KR102359985B1 - 데이터 수집 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 대상설비의 설비상태데이터를 감지하여 취득하는 적어도 하나의 센서장치, 설비상태데이터에서 이상신호가 탐지되는지 확인하고 이상신호가 탐지된 설비상태데이터를 핵심데이터로 선별하는 이상신호 탐지장치, 이상신호를 수신하고 이상신호 탐지장치로부터 수신한 핵심데이터를 기반으로 대상설비의 이상여부를 판단하는 정보처리장치 및 정보처리장치로부터 수신한 대상설비의 이상여부에 따른 결과를 저장 및 출력하는 서버장치를 포함하는 데이터 수집시스템 및 방법을 제공한다.

Description

데이터 수집 시스템 및 방법{A system and method for data collection}
본 발명은 데이터 수집시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실시간으로 측정되는 수십 개 내지 수백 개의 장비/설비 데이터를 수집하여 데이터 간에 존재하는 상관관계 변화를 통해 설비 운영 이상 징후를 빠른 속도로 분석하는 데이터 수집시스템 및 방법에 관한 것이다.
기존의 설비 이상을 탐지하는 시스템은 다수의 센서로부터 데이터를 취득하는 데이터취득장치, 수집된 데이터를 변환하여 통합하는 서버장치, 데이터를 시각화하는 모니터링 장치로 구성되어 있다. 보다 정확한 설비 상태 감시를 위해서는 많은 센서를 필요로 하며 현대화 된 공정에서 설비 이상을 탐지하는 위한 데이터의 양은 인간의 인지 범위를 초월한다.
그 결과, 공정 운영 중 실시간으로 인간에 의한 이상 탐지는 불가능에 가깝다. 때문에 공정의 운영 상태는 특정 통계량의 변동을 추적하는 자동화된 알고리즘으로 모니터링 한다.
한 고정 임계치 기반 이상 탐지 방식과 달리 물리적 모델을 사용하여 이상 상태를 감지하는 모델기반 접근 방식, 통계적 공정 관리 기법에 기반을 두고 있는 관리도 기법, 그리고 주어진 데이터로 학습을 수행하는 기계학습 기반 상태관리 기법이 널리 사용되고 있다.
종래기술인 도 1을 참조하면, 일반적으로 진동 신호를 모니터링하는 과정은 다음과 같다. 해당 통계량의 모니터링 도중, 통계량 중 일부 혹은 전부가 각각의 임계 수치를 넘어서면 자동화 된 시스템이 관리자에게 알람을 전달한다. 이후 관리자는 알람을 확인하고 알람이 발생한 관리 지점 근처에 진동 신호에 대해서 주파수 분석 등의 상세한 분석을 진행한다. 그 결과 설비의 상태를 정상 및 이상으로 판단한다. 이러한 공정 상태 모니터링 체계에서 가장 큰 문제는 '거짓 알람' 이다. '거짓 알람'이란 앞서 제시한 통계량을 포함해 진동 신호가 가지는 특징을 잘 표현하는 수치는 임계 수준을 넘어가거나 혹은 임계 수준 이하이지만 실제로 문제는 없는 상황을 나타낸다.
상기한 종래기술과 관련한 지역 데이터 수집 장치가 도 1에 도시되어 있다.
지역 데이터 수집 장치는 기계에 부착되어있는 센서로부터 데이터를 취득하고 취득한 Raw 데이터를 서버에 전송하는 역할을 한다. 취득한 원본 데이터를 활용하여 다양한 특징값 추출할 수 있으며, 이러한 원본 데이터를 다양하게 변환(transformation)하여 데이터베이스에 저장한다.
변환되어 저장된 데이터를 모니터링 시스템에서는 일반적으로 고정 임계치 이상일 경우 경고를 발생하는 임계치 기반 이상 상태 탐지 방식을 주로 사용한다. 즉, 센서로부터 수집되는 진동 특징값이 기 설정된 임계치를 벗어나는 경우 알람이 발생하게 되는 것이다.
정확한 데이터 해석과 의사결정을 위해서는 많은 양의 센서가 필요하고, 빠른 데이터 전송주기와 대용량의 저장공간이 필요하게 된다. 이 때문에 중앙의 서버에 집중하는 기존의 설비 이상탐지 시스템은 데이터 수집주기 간격이 넓어지게 되고 연속적인 설비의 모니터링을 할 수가 없다.
(특허문헌 1) 공개특허공보 특1999-0085705호(1999.12.15.)
(특허문헌 2) 등록특허공보 제10-1203479호(2012.11.15.)
상기와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 대상설비의 적어도 하나의 센서장치를 부착하여 대상설비의 설비상태데이터를 감지하여 획득하고, 이상신호 탐지장치 및 정보처리장치에서 설비상태데이터를 기반으로 분석하여 설비의 이상여부를 신속하게 판단할 수 있는 데이터 수집시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
또한, 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 이상신호 탐지장치에서 설비상태데이터 중 이상신호가 탐지되는 핵심데이터만 선택적으로 선별하여 정보처리장치로 전송함에 따라 데이터를 효과적으로 처리하는 데이터 수집시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
또한, 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 정보처리장치에서 CPB 스팩트럼 텐서(CPB Spectrum Tensor)를 활용하여 텐서의 변동성을 추적하여 전체 이상점을 파악할뿐만 아니라 적어도 하나의 센서장치 간의 상관관계를 고려하여 이상발생 시점이 예측 가능한 데이터 수집시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
또한, 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 전술한 정보처리장치의 기능으로 종래의 데이터 수집시스템에서 문제로 지적되던 거짓 알람이 전송되는 것을 방지하는 데이터 수집시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 대상설비의 설비상태데이터를 감지하여 취득하는 적어도 하나의 센서장치; 상기 설비상태데이터에서 이상신호가 탐지되는지 확인하고 상기 이상신호가 탐지된 설비상태데이터를 핵심데이터로 선별하는 이상신호 탐지장치; 상기 이상신호를 수신하고 상기 이상신호 탐지장치로부터 수신한 상기 핵심데이터를 기반으로 상기 대상설비의 이상여부를 판단하는 정보처리장치; 및 상기 정보처리장치로부터 수신한 상기 대상설비의 이상여부에 따른 결과를 저장 및 출력하는 서버장치;를 포함하는, 데이터 수집시스템을 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 센서장치는 상기 대상설비에 부착되어 상기 대상설비의 설비상태 및 작업상태를 실시간으로 감지하여 변환시킨 상기 설비상태데이터를 상기 이상신호 탐지장치로 전송하고, 상기 설비상태데이터는 시계열 데이터인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 이상신호 탐지장치는, 상기 센서장치로부터 상기 설비상태데이터를 수신하여 저장하는 정보수집부; 및 상기 정보수집부로부터 상기 설비상태데이터를 수신하는 센서노드부;를 포함하고, 상기 센서노드부는 상기 설비상태데이터를 기반으로 계산한 이상수치와 기설정된 이상수치를 비교하여 상기 설비상태데이터에서 이상신호가 탐지되는지 확인하고, 상기 기설정된 이상수치는 상기 대상설비가 정상상태로 동작하였을 경우 상기 센서장치에 의해 실시간으로 감지되는 설비상태데이터의 누적데이터일 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 센서노드부는 상기 설비상태데이터에서 이상신호를 탐지한 경우, 상기 이상신호가 탐지된 설비상태데이터를 상기 핵심데이터로 선별하고 상기 이상신호의 탐지결과를 상기 정보처리장치로 전송할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 계산한 이상수치 및 상기 기설정된 이상수치는 피크 투 피크(peak to peak), 실효값(RMS, Root Mean Square), 첨도(Kurtosis), 왜도(Skewness) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 통계량의 임계치일 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 정보처리장치는, 상기 센서노드부로부터 상기 이상신호의 탐지결과 및 상기 설비상태데이터를 수신하는 게이트웨이부; 및 상기 센서장치로 상기 설비상태데이터를 요청하는 신호를 전송하는 제어부;를 포함하고, 상기 게이트웨이부는 상기 적어도 하나의 센서장치로부터 상기 설비상태데이터의 통계 데이터를 취득하여 텐서(Tensor)를 구성하며, 상기 게이트웨이부는 상기 통계 데이터를 기반으로 계산한 통합 이상수치와 상기 기설정된 이상수치를 비교하여 상기 대상설비의 이상여부를 판단할 수 있다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 (a) 적어도 하나의 센서장치에서 대상설비의 설비상태데이터를 측정하는 단계; (b) 이상신호 탐지장치에서 상기 설비상태데이터를 기반으로 이상신호를 탐지하는 단계; (c) 정보처리장치에서 상기 설비상태데이터를 활용하여 상기 대상설비의 이상여부를 판단하는 단계; (d) 대상설비의 이상여부에 따른 결과를 서버장치로 전송하는 단계; 및 (e) 서버장치에서 대상설비의 이상여부에 따른 결과를 저장 및 출력하는 단계;를 포함하는, 데이터 수집방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 (a) 단계는, (a1) 상기 센서장치가 상기 대상설비에 부착되는 단계; (a2) 상기 센서장치가 상기 대상설비의 동작에 따른 상기 설비상태데이터를 측정하는 단계; 및 (a3) 상기 센서장치가 상기 설비상태데이터를 상기 이상신호 탐지장치로 전송하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 (b) 단계는, (b1) 상기 이상신호 탐지장치의 정보수집부가 상기 센서장치로부터 상기 설비상태데이터를 수신하여 저장하는 단계; (b2) 상기 이상신호 탐지장치의 센서노드부가 상기 정보수집부로부터 상기 설비상태데이터를 수신하는 단계; (b3) 상기 센서노드부가 상기 설비상태데이터를 기반으로 계산한 이상수치와 기설정된 이상수치를 비교하여 상기 설비상태데이터에서 이상신호가 탐지되는지 확인하는 단계; 및 (b4) 상기 센서노드부가 상기 설비상태데이터에서 이상신호를 탐지한 경우, 상기 이상신호가 탐지된 설비상태데이터를 상기 핵심데이터로 선별하고 상기 이상신호의 탐지결과를 상기 정보처리장치로 전송하는 단계;를 포함하고, 상기 기설정된 이상수치는 상기 대상설비가 정상상태로 동작하였을 경우 상기 센서장치에 의해 실시간으로 감지되는 설비상태데이터의 누적데이터일 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 (b3) 단계는, 상기 이상수치 기준선을 업데이트하는 단계; 상기 이상수치를 계산하는 단계; 상기 계산한 이상수치와 기설정된 이상수치를 비교하여 판단하는 단계; 및 상기 계산한 이상수치가 상기 기설정된 이상수치보다 높을 경우, 상기 정보처리장치로 알람 메시지와 상기 이상신호가 탐지된 설비상태데이터를 전송하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 계산한 이상수치가 상기 기설정된 이상수치보다 낮을 경우, t가 T보다 크거나 같으면, 상기 설비상태데이터 중 상기 이상신호가 탐지된 설비상태데이터를 제외한 설비상태데이터를 상기 정보처리장치로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 (c) 단계는, (c1) 상기 정보처리장치의 게이트웨이부가 상기 센서노드부로부터 상기 이상신호의 탐지결과를 수신하는 단계; (c2) 상기 정보처리장치의 제어부가 상기 센서장치로 상기 설비상태데이터를 요청하는 신호를 전송하는 단계; (c3) 상기 정보처리장치의 게이트웨이부가 상기 센서노드부로부터 상기 핵심데이터를 수신하여 저장하는 단계; (c4) 상기 게이트웨이부가 상기 통계 데이터를 기반으로 계산한 통합 이상수치와 상기 기설정된 이상수치를 비교하여 상기 대상설비의 이상여부를 판단하는 단계; 및 (c5) 상기 게이트웨이부가 상기 대상설비의 이상여부를 판단한 결과를 상기 서버장치로 전송하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 (c4) 단계는, 상기 이상수치 기준선을 업데이트하는 단계; 상기 통합 이상수치를 계산하는 단계; 상기 텐서를 이용하여 계산한 이상수치와 기설정된 이상수치를 비교하여 판단하는 단계; 및 상기 텐서를 이용하여 계산한 이상수치가 상기 기설정된 이상수치보다 높을 경우, 상기 적어도 하나의 센서장치로부터 상기 이상신호가 탐지된 설비상태데이터를 취득하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 텐서를 이용하여 계산한 이상수치가 상기 기설정된 이상수치보다 낮을 경우, t가 T보다 크거나 같으면, 상기 설비상태데이터 중 상기 이상신호가 탐지된 설비상태데이터를 제외한 설비상태데이터를 상기 게이트웨이부로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기와 같은 구성에 따르는 본 발명의 효과는, 대상설비의 적어도 하나의 센서장치를 부착하여 대상설비의 설비상태데이터를 감지하여 획득하고, 이상신호 탐지장치 및 정보처리장치에서 설비상태데이터를 기반으로 분석하여 설비의 이상여부를 신속하게 판단할 수 있다.
또한, 상기와 같은 구성에 따르는 본 발명의 효과는, 이상신호 탐지장치에서 설비상태데이터 중 이상신호가 탐지되는 핵심데이터만 선택적으로 선별하여 정보처리장치로 전송함에 따라 손실되거나 받지 못하는 데이터 없이 데이터를 효과적으로 처리할 수 있다.
또한, 상기와 같은 구성에 따르는 본 발명의 효과는, 정보처리장치에서 CPB 스팩트럼 텐서(CPB Spectrum Tensor)를 활용하여 텐서의 변동성을 추적하여 전체 이상점을 파악할뿐만 아니라 적어도 하나의 센서장치 간의 상관관계를 고려하여 이상발생 시점이 예측 가능하다.
또한, 상기와 같은 구성에 따르는 본 발명의 효과는, 종래의 데이터 수집시스템에서 문제로 지적되던 거짓 알람이 전송되는 것을 방지하는 데이터 수집시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 종래기술에 따른 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 수집시스템을 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 수집시스템을 나타낸 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 수집시스템을 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 수집시스템의 센서노드부에서 사용하는 통신 인터페이스를 나타낸 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 수집시스템의 기설정된 이상수치를 나타낸 누적분포도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 수집방법을 나타낸 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 수집시스템 및 데이터 수집방법에서 이상을 탐지하는 분산적-계층적 이상탐지 흐름도이다.
도 9은 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 수집방법의 이상신호 탐지장치의 수행과정을 나타낸 순서도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 수집방법의 정보처리장치의 수행과정을 나타낸 순서도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
1. 데이터 수집시스템
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 수집시스템을 나타낸 구성도이다. 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 수집시스템을 나타낸 개념도이다. 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 수집시스템을 나타낸 블록도이다. 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 수집시스템의 센서노드부에서 사용하는 통신 인터페이스를 나타낸 개념도이다. 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 수집시스템의 기설정된 이상수치를 나타낸 누적분포도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 수집시스템은 센서장치(100), 이상신호 탐지장치(200), 정보처리장치(300) 및 서버장치(400)를 포함한다.
센서장치(100)는 대상설비의 설비상태데이터를 감지하여 취득한다. 여기서, 대상설비는 센서장치(100)가 부착되는 모든 설비를 포함할 수 있다. 이를 위한 센서장치(100)는 대상설비에 적어도 하나가 부착될 수 있다.
센서장치(100)는 대상설비에 부착되어 대상설비의 설비상태 및 작업상태를 실시간으로 감지하여 변환시킨 설비상태데이터를 이상신호 탐지장치(200)로 전송한다. 이때, 설비상태데이터는 시계열 데이터이다.
이상신호 탐지장치(200)는 설비상태데이터에서 이상신호가 탐지되는지 확인하고 이상신호가 탐지된 설비상태데이터를 핵심데이터로 선별한다. 이러한 이상신호 탐지장치(200)는 정보수집부(210) 및 센서노드부(220)를 포함한다.
정보수집부(210)는 센서장치(100)로부터 설비상태데이터를 수신하여 저장한다. 또한, 정보수집부(210)는 저장한 설비상태데이터를 센서노드부(220)로 전송한다.
센서노드부(220)는 정보수집부(210)로부터 전송되는 설비상태데이터를 수신한다.
또한, 센서노드부(220)는 설비상태데이터를 기반으로 계산한 이상수치와 기설정된 이상수치를 비교하여 설비상태데이터에서 이상신호가 탐지되는지 확인하며, 이에 대한 구체적인 설명은 후술되는 데이터 수집방법을 참조하도록 한다.
상기한 기설정된 이상수치는 대상설비가 정상상태로 동작하였을 경우 센서장치(100)에 의해 실시간으로 감지되는 설비상태데이터의 누적데이터일 수 있으며, 도 6에 도시되어 있다.
또한, 상기한 바와 관련하여 주요 백분위별 기설정된 이상수치에 대한 값이 아래의 [표 1]에 기재되어 있다.
백분위 값
상위 95% 57428.1635501
상위 90% 18809.6035508
상위 50%(중앙값) 13637.1652135
센서노드부는 설비상태데이터에서 이상신호를 탐지한 경우, 이상신호가 탐지된 설비상태데이터를 핵심데이터로 선별하고 이상신호의 탐지결과를 정보처리장치(300)로 전송한다.
상기한 계산한 이상수치 및 상기 기설정된 이상수치는 피크 투 피크(peak to peak), 실효값(RMS, Root Mean Square), 첨도(Kurtosis), 왜도(Skewness) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 통계량의 임계치일 수 있다.
정보처리장치(300)는 이상신호를 수신하고 이상신호 탐지장치로부터 수신한 핵심데이터를 기반으로 대상설비의 이상여부를 판단한다. 이러한 정보처리장치(300)는 게이트웨이부(310) 및 제어부(320)를 포함한다.
게이트웨이부(310)는 센서노드부(220)로부터 이상신호의 탐지결과 및 설비상태데이터를 수신한다.
구체적으로 게이트웨이부(310)는 적어도 하나의 센서장치(100)로부터 설비상태데이터의 통계 데이터를 취득하여 텐서(Tensor)를 구성한다. 또한, 게이트웨이부(310)는 통계 데이터를 기반으로 계산한 통합 이상수치와 기설정된 이상수치를 비교하여 대상설비의 이상여부를 판단한다.
제어부(320)는 센서장치(100)로 설비상태데이터를 요청하는 신호를 전송한다. 또한, 제어부(320)는 게이트웨이부(310)의 동작을 제어할 수도 있다.
서버장치(400)는 정보처리장치(300)로부터 수신한 대상설비의 이상여부에 따른 결과를 저장 및 출력한다.
2. 데이터 수집방법
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 수집방법을 나타낸 순서도이다. 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 수집시스템 및 데이터 수집방법에서 이상을 탐지하는 분산적-계층적 이상탐지 흐름도이다. 도 9은 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 수집방법의 이상신호 탐지장치의 수행과정을 나타낸 순서도이다. 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 수집방법의 정보처리장치의 수행과정을 나타낸 순서도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 수집방법은 (a) 적어도 하나의 센서장치(100)에서 대상설비의 설비상태데이터를 측정하는 단계(S100), (b) 이상신호 탐지장치(200)에서 설비상태데이터를 기반으로 이상신호를 탐지하는 단계(S200), (c) 정보처리장치(300)에서 설비상태데이터를 활용하여 대상설비의 이상여부를 판단하는 단계(S300), (d) 대상설비의 이상여부에 따른 결과를 서버장치(400)로 전송하는 단계(S400) 및(e) 서버장치(400)에서 대상설비의 이상여부에 따른 결과를 저장 및 출력하는 단계(S500)를 포함한다.
상기 (a) 단계는, (a1) 센서장치(100)가 대상설비에 부착되는 단계, (a2) 센서장치(100)가 대상설비의 동작에 따른 설비상태데이터를 측정하는 단계 및 (a3) 센서장치(100)가 설비상태데이터를 이상신호 탐지장치(200)로 전송하는 단계를 포함한다.
상기 (b) 단계는, (b1) 이상신호 탐지장치(200)의 정보수집부(210)가 센서장치(100)로부터 설비상태데이터를 수신하여 저장하는 단계(S210), (b2) 이상신호 탐지장치(200)의 센서노드부(220)가 정보수집부(210)로부터 설비상태데이터를 수신하는 단계(S210), (b3) 센서노드부(220)가 설비상태데이터를 기반으로 계산한 이상수치와 기설정된 이상수치를 비교하여 설비상태데이터에서 이상신호가 탐지되는지 확인하는 단계(S220, S230, S240) 및 (b4) 센서노드부(200)가 설비상태데이터에서 이상신호를 탐지한 경우, 이상신호가 탐지된 설비상태데이터를 핵심데이터로 선별하고 이상신호의 탐지결과를 정보처리장치(300)로 전송하는 단계(S245)를 포함한다.
이때, 기설정된 이상수치는 대상설비가 정상상태로 동작하였을 경우 센서장치(100)에 의해 실시간으로 감지되는 설비상태데이터의 누적데이터일 수 있다.
구체적으로 도 9을 참조하면, 상기 (b3) 단계는, 이상수치 기준선을 업데이트하는 단계(S220), 이상수치를 계산하는 단계(S230), 계산한 이상수치와 기설정된 이상수치를 비교하여 판단하는 단계(S240) 및 계산한 이상수치가 기설정된 이상수치보다 높을 경우, 정보처리장치로 알람 메시지와 상기 이상신호가 탐지된 설비상태데이터를 전송하는 단계(S245)를 포함한다.
만약, 계산한 이상수치가 기설정된 이상수치보다 낮을 경우, t가 T보다 크거나 같으면(S250), 설비상태데이터 중 이상신호가 탐지된 설비상태데이터를 제외한 설비상태데이터를 정보처리장치(300)로 전송하는 단계(S255)가 수행된다.
상기 단계(S255) 이후, t는 0으로 초기화되는 단계가 진행된 후 상기 단계(S210)로 복귀한다.
한편, 계산한 이상수치가 기설정된 이상수치보다 낮을 경우, t가 T보다 작으면(S250), t에 1이 추가되는 단계가 진행된 후 상기 단계(S210)로 복귀한다.
상기 (c) 단계는, (c1) 정보처리부(300)의 게이트웨이부(310)가 센서노드부(220)로부터 이상신호의 탐지결과를 수신하는 단계(S310), (c2) 정보처리장치(300)의 제어부(320)가 센서장치(100)로 설비상태데이터를 요청하는 신호를 전송하는 단계(S310), (c3) 정보처리장치(300)의 게이트웨이부(310)가 센서노드부(220)로부터 핵심데이터를 수신하여 저장하는 단계(S310), (c4) 게이트웨이부(310)가 통계 데이터를 기반으로 계산한 통합 이상수치와 기설정된 이상수치를 비교하여 대상설비의 이상여부를 판단하는 단계(S320, S330, S340) 및 (c5) 게이트웨이부(310)가 대상설비의 이상여부를 판단한 결과를 서버장치(400)로 전송하는 단계(S350)를 포함한다.
상기 (c4) 단계는, 이상수치 기준선을 업데이트하는 단계(S320), 통합 이상수치를 계산하는 단계(S330), 텐서를 이용하여 계산한 이상수치와 기설정된 이상수치를 비교하여 판단하는 단계(S340) 및 텐서를 이용하여 계산한 이상수치가 기설정된 이상수치보다 높을 경우, 적어도 하나의 센서장치(100)로부터 이상신호가 탐지된 설비상태데이터를 취득하는 단계(S345)를 포함한다.
만약, 텐서를 이용하여 계산한 이상수치가 기설정된 이상수치보다 낮을 경우, t가 T보다 크거나 같으면, 설비상태데이터 중 이상신호가 탐지된 설비상태데이터를 제외한 설비상태데이터를 게이트웨이부(310)로 전송하는 단계(S355)를 더 포함할 수 있다.
상기 단계(S355) 이후, t는 0으로 초기화되는 단계가 진행된 후 상기 단계(S310)로 복귀한다.
한편, 계산한 이상수치가 기설정된 이상수치보다 낮을 경우, t가 T보다 작으면(S350), t에 1이 추가되는 단계가 진행된 후 상기 단계(S310)로 복귀한다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 센서장치
200: 이상신호 탐지장치
210: 정보수집부
220: 센서노드부
300: 정보처리장치
310: 게이트웨이부
320: 제어부
400: 서버장치

Claims (14)

  1. 대상설비의 설비상태데이터를 감지하여 취득하는 적어도 하나의 센서장치;
    상기 설비상태데이터에서 이상신호가 탐지되는지 확인하고 상기 이상신호가 탐지된 설비상태데이터를 핵심데이터로 선별하는 이상신호 탐지장치;
    상기 이상신호를 수신하고 상기 이상신호 탐지장치로부터 수신한 상기 핵심데이터를 기반으로 상기 대상설비의 이상여부를 판단하는 정보처리장치; 및
    상기 정보처리장치로부터 수신한 상기 대상설비의 이상여부에 따른 결과를 저장 및 출력하는 서버장치;를 포함하고,
    상기 이상신호 탐지장치는,
    상기 센서장치로부터 상기 설비상태데이터를 수신하여 저장하는 정보수집부; 및
    상기 정보수집부로부터 상기 설비상태데이터를 수신하는 센서노드부;를 포함하며,
    상기 센서노드부는 상기 설비상태데이터를 기반으로 계산한 이상수치와 기설정된 이상수치를 비교하여 상기 설비상태데이터에서 이상신호가 탐지되는지 확인하고,
    상기 기설정된 이상수치는 상기 대상설비가 정상상태로 동작하였을 경우 상기 센서장치에 의해 실시간으로 감지되는 설비상태데이터의 누적데이터이며,
    상기 센서노드부는 상기 설비상태데이터에서 이상신호를 탐지한 경우, 상기 이상신호가 탐지된 설비상태데이터를 상기 핵심데이터로 선별하고 상기 이상신호의 탐지결과를 상기 정보처리장치로 전송하고,
    상기 정보처리장치는,
    상기 센서노드부로부터 상기 이상신호의 탐지결과 및 상기 설비상태데이터를 수신하는 게이트웨이부; 및
    상기 센서장치로 상기 설비상태데이터를 요청하는 신호를 전송하는 제어부;를 포함하며,
    상기 게이트웨이부는 상기 적어도 하나의 센서장치로부터 상기 설비상태데이터의 통계 데이터를 취득하여 텐서(Tensor)를 구성하고,
    상기 게이트웨이부는 상기 통계 데이터를 기반으로 계산한 통합 이상수치와 상기 기설정된 이상수치를 비교하여 상기 대상설비의 이상여부를 판단하는,
    데이터 수집시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 센서장치는 상기 대상설비에 부착되어 상기 대상설비의 설비상태 및 작업상태를 실시간으로 감지하여 변환시킨 상기 설비상태데이터를 상기 이상신호 탐지장치로 전송하고,
    상기 설비상태데이터는 시계열 데이터인 것을 특징으로 하는,
    데이터 수집시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 계산한 이상수치 및 상기 기설정된 이상수치는 피크 투 피크(peak to peak), 실효값(RMS, Root Mean Square), 첨도(Kurtosis), 왜도(Skewness) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 통계량의 임계치인,
    데이터 수집시스템.
  6. 삭제
  7. 제1 항에 따른 데이터 수집시스템을 이용한 데이터 수집방법에 있어서,
    (a) 상기 적어도 하나의 센서장치에서 상기 대상설비의 설비상태데이터를 측정하는 단계;
    (b) 상기 이상신호 탐지장치에서 상기 설비상태데이터를 기반으로 상기 이상신호를 탐지하는 단계;
    (c) 상기 정보처리장치에서 상기 설비상태데이터를 활용하여 상기 대상설비의 이상여부를 판단하는 단계;
    (d) 상기 대상설비의 이상여부에 따른 결과를 상기 서버장치로 전송하는 단계; 및
    (e) 상기 서버장치에서 상기 대상설비의 이상여부에 따른 결과를 저장 및 출력하는 단계;를 포함하고,
    상기 (a) 단계는,
    (a1) 상기 센서장치가 상기 대상설비에 부착되는 단계;
    (a2) 상기 센서장치가 상기 대상설비의 동작에 따른 상기 설비상태데이터를 측정하는 단계; 및
    (a3) 상기 센서장치가 상기 설비상태데이터를 상기 이상신호 탐지장치로 전송하는 단계;를 포함하며,
    상기 (b) 단계는,
    (b1) 상기 이상신호 탐지장치의 정보수집부가 상기 센서장치로부터 상기 설비상태데이터를 수신하여 저장하는 단계;
    (b2) 상기 이상신호 탐지장치의 센서노드부가 상기 정보수집부로부터 상기 설비상태데이터를 수신하는 단계;
    (b3) 상기 센서노드부가 상기 설비상태데이터를 기반으로 계산한 이상수치와 기설정된 이상수치를 비교하여 상기 설비상태데이터에서 이상신호가 탐지되는지 확인하는 단계; 및
    (b4) 상기 센서노드부가 상기 설비상태데이터에서 이상신호를 탐지한 경우, 상기 이상신호가 탐지된 설비상태데이터를 핵심데이터로 선별하고 상기 이상신호의 탐지결과를 상기 정보처리장치로 전송하는 단계;를 포함하고,
    상기 기설정된 이상수치는 상기 대상설비가 정상상태로 동작하였을 경우 상기 센서장치에 의해 실시간으로 감지되는 설비상태데이터의 누적데이터이며,
    상기 (c) 단계는,
    (c1) 상기 정보처리장치의 게이트웨이부가 상기 센서노드부로부터 상기 이상신호의 탐지결과를 수신하는 단계;
    (c2) 상기 정보처리장치의 제어부가 상기 센서장치로 상기 설비상태데이터를 요청하는 신호를 전송하는 단계;
    (c3) 상기 정보처리장치의 게이트웨이부가 상기 센서노드부로부터 상기 핵심데이터를 수신하여 저장하는 단계;
    (c4) 상기 게이트웨이부가 상기 센서장치로부터 취득한 상기 설비상태데이터의 통계 데이터를 기반으로 계산한 통합 이상수치와 상기 기설정된 이상수치를 비교하여 상기 대상설비의 이상여부를 판단하는 단계; 및
    (c5) 상기 게이트웨이부가 상기 대상설비의 이상여부를 판단한 결과를 상기 서버장치로 전송하는 단계;를 포함하는,
    데이터 수집방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 (b3) 단계는,
    이상수치 기준선을 업데이트하는 단계;
    상기 이상수치를 계산하는 단계;
    상기 계산한 이상수치와 기설정된 이상수치를 비교하여 판단하는 단계; 및
    상기 계산한 이상수치가 상기 기설정된 이상수치보다 높을 경우, 상기 정보처리장치로 알람 메시지와 상기 이상신호가 탐지된 설비상태데이터를 전송하는 단계;를 포함하는,
    데이터 수집방법.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 계산한 이상수치가 상기 기설정된 이상수치보다 낮을 경우, t가 T보다 크거나 같으면, 상기 설비상태데이터 중 상기 이상신호가 탐지된 설비상태데이터를 제외한 설비상태데이터를 상기 정보처리장치로 전송하는 단계를 더 포함하는,
    데이터 수집방법.
  12. 삭제
  13. 제7 항에 있어서,
    상기 (c4) 단계는,
    이상수치 기준선을 업데이트하는 단계;
    상기 통합 이상수치를 계산하는 단계;
    상기 통계 데이터를 기반으로 구성되는 텐서를 이용하여 계산한 이상수치와 기설정된 이상수치를 비교하여 판단하는 단계; 및
    상기 텐서를 이용하여 계산한 이상수치가 상기 기설정된 이상수치보다 높을 경우, 상기 적어도 하나의 센서장치로부터 상기 이상신호가 탐지된 설비상태데이터를 취득하는 단계;를 포함하는,
    데이터 수집방법.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 텐서를 이용하여 계산한 이상수치가 상기 기설정된 이상수치보다 낮을 경우, t가 T보다 크거나 같으면, 상기 설비상태데이터 중 상기 이상신호가 탐지된 설비상태데이터를 제외한 설비상태데이터를 상기 게이트웨이부로 전송하는 단계를 더 포함하는,
    데이터 수집방법.
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