하여 해당 시간, 예컨대 해당 연, 월, 일, 계절 등과, 해당 위치 영역, 예컨대 특정 공정이 이루어지는 위치 영역에서 정상 범위로 판단된 품질의 제품이 나오는 환경 범위를 벗어나는 경우 해당 시간 및 위치 영역에서 제조되는 제품 또는 부품의 품질 불량률이 높아질 수 있음을 예측하고, 실시간 품질-환경 상관관계 도출을 통해 그 변화여부를 모니터링하면서 불량 예측을 수행하도록 구성될 수 있다. 또한, IoT 센서 데이터의 타임스탬프 정보에 기초하여 일별, 월별, 분기별, 계절별 분석 및 불량 예측이 가능하다.The quality defect prediction unit 604 is based on the quality-environmental correlation derived through machine learning, such as machine learning, at a corresponding time, for example, a corresponding year, month, day, season, etc., and a corresponding location area, for example, a location where a specific process is performed. If the product of quality judged to be within the normal range is out of the environmental range, it is predicted that the quality defect rate of products or parts manufactured in the relevant time and location area may increase, and the change through real-time quality-environmental correlation deduction It may be configured to perform bad prediction while monitoring whether or not there is. In addition, daily, monthly, quarterly, and seasonal analysis and failure prediction are possible based on timestamp information of IoT sensor data.

이상 탐지 알람부(605)는 제품 또는 부품의 불량이 예측되거나 불량률이 미리 결정된 기준 이상으로 예측되는 경우 해당 단말기나 해당 사용자에 이상 탐지 관련 알람을 전달하도록 구성될 수 있다.The abnormality detection alarm unit 605 may be configured to deliver an abnormality detection related alarm to a corresponding terminal or a corresponding user when a defect of a product or part is predicted or a defect rate is predicted to be higher than or equal to a predetermined standard.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 센서 데이터에 기초하여 품질-환경 상관관계를 도출하기 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating a method for deriving a quality-environmental correlation based on IoT sensor data according to an embodiment of the present invention.

먼저, 다양한 센서를 통해 복수의 종류의 IoT 센서 데이터가 생성될 수 있으며, 환경 정보 수집을 위해 환경 센서(100)로부터 환경 센서 데이터가 생성되고(S610), PLC 장비(200)를 통해 측정한 PLC 측정 데이터가 생성되고(S620), 제품 및 부품의 측정 정보 수집을 위해 게이지 센서(300)로부터 게이지 센서 데이터가 생성될 수 있다.(S630)First, a plurality of types of IoT sensor data may be generated through various sensors, and environmental sensor data is generated from the environmental sensor 100 to collect environmental information (S610), and PLC measured through the PLC equipment 200 Measurement data may be generated (S620), and gauge sensor data may be generated from the gauge sensor 300 to collect measurement information of products and parts (S630).

이와 같이 생성된 환경 센서 데이터, PLC 측정 데이터 및 게이지 센서 데이터는 IoT 센서 인터페이스 보드(500)를 통해 IoT 센서 데이터로서 실시간 수집될 수 있다.(S640) 각 센서 데이터의 측정 및 수집 주기는 필요에 따라 다양할 수 있다.The generated environmental sensor data, PLC measurement data, and gauge sensor data may be collected in real time as IoT sensor data through the IoT sensor interface board 500 ( S640 ). The measurement and collection cycle of each sensor data may be performed as needed. can be varied.

또한, 환경 센서 데이터, PLC 측정 데이터 및 게이지 센서 데이터를 포함하는 IoT 센서 데이터 각각에 대해 시간 관련 타임스탬프 정보 및 공간 관련 위치 영역 정보를 연관시키는 타임스탬프 처리 및 위치 영역 처리가 수행된다.(S650) 이와 같은 IoT 센서 데이터의 타임스탬프 정보 및 위치 영역 정보에 기초하여 시간별 및 위치 영역 정보에 기초한 공정별 품질-환경 상관관계를 도출해낼 수 있다.In addition, timestamp processing and location area processing for associating time-related timestamp information and space-related location area information are performed for each IoT sensor data including environmental sensor data, PLC measurement data, and gauge sensor data (S650). Based on the timestamp information and location area information of the IoT sensor data, quality-environment correlations for each process based on time and location area information can be derived.

데이터 상관관계 분석 처리부(600)에서 IoT 센서 인터페이스 보드(500)로부터 수신한 게이지 센서 데이터로부터 품질 정보를 생성할 수 있다.(S660) 여기서, 품질 정보는 게이지 센서 데이터로부터 도출해낸 불량률, 정확도 등과 관련된 값일 수 있다.The data correlation analysis processing unit 600 may generate quality information from the gauge sensor data received from the IoT sensor interface board 500 ( S660 ). Here, the quality information is related to the defect rate and accuracy derived from the gauge sensor data. can be a value.

또한, 환경 센서 데이터 및 PLC 측정 데이터 등에 기초하여 제조 환경 정보를 생성하고, 품질과 환경 사이의 품질-환경 상관관계를 생성할 수 있다.(S670) 예컨대, kNN(k-Nearest Neighbor) 또는 서포트 벡터 머신(support vector machine) 모델, k-means 클러스터링 알고리즘 등을 활용하여 품질-환경 상관관계를 도출해낼 수 있다.In addition, manufacturing environment information may be generated based on environmental sensor data and PLC measurement data, and a quality-environmental correlation between quality and environment may be generated (S670). For example, kNN (k-Nearest Neighbor) or support vector. A quality-environment correlation can be derived by using a support vector machine model, a k-means clustering algorithm, etc.

생성된 품질-환경 상관관계 정보에 기초하여, 지속적으로 수집되는 IoT 센서 데이터를 모니터링하고 제품 또는 부품의 품질 불량을 예측할 수 있다.(S680) 예컨대, 도출된 품질-환경 상관관계에 기초하여 해당 시간 및 위치 영역에서 정상 품질의 제품(부품)이 제조되는 범위로 판단되는 환경 조건을 벗어나는 경우 품질 불량의 가능성을 예측할 수 있다.(S680)Based on the generated quality-environmental correlation information, it is possible to monitor continuously collected IoT sensor data and predict a quality defect of a product or part. (S680) For example, a corresponding time based on the derived quality-environmental correlation And when the environmental condition determined as a range in which products (parts) of normal quality are manufactured in the location region, the possibility of quality defects may be predicted (S680).

또한, 게이지 센서 데이터로부터 측정된 실시간 품질 정보 또는 품질-환경 상관관계로부터 도출된 품질 불량이 예측되는 경우 이상을 탐지하여 관계된 사용자 단말에 알람을 전달할 수 있다.(S690)In addition, when real-time quality information measured from gauge sensor data or quality failure derived from quality-environmental correlation is predicted, an abnormality may be detected and an alarm may be transmitted to a related user terminal (S690).

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 엔진룸 캠 보어 및 오일씰 보어에 연결된 게이지 센서의 구성을 설명하기 위한 예시도이다.7 is an exemplary view for explaining the configuration of a gauge sensor connected to an automobile engine room cam bore and an oil seal bore according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 품질-환경 상관관계 도출 시스템을 자동차용 엔진 샤프트의 런아웃(runout) 측정 장치에 적용한 것으로서, 자동차 엔진룸 내 캠 샤프트에 장착되어 배치되는 캠 보어 및 오일씰 보어의 측정 데이터에 적용할 수 있으며, 게이지 센서 데이터를 캠 보어 및 오일씰 보어에 대한 원통도, 진원도 및 동심도의 측정값으로 활용할 수 있다. 여기서, 런아웃은 자동차 엔진의 회전 캠 샤프트 축 상에 존재하는, 진원도, 수직도 등의 불량 상태를 나타내는 양이며, 축 정렬을 하기 전에 점검해야 할 사항 중 하나이다.The quality-environment correlation derivation system according to the present invention is applied to a runout measurement device of an engine shaft for a vehicle, and it can be applied to measurement data of a cam bore and an oil seal bore mounted and disposed on a cam shaft in an automobile engine room. In addition, the gauge sensor data can be used as measurement values of cylindricity, roundness, and concentricity for cam bores and oil seal bores. Here, the runout is a quantity indicating a defective state such as roundness and verticality existing on the rotating camshaft shaft of an automobile engine, and is one of the matters to be checked before shaft alignment.

도 7을 참조하면, 오일씰 보어를 기준으로 예컨대 캠 샤프트의 길이 방향으로 4개의 포인트에 배치된 캠 보어를 360도 자동 회전하여, 오일씰 보어를 중심으로 복수의 캠 보어의 원통도, 진원도 및 동심도를 측정하는 게이지 시스템을 구성할 수 있다. 여기서, 원통도(cylindricity)는 중심을 기준 축으로 측정물을 회전하고, 측정 영역을 이동하였을 때 전체 반경의 변화량을 의미하여, 진원도(roundness)는 진원인지 여부의 정도를 나타내는 값이며, 동심도(concentricity)는 복수의 원통이 같은 중심을 가지는지 정도를 측정한 값으로서, 기준 축심과 동일한 직선 위에 축심을 가져야할 원통 부분에 있어서, 그 원통 부분의 축심과 기준 축심의 오차의 크기를 의미한다. Referring to FIG. 7 , for example, by automatically rotating the cam bores arranged at four points in the longitudinal direction of the camshaft by 360 degrees based on the oil seal bore, the cylindricity, roundness, and concentricity of the plurality of cam bores around the oil seal bore are measured. A gauge system to measure can be configured. Here, the cylindricity refers to the amount of change in the total radius when the measured object is rotated around the center as the reference axis and the measurement area is moved, and the roundness is a value indicating the degree of whether it is a roundness, and the concentricity ( concentricity) is a value measuring the degree of whether a plurality of cylinders have the same center, and in a cylindrical part that should have an axial center on the same straight line as the reference axial center, it means the size of the error between the axial center of the cylindrical part and the reference axial center.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 게이지를 이용하여 게이지 센서 데이터 측정하는 구성을 설명하기 위한 예시도이다.8 is an exemplary diagram for explaining a configuration for measuring gauge sensor data using an air gauge according to an embodiment of the present invention.

게이지 센서로서 에어 노즐을 이용한 에어 게이지를 활용하여, 회전하는 부품의 측정이 가능하다. 도 8을 참조하면, 캠 보어 및 오일씰 보어에 접촉하여 측정부의 틈새에 따라 에어의 압력이 변화하며, 에어의 압력에 따라 유량 밸브를 통해 압력 센서 거치면서 아날로그 신호를 디지털로 변환하여 게이지 측정 데이터가 생성될 수 있으며, IoT 센서 인터페이스 보드(500) 또는 외부 컴퓨터에 해당 데이터들이 디스플레이될 수 있다.By using an air gauge using an air nozzle as a gauge sensor, it is possible to measure rotating parts. Referring to FIG. 8, the air pressure changes according to the gap of the measuring part in contact with the cam bore and the oil seal bore, and the analog signal is converted to digital through the pressure sensor through the flow valve according to the air pressure, so that the gauge measurement data may be generated, and corresponding data may be displayed on the IoT sensor interface board 500 or an external computer.

이상 본 발명의 실시예에 따른 방법 및 시스템을 구체적인 다양한 실시 형태로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기초 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 개시된 실시형태들을 조합, 치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.The method and system according to the embodiment of the present invention have been described as specific various embodiments, but this is only an example, and the present invention is not limited thereto, and it is interpreted as having the widest scope according to the basic idea disclosed in the present specification. should be A person skilled in the art may implement a pattern of a shape not specified by combining or substituting the disclosed embodiments, but this also does not depart from the scope of the present invention. In addition, those skilled in the art can easily change or modify the disclosed embodiments based on the present specification, and it is clear that such changes or modifications also fall within the scope of the present invention.

100: 환경 센서
200: PLC 장비
300: 게이지 센서
400: 유무선 통신망
500: IoT 센서 인터페이스 보드
600: 데이터 상관관계 분석 처리부
700: 클라우드 서버
100: environmental sensor
200: PLC equipment
300: gauge sensor
400: wired and wireless communication network
500: IoT sensor interface board
600: data correlation analysis processing unit
700: cloud server

Claims (16)

IoT 센서 데이터에 기초하여 품질-환경 상관관계를 도출하기 위한 방법에 있어서,
환경 정보 수집을 위한 환경 센서 데이터 및 PLC 장비에서 측정한 PLC 측정 데이터를 수신하는 IoT 데이터 수집 단계;
상기 환경 센서 데이터 및 상기 PLC 측정 데이터에 기초하여 환경 정보를 생성하는 단계; 및
상기 환경 정보에 기초하여 품질-환경 상관관계를 생성하는 단계
를 포함하고,
상기 IoT 데이터 수집 단계는 게이지 센서에서 측정한 게이지 센서 데이터를 수신하고, 상기 IoT 데이터 수집 단계는 LoRA 통신 및 WiFi 통신을 이용하는 것이고,
상기 IoT 데이터 수집 단계 이후에 상기 게이지 센서 데이터로부터 품질 정보를 생성하는 단계를 더 포함하고,
상기 IoT 데이터 수집 단계에서 수집한 상기 환경 센서 데이터, 상기 PLC 측정 데이터 및 상기 게이지 센서 데이터 각각에 대해 타임스탬프 정보 및 위치 영역 정보를 연관시키는 단계를 더 포함하고,
상기 품질 정보를 생성하는 단계는,
상기 게이지 센서 데이터로부터 품질 정보를 생성하는 시점의 환경 정보에 기초하여 상기 품질 정보의 신뢰도를 도출해내는 단계를 포함하는 것인, 품질-환경 상관관계 도출 방법.
A method for deriving a quality-environmental correlation based on IoT sensor data, the method comprising:
IoT data collection step of receiving environmental sensor data for collecting environmental information and PLC measurement data measured by PLC equipment;
generating environmental information based on the environmental sensor data and the PLC measurement data; and
generating a quality-environmental correlation based on the environmental information
including,
The IoT data collection step receives the gauge sensor data measured by the gauge sensor, and the IoT data collection step uses LoRA communication and WiFi communication,
Further comprising the step of generating quality information from the gauge sensor data after the IoT data collection step,
Further comprising the step of associating timestamp information and location area information for each of the environmental sensor data, the PLC measurement data, and the gauge sensor data collected in the IoT data collection step,
The step of generating the quality information includes:
and deriving the reliability of the quality information based on the environmental information at the time of generating the quality information from the gauge sensor data.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 타임스탬프 정보에 기초하여 해당 계절 정보를 도출하는 것인, 품질-환경 상관관계 도출 방법.
The method of claim 1 , wherein the corresponding season information is derived based on the timestamp information.
제1항에 있어서, 상기 위치 영역 정보에 기초하여 해당 공정 정보를 도출하는 것인, 품질-환경 상관관계 도출 방법.
The method of claim 1, wherein the process information is derived based on the location area information.
삭제delete 제1항에 있어서, 상기 게이지 센서 데이터는 캠 샤프트에 장착된 복수의 캠 보어(cam bore)에 대한 원통도, 진원도 및 동심도의 측정값인 것인, 품질-환경 상관관계 도출 방법.
The method according to claim 1, wherein the gauge sensor data is a measurement value of cylindricity, roundness, and concentricity for a plurality of cam bores mounted on a camshaft.
IoT 센서 데이터에 기초하여 품질-환경 상관관계를 도출하기 위한 시스템에 있어서,
복수의 환경 센서로부터 환경 정보 수집을 위한 환경 센서 데이터를 수신하고, PLC 장비에서 측정한 PLC 측정 데이터를 수신하도록 구성된 IoT 센서 인터페이스 보드; 및
환경 정보에 기초하여 품질-환경 상관관계를 생성하도록 구성된 데이터 상관관계 분석 처리부
를 포함하고,
상기 상관관계 분석 처리부는 상기 환경 센서 데이터 및 상기 PLC 측정 데이터에 기초하여 환경 정보를 생성하는 것이고,
상기 IoT 센서 인터페이스 보드는 게이지 센서에서 측정한 게이지 센서 데이터를 수신하고, 상기 IoT 센서 인터페이스 보드는 LoRA 통신 및 WiFi 통신을 이용하는 것이고, 상기 상관관계 분석 처리부는 상기 게이지 센서 데이터로부터 품질 정보를 생성하도록 구성되고,
상기 IoT 센서 인터페이스 보드는 상기 환경 센서 데이터, 상기 PLC 측정 데이터 및 상기 게이지 센서 데이터 각각에 대해, 타임스탬프 정보를 처리하기 위한 타임스탬프 처리부 및 위치 영역 정보를 처리하기 위한 위치 영역 처리부를 포함하는 것이고,
상기 데이터 상관관계 분석 처리부는, 상기 게이지 센서 데이터로부터 품질 정보를 생성하는 시점의 환경 정보에 기초하여 상기 품질 정보의 신뢰도를 도출하도록 구성되는 것인, 품질-환경 상관관계 도출 시스템.
A system for deriving a quality-environmental correlation based on IoT sensor data, the system comprising:
an IoT sensor interface board configured to receive environmental sensor data for collecting environmental information from a plurality of environmental sensors, and receive PLC measurement data measured by a PLC device; and
A data correlation analysis processing unit configured to generate a quality-environmental correlation based on the environmental information
including,
The correlation analysis processing unit is to generate environmental information based on the environmental sensor data and the PLC measurement data,
The IoT sensor interface board receives the gauge sensor data measured by the gauge sensor, the IoT sensor interface board uses LoRA communication and WiFi communication, and the correlation analysis processing unit is configured to generate quality information from the gauge sensor data become,
The IoT sensor interface board includes a timestamp processing unit for processing timestamp information and a location area processing unit for processing location area information for each of the environmental sensor data, the PLC measurement data, and the gauge sensor data,
Wherein the data correlation analysis processing unit is configured to derive the reliability of the quality information based on the environmental information at the time of generating the quality information from the gauge sensor data, a quality-environmental correlation derivation system.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제9항에 있어서, 상기 데이터 상관관계 분석 처리부는 상기 타임스탬프 정보에 기초하여 해당 계절 정보를 도출하도록 구성되는 것인, 품질-환경 상관관계 도출 시스템.
The system according to claim 9, wherein the data correlation analysis processing unit is configured to derive corresponding seasonal information based on the timestamp information.
제9항에 있어서, 상기 데이터 상관관계 분석 처리부는 상기 위치 영역 정보에 기초하여 해당 공정 정보를 도출하도록 구성되는 것인, 품질-환경 상관관계 도출 시스템.
The system according to claim 9, wherein the data correlation analysis processing unit is configured to derive corresponding process information based on the location area information.
삭제delete 제9항에 있어서, 상기 게이지 센서 데이터는 캠 샤프트에 장착된 복수의 캠 보어(cam bore)에 대한 원통도, 진원도 및 동심도의 측정값인 것인, 품질-환경 상관관계 도출 시스템.
The system according to claim 9, wherein the gauge sensor data is a measurement value of cylindricity, roundness, and concentricity for a plurality of cam bores mounted on a camshaft.
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