KR102351171B1

KR102351171B1 - 고성능 무기체계용 중점관리장비를 위한 관리시스템

Info

Publication number: KR102351171B1
Application number: KR1020210067737A
Authority: KR
Inventors: 이재현
Original assignee: 이재현
Priority date: 2021-05-26
Filing date: 2021-05-26
Publication date: 2022-01-13

Abstract

본 발명의 고성능 무기체계용 중점관리장비를 위한 관리시스템은 중점관리장비 내부의 온도와 습도를 측정하는 온도/습도센서와, 상기 중점관리장비에 부착되어 중점관리장비에서 발생하거나 가해지는 진동을 측정하는 진동센서와, 상기 중점관리장비에 부착되어 중점관리장비에서 발생하는 소음을 측정하는 소음센서로 이루어진 센서모듈과; 외부전원과 중점관리장비 사이에 위치한 외부전원 도입부와, 도입된 전기를 중점관리장비로 전달하는 외부전원 전달부와, 센서모듈 및 메인 컨트롤러에 필요한 전원을 공급하는 전원공급부와, 상기 중점관리장비에 공급되는 전압 및 전류을 측정하는 전압/전류 측정 센서와, 전압/전류 측정센서의 측정결과를 나타내는 제 1 디스플레이부를 구비한 파워모듈과; 상기 센서모듈의 각 측정값을 전달받아 중점관리장비의 사용시간에 따라 설정되는 단위시간 당 평균값 및 최대·최소값 또는 직전/직후 측정값을 기준으로 하는 피크빈도를 분석하고, 상기 파워모듈에서 관리대상장비로의 전원공급을 제어하는 제어부와, 상기 제어부에 의해 분석된 결과를 나타내는 제 2 디스플레이부와, 관리대상장비별 측정 및 분석 데이터를 관리하는 RAM서버로 측정 및 분석결과를 전송하는 통신부를 구비한 메인 컨트롤러;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

고성능 무기체계용 중점관리장비를 위한 관리시스템{Management System For Priority Management Equipment Of High-Performance Weapon Systems}

본 발명은 고성능 무기체계용 중점관리장비를 위한 관리시스템에 관한 것으로, 사용시간을 기반으로 하는 종래의 관리시스템과 달리 장비의 상태를 기반으로 관리할 수 있도록 중점관리장비에 설치되는 관리시스템에 관한 것이다.

무기체계는 유사시 무기가 요구되는 성능을 충분히 발휘할 수 있도록 관리되어야 한다.

이를 위하여 무기체계를 이루는 군수장비의 RAM(Reliability Availability Maintainability) 분석을 바탕으로 무기체계 수명 주기 간에 걸친 군수지원분석 LSA(logistics support analysis)를 수행하고, 이를 종합하여 관리하는 ILS((integrated logistic support) 시스템이 운용되게 된다.

현재의 RAM분석은 대한민국 등록특허 10-2151432호에 개시된 바와 같이 그 가용도 분석을 위한 변수로, 평균고장시간(MTBF), 평균수리시간(MTR), 행정 및 군수지연시간 등의 시간 변수를 채택하여 주기적인 점검과 수리/교체에 대한 기준을 제공하고 있다.

이와 같은 시간 변수는 실제 무기체계의 장기간 운용 결과로 도출될 수 있는 것인데, 최근 도입되는 최첨단 고성능 무기체계에 대하여는 데이터가 축적되어 있지 않아 RAM분석에 따라 군수지원시스템을 운용하는데 많은 지장이 있다.

특히 무기체계용 장비들은 다양한 제작사로부터 제작되고, 장비의 특성이 서로 다른 경우가 많아서 통일된 관리 및 정보교환 시스템을 구축하기 힘든 문제점이 있다.

또한 고성능 무기체계의 경우 복잡하고 난해한 구성을 구비하여 결함율이 높고 부품 및 소모품 점검 및 교체 주기가 과도하게 설정된 경우가 많아, 보다 정확한 RAM분석용 데이터의 수집이 필요하다.

종래의 무기체계용 장비는 일정 시간 간격으로 이루어지는 점검이 사용자의 경험에 의존하여 이루어지기 때문에, 결함상태를 신뢰성 있게 수치적으로 점검하는 것이 곤란하였다.

상기와 같은 종래의 무기체계에서는 고장전 이상상태를 감지하여 장비 결함을 예방하거나, 고장 초기단계의 이상상태를 감지하여 즉시 정비를 실시할 수 없는 문제점도 있었다.

특히, 대체 장비가 없는 단독장비, 창 자체 수리능력을 초과하는 장비, 첨단 고가의 디지털 자동화 장비와 같이 장비가 가동되지 않으면 작전지원이나 무기체계 가동률에 큰 영향을 미치는 소위 '중점관리장비'에 있어서는 상기와 같은 문제점의 해결이 보다 강력하게 요구되고 있다.

KR 10-2151432 B1, 2020.09.03., 청구항 7

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 신뢰성있는 RAM분석을 위한 무기체계의 상태 데이터를 자동으로 수집하는 한편, 고장전 이상상태 또는 고장 초기단계의 이상상태를 즉각 감지할 수 있도록 하여 신속히 정비를 실시할 수 있도록 하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 중점관리장비의 상태를 파악하기 위한 센서나 장치의 설치 및 철거가 용이하도록 하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

본 발명의 고성능 무기체계용 중점관리장비를 위한 관리시스템은,

중점관리장비 내부의 온도를 측정하기 위해 설치되며, 중점관리장비의 내부온도를 측정하는 제 1 온도센서, 중점관리장비 내의 선택된 전선의 온도를 측정하는 제 2 온도센서로 구분되며, 제 2 온도센서는 점착제가 도포된 유연재질의 테이프 상에 설치되고, 상기 테이프가 전선에 부착되어 설치되는 형태로 이루어진 온도센서와,
상기 중점관리장비 내부의 습도를 측정하기 위해 설치되는 습도센서와,
상기 중점관리장비에 부착되어 중점관리장비에서 발생하거나 가해지는 진동을 측정하기 위해 설치되는 진동센서와, 상기 중점관리장비에 부착되어 중점관리장비에서 발생하는 소음을 측정하는 소음센서와,
파지부와 설치부를 구비며, 설치부에 상기 진동센서 또는 소음센서를 부착하여 중점관리장비 내에 장착되는 장착클립으로 이루어진 센서모듈과;
중점관리장비에 전원을 공급하는 외부전원과 중점관리장비 사이에 위치하는 플러그 형태의 외부전원 도입부와, 외부전원 도입부로부터 도입된 전기를 중점관리장비로 그대로 전달하는 콘센트 형태의 외부전원 전달부와, 센서모듈 및 메인 컨트롤러에 필요한 전원을 공급하는 전원공급부와,
상기 중점관리장비에 공급되는 전압 및 전류을 측정하는 전압/전류 측정 센서와,
전압/전류 측정센서의 측정결과를 나타내는 제 1 디스플레이부를 구비한 파워모듈과;
상기 파워모듈 및 센서모듈의 각 측정값을 전달받아 중점관리장비의 사용시간에 따라 설정되는 단위시간 당 평균값 및 최대·최소값 또는 직전/직후 측정값을 기준으로 하는 피크빈도를 분석하고, 상기 파워모듈에서 중점관리장비로의 전원공급을 제어하되,
신규 설치후 1 년 이내의 중점관리장비에 공급되는 전기는 200~230 VOLT, 1.9~2.1A의 범위, 설치후 1~3년 사용된 중점관리장비에 공급되는 전기는 205~225 VOLT, 1.95~2.05 A의 범위를 지정하여 이를 벗어나는지를 감시하며,
상기 범위를 벗어나는 것을 피크로 설정하거나, 직전 또는 직후 측정값과 대비하여 50%이상 차이가 나는 것을 피크로 설정하여, 단위시간당 몇 회의 피크가 발생하는지에 따라 이상 여부를 확인하여 파워모듈에서 전기를 계속 공급할지의 여부를 결정하고,
중점관리장비 내의 부품의 종류 및 단위시간당 피크 빈도에 따라 일정 기간 내에 정비가 이루어져야 하는 예지정비, 즉시 보수가 필요한 상태기반 정비, 정기적인 보수를 실시하는 상태정비로 구분하여 관리하고, 정비의 필요 여부를 결정하는 제어부와,
상기 제어부에 의해 분석된 결과를 나타내는 제 2 디스플레이부와,

관리대상장비별 측정 및 분석 데이터를 관리하는 RAM서버로 측정 및 분석결과를 전송하는 통신부를 구비한 메인 컨트롤러;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

삭제

파워모듈, 메인 컨트롤러는 각각 별개의 케이스 내에 구비되어 있는 것이 바람직하다.

상기 파워모듈의 외부전원도입부, 외부전원전달부, 전압/전류 측정 센서는 복수 개 구비되어, 복수 개의 중점관리장비에 전원을 공급할 수 있도록 이루어지는 것이 바람직하다.

삭제

본 발명은 신뢰성있는 RAM분석을 위한 무기체계의 상태 데이터를 자동으로 수집할 수 있으며, 고장 초기단계의 이상상태를 즉각 감지할 수 있어 적시에 정비가 이루어질 수 있게 된다. 또한, 중점관리장비의 상태를 관찰하기 위한 센서나 장치의 설치 및 철거가 용이해지게 된다.

도 1은 본 발명의 전체적인 외관형태를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 구성도.
도 3은 제 2 온도센서 및 그 설치예를 나타낸 도.
도 4는 진동(소음)센서의 설치예를 나타낸 도.
도 5는 본 발명의 사용형태를 나타낸 도.

이하, 본 발명을 그 실시예에 따라 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 전체적인 외관형태를 나타낸 사시도이며, 도 2는 본 발명의 구성도이다.

본 발명은 고성능 무기체계용 중점관리장비를 위한 관리시스템으로서, RAM서버 및 ILS시스템에 연동될 수 있는 관리시스템을 갖추지 못한 신규 설치 또는 기설치된 고성능 무기체계용 중점관리장비를 관리하기 위한 것이다.

관리시스템은 중점관리장비가 유사시 정상적인 임무수행이 가능하도록 하기 위해 관리하는 것으로, 장비의 작동상태를 중점적으로 점검하게 된다.

관리시스템은 메인 컨트롤러(10), 파워모듈(20), 센서모듈(30)로 이루어진다.

관리시스템은 중점관리장비(10)와 외부전원사이에 설치되는 파워모듈(20)의 전압/전류 측정센서(21)를 통하여, 중점관리장비(10)로 입력되는 전압과 전류를 측정한다.

이를 위하여 하나의 독립된 케이스를 구비한 형태로 구비된 파워모듈(20)은 외부전원에 연결하기 위한 플러그 형태로 구비되는 외부전원 도입부(22)와, 외부전원 도입부(22)로부터 도입된 전원을 중점관리장비(1)로 전달하기 위해 콘센트 형태로 구비되는 외부전원 전달부(23)가 구비되어 있다. 파워모듈(20)의 케이스 외측에는 전압/전류 측정센서에서의 측정결과를 나타내는 제 1 디스플레이부(24)가 구비되어 있다.

외부전원 전달부(23)는 복수 개가 구비되어 여러 대의 중점관리장비(1)에 전원을 공급할 수 있으며, 중점관리장비(1)에 전달되는 전압/전류는 각각에 연결된 전압/전류 측정센서(21)에서 측정되며, 측정된 결과는 이후 설명되는 제어부로 전달된다. 이에 따라 중점관리장비가 여러 대 설치된 지휘실 등에서는 하나의 외부전원으로부터 전원을 공급받아 각 중점관리장비로 분배하게 되므로, 외부전원에 따른 문제점 차단 등과 같은 관리가 용이하게 된다. 또한 제어부에 의해 각 중점관리장비(1)로 공급되는 전원은 스위치(25)에 의해 차단될 수 있다. 또한 파워모듈(20)은 센서 모듈(30)과 메인 컨트롤러(10)의 작동에 필요한 전원공급부를 구비하고 있음은 물론이다.

중점관리장비(10)에는 센서모듈(30)이 설치된다. 중점관리장비 내부에는 내부의 온도 및 습도를 측정하는 온도센서(31)와 습도센서(32)가 설치되며, 또한 진동센서(33)와 소음센서(34)가 설치된다. 진동센서(33)와 소음센서(34)는 중점관리장비(1) 케이스 외부에 설치되어도 무방하다.

온도센서(31)는 중점관리장비 내부의 온도를 측정하는 제 1 온도센서와, 중점관리장비 내의 선택된 전선의 온도를 측정하는 제 2 온도센서(31-2)를 별도로 운용하는 것도 바람직하다.

제 2 온도센서(31-2)는 도 3과 같이 점착제가 도포된 유연재질의 테이프(50)상에 설치되고, 이 테이프(50)를 전선(60)에 부착시킴에 따라 설치가 완료된다. 전선(60)은 과전류가 흐르는 등의 이상이 생기면 온도가 높아지게 되고, 제 2 온도센서(31-2)는 이와 같은 전선(60)의 온도 상승을 감지하게 된다.

제 2 온도센서(31-2)는 여러 지점을 동시에 측정할 수 있도록 측정점을 3개 이상 구비하도록 하는 것도 바람직하다. 제 2 온도센서(31-2)는 전선의 외피를 감으면서 장착되게 된다. 이와 같은 장착은 고온에 의해 일부 구간의 점착제의 점착력이 감소하더라도 나머지 점착구간 및 테이프의 탄성에 의해 전선으로의 부착력이 감소하지 않게 된다. 상기와 같은 제 2 온도센서(31-2)는 전기회로를 알 수 없어 전류를 측정할 수 있는 위치의 파악이 모호한 최첨단 관리대상장비의 경우, 전류를 측정하지 않고도 발열여부에 따라 이상유무를 파악할 수 있게 된다.

진동센서(33)와 소음센서(34)는 도 4과 같이 조작을 위한 파지부(71)와 센서를 부착하기 위한 설치부(72)로 이루어진 장착클립(70)에 부착된다. 이와 같은 장착클립(70)을 사용하게 되면 고가의 관리대상장비에 각종 센서를 장착하기 위해 나사용 구멍을 타공하거나 접착제를 도포할 필요가 없게 된다. 진동센서(33)와 소음센서(34)는 관리대상장비(1)의 모터와 같은 구동원, 스위치와 같은 제어부품이 노화 또는 열화되어 발생하는 진동이나 소음을 감지하게 된다.

도 3 및 도 4에서 각 센서와 연결되는 케이블의 도시는 생략되어 있다.

메인 컨트롤러(10)는 상기 파워모듈(20) 및 센서모듈(30)과 연결되어 공급되는 전원이나 센서로부터 측정되는 측정값을 수집하고 분석하게 된다.

이와 같은 수집 및 분석은 중점관리장비의 사용시간에 따라 설정되는 단위시간 당 평균값, 최대/최소값, 피크빈도에 의한다.

예를 들어, 신규 설치후 1 년 이내의 중점관리장비에 공급되는 전기는 200~230 VOLT, 1.9~2.1A의 범위 내에 있어야 하고, 설치후 1~3년 사용된 중점관리장비에 공급되는 전기는 장비의 노후에 따른 손실을 감소시키기 위해 신규 설치 장비의 범위보다 엄격한 기준인 205~225 VOLT, 1.95~2.05 A의 범위를 지정하여 이를 벗어나는지를 제어부가 감시하도록 설정한다.

상기 범위를 벗어나는 것을 피크로 설정하거나, 직전 또는 직후 측정값과 대비하여 50%이상 차이가 나는 것을 피크로 설정하여, 단위시간당 예를 들어 1시간 당 몇 회의 피크가 발생하는지에 따라 이상 여부를 확인하게 되며, 상기와 같은 기준에 따라 제어부는 파워모듈에서 전기를 계속 공급할지의 여부를 결정하게 된다.

또한, 제어부는 중점관리장비 내의 부품의 종류 및 단위시간당 피크 빈도에 따라 예지정비, 상태기반 정비, 상태 정비를 실시하도록 구분하여 관리하게 된다.

즉, 부품에 따라 단위시간당 피크 빈도에 따라 일정 기간내에 정비가 이루어져야 하는 예지정비, 즉시 보수가 필요한 상태기반 정비, 정기적인 보수를 실시하는 상태정비로 구분하여 관리하고, 제어부는 이에 따라 정비의 필요 여부를 결정하여 통지하게 된다.

메인 컨트롤러(10)는 상기 제어부의 판단을 나타내는 제 2 디스플레이부(12)를 구비하고 있다. 또한 메인 컨트롤러는 상기 측정 및 분석결과를 통신부를 통해 RAM서버(40)로 전달하게 되며, 노트북, 핸드폰, PC와 같이 RAM서버(40)에 접속가능한 클라이언트(80)를 통하여 종합적인 관리가 가능하게 된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1 : 중점관리장비 10 : 메인 컨트롤러 12 : 제 2 디스플레이부
20 : 파워모듈 21 : 전압/전류 측정센서 22 : 외부전원 도입부
23 : 외부전원 전달부 24 : 제 1 디스플레이부 25 : 스위치
30 : 센서모듈 31 : 온도센서 31-2 : 제 2 온도센서 32 : 습도센서
33 : 진동센서 34 : 소음센서 40 : RAM 서버 50 : 테이프 60 : 전선
70 : 장착클립 71 : 파지부 72 : 설치부 80 : 클라이언트

Claims

중점관리장비 내부의 온도를 측정하기 위해 설치되며, 중점관리장비의 내부온도를 측정하는 제 1 온도센서, 중점관리장비 내의 선택된 전선의 온도를 측정하는 제 2 온도센서로 구분되며, 제 2 온도센서는 점착제가 도포된 유연재질의 테이프 상에 설치되고, 상기 테이프가 전선에 부착되어 설치되는 형태로 이루어진 온도센서와,
상기 중점관리장비 내부의 습도를 측정하기 위해 설치되는 습도센서와,
상기 중점관리장비에 부착되어 중점관리장비에서 발생하거나 가해지는 진동을 측정하기 위해 설치되는 진동센서와, 상기 중점관리장비에 부착되어 중점관리장비에서 발생하는 소음을 측정하는 소음센서와,
파지부와 설치부를 구비며, 설치부에 상기 진동센서 또는 소음센서를 부착하여 중점관리장비 내에 장착되는 장착클립으로 이루어진 센서모듈과;

중점관리장비에 전원을 공급하는 외부전원과 중점관리장비 사이에 위치하는 플러그 형태의 외부전원 도입부와, 외부전원 도입부로부터 도입된 전기를 중점관리장비로 그대로 전달하는 콘센트 형태의 외부전원 전달부와, 센서모듈 및 메인 컨트롤러에 필요한 전원을 공급하는 전원공급부와,
상기 중점관리장비에 공급되는 전압 및 전류을 측정하는 전압/전류 측정 센서와,
전압/전류 측정센서의 측정결과를 나타내는 제 1 디스플레이부를 구비한 파워모듈과;

상기 파워모듈 및 센서모듈의 각 측정값을 전달받아 중점관리장비의 사용시간에 따라 설정되는 단위시간 당 평균값 및 최대·최소값 또는 직전/직후 측정값을 기준으로 하는 피크빈도를 분석하고, 상기 파워모듈에서 중점관리장비로의 전원공급을 제어하되,
신규 설치후 1 년 이내의 중점관리장비에 공급되는 전기는 200~230 VOLT, 1.9~2.1A의 범위, 설치후 1~3년 사용된 중점관리장비에 공급되는 전기는 205~225 VOLT, 1.95~2.05 A의 범위를 지정하여 이를 벗어나는지를 감시하며,
상기 범위를 벗어나는 것을 피크로 설정하거나, 직전 또는 직후 측정값과 대비하여 50%이상 차이가 나는 것을 피크로 설정하여, 단위시간당 몇 회의 피크가 발생하는지에 따라 이상 여부를 확인하여 파워모듈에서 전기를 계속 공급할지의 여부를 결정하고,
중점관리장비 내의 부품의 종류 및 단위시간당 피크 빈도에 따라 일정 기간 내에 정비가 이루어져야 하는 예지정비, 즉시 보수가 필요한 상태기반 정비, 정기적인 보수를 실시하는 상태정비로 구분하여 관리하고, 정비의 필요 여부를 결정하는 제어부와,

상기 제어부에 의해 분석된 결과를 나타내는 제 2 디스플레이부와,

관리대상장비별 측정 및 분석 데이터를 관리하는 RAM서버로 측정 및 분석결과를 전송하는 통신부를 구비한 메인 컨트롤러;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 고성능 무기체계용 중점관리장비를 위한 관리시스템.
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제 1 항에 있어서,
파워모듈, 메인 컨트롤러는 각각 별개의 케이스 내에 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 고성능 무기체계용 중점관리장비를 위한 관리시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 파워모듈의 외부전원도입부, 외부전원전달부, 전압/전류 측정 센서는 복수 개 구비되어, 복수 개의 중점관리장비에 전원을 공급할 수 있도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 고성능 무기체계용 중점관리장비를 위한 관리시스템.
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