KR102322448B1 - Control system of active broaching machine that can apply IoT-based preventive maintenance technology - Google Patents

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Abstract

본 발명은 IoT 기반의 예방 보전 기술 적용이 가능한 능동형 브로칭머신의 제어 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 공장 내에서 복수개의 IoT 기술기반 브로칭 머신을 구비하고, 포그(Fog) 컴퓨팅 기술을 기반으로 상기 복수개의 브로칭 머신에 대한 실시간 상태를 모니터링 및 이상상태 발생 시 알림을 제공하는 IoT 기반의 예방 보전 기술 적용이 가능한 능동형 브로칭머신의 제어 시스템에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 프로세스마이닝 분석기법을 기반으로 기 저장된 빅데이터와 상기 상태감지 데이터를 분석하여 공정 최적화 수치, 운영 시뮬레이션을 모니터링 할 수 있도록 하는 IoT 기반의 예방 보전 기술 적용이 가능한 능동형 브로칭머신의 제어 시스템에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 공장 외에서 상기 복수개의 브로칭 머신에 대한 상태감지 데이터, 공정 최적화 수치, 운영 시뮬레이션을 원격으로 모니터링 할 수 있도록 하고, 상기 복수개의 브로칭 머신을 원격으로 제어하는 IoT 기반의 예방 보전 기술 적용이 가능한 능동형 브로칭머신의 제어 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a control system of an active broaching machine capable of applying IoT-based preventive maintenance technology. More specifically, a plurality of IoT technology-based broaching machines are provided in a factory and based on fog computing technology. It relates to a control system of an active broaching machine capable of applying an IoT-based preventive maintenance technology that monitors the real-time status of the plurality of broaching machines and provides a notification when an abnormal condition occurs.
In addition, the present invention is an active broaching machine capable of applying IoT-based preventive maintenance technology to monitor process optimization values and operation simulations by analyzing pre-stored big data and the state detection data based on process mining analysis techniques. It is about the control system.
In addition, the present invention enables remote monitoring of state detection data, process optimization values, and operation simulation for the plurality of broaching machines outside the factory, and IoT-based preventive maintenance that remotely controls the plurality of broaching machines It relates to a control system of an active broaching machine that can apply technology.

Description

IoT 기반의 예방 보전 기술 적용이 가능한 능동형 브로칭머신의 제어 시스템 {Control system of active broaching machine that can apply IoT-based preventive maintenance technology}{Control system of active broaching machine that can apply IoT-based preventive maintenance technology}

본 발명은 IoT 기반의 예방 보전 기술 적용이 가능한 능동형 브로칭머신의 제어 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 공장 내에서 복수개의 IoT 기술기반 브로칭 머신을 구비하고, 포그(Fog) 컴퓨팅 기술을 기반으로 상기 복수개의 브로칭 머신에 대한 실시간 상태를 모니터링 및 이상상태 발생 시 알림을 제공하는 IoT 기반의 예방 보전 기술 적용이 가능한 능동형 브로칭머신의 제어 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a control system of an active broaching machine capable of applying IoT-based preventive maintenance technology. More specifically, a plurality of IoT technology-based broaching machines are provided in a factory, and based on fog computing technology It relates to a control system of an active broaching machine capable of applying an IoT-based preventive maintenance technology that monitors the real-time status of the plurality of broaching machines and provides a notification when an abnormal condition occurs.

또한, 본 발명은 프로세스마이닝 분석기법을 기반으로 기 저장된 빅데이터와 상기 상태감지 데이터를 분석하여 공정 최적화 수치, 운영 시뮬레이션을 모니터링 할 수 있도록 하는 IoT 기반의 예방 보전 기술 적용이 가능한 능동형 브로칭머신의 제어 시스템에 관한 것이다.In addition, the present invention is an active broaching machine capable of applying IoT-based preventive maintenance technology to monitor process optimization values and operation simulations by analyzing pre-stored big data and the state detection data based on process mining analysis techniques. It is about the control system.

또한, 본 발명은 공장 외에서 상기 복수개의 브로칭 머신에 대한 상태감지 데이터, 공정 최적화 수치, 운영 시뮬레이션을 원격으로 모니터링 할 수 있도록 하고, 상기 복수개의 브로칭 머신을 원격으로 제어하는 IoT 기반의 예방 보전 기술 적용이 가능한 능동형 브로칭머신의 제어 시스템에 관한 것이다.In addition, the present invention enables remote monitoring of state detection data, process optimization values, and operation simulation for the plurality of broaching machines outside the factory, and IoT-based preventive maintenance that remotely controls the plurality of broaching machines It relates to a control system of an active broaching machine that can apply technology.

종래 브로칭 머신은 가공물의 내면 또는 표면을 절삭가공할 때 이용한다. 브로치는 가공하는 모양과 비슷한 많은 날이 차례로 치수를 늘리면서 축선방향으로 배열되어 있는 봉 모양의 공구로서 축에 장치하고, 축방향으로 밀거나 끌어당겨서 가공한다. A conventional broaching machine is used when cutting the inner surface or surface of a workpiece. A broach is a rod-shaped tool in which many blades similar to the shape to be machined are arranged in an axial direction while increasing the dimensions one after another, mounted on a shaft, and processed by pushing or pulling in the axial direction.

관련문헌 1은 브로칭 머신 및 이를 포함하는 선반에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 소재의 내면을 가공하기 위한 브로칭 머신 및 이러한 브로칭 머신을 포함하는 선반에 관한 것이다.Related Document 1 relates to a broaching machine and a lathe including the same, and more particularly, to a broaching machine for processing an inner surface of a material and a lathe including the broaching machine.

상기 관련문헌 1은 선반이 포함된 브로칭 머신으로 가공시간을 단축하고 치수 불량을 방지할 수 있으나, 상기 브로칭 머신 내 세부장치의 상태를 실시간으로 파악하면서 상기 브로칭 머신을 동작시킬 수 없는 단점이 있다.The related document 1 is a broaching machine including a lathe, which can reduce processing time and prevent dimensional defects, but the disadvantage that the broaching machine cannot be operated while grasping the state of the detailed device in the broaching machine in real time There is this.

또한, 본 발명은 불량률을 줄여 브로칭 머신의 효율성을 증대시킬 수 는 있으나, 고장 시 휴지기간으로 인한 효율성 저하는 관리할 수 없는 단점이 있다.In addition, the present invention can increase the efficiency of the broaching machine by reducing the defect rate, but there is a disadvantage that the efficiency decrease due to the idle period in case of a failure cannot be managed.

KR 10-2018-0089013KR 10-2018-0089013

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 종래의 브로칭 머신에 복수의 센서를 구비하고, 상기 브로칭 머신의 유압, 온도 등을 실시간으로 모니터링할 수 있도록 IoT 기반의 예방 보전 기술 적용이 가능한 능동형 브로칭머신의 제어 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the above problems, the present invention is equipped with a plurality of sensors in a conventional broaching machine, and IoT-based preventive maintenance technology can be applied so that the hydraulic pressure, temperature, etc. of the broaching machine can be monitored in real time. An object of the present invention is to provide a control system for an active broaching machine.

또한, 본 발명의 목적은 상기 복수의 센서로부터 얻은 데이터를 기반으로 분석된 공정 최적화 수치, 운영 시뮬레이션을 제공하는 IoT 기반의 예방 보전 기술 적용이 가능한 능동형 브로칭머신의 제어 시스템을 제공하는 것이다.In addition, an object of the present invention is to provide a control system of an active broaching machine capable of applying IoT-based preventive maintenance technology that provides process optimization values and operation simulation analyzed based on data obtained from the plurality of sensors.

또한, 본 발명의 목적은 공장 외에서 상기 복수개의 브로칭 머신을 원격으로 모니터링 하고, 원격으로 제어할 수 있도록 하는 IoT 기반의 예방 보전 기술 적용이 가능한 능동형 브로칭머신의 제어 시스템을 제공하는 것이다.In addition, an object of the present invention is to provide a control system of an active broaching machine that can remotely monitor and remotely control the plurality of broaching machines outside of the factory and to which IoT-based preventive maintenance technology can be applied.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 IoT 기반의 예방 보전 기술 적용이 가능한 능동형 브로칭머신의 제어 시스템은 공장 내에 복수개의 IoT 기술기반 브로칭 머신을 구비하고, 실시간으로 상기 복수개의 브로칭 머신 상태를 모니터링 할 수 있도록 하는 설비부, 상기 설비부로부터 브로칭 머신 상태를 전송받아 저장하는 IDC부 및 공장 외에서 모니터링하고, 상기 브로칭 머신을 원격으로 제어하는 관리부를 제공한다.In order to achieve the above object, the control system of the active broaching machine to which the IoT-based preventive maintenance technology of the present invention can be applied is provided with a plurality of IoT technology-based broaching machines in the factory, and the state of the plurality of broaching machines in real time A facility unit for monitoring the broaching machine, an IDC unit for receiving and storing the state of the broaching machine from the facility unit, and a management unit for monitoring outside the factory and remotely controlling the broaching machine are provided.

또한, 본 발명의 설비부는 브로칭 머신, 공정 최적화 수치, 운영 시뮬레이션을 제공하는 엣지 컴퓨팅 모듈부, 상기 브로칭 머신 및 상기 엣지 컴퓨팅 모듈부와 상기 IDC부를 중계하는 제 1게이트웨이부 및 상기 브로칭 머신의 상태, 공정 최적화 수치, 운영 시뮬레이션을 모니터링할 수 있도록 하는 제 1모니터링부를 제공한다.In addition, the equipment unit of the present invention includes a broaching machine, an edge computing module unit that provides process optimization values, and operation simulation, a first gateway unit that relays the broaching machine and the edge computing module unit and the IDC unit, and the broaching machine A first monitoring unit is provided to monitor the state of the system, process optimization values, and operation simulation.

또한, 본 발명의 관리부는 공장 외에서 상기 브로칭 머신이 원격으로 제어되도록 제어 데이터를 생성하는 PLC 원격제어부, 상기 PLC 원격제어부와 상기 IDC부를 중계하는 제 2게이트웨이부 및 상기 PLC 원격제어부로부터 원격으로 제어된 복수의 브로칭 머신을 모니터링할 수 있도록 하는 제 2모니터링부를 제공한다.In addition, the management unit of the present invention is remotely controlled from a PLC remote control unit that generates control data so that the broaching machine is remotely controlled outside the factory, a second gateway unit that relays the PLC remote control unit and the IDC unit, and the PLC remote control unit It provides a second monitoring unit that enables monitoring of a plurality of broaching machines.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 종래의 브로칭 머신 내 세부장치에 복수의 센서를 구비하여 IoT 기반의 브로칭 머신을 구성하였으므로, 공장 내외에서 브로칭 머신의 상태를 실시간으로 원격 모니터링이 가능한 효과가 있다.As described above, according to the present invention, since the IoT-based broaching machine is configured with a plurality of sensors in the detailed device in the conventional broaching machine, the effect of real-time remote monitoring of the status of the broaching machine inside and outside the factory is possible. have.

또한, 본 발명은 상기 IoT 기반의 브로칭 머신을 구성하였으므로, 생산제품변경에 따라 공장 내외에서 브로칭 머신의 공정을 원격으로 제어할 수 있는 효과가 있다.In addition, since the present invention has configured the IoT-based broaching machine, there is an effect that can remotely control the process of the broaching machine inside and outside the factory according to product changes.

또한, 본 발명은 상기 IoT 기반의 브로칭 머신을 구성하고, 제공된 데이터를 기반으로 분석하여 상기 브로칭 머신의 상태를 미리 예측하고, 보전하여 휴지기간을 최소화할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of minimizing the idle period by configuring the IoT-based broaching machine, predicting the state of the broaching machine in advance by analyzing it based on the provided data, and maintaining it.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 IoT 기반의 예방 보전 기술 적용이 가능한 능동형 브로칭머신의 제어 시스템 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 IoT 기반의 예방 보전 기술 적용이 가능한 능동형 브로칭머신의 제어 시스템의 상태감지 데이터가 전송되는 모습을 표시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 IoT 기반의 예방 보전 기술 적용이 가능한 능동형 브로칭머신의 제어 시스템의 제어 데이터가 전송되는 모습을 표시한 도면이다.1 is a block diagram of a control system of an active broaching machine to which IoT-based preventive maintenance technology can be applied according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a state in which the state detection data of the control system of the active broaching machine to which the IoT-based preventive maintenance technology can be applied according to an embodiment of the present invention is transmitted.
3 is a view showing a state in which the control data of the control system of the active broaching machine to which the IoT-based preventive maintenance technology can be applied according to an embodiment of the present invention is transmitted.

본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.The terms used in this specification have been selected as currently widely used general terms as possible while considering the functions in the present invention, which may vary depending on the intention or precedent of a person skilled in the art, the emergence of new technology, and the like. In addition, in a specific case, there is a term arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning will be described in detail in the description of the corresponding invention. Therefore, the term used in the present invention should be defined based on the meaning of the term and the overall content of the present invention, rather than the name of a simple term.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. does not

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 IoT 기반의 예방 보전 기술 적용이 가능한 능동형 브로칭머신의 제어 시스템 구성도이다.Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 is a block diagram of a control system of an active broaching machine to which IoT-based preventive maintenance technology can be applied according to an embodiment of the present invention.

도 1을 보면, 본 발명의 IoT 기반의 예방 보전 기술 적용이 가능한 능동형 브로칭머신의 제어 시스템은 공장 내에 복수개의 IoT 기술기반 브로칭 머신(110)을 구비하고, 실시간으로 상기 복수개의 브로칭 머신(110) 상태를 모니터링 할 수 있도록 하는 설비부(100), 상기 설비부(100)로부터 브로칭 머신(110) 상태를 전송받아 저장하는 IDC부(200) 및 공장 외에서 모니터링하고, 상기 브로칭 머신(110)을 원격으로 제어하는 관리부(300)를 포함한다.1, the control system of the active broaching machine capable of applying the IoT-based preventive maintenance technology of the present invention is provided with a plurality of IoT technology-based broaching machines 110 in a factory, and the plurality of broaching machines in real time (110) Equipment unit 100 for monitoring the state, IDC unit 200 for receiving and storing the state of the broaching machine 110 from the equipment unit 100, and monitoring outside the factory, the broaching machine 110 ) includes a management unit 300 for remotely controlling the.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 설비부(100)는 공장 내에 복수개의 IoT 기술기반 브로칭 머신을 구비하고, 실시간으로 상기 복수개의 브로칭 머신 상태를 모니터링 할 수 있도록 한다.More specifically, the facility unit 100 is provided with a plurality of IoT technology-based broaching machines in the factory, and enables monitoring of the states of the plurality of broaching machines in real time.

상기 설비부(100)는 브로칭 머신(110), 공정 최적화 수치, 운영 시뮬레이션을 제공하는 엣지 컴퓨팅 모듈부(120), 상기 브로칭 머신(110) 및 상기 엣지 컴퓨팅 모듈부(120)와 상기 IDC부(200)를 중계하는 제 1게이트웨이부(130) 및 상기 브로칭 머신(110)의 상태, 공정 최적화 수치, 운영 시뮬레이션을 모니터링할 수 있도록 하는 제 1모니터링부(140)를 포함한다.The facility unit 100 includes a broaching machine 110, an edge computing module unit 120 that provides process optimization values, and operation simulation, the broaching machine 110, and the edge computing module unit 120 and the IDC unit. It includes a first gateway unit 130 for relaying 200 and a first monitoring unit 140 for monitoring the state of the broaching machine 110, process optimization values, and operation simulation.

일반적으로 브로칭 머신은 유압발생장치, 에어공급장치, 절삭유공급장치, 브로치 공구를 구비하여 총형절삭 가공한다. 본 발명의 상기 브로칭 머신(110)은 유압발생장치, 에어공급장치, 절삭유공급장치, 브로치 공구의 실시간 동작에 따른 상태감지 데이터를 제공한다.In general, a broaching machine is equipped with a hydraulic pressure generator, an air supply device, a coolant supply device, and a broach tool to perform full die cutting. The broaching machine 110 of the present invention provides state detection data according to the real-time operation of the hydraulic pressure generator, the air supply device, the coolant supply device, and the broach tool.

여기서, 상기 유압발생장치는 브로칭 머신의 동작원인 유압을 발생시키는 장치이고, 상기 에어공급장치는 가공물에 끼인 칩 또는 절삭유를 제거하는 공기를 공급하는 장치이다. 그리고 상기 절삭유공급장치는 가공물을 가공할 때 마찰을 최소한으로 하기 위한 절삭유를 공급하는 장치이고, 상기 브로치 공구는 상기 가공물을 직접적으로 가공하는 공구이다.Here, the hydraulic pressure generating device is a device for generating hydraulic pressure, which is the operation source of the broaching machine, and the air supply device is a device for supplying air to remove chips or cutting oil caught in the workpiece. In addition, the coolant supply device is a device for supplying coolant to minimize friction when machining the workpiece, and the broach tool is a tool for directly processing the workpiece.

또한, 여기서 총형절삭 가공이란 금속 가공물을 자르거나 깎는 행위를 말한다.In addition, the total die cutting process refers to the act of cutting or shaving a metal workpiece.

본 발명을 보다 구체적으로 설명해보면, 상기 브로칭 머신(110)은 복수의 센서를 구비하는 센서부(111)와 상기 센서부를 제어하는 엣지 모듈부(112)를 포함한다.To describe the present invention in more detail, the broaching machine 110 includes a sensor unit 111 having a plurality of sensors and an edge module unit 112 controlling the sensor unit.

상기 센서부(111)은 가속도 센서, 전류센서, 유압센서, 온도센서를 구비한다.The sensor unit 111 includes an acceleration sensor, a current sensor, a hydraulic pressure sensor, and a temperature sensor.

일반적으로 가속도 센서는 이동하는 물체의 가속도나 충격의 세기를 측정하는 센서이고, 전류 센서는 교류 및 직류 전류를 감지하는 센서이다. 그리고 유압 센서는 흐르거나 고여있는 기름의 압력을 측정하는 센서이고, 상기 온도 센서는 물체의 표면 또는 내부의 온도를 측정하는 센서이다.In general, an acceleration sensor is a sensor that measures acceleration or impact strength of a moving object, and a current sensor is a sensor that senses alternating current and direct current. In addition, the hydraulic sensor is a sensor that measures the pressure of flowing or stagnant oil, and the temperature sensor is a sensor that measures the temperature of the surface or the inside of an object.

상기 가속도센서는 감지된 상기 브로치 공구의 가공부하를 감지하여 가공부하 데이터를 제공한다. 상기 전류센서는 감지된 상기 유압발생장치 내 유압모터 전류상태를 감지하여 전류상태 데이터를 제공한다. 상기 유압센서는 감지된 상기 유압발생장치 내 유압압력을 감지하여 유압압력 데이터를 제공한다. 그리고 상기 온도센서는 절삭유공급장치 내 절삭유 온도를 감지하여 절삭유 온도 데이터를 제공한다. The acceleration sensor detects the detected machining load of the broach tool and provides machining load data. The current sensor detects the current state of the hydraulic motor in the sensed hydraulic pressure generating device and provides current state data. The hydraulic pressure sensor detects the hydraulic pressure in the sensed hydraulic pressure generating device and provides hydraulic pressure data. In addition, the temperature sensor detects the temperature of the coolant in the coolant supply device and provides coolant temperature data.

이때, 본 발명에서는 상기 가공부하 데이터, 상기 전류상태 데이터, 상기 유압압력 데이터, 상기 절삭유 온도 데이터를 포함하여 상태감지 데이터라고 일컫는다.At this time, in the present invention, the data including the processing load data, the current state data, the hydraulic pressure data, and the coolant temperature data are referred to as state detection data.

한편, 상기 상태감지 데이터에는 상기 브로칭 머신(110)의 동력원인 상기 유압발생장치의 능동화를 위한 유압, 유온, 유량, 유압발생장치 회전수, 피크 전력이 포함될 수 있다.Meanwhile, the state detection data may include hydraulic pressure, oil temperature, flow rate, number of rotations of the hydraulic pressure generator, and peak power for activation of the hydraulic pressure generating device, which is the power source of the broaching machine 110 .

또한, 상기 상태감지 데이터에는 상기 브로칭 머신(110)의 에어공급장치의 능동화를 위한 공압, 압축기 가동상태, 노즐상태가 포함될 수 있다.In addition, the state detection data may include pneumatic pressure for activation of the air supply device of the broaching machine 110 , a compressor operation state, and a nozzle state.

또한, 상기 상태감지 데이터에는 상기 브로칭 머신(110)의 절삭유 공급장치의 능동화를 위한 절삭유의 온도, 유량, 유압, 공급량이 포함될 수 있다.In addition, the state detection data may include a temperature, a flow rate, a hydraulic pressure, and a supply amount of the coolant for activating the coolant supply device of the broaching machine 110 .

다음으로, 엣지 모듈부(112)는 포그(Fog) 컴퓨팅 기술을 기반으로 상기 센서부(111)로부터 제공된 가공부하 데이터, 전류상태 데이터, 유압압력 데이터, 온도 데이터를 포함하는 상태감지 데이터를 동기화한다.Next, the edge module unit 112 synchronizes state detection data including processing load data, current state data, hydraulic pressure data, and temperature data provided from the sensor unit 111 based on fog computing technology. .

그리고 상기 동기화된 데이터가 기준값을 상회 또는 하회할 경우 이상상태라고 판단하여 알림을 제공한다.In addition, when the synchronized data exceeds or falls below the reference value, it is determined as an abnormal state and a notification is provided.

다음으로, 상기 엣지 컴퓨팅 모듈부(120)는 포그(Fog) 컴퓨팅 기술을 기반으로 상기 상태감지 데이터를 전송받아 저장한다.Next, the edge computing module unit 120 receives and stores the state detection data based on fog computing technology.

여기서, 포그(Fog) 컴퓨팅 기술은 종래의 트래픽이 과다 발생하고, 신호가 지연되는 단점이 있었던 클라우드 컴퓨팅 기술의 대안으로서, IoT 기반의 디바이스와 근접해서 데이터를 실시간으로 처리하고, 주요 데이터만을 클라우드 또는 서버로 전송하는 기술이다. Here, the fog computing technology is an alternative to the conventional cloud computing technology, which has the disadvantages of excessive traffic generation and signal delay. It is a technology that transmits to the server.

즉, 상기 엣지 컴퓨팅 모듈부(120)는 상기 브로칭 머신과 근접하게 위치하고, 상기 브로칭 머신으로부터 상태감지 데이터를 실시간으로 전송받아 주요 데이터만을 저장한다. That is, the edge computing module unit 120 is located close to the broaching machine, receives state detection data from the broaching machine in real time, and stores only main data.

또한, 상기 엣지 컴퓨팅 모듈부(120)는 프로세스마이닝 분석기법을 기반으로 브로칭 머신 상태와 관련되고, 기 저장된 빅데이터와 상기 상태감지 데이터를 분석하여 공정 최적화 수치, 운영 시뮬레이션을 제공한다.In addition, the edge computing module unit 120 is related to the state of the broaching machine based on the process mining analysis technique, and analyzes the pre-stored big data and the state detection data to provide process optimization values and operation simulations.

여기서, 프로세스마이닝 분석기법은 대용량의 데이터로부터 자동 또는 반자동적인 방법으로 일정한 패턴, 규칙, 관계를 찾아내는 것이다. 이러한 프로세스마이닝 분석기법을 이용하여 기 저장된 빅데이터와 상기 상태감지 데이터를 복합적으로 분석하여 공정 최적화 수치, 운영 시뮬레이션을 제공한다.Here, the process mining analysis technique is to find a certain pattern, rule, and relationship from a large amount of data in an automatic or semi-automatic way. By using this process mining analysis technique, the pre-stored big data and the state detection data are complexly analyzed to provide process optimization values and operation simulations.

다음으로, 상기 제 1게이트웨이부(130)는 상기 브로칭 머신(110)으로부터 상태감지 데이터, 상기 엣지 컴퓨팅 모듈부(120)로부터 공정 최적화 수치와 운영 시뮬레이션을 상기 IDC부(200)에 전송하고, 상기 IDC부(200)로부터 제어 데이터를 전송받는다.Next, the first gateway unit 130 transmits the state detection data from the broaching machine 110, the process optimization value and the operation simulation from the edge computing module unit 120 to the IDC unit 200, Control data is transmitted from the IDC unit 200 .

한편, 공장 내부관점으로 보다 상세히 보면 상기 제 1게이트웨이부(130)는 상기 브로칭 머신(110) 내 상기 엣지 모듈부(112)와 상기 엣지 컴퓨팅 모듈부(120)가 양방향 통신할 수 있도록 중계역할을 한다. 이때, 상기 엣지 모듈부(112)는 실시간으로 제공된 상태감지 데이터를 전송하고, 상기 엣지 컴퓨팅 모듈부(120)는 상기 제어 데이터를 전송한다.On the other hand, when viewed in more detail from a factory internal point of view, the first gateway unit 130 serves as a relay so that the edge module unit 112 and the edge computing module unit 120 in the broaching machine 110 can communicate in both directions. do At this time, the edge module unit 112 transmits the state detection data provided in real time, and the edge computing module unit 120 transmits the control data.

한편, 공장 외부관점으로 보다 상세히 보면 상기 제 1게이트웨이부(130)상기 엣지 컴퓨팅 모듈부(120)와 상기 IDC부(200)가 양방향 통신할 수 있도록 중계역할을 한다. 이때, 상기 엣지 컴퓨팅 모듈부(120)은 실시간으로 제공된 상태감지 데이터, 공정 최적화 수치, 운영 시뮬레이션를 전송하고, 상기 IDC부(200)는 상기 제어 데이터를 전송한다.On the other hand, when viewed in more detail from an external point of view of the factory, the first gateway unit 130 serves as a relay so that the edge computing module unit 120 and the IDC unit 200 can communicate in both directions. At this time, the edge computing module unit 120 transmits the state detection data, process optimization values, and operation simulation provided in real time, and the IDC unit 200 transmits the control data.

여기서, 상기 제 1게이트웨이부(130)는 보안을 위해 정상경로로 전송된 데이터만을 통과시키고, 불법 트래픽을 거부한다. Here, the first gateway unit 130 passes only data transmitted through a normal path for security and rejects illegal traffic.

다음으로, 제 1모니터링부(140) 상기 엣지 컴퓨팅 모듈부(120)에 접근하여 상태감지 데이터, 공정 최적화 수치, 운영 시뮬레이션을 모니터링할 수 있다. 여기서 제 1모니터링부(140)는 관리자의 대시보드, 모바일, 웹 등이 포함될 수 있다. Next, the first monitoring unit 140 may access the edge computing module unit 120 to monitor the state detection data, the process optimization value, and the operation simulation. Here, the first monitoring unit 140 may include an administrator's dashboard, mobile, web, and the like.

다음으로, 본 발명의 상기 IDC부(200)는 서버 컴퓨터와 네트워크 회선을 구비하고, 상기 설비부(100)로부터 브로칭 머신(110) 상태를 전송받아 저장한다. Next, the IDC unit 200 of the present invention is provided with a server computer and a network line, and receives and stores the state of the broaching machine 110 from the facility unit 100 .

즉, IDC부(200)는 공장 내 설비부(100)의 제 1게이트웨이부(130)와 연결되고, 공장 외 관리부(300)의 제 2게이트웨이부(320)와 네트워크 회선으로 연결되어 데이터를 주고받고, 대량의 서버 컴퓨터에 저장한다. 이때, IDC부(200)는 정전되지 않고, 저장된 데이터 전량을 유지할 수 있다.That is, the IDC unit 200 is connected to the first gateway unit 130 of the in-plant facility unit 100 and is connected to the second gateway unit 320 of the out-of-factory management unit 300 through a network line to exchange data. , stored on a large number of server computers. In this case, the IDC unit 200 may maintain the total amount of stored data without a power failure.

다음으로, 본 발명의 상기 관리부(300)는 상기 IDC부(200)로부터 상기 브로칭 머신(110) 상태를 전송받아 공장 외에서 모니터링하고, 상기 브로칭 머신(110)을 원격으로 제어한다. Next, the management unit 300 of the present invention receives the status of the broaching machine 110 from the IDC unit 200 , monitors it outside the factory, and remotely controls the broaching machine 110 .

상기 관리부(300)는 공장 외에서 상기 브로칭 머신(110)이 원격으로 제어되도록 제어 데이터를 생성하는 PLC 원격제어부(310), 상기 PLC 원격제어부(310)와 상기 IDC부(200)를 중계하는 제 2게이트웨이부(320) 및 상기 PLC 원격제어부(310)로부터 원격으로 제어된 복수의 브로칭 머신(110)을 모니터링할 수 있도록 하는 제 2모니터링부(330)를 제공한다.The management unit 300 includes a PLC remote control unit 310 that generates control data so that the broaching machine 110 is remotely controlled outside the factory, and a second relay that relays the PLC remote control unit 310 and the IDC unit 200 . A second monitoring unit 330 is provided to monitor a plurality of broaching machines 110 remotely controlled from the second gateway unit 320 and the PLC remote control unit 310 .

상기 PLC 원격제어부(310)는 상기 제 2게이트웨이부(320)로부터 상기 상태감지 데이터, 상기 공정 최적화 수치, 상기 운영 시뮬레이션을 전송받고, 상기 브로칭 머신이 원격으로 제어되도록 제어 데이터를 생성한다. The PLC remote control unit 310 receives the state detection data, the process optimization value, and the operation simulation from the second gateway unit 320 , and generates control data so that the broaching machine is remotely controlled.

예컨대, PLC 원격제어부(310)는 PLC 인터페이스를 통해서 브로치 이송속도 등이 포함된 브로칭 작업에 대한 제어를 수행할 수 있고, 생산제품이 변경되었을 경우 브로칭 머신을 원격으로 제어하여 변경 상품에 적극적으로 대응할 수 있어 다품종 생산에 적응이 용이하다.For example, the PLC remote control unit 310 can control the broaching operation including the broach feed rate, etc. through the PLC interface, and when the product is changed, it remotely controls the broaching machine to actively change the product. It is easy to adapt to multi-variety production.

다음으로, 상기 제 2게이트웨이부(320)는 불법 트래픽을 거부하고, 상기 IDC부(200)로부터 상기 상태감지 데이터, 상기 공정 최적화 수치, 상기 운영 시뮬레이션을 전송받고, 상기 제어 데이터를 IDC부에 전송한다.Next, the second gateway unit 320 rejects the illegal traffic, receives the state detection data, the process optimization value, and the operation simulation from the IDC unit 200 , and transmits the control data to the IDC unit do.

한편, 상기 관리부(300) 내부관점으로 보다 상세히 보면 상기 제 2게이트웨이부(320)는 PLC 원격제어부(310)와 양방향 통신한다. 이때, 제 2게이트 웨이부(320)는 상기 상태감지 데이터, 상기 공정 최적화 수치, 상기 운영 시뮬레이션을 전송하고, 상기 PLC 원격제어부(310)는 상기 제어 데이터를 전송한다.On the other hand, when viewed in more detail from an internal point of view of the management unit 300 , the second gateway unit 320 communicates with the PLC remote control unit 310 in both directions. At this time, the second gateway unit 320 transmits the state detection data, the process optimization value, and the operation simulation, and the PLC remote control unit 310 transmits the control data.

또한, 상기 관리부(300) 외부관점으로 보다 상세히 보면 상기 제 2게이트웨이부(320)는 IDC부(200)와 양방향 통신한다. 이때, 제 2게이트웨이부(320)는 상기 제어 데이터를 전송하고, 상기 IDC부(200)는 상기 상태감지 데이터, 상기 공정 최적화 수치, 상기 운영 시뮬레이션을 전송한다.In addition, when viewed in more detail from an external point of view of the management unit 300 , the second gateway unit 320 communicates with the IDC unit 200 in both directions. At this time, the second gateway unit 320 transmits the control data, and the IDC unit 200 transmits the state detection data, the process optimization value, and the operation simulation.

여기서, 상기 제 2게이트웨이부(320)는 보안을 위해 정상경로로 전송된 데이터만을 통과시키고, 불법 트래픽을 거부한다. Here, the second gateway unit 320 passes only data transmitted through a normal path for security and rejects illegal traffic.

다음으로, 상기 제 2모니터링부(330)는 상기 제 2게이트웨이부(320)로부터 상기 상태감지 데이터, 상기 공정 최적화 수치, 상기 운영 시뮬레이션을 전송받아 모니터링할 수 있다. 또한, 상기 제 2모니터링부(330)는 상기 제어 데이터에 따라 제어된 복수의 브로칭 머신을 원격으로 모니터링할 수 있도록 한다. 여기서, 제 2모니터링부(330)는 관리자의 대시보드, 모바일, 웹 등이 포함될 수 있다. Next, the second monitoring unit 330 may receive and monitor the state detection data, the process optimization value, and the operation simulation from the second gateway unit 320 . In addition, the second monitoring unit 330 enables remote monitoring of a plurality of broaching machines controlled according to the control data. Here, the second monitoring unit 330 may include an administrator's dashboard, mobile, web, and the like.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 IoT 기반의 예방 보전 기술 적용이 가능한 능동형 브로칭머신의 제어 시스템의 데이터 라인을 표시한 도면이다.2 is a diagram showing data lines of a control system of an active broaching machine to which IoT-based preventive maintenance technology can be applied according to an embodiment of the present invention.

도 2와 상기에서 언급한 것을 기반으로 데이터 라인을 설명해보면, 상기 각 브로칭 머신(110) 내에 복수개의 센서부(111)로부터 감지된 실시간 상태감지 데이터는 엣지 모듈부(112)로 전송된다. 상기 엣지 모듈부(112)에 의해서 동기화된 실시간 상태감지 데이터는 제 1게이트웨이부(120)에 전송된다. 2 and the data line described above, the real-time state detection data sensed from the plurality of sensor units 111 in each broaching machine 110 is transmitted to the edge module unit 112 . The real-time state detection data synchronized by the edge module unit 112 is transmitted to the first gateway unit 120 .

상기 제 1게이트웨이부(120)은 엣지 컴퓨팅 모듈부(130)에 동기화된 실시간 상태감지 데이터를 전송하고, 상기 엣지 컴퓨팅 모듈부(130)에 의해서 제공된 공정 최적화 수치, 운영시뮬레이션을 상기 제 1게이트웨이부(120)로 전송한다. The first gateway unit 120 transmits real-time state detection data synchronized to the edge computing module unit 130 , and performs process optimization values and operation simulations provided by the edge computing module unit 130 to the first gateway unit. (120).

또한, 상기 제 1게이트웨이부(120)는 상기 동기화된 실시간 상태감지 데이터와 공정 최적화 수치, 운영 시뮬레이션을 IDC부(200)로 전송한다. In addition, the first gateway unit 120 transmits the synchronized real-time state detection data, process optimization values, and operation simulation to the IDC unit 200 .

상기 IDC부(200)는 상기 제 2게이트웨이부(320)에 상기 동기화된 실시간 상태감지 데이터와 공정 최적화 수치, 운영 시뮬레이션을 전송한다. The IDC unit 200 transmits the synchronized real-time state detection data, process optimization values, and operation simulation to the second gateway unit 320 .

그리고 상기 제 2게이트웨이부(320)는 상기 동기화된 실시간 상태감지 데이터와 공정 최적화 수치, 운영 시뮬레이션을 상기 PLC 원격제어부(310)과 상기 제 2모니터링부(330)에 각각 전송한다. In addition, the second gateway unit 320 transmits the synchronized real-time state detection data, process optimization values, and operation simulation to the PLC remote control unit 310 and the second monitoring unit 330 , respectively.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 IoT 기반의 예방 보전 기술 적용이 가능한 능동형 브로칭머신의 제어 시스템의 제어 라인을 표시한 도면이다.3 is a view showing a control line of a control system of an active type broaching machine to which IoT-based preventive maintenance technology can be applied according to an embodiment of the present invention.

도 3과 상기에서 언급한 것을 기반으로 제어 라인을 설명해보면, 상기 PLC 원격제어부(310)에 의해서 생성된 제어 데이터는 제 2게이트웨이부(320)으로 전송되고, 상기 제 2게이트웨이부(320)는 IDC부(200)로 상기 제어 데이터를 전송한다. When explaining the control line based on FIG. 3 and the above, the control data generated by the PLC remote control unit 310 is transmitted to the second gateway unit 320, and the second gateway unit 320 is The control data is transmitted to the IDC unit 200 .

그리고 상기 IDC부(200)는 상기 제 1게이트웨이부(120)로 상기 제어 데이터를 전송하고, 상기 제 1게이트웨이부(120)는 복수개의 브로칭 머신(110) 중 해당되는 브로칭 머신(110)에 상기 제어 데이터를 전송한다. 그러면 상기 브로칭 머신(110) 내 엣지 모듈부(112)가 상기 브로칭 머신(110) 내 세부장치들을 제어한다.And the IDC unit 200 transmits the control data to the first gateway unit 120 , and the first gateway unit 120 is a corresponding broaching machine 110 among a plurality of broaching machines 110 . transmits the control data to Then, the edge module unit 112 in the broaching machine 110 controls the detailed devices in the broaching machine 110 .

따라서, 이상과 같이 본 발명에 의하면 IoT 기반의 브로칭 머신을 구성하여 공장 내외에서 브로칭 머신의 상태를 실시간으로 원격 모니터링이 가능한 효과가 있다.Therefore, according to the present invention, as described above, by configuring an IoT-based broaching machine, it is possible to remotely monitor the state of the broaching machine inside and outside the factory in real time.

또한, 본 발명은 상기 IoT 기반의 브로칭 머신을 구성하고, 제공된 데이터를 기반으로 분석하여 상기 브로칭 머신의 상태를 미리 예측하고, 보전하여 휴지기간을 최소화할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of minimizing the idle period by configuring the IoT-based broaching machine, predicting the state of the broaching machine in advance by analyzing it based on the provided data, and maintaining it.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with reference to the limited embodiments and drawings, various modifications and variations are possible from the above description by those skilled in the art. For example, the described techniques are performed in a different order than the described method, and/or the described components of the system, structure, apparatus, circuit, etc. are combined or combined in a different form than the described method, or other components Or substituted or substituted by equivalents may achieve an appropriate result.

100.. 설비부
110.. 브로칭 머신
111.. 센서부
112.. 엣지 모듈부
120.. 엣지 컴퓨팅 모듈부
130.. 제 1게이트웨이부
140.. 제 1모니터링부
200.. IDC부
300.. 관리부
310.. PLC 원격제어부
320.. 제 2게이트웨이부
330.. 제 2모니터링부100.. Equipment Department
110.. Broaching machine
111. Sensor part
112. Edge module part
120.. Edge computing module unit
130.. 1st gateway unit
140.. 1st monitoring unit
200.. IDC Department
300. Management
310.. PLC remote control unit
320.. 2nd gateway unit
330. Second monitoring unit

Claims (6)

공장 내에 복수개의 IoT 기술기반 브로칭 머신을 구비하고, 실시간으로 상기 복수개의 브로칭 머신 상태를 모니터링 할 수 있도록 하는 설비부;
서버 컴퓨터와 네트워크 회선을 구비하고, 상기 설비부로부터 브로칭 머신 상태를 전송받아 저장하는 IDC부; 및
상기 IDC부로부터 상기 브로칭 머신 상태를 전송받아 공장 외에서 모니터링하고, 상기 브로칭 머신을 원격으로 제어하는 관리부; 를 포함하고,
상기 설비부는
유압발생장치, 에어공급장치, 절삭유공급장치, 브로치 공구를 구비하여 총형절삭 가공하고, 상기 유압발생장치, 상기 에어공급장치, 상기 절삭유공급장치, 상기 브로치 공구의 실시간 동작에 따른 상태감지 데이터를 제공하는 브로칭 머신;
포그(Fog) 컴퓨팅 기술을 기반으로 상기 상태감지 데이터를 저장하고, 프로세스마이닝 분석기법을 기반으로 기 저장된 빅데이터와 상기 상태감지 데이터를 분석하여 공정 최적화 수치, 운영 시뮬레이션을 제공하는 엣지 컴퓨팅 모듈부;
불법 트래픽을 거부하고, 상기 브로칭 머신으로부터 상태감지 데이터, 상기 엣지 컴퓨팅 모듈부로부터 공정 최적화 수치와 운영 시뮬레이션을 상기 IDC부에 전송하고, 상기 IDC부로부터 제어 데이터를 전송받는 제 1게이트웨이부; 및
상기 엣지 컴퓨팅 모듈부에 접근하여 상태감지 데이터, 공정 최적화 수치, 운영 시뮬레이션을 모니터링할 수 있도록 하는 제 1모니터링부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 IoT 기반의 예방 보전 기술 적용이 가능한 능동형 브로칭머신의 제어 시스템.a facility unit having a plurality of IoT technology-based broaching machines in a factory and monitoring the status of the plurality of broaching machines in real time;
an IDC unit having a server computer and a network line and receiving and storing the state of the broaching machine from the facility unit; and
a management unit receiving the status of the broaching machine from the IDC unit, monitoring it outside the factory, and remotely controlling the broaching machine; including,
The equipment department
A hydraulic pressure generator, an air supply device, a coolant supply device, and a broach tool are provided for full die cutting, and state detection data according to the real-time operation of the hydraulic pressure generator, the air supply device, the coolant supply device, and the broach tool are provided. broaching machine;
an edge computing module unit that stores the state detection data based on fog computing technology and provides process optimization values and operation simulations by analyzing pre-stored big data and the state detection data based on a process mining analysis technique;
a first gateway unit that rejects illegal traffic, transmits state detection data from the broaching machine, process optimization values and operation simulations from the edge computing module unit to the IDC unit, and receives control data from the IDC unit; and
a first monitoring unit that accesses the edge computing module unit to monitor state detection data, process optimization values, and operation simulation; A control system of an active broaching machine capable of applying IoT-based preventive maintenance technology, characterized in that it comprises a. 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 브로칭 머신은
가속도센서, 전류센서, 유압센서, 온도센서를 구비하고 실시간으로 데이터를 제공하는 센서부; 및
포그(Fog) 컴퓨팅 기술을 기반으로 상기 센서부로부터 제공된 실시간 데이터를 동기화하고, 상기 동기화된 데이터가 기준값을 상회 또는 하회할 경우 이상상태라고 판단하여 알림을 제공하는 엣지 모듈부; 를 포함하는 IoT 기반의 예방 보전 기술 적용이 가능한 능동형 브로칭머신의 제어 시스템.The method of claim 1,
The broaching machine is
a sensor unit having an acceleration sensor, a current sensor, a hydraulic pressure sensor, and a temperature sensor and providing data in real time; and
an edge module unit that synchronizes real-time data provided from the sensor unit based on fog computing technology, and determines that the synchronized data is in an abnormal state when the synchronized data exceeds or falls below a reference value and provides a notification; Control system of active broaching machine that can apply IoT-based preventive maintenance technology including 제 3항에 있어서,
상기 엣지 모듈부는
상기 제 1게이트웨이부에 의해서 중계되어 상기 엣지 컴퓨팅 모듈부와 양방향 통신하는 것을 특징으로 하는 IoT 기반의 예방 보전 기술 적용이 가능한 능동형 브로칭머신의 제어 시스템.4. The method of claim 3,
The edge module
The control system of an active broaching machine capable of applying an IoT-based preventive maintenance technology, characterized in that it is relayed by the first gateway unit and communicates in both directions with the edge computing module unit. 제 3항에 있어서,
상기 상태감지 데이터는
상기 가속도센서로부터 감지된 상기 브로치 공구의 가공부하 데이터, 상기 전류센서로부터 감지된 상기 유압발생장치 내 유압모터 전류상태 데이터, 상기 유압센서로부터 감지된 상기 유압발생장치 내 유압압력 데이터, 상기 온도센서로부터 감지된 절삭유 온도 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 IoT 기반의 예방 보전 기술 적용이 가능한 능동형 브로칭머신의 제어 시스템.4. The method of claim 3,
The state detection data is
The processing load data of the broach tool detected from the acceleration sensor, the hydraulic motor current state data in the hydraulic pressure generating device sensed from the current sensor, hydraulic pressure data in the hydraulic pressure generating device sensed from the hydraulic pressure sensor, and the temperature sensor A control system of an active broaching machine capable of applying IoT-based preventive maintenance technology, characterized in that it includes the detected coolant temperature data. 제 1항에 있어서,
상기 관리부는
상기 브로칭 머신이 원격으로 제어되도록 상기 제어 데이터를 생성하는 PLC 원격제어부;
불법 트래픽을 거부하고, 상기 IDC부로부터 상기 상태감지 데이터, 상기 공정 최적화 수치, 상기 운영 시뮬레이션을 전송받고, 상기 제어 데이터를 IDC부에 전송하는 제 2게이트웨이부; 및
상기 제 2게이트웨이부로부터 전송받은 실시간 상태감지 데이터, 상기 공정 최적화 수치, 상기 운영 시뮬레이션과 상기 PLC 원격제어부로부터 원격으로 제어된 복수의 브로칭 머신을 모니터링할 수 있도록 하는 제 2모니터링부; 를 포함하는 IoT 기반의 예방 보전 기술 적용이 가능한 능동형 브로칭머신의 제어 시스템.The method of claim 1,
the management department
a PLC remote control unit that generates the control data so that the broaching machine is remotely controlled;
a second gateway unit that rejects illegal traffic, receives the state detection data, the process optimization value, and the operation simulation from the IDC unit, and transmits the control data to the IDC unit; and
a second monitoring unit for monitoring the real-time state detection data received from the second gateway unit, the process optimization value, the operation simulation, and a plurality of broaching machines remotely controlled from the PLC remote control unit; Control system of active broaching machine that can apply IoT-based preventive maintenance technology including
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