KR102484916B1 - User setting-based plant predictive maintenance device and method - Google Patents
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Abstract
Description
본원은 사용자 설정 기반 플랜트 예지정비 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본원은 사용자 설정에 기반한 전처리 공정(또는 전처리 모듈) 및 인공지능 모델을 임포트(Import)하여 플랜트 예지정비에 적용 가능한 플랜트 예지정비 장치 및 방법에 관한 것이다.The present disclosure relates to an apparatus and method for predictive maintenance of a plant based on user settings. More specifically, the present disclosure relates to a plant predictive maintenance apparatus and method applicable to plant predictive maintenance by importing a preprocessing process (or preprocessing module) and an artificial intelligence model based on user settings.
플랜트(plant) 설비에 있어서, 예지정비(Predictive Maintenance)는 설비의 상태에 따른 각종 위험을 미리 예지하고 조치하여 생산성을 보전하기 위해 필수적이다. In plant equipment, predictive maintenance is essential to preserve productivity by foreseeing and taking measures against various risks according to the state of the equipment in advance.
일반적으로, 설비를 정비하는 방식은 일정 시간이 경과하면 설비를 정비하는 TBM(Time Based Maintenance) 방식 및 설비 상태 점검 데이터, 측정 데이터 및 진단 데이터 등을 이용하여 설비 정비가 필요한 조건의 만족 여부를 판단하여, 판단 결과에 따라 설비를 정비하는 CBM(Condition Based Maintenance) 방식이 있다. In general, the method of servicing facilities determines whether the conditions for facility maintenance are satisfied by using TBM (Time Based Maintenance) method, which maintains facilities after a certain period of time, and facility condition inspection data, measurement data, and diagnostic data. Therefore, there is a CBM (Condition Based Maintenance) method in which equipment is maintained according to the judgment result.
이때, 모니터링 시스템을 활용하여 설비의 성능 및 상태를 설비에서 발생하는 온도, 변위, 전류 및 가속도 등의 원시 데이터를 실시간으로 추적하는 예지정비의 경우는, 설비 장비에 부착된 센서의 값을 통해 장비 이상을 감지하고, 유지 보수가 요구되는 상황에서만 정비 조치를 취하도록 하는 CBM 방식이라고 할 수 있다. At this time, in the case of predictive maintenance that utilizes a monitoring system to track raw data such as temperature, displacement, current, and acceleration of the facility in real time, It can be said to be a CBM method that detects abnormalities and takes maintenance measures only in situations where maintenance is required.
한편, 예지정비 시스템에 인공지능을 적용할 시, 사용되는 인공지능 모델 또는 전처리 모델이 예지정비 시스템과 종속적 관계를 이루어 플랜트 또는 사용자 기호에 따른 인공지능 모델 또는 전처리 모델의 선택이 불가하며, 플랜트마다 지정된 인공지능 모델의 사용만이 가능한 불편함이 있다.On the other hand, when artificial intelligence is applied to the predictive maintenance system, the artificial intelligence model or preprocessing model used has a dependent relationship with the predictive maintenance system, making it impossible to select an artificial intelligence model or preprocessing model according to plant or user preferences. There is an inconvenience that only the use of a designated artificial intelligence model is possible.
본원의 배경이 되는 기술은 한국등록특허공보 제10-1282244호에 개시되어 있다.The background technology of the present application is disclosed in Korean Patent Registration No. 10-1282244.
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 플랜트에서 수집되는 복수의 설비 데이터를 이용하여 인공지능 모델을 학습함과 동시에 플랜트에 대한 예지정비를 수행할 수 있는 사용자 설정 기반 플랜트 예지정비 장치 및 방법을 제공하려는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and a user setting-based plant predictive maintenance device that can learn an artificial intelligence model using a plurality of facility data collected from a plant and perform predictive maintenance for the plant at the same time and to provide a method.
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 외부의 전처리 파일 및 외부의 인공지능 모델을 임포트하여 플랜트 또는 사용자 기호에 따라 선택 적용이 가능한 사용자 설정 기반 플랜트 예지정비 장치 및 방법을 제공하려는 것을 목적으로 한다.The present application is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and to provide a user setting-based plant predictive maintenance device and method that can be selectively applied according to the plant or user preference by importing an external preprocessing file and an external artificial intelligence model. The purpose.
다만, 본원의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.However, the technical problem to be achieved by the embodiments of the present application is not limited to the technical problems described above, and other technical problems may exist.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 일 실시예에 따른 사용자 설정 기반 플랜트 예지정비 장치는, 복수의 설비 센서로부터 플랜트에 대한 복수의 설비 데이터를 수집하는 수집부, 사용자 설정에 따라 임포트(Import) 한 외부 전처리 파일을 기반으로, 상기 복수의 설비 데이터에 대한 전처리를 수행하는 전처리부, 상기 전처리부에서 전처리된 복수의 설비 데이터를 입력으로 내부 인공지능 모델을 학습시키는 학습부, 상기 학습부에서 학습된 상기 내부 인공지능 모델 또는 사용자 설정에 따라 임포트한 외부 인공지능 모델에 대한 모델 데이터를 관리하는 관리부 및 상기 관리부에 저장되어 있는 인공지능 모델 중 적어도 하나와 상기 수집부에서 수집한 복수의 설비 데이터 중 적어도 하나를 이용하여 상기 플랜트의 정비를 위한 예측 데이터가 산출되도록 하는 운영부를 포함할 수 있다. As a technical means for achieving the above technical problem, a user setting-based plant predictive maintenance device according to an embodiment of the present invention includes a collection unit that collects a plurality of facility data for a plant from a plurality of facility sensors, according to user settings. A pre-processing unit that performs pre-processing on the plurality of facility data based on an imported external pre-processing file, a learning unit that learns an internal artificial intelligence model by inputting the plurality of facility data pre-processed by the pre-processing unit, A management unit that manages model data for the internal AI model learned in the learning unit or an external AI model imported according to user settings, and at least one of the artificial intelligence models stored in the management unit and a plurality of collected data from the collection unit. It may include an operation unit that calculates prediction data for the maintenance of the plant using at least one of the facility data of the plant.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 수집부에서 수집된 상기 복수의 설비 데이터를 실시간 또는 기 설정된 주기에 따라 주기적으로 저장하는 저장부를 더 포함하고, 상기 전처리부는, 상기 저장부에 저장되어 있는 복수의 설비 데이터 중 적어도 일부를 불러와서 전처리를 수행하는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present application, a storage unit for periodically storing the plurality of facility data collected by the collection unit in real time or according to a predetermined period is further included, and the pre-processing unit includes a plurality of data stored in the storage unit. It may be to perform pre-processing by loading at least some of the facility data.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 전처리부는, 상기 외부 전처리 파일을 이용하여 상기 복수의 설비 데이터에 대한 전처리를 수행하거나, 장치 내에서 제공하는 내부 전처리 기능을 이용하여 상기 복수의 설비 데이터에 대한 전처리를 수행하는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present application, the pre-processing unit performs pre-processing on the plurality of facility data using the external pre-processing file or pre-processes the plurality of facility data using an internal pre-processing function provided in the device. may be performing
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 관리부는, 장치 외에 존재하는 외부 인공지능 모델을 파일 형태로 임포트하고, 사용 가능 형태로 정형화하여 업로드하는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present application, the management unit may import an external artificial intelligence model existing outside the device in the form of a file, standardize it into a usable form, and upload it.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 관리부는, 상기 내부 인공지능 모델 또는 상기 외부 인공지능 모델에 대한 모델 명, 사용 알고리즘, 특성, 검증 방법, 하이퍼 파라미터(Hyper Parameter)값, 적용된 전처리 방식 및 내부/외부 모델 여부 중 적어도 하나에 대한 상기 모델 데이터를 저장 및 제공하는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present application, the management unit, the model name, used algorithm, characteristics, verification method, hyper parameter value, applied preprocessing method and internal / external artificial intelligence model for the internal artificial intelligence model or the external artificial intelligence model It may be to store and provide the model data for at least one of external models.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 예측 데이터는, 상기 플랜트에 대한 이상 탐지, 장비 고장 수명 예측, 고장 확률 예지 및 보전 시기 예지 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present disclosure, the prediction data may include at least one of abnormal detection of the plant, equipment failure life prediction, failure probability prediction, and maintenance time prediction.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 운영부는, 상기 관리부에 저장되어 있는 상기 인공지능 모델 중 적어도 하나의 인공지능 모델에 상기 저장부에 저장되어 있는 복수의 설비 데이터 중 적어도 하나를 입력하여 상기 예측 데이터가 산출되도록 하는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present application, the operation unit inputs at least one of a plurality of facility data stored in the storage unit to at least one artificial intelligence model among the artificial intelligence models stored in the management unit, and the predicted data It may be so that is calculated.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 운영부에서 산출한 예측 데이터를 모니터링 가능하도록 시각화하는 시각화부를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present application, a visualization unit for visualizing the predicted data calculated by the operation unit to be monitored may be further included.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 사용자 설정 기반 플랜트 예지정비 방법은, 복수의 설비 센서로부터 플랜트에 대한 복수의 설비 데이터를 수집하는 단계, 사용자 설정에 따라 임포트(Import) 한 외부 전처리 파일을 기반으로, 상기 복수의 설비 데이터에 대한 전처리를 수행하는 단계, 상기 전처리를 수행하는 단계에서 전처리된 복수의 설비 데이터를 입력으로 내부 인공지능 모델을 학습시키는 단계, 상기 학습시키는 단계에서 학습된 상기 내부 인공지능 모델 또는 사용자 설정에 따라 임포트한 외부 인공지능 모델에 대한 모델 데이터를 관리하는 단계, 및 상기 모델 데이터를 관리하는 단계에서 저장 및 관리하고 있는 인공지능 모델 중 적어도 하나와 상기 복수의 설비 데이터를 수집하는 단계에서 수집한 복수의 설비 데이터 중 적어도 하나를 이용하여 상기 플랜트의 정비를 위한 예측 데이터가 산출되도록 하는 단계를 포함할 수 있다.As a technical means for achieving the above technical problem, a user setting-based plant predictive maintenance method includes a step of collecting a plurality of equipment data for a plant from a plurality of equipment sensors, an external preprocessing file imported according to user settings Based on the above, the step of performing pre-processing on the plurality of facility data, the step of learning the internal artificial intelligence model with the plurality of facility data pre-processed in the step of performing the pre-processing as an input, the step of learning the At least one of the artificial intelligence models stored and managed in the step of managing model data for an internal artificial intelligence model or an external artificial intelligence model imported according to user settings, and in the step of managing the model data, and the plurality of facility data It may include calculating predicted data for maintenance of the plant using at least one of a plurality of facility data collected in the collecting step.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 복수의 설비 데이터를 수집하는 단계에서 수집된 상기 복수의 설비 데이터를 실시간 또는 기 설정된 주기에 따라 주기적으로 저장하는 단계를 더 포함하고, 상기 전처리를 수행하는 단계는, 상기 저장하는 단계에서 저장한 복수의 설비 데이터 중 적어도 일부를 불러와서 전처리를 수행하는 것일 수 있다. According to one embodiment of the present application, the step of periodically storing the plurality of facility data collected in the step of collecting the plurality of facility data in real time or according to a predetermined period is further included, and the performing of the preprocessing , It may be to perform preprocessing by loading at least some of the plurality of equipment data stored in the storing step.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 전처리를 수행하는 단계는, 상기 외부 전처리 파일을 이용하여 상기 복수의 설비 데이터에 대한 전처리를 수행하거나, 장치 내에서 제공하는 내부 전처리 기능을 이용하여 상기 복수의 설비 데이터에 대한 전처리를 수행하는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present application, the performing of the preprocessing may include performing preprocessing on the plurality of facility data using the external preprocessing file or using an internal preprocessing function provided in the device to perform the preprocessing of the plurality of facilities. It may be to perform pre-processing on the data.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 모델 데이터를 관리하는 단계는, 장치 외에 존재하는 외부 인공지능 모델을 파일 형태로 임포트하고, 사용 가능 형태로 정형화하여 업로드하는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present application, the step of managing the model data may include importing an external artificial intelligence model existing outside the device in the form of a file, standardizing it into a usable form, and uploading it.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 모델 데이터를 관리하는 단계는, 상기 내부 인공지능 모델 또는 상기 외부 인공지능 모델에 대한 모델 명, 사용 알고리즘, 특성, 검증 방법, 하이퍼 파라미터(Hyper Parameter)값, 적용된 전처리 방식 및 내부/외부 모델 여부 중 적어도 하나에 대한 상기 모델 데이터를 저장 및 제공하는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present application, the step of managing the model data includes the model name, used algorithm, characteristics, verification method, hyper parameter value, applied data for the internal artificial intelligence model or the external artificial intelligence model. The model data for at least one of a preprocessing method and internal/external model may be stored and provided.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 예측 데이터는, 상기 플랜트에 대한 이상 탐지, 장비 고장 수명 예측, 고장 확률 예지 및 보전 시기 예지 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present disclosure, the prediction data may include at least one of abnormal detection of the plant, equipment failure life prediction, failure probability prediction, and maintenance time prediction.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 플랜트의 정비를 위한 예측 데이터가 산출되도록 하는 단계는, 상기 모델 데이터를 관리하는 단계에서 저장하고 있는 상기 인공지능 모델 중 적어도 하나의 인공지능 모델에 상기 저장하는 단계에서 저장하고 있는 복수의 설비 데이터 중 적어도 하나를 입력하여 상기 예측 데이터가 산출되도록 하는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present application, the step of calculating the predicted data for maintenance of the plant includes storing the model data in at least one artificial intelligence model among the artificial intelligence models stored in the managing step. It may be that the prediction data is calculated by inputting at least one of a plurality of equipment data stored in .
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 플랜트의 정비를 위한 예측 데이터가 산출되도록 하는 단계에서 산출한 예측 데이터를 모니터링 가능하도록 시각화하는 단계를 더 포함할 수 있다. According to one embodiment of the present application, the step of visualizing the predicted data calculated in the step of calculating the predicted data for maintenance of the plant may be further included so that monitoring is possible.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.The above-described problem solving means are merely exemplary and should not be construed as intended to limit the present disclosure. In addition to the exemplary embodiments described above, additional embodiments may exist in the drawings and detailed description of the invention.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 플랜트에서 수집되는 복수의 설비 데이터를 이용하여 인공지능 모델을 학습함과 동시에 플랜트에 대한 예지정비를 수행함으로써, 다운타임(Downtime)을 감소시키고, 플랜트 운영의 효율을 향상시킬 수 있다.According to the above-described problem solving means of the present application, downtime is reduced by learning an artificial intelligence model using a plurality of facility data collected from the plant and at the same time performing predictive maintenance for the plant, thereby reducing plant operation. efficiency can be improved.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 외부의 전처리 파일 및 외부의 인공지능 모델을 임포트하여 플랜트 또는 사용자 기호에 따라 선택 적용이 가능함에 따라, 기존의 내부 전처리 기능 및 내부 인공지능 모델만을 사용할 때 대비 예지정비의 기능을 확장하고, 성능을 향상시킬 수 있다. According to the above-described problem solving means of the present application, an external preprocessing file and an external artificial intelligence model can be imported and selectively applied according to plant or user preference, in preparation for using only the existing internal preprocessing function and internal artificial intelligence model. It can expand the function of predictive maintenance and improve performance.
다만, 본원에서 얻을 수 있는 효과는 상기된 바와 같은 효과들로 한정되지 않으며, 또 다른 효과들이 존재할 수 있다.However, the effects obtainable herein are not limited to the effects described above, and other effects may exist.
도 1은 본원의 일 실시예에 따른 사용자 설정 기반 플랜트 예지정비 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 사용자 설정 기반 플랜트 예지정비 장치의 개략적인 구성도이다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 학습부에서 제공 가능한 딥러닝 기반의 비지도 학습 모델인 오토인코더(AutoEncoder) 모델을 예시하는 도면이다.
도 4는 본원의 일 실시예에 따른 관리부에서 관리하는 모델 데이터를 예시하는 도면이다.
도 5는 본원의 일 실시예에 따름 관리부에서 외부 인공지능 모델을 임포트 하는 과정을 예시하는 도면이다.
도 6은 본원의 일 실시예에 따른 시각화부에서 제공하는 예측 데이터를 예시하는 도면이다.
도 7은 본원의 일 실시예에 따른 사용자 설정 기반 플랜트 예지정비 방법에 대한 동작 흐름도이다.1 is a schematic configuration diagram of a plant predictive maintenance system based on user settings according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic configuration diagram of a plant predictive maintenance device based on user settings according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating an autoencoder model, which is a deep learning-based unsupervised learning model that can be provided by a learning unit according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating model data managed by a manager according to an embodiment of the present disclosure.
5 is a diagram illustrating a process of importing an external artificial intelligence model in a management unit according to an embodiment of the present disclosure.
6 is a diagram illustrating prediction data provided by a visualization unit according to an embodiment of the present disclosure.
7 is an operation flowchart for a method for predictive maintenance of a plant based on user settings according to an embodiment of the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present application will be described in detail so that those skilled in the art can easily practice with reference to the accompanying drawings. However, the present disclosure may be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly describe the present application in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결" 또는 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. Throughout the present specification, when a part is said to be “connected” to another part, it is not only “directly connected”, but also “electrically connected” or “indirectly connected” with another element in between. "Including cases where
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout the present specification, when a member is referred to as being “on,” “above,” “on top of,” “below,” “below,” or “below” another member, this means that a member is located in relation to another member. This includes not only the case of contact but also the case of another member between the two members.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the present specification, when a certain component is said to "include", it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.
본원 명세서 전체에서, '사용자 설정'이라 함은, 이하에서 설명하는 사용자 단말(30)을 통해 수신하는 사용자 입력, 본원의 일 실시예에 따른 사용자 설정 기반 플랜트 예지정비 장치(100)에 유선 통신 장치 또는 무선 통신 장치를 통해 직접적으로 입력되는 사용자 입력 등에 따른 설정값을 의미하는 것으로 해석되는 것일 수 있다. 다시 말해, 본원 명세서 전체에서, '사용자 설정'은 사용자가 입력한 설정 값을 의미하는 것이며, 이에 대한 입력 방법은 상세히 한정되는 것은 아니다.Throughout the present specification, 'user setting' refers to a user input received through a
본원은 사용자 설정 기반 플랜트 예지정비 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본원은 사용자 설정에 기반한 전처리 공정(또는 전처리 모듈) 및 인공지능 모델을 임포트(Import)하여 플랜트 예지정비에 적용 가능한 플랜트 예지정비 장치 및 방법에 관한 것이다.The present disclosure relates to an apparatus and method for predictive maintenance of a plant based on user settings. More specifically, the present disclosure relates to a plant predictive maintenance apparatus and method applicable to plant predictive maintenance by importing a preprocessing process (or preprocessing module) and an artificial intelligence model based on user settings.
도 1은 본원의 일 실시예에 따른 사용자 설정 기반 플랜트 예지정비 시스템의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a plant predictive maintenance system based on user settings according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 사용자 설정 기반 플랜트 예지정비 시스템(10)은 사용자 설정 기반 플랜트 예지정비 장치(100), 플랜트(20) 및 사용자 단말(30)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1 , a user setting based plant
이하에서는 설명의 편의를 위해 본원의 일 실시예에 따른 '사용자 설정 기반 플랜트 예지정비 시스템(10)'을 '예지정비 시스템(10)'이라 특정하고, 본원의 일 실시예에 따른 '사용자 설정 기반 플랜트 예지정비 장치(100)'을 '예지정비 장치(100)'라 특정하기로 한다. Hereinafter, for convenience of explanation, the 'user setting-based plant predictive maintenance system 10' according to an embodiment of the present application is specified as the 'predictive maintenance system 10', and the 'user setting based plant predictive maintenance system 10' according to an embodiment of the present application The plant
도 1을 참조하면, 예지정비 장치(100)는 네트워크를 통해 플랜트(20) 및 사용자 단말(30)과 통신할 수 있다. 구체적으로, 본원의 일 실시예에 따르면. 예지정비 장치(100)는 네트워크를 통해, 플랜트(20)에 포함되어 있는 복수의 설비 센서로부터 복수의 설비 데이터를 수신할 수 있고, 사용자 단말(30)로부터 외부 전처리 파일 또는 외부 인공지능 모델의 임포트에 대한 사용자 입력을 수신할 수 있으며, 내부 인공지능 모델 또는 외부 인공지능 모델을 이용하여 산출된 예지정비를 위한 예측 데이터를 사용자 단말(30)에 송신할 수 있다. Referring to FIG. 1 , the
이때, 네트워크는 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 네트워크, LTE(Long Term Evolution) 네트워크, 5G 네트워크, WIMAX(World Interoperability for Microwave Access) 네트워크, 유무선 인터넷(Internet), LAN(Local Area Network), Wireless LAN(Wireless Local Area Network), WAN(Wide Area Network), PAN(Personal Area Network), 블루투스(Bluetooth) 네트워크, Wifi 네트워크, NFC(Near Field Communication) 네트워크, 위성 방송 네트워크, 아날로그 방송 네트워크, DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 네트워크 등이 포함하는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.At this time, the network includes a 3rd Generation Partnership Project (3GPP) network, a Long Term Evolution (LTE) network, a 5G network, a World Interoperability for Microwave Access (WIMAX) network, the Internet, a local area network (LAN), and a wireless LAN ( Wireless Local Area Network), WAN(Wide Area Network), PAN(Personal Area Network), Bluetooth Network, Wifi Network, NFC(Near Field Communication) Network, Satellite Broadcasting Network, Analog Broadcasting Network, DMB(Digital Multimedia Broadcasting) ) may include a network, etc., but is not limited thereto.
또한, 예지정비 장치(100)는 예측 데이터의 산출 결과, 플랜트(20)의 이상을 감지하거나, 즉각적인 정비가 요구되는 상황이 발생한 것으로 판단한 경우를 포함하는 이슈가 발생되면, 사용자 단말(30)로 발생한 이슈에 대한 알람 신호를 송신할 수 있다. 이때, 알람 신호는, 발생한 이상(문제)의 유형, 이상 발생 위치, 이상 발생 시간, 정비 긴급 정도 및 정비가 필요하다고 판단한 이유 등에 대한 정보를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. In addition, the
사용자 단말(30)은 예를 들면, 스마트폰(Smartphone), 스마트패드(Smart Pad), 태블릿 PC, 웨어러블 디바이스 등과 PCS(Personal Communication System), GSM(Global System for Mobile communication), PDC(Personal Digital Cellular), PHS(Personal Handyphone System), PDA(Personal Digital Assistant), IMT(International Mobile Telecommunication)-2000, CDMA(Code Division Multiple Access)-2000, W-CDMA(W-Code Division Multiple Access), Wibro(Wireless Broadband Internet) 단말기 같은 모든 종류의 무선 통신 장치 및 데스크탑 컴퓨터, 스마트 TV와 같은 고정용 단말기일 수 있다. The
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 사용자 설정 기반 플랜트 예지정비 장치의 개략적인 구성도이다.2 is a schematic configuration diagram of a plant predictive maintenance device based on user settings according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 예지정비 장치(100)는 수집부(110), 저장부(120), 전처리부(130), 학습부(140), 관리부(150), 운영부(160) 및 시각화부(170)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2 , the
도 2를 참조하면, 수집부(110)는 플랜트(20)에 포함되어 있는 복수의 설비 센서로부터 플랜트(20)에 대한 복수의 설비 데이터를 수신하고, 수집할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the
본원의 일 실시예에 따르면, 복수의 설비 데이터는 온도, 변위, 가속도, 압력, 진동, 유량 중 적어도 하나에 대한 데이터일 수 있으며, 복수의 설비 센서는 플랜트(20)에 부착되어 있는 접촉식 센서 또는 플랜트(20)의 구성 장비 중 적어도 하나에 대한 설비 데이터를 측정 및 감지할 수 있는 비접촉식 센서를 포함하는 것일 수 있다. 이때, 수집부(110)는 수집(수신)하는 설비 데이터가 진동 데이터라면, 복수의 설비 센서 각각에 따라 주파수 영역으로 변환된 값 또는 시간 영역으로 변환된 값으로 수집(수신)하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present application, the plurality of facility data may be data on at least one of temperature, displacement, acceleration, pressure, vibration, and flow rate, and the plurality of facility sensors are contact sensors attached to the
다시 말해, 수집부(110)는 플랜트(20)에 포함되는 복수의 구성 장비 곳곳에 대한 상태를 모니터링하는 복수의 설비 센서 각각으로부터 복수의 설비 데이터를 실시간으로 수신하는 것일 수 있다. In other words, the
도 2를 참조하면, 수집부(110)는 수집한 복수의 설비 데이터를 저장부(120)로 전송하고, 저장부(120)는 수집부(110)로부터 복수의 설비 데이터를 수신하는 것일 수 있다. 이때, 저장부(120)는 수집부(110)로부터 실시간으로 복수의 설비 데이터를 수신하고, 수신한 복수의 설비 데이터를 실시간으로 저장하거나, 기 설정된 주기에 따라 주기적으로 저장할 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 수집부(110)가 기 설정된 주기에 따라 주기적으로 저장부(120)에 복수의 설비 데이터를 전송할 경우, 저장부(120)는 수집부(110)로부터 복수의 설비 데이터를 수신할 때마다 수신한 복수의 설비 데이터를 저장하는 것일 수 있다. 다시 말해, 저장부(120)는 수집부(110)에서 수집된 복수의 설비 데이터를 실시간 또는 기 설정된 주기에 따라 주기적으로 저장할 수 있다. Referring to FIG. 2 , the
이때, 기 설정된 주기는 사용자 설정에 따른 시간 주기를 의미하는 것일 수 있으며, 예지정비 장치(100)의 가동 전, 또는 가동 중에 사용자에 의해 설정 및 수정 가능한 것일 수 있다. 예를 들어, 예지정비 장치(100)는 사용자 단말(30)을 통해 복수의 설비 데이터의 수집 또는 저장을 위한 시간 주기를 수신하고, 수신한 시간 주기에 따라 복수의 설비 데이터를 수집 및 저장하는 것일 수 있다. In this case, the preset period may mean a time period according to a user setting, and may be set and modified by a user before or during operation of the
또한, 저장부(120)는 플랜트 유형, 플랜트 규모, 데이터 형태 및 단위 시간당 데이터 수집 크기 중 적어도 하나를 고려하여 복수의 설비 데이터를 세부적으로 나누어(구분하여) 저장할 수 있다. 예를 들어, 저장부(120)는 데이터 형태를 고려하여, 복수의 설비 데이터를 정형 데이터(Structured Data), 비정형 데이터(Unstructured Data) 및 반정형 데이터 Semi-Structrued Data)로 구분하여 저장할 수 있다.In addition, the
이때, 정형 데이터는, 관계형 데이터 (Relational Database)에 해당하는 것으로, 일 예로, 플랜트(20)에서 수집되는 온도, 압력 및 유량 등을 포함하는 것일 수 있다. 또한, 비정형 데이터는, 일예로, 플랜트(20)에서 발생하는 소음 데이터, 설비 이미지, CCTV 영상, PDF 파일 형태 등의 설비 관련 문서 및 플랜트 도면 파일 등을 포함하는 것일 수 있고, 반정형 데이터는, 데이터 내용 내에 구조에 대한 설명을 포함하는 데이터로, 일 예로, HTML(Hyper Text Markup Language), XML(eXtensible Markup Language), JSON(JavaScript Object Notation) 등의 파일 형태의 데이터를 포함하는 것일 수 있고, 보다 세부적으로, CAD 형상정보 파일, 웹 로그 데이터, 센서에서 발생하는 신호 데이터 등을 포함하는 것일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다. In this case, the structured data corresponds to relational data (Relational Database), and may include, for example, temperature, pressure, and flow rate collected from the
도 2를 참조하면, 전처리부(130)는 저장부(120)에 저장되어 있는 복수의 설비 데이터 중 적어도 일부를 불러와서 전처리(Preprocessing)를 수행할 수 있다. 구체적으로, 전처리부(130)는 플랜트 유형, 플랜트 규모, 데이터 형태 및 단위 시간당 데이터 수집 크기 등에 따라 구분되어 저장되어 있는 복수의 설비 데이터 중 후술할 인공지능 모델을 학습하기 위해 요구되는 데이터를 선택적으로 전처리할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the
또한, 전처리부(130)는 내장 전처리부(131) 및 사용자 전처리부(132)를 포함할 수 있다. 내장 전처리부(131)는 본원의 일 실시예에 따른 예지정비 장치(100) 내에서 제공하는, 즉 내장되어 있는 내부 전처리 기능을 이용하여 복수의 설비 데이터의 전처리를 수행하는 것이고, 사용자 전처리부(130)는 사용자 설정에 따라 임포트(Import) 한 외부 전처리 파일을 기반으로, 복수의 설비 데이터에 대한 전처리를 수행하는 것일 수 있다. In addition, the
구체적으로, 내부 전처리 기능은, 제공하는 데이터 병합(merge), 결측치 또는 이상치 처리, 보간(선형 보간(Linear Interpolation) 및 다항 보간(Multi Polynomal Interpolation) 등), 컬럼 추가, 생성 및 변환 등의 전처리 기능을 포함하는 것일 수 있고, 내장 전처리부(131)는 이러한 내부 전처리 기능을 이용하여 복수의 설비 데이터를 전처리(정제)할 수 있다. Specifically, the internal preprocessing function provides preprocessing functions such as data merging, missing or outlier processing, interpolation (linear interpolation and multi polynomal interpolation, etc.), column addition, creation, and conversion. It may include, and the built-in
결측치를 처리하는 전처리 방법은, 예를 들어, 일반적인 보간법인 대체(Replace), 선형보간(Linear Interpolation)같은 방법이 아닌 결측값 근방의 m개의 값을 이용하여 보간을 하는 방법인 다항 보간(Multi Polynomal Interpolation) 방법이 있을 수 있다. 다항 보간 방법은 통상의 기술자에게 있어서 주지관용의 기술이므로 이하 상세한 설명은 생략한다. The preprocessing method for handling missing values is multi-polynomal interpolation, which is a method of interpolating using m values near missing values, not methods such as general interpolation methods such as Replace or Linear Interpolation. Interpolation) method may exist. Since the polynomial interpolation method is a well-known technique for those skilled in the art, a detailed description thereof will be omitted.
사용자 전처리부(132)는 상술한 바와 같이, 예지정비 장치(100)에 내장되어 있는 전처리 기능 외의 기능을 이용하여, 사용자가 설정한 룰(rule)에 따라 전처리를 수행할 수 있도록, 예지장비 장치(100) 외부에 존재하는 외부 전처리 파일을 임포트하고, 외부 전처리 파일을 정형화하여 업로드하고, 업로드한 외부 전처리 파일을 이용하여 복수의 설비 데이터를 전처리할 수 있다. 다시 말해, 사용자 전처리부(132)는 사용자가 필요에 따라 외부 전처리 기능을 활용할 수 있도록 제공되는 것일 수 있다. As described above, the
예를 들어, 사용자 전처리부(132)는 Python 모듈화 및 확장자 형태 등을 통해 외부 전처리 파일을 업로드하여, 외부 전처리 파일을 수행하는 것일 수 있다. 또 다른 예를 들면, 데이터 처리를 위한 단위 변환이 요구되어, 상수의 곱하기 기능 등의 단순한 작업이 아닌 특정 변환식이 필요한 경우, 사용자 전처리부(132)는 이에 대한 외부 전처리 파일을 임포트 및 업로드하여 활용할 수 있다. 구체적으로, 온도의 단위를 섭씨(Celsius scale) 온도에서 화씨(Fahrenheit scale) 온도로 변환해야 할 필요가 있을 때, 사용자 전처리부(132)는 사용자의 설정에 따라 섭씨 온도 및 화씨 온도의 관계를 나타내는 관계식(°F = 1.8°C + 32)을 임포트 및 업로드하여 온도의 단위를 변환할 수 있다. For example, the
도면에 도시하지는 않았으나, 전처리부(130)에서 전처리된 복수의 설비 데이터는 다시 저장부(120)에 저장될 수 있고, 후술할 운영부(160)에서 인공지능 모델의 운영에 활용될 수 있다. 또한, 전처리부(130)에서 전처리된 복수의 설비 데이터는 학습부(140)로 전달되어 내부 인공지능 모델의 학습에 활용될 수 있다.Although not shown in the drawings, the plurality of facility data preprocessed by the
따라서, 전처리부(130)는 사용자 설정에 따라 외부 전처리 파일을 임포트 및 업로드하여, 외부 전처리 파일을 활용하여 복수의 설비 데이터의 전처리를 수행함으로써, 사용자가 학습할 인공지능 모델의 종류 및 유형, 예지정비에 사용할 인공지능 모델에 요구되는 입력 값 또는 입력 값의 형태 등의 다양한 경우(상황)를 고려하여 전처리를 수행할 수 있도록 도울 수 있다. Therefore, the
도 2를 참조하면, 학습부(140)는 전처리부(130)에서 전처리된 복수의 설비 데이터를 입력으로 내부 인공지능 모델을 학습시킬 수 있다. 학습부(140)는 전처리된 복수의 설비 데이터를 이용하여 인공지능 모델을 만드는 것일 수 있다. 이때, 학습부(140)에서 생성 또는 학습되는 인공지능 모델은 이하의 설명에서 '내부 인공지능 모델'로 개시될 수 있으며, '외부 인공지능 모델'과는 구분되는 개념으로 해석되어야 한다. Referring to FIG. 2 , the
인공지능 모델은, 지도학습(Supervised Learning) 기반의 모델, 비지도학습 기반의 모델, 머신러닝(Machine Learning) 기반의 모델(랜덤 포레스트, SVM(Support Vector Machine) 등) 및 딥러닝(Deep Learning) 기반의 모델 등을 포함하는 것일 수 있다.Artificial intelligence models include supervised learning-based models, unsupervised learning-based models, machine learning-based models (random forest, SVM (Support Vector Machine), etc.) and deep learning. It may include a base model and the like.
학습부(140)는 예를 들어, 딥러닝 기반의 모델 중 비지도 학습 모델인 오토인코더(AutoEncoder) 모델을 제공할 수 있다. 도 3은 본원의 일 실시예에 따른 학습부에서 제공 가능한 딥러닝 기반의 비지도 학습 모델인 오토인코더(AutoEncoder) 모델을 예시하는 도면이다. The
또한, 학습부(140)는 저장부(120)에 저장되어 있는 복수의 설비 데이터 또는 전처리부(130)를 통해 전처리된 데이터를 이용하여 내부 인공지능 모델을 생성 또는 학습하는 것 뿐 아니라, 이미 생성 및 학습된 내부 인공지능 모델에 대한 검증을 수행하는 것일 수 있다. In addition, the
구체적으로, 학습부(140)는 복수의 설비 데이터(전처리된 데이터 포함)를 인공지능 모델의 생성 및 학습에 필요한 학습 데이터 및 이미 생성 및 학습된 인공지능 모델의 검증에 필요한 검증 데이터로 분류하고, 학습 데이터를 이용하여 인공지능 모델을 생성 또는 학습하고, 검증 데이터를 이용하여 이미 생성 및 학습된 인공지능 모델의 성능을 평가할 수 있다. 학습부(140)는 생성, 학습 및 검증된 인공지능 모델을 관리부(150)로 전달함으로써, 저장하는 것일 수 있다. Specifically, the
다시 도 2를 참조하면, 관리부(150)는 학습부(140)로부터 생성, 학습 및 검증된 인공지능 모델, 즉 내부 인공지능 모델을 전달 받아 저장하고, 저장한 내부 인공지능 모델에 대한 내부 모델 데이터를 저장 및 관리할 수 있다. 또한, 관리부(150)는 사용자 설정에 따른 외부 인공지능 모델을 임포트하여 저장하고, 저장한 외부 인공지능 모델에 대한 외부 모델 데이터를 저장 및 관리할 수 있다. 다시 말해, 관리부(150)는 학습부(140)에서 학습된 내부 인공지능 모델 또는 사용자 설정에 따라 임포트한 외부 인공지능 모델에 대한 모델 데이터를 관리할 수 있다. Referring back to FIG. 2 , the
구체적으로, 관리부(150)에서 관리하는 모델 데이터는, 해당 인공지능 모델에 대한 모델 명, 모델 타입, 사용 알고리즘, 특성, 스케일러(Scale), 검증 방법, 하이퍼 파라미터(Hyper Parameter)값, 적용된 전처리 방식 및 내부/외부 모델 여부(모델 등록자) 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다. Specifically, the model data managed by the
도 4는 본원의 일 실시예에 따른 관리부에서 관리하는 모델 데이터를 예시하는 도면이다. 도 4를 참조하면, 둘 이상의 인공지능 모델이 복수의 모델 데이터와 함께 저장 및 관리되고 있는 것을 확인할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 도 4는 관리부(150)의 일 실시예를 도시한 것으로 해석되는 것이 바람직하다. 4 is a diagram illustrating model data managed by a management unit according to an embodiment of the present disclosure. Referring to FIG. 4 , it can be seen that two or more artificial intelligence models are stored and managed together with a plurality of model data. However, it is not limited thereto, and FIG. 4 is preferably interpreted as showing an embodiment of the
본원의 일 실시예에 따르면, 관리부(150)는 내부 모델 관리부(151) 및 외부 모델 관리부(152)를 포함하는 것일 수 있다. 구체적으로 내부 모델 관리부(151)는 상술한 바와 같이 학습부(140)에서 생성, 학습 및 검증된 내부 인공지능 모델을 저장하고, 저장한 내부 인공지능 모델에 대한 내부 모델 데이터를 관리하는 것일 수 있다. According to one embodiment of the present application, the
또한, 외부 모델 관리부(152)는 예지정비 장치(100) 외에 존재하는, 즉 학습부(140)에서 생성 또는 학습되지 않은 외부 인공지능 모델을 파일 형태로 임포트하고, 사용 가능 형태로 정형화하여 업로드하여 저장하고, 저장한 외부 인공지능 모델에 대한 외부 모델 데이터를 관리하는 것일 수 있다. In addition, the external
도 5는 본원의 일 실시예에 따름 관리부에서 외부 인공지능 모델을 임포트 하는 과정을 예시하는 도면이다. 도 5를 참조하여 다시 말하며, 외부 모델 관리부(152)는 종래에 이미 존재하는 다양한 외부 인공지능 모델을 불러와, 예지정비에 사용할 수 있는 형태로 정형화하여 업로드 및 저장하고 있는 것일 수 있다. 5 is a diagram illustrating a process of importing an external artificial intelligence model in a management unit according to an embodiment of the present disclosure. Referring again to FIG. 5 , the external
본원의 일 실시예에 따르면, 예지정비 장치(100)는 상술한 바와 같이, 플랜트(20) 또는 사용자 기호에 따라 외부의 전처리 파일 및 외부의 인공지능 모델을 선택적으로 적용할 수 있도록 플랜트(20) 또는 사용자 기호에 따라 임포트 및 업로드 할 수 있다. 이에 따라, 예지정비 장치(100)는 기존의 내부 전처리 기능 및 내부 인공지능 모델만을 사용할 때 대비 예지정비의 기능을 확장하고, 성능을 향상시킬 수 있다. According to one embodiment of the present application, the
다시 도 2를 참조하면, 운영부(160)는 관리부(150)에 저장되어 있는 인공지능 모델 중 적어도 하나와 수집부(110)에서 수집하여 저장부(120)에 저장되어 있는 복수의 설비 데이터 중 적어도 하나를 수신하고, 수신한 인공지능 모델 및 설비 데이터를 이용하여 플랜트(20)의 정비를 위한 예측 데이터가 산출되도록 할 수 있다. Referring back to FIG. 2 , the operation unit 160 may include at least one of the artificial intelligence models stored in the
구체적으로, 운영부(160)는 관리부(150)에 저장되어 있는 다수의 내부 인공지능 모델 또는 외부 인공지능 모델들 중 예지정비를 위해 사용하고자 하는 적어도 하나의 인공지능 모델을 관리부(150)로부터 전달 받고, 전달 받은 인공지능 모델에 적용(입력)하기 위한 데이터로서 이용하기 위해, 저장부(120)에 저장되어 있는 복수의 설비 데이터, 또는 도 2에 도시되어 있지는 않으나, 전처리부(130)를 통해 전처리된 복수의 설비 데이터를 전달 받을 수 있다. Specifically, the operation unit 160 receives, from the
또한, 운영부(160)는 전달 받은 인공지능 모델에, 전달 받은 설비 데이터를 입력으로 적용하여, 예측 데이터가 산출되도록 할 수 있다. 다시 말해, 운영부(160)는 관리부(150)에 저장되어 있는 인공지능 모델 중 적어도 하나의 인공지능 모델에 저장부(120)에 저장되어 있는 복수의 설비 데이터 중 적어도 하나를 입력하여 예측 데이터가 산출되도록 할 수 있다. In addition, the operation unit 160 may apply the received facility data as an input to the received artificial intelligence model so that predicted data is calculated. In other words, the operation unit 160 inputs at least one of a plurality of facility data stored in the
예를 들어, 운영부(160)는 플랜트(20)의 온도 변화로 인해 발생 가능한 문제에 대한 예지정비를 수행할 때, 온도 변화 및 온도 변화로 인해 발생 가능한 문제를 예측할 수 있는 인공지능 모델 및 플랜트(20)의 각각의 구성 장비에 대한 온도 데이터를 전달 받는 것일 수 있고, 전달 받은 인공지능 모델에, 전달 받은 온도 데이터를 입력하여, 인공지능 모델로부터 예측 데이터가 산출되도록 할 수 있다. For example, when performing predictive maintenance on problems that may occur due to temperature changes in the
이때, 예측 데이터는 플랜트(20)에 대한 이상 탐지, 장비 고장 수명 예측, 고장 확률 예지 및 보전 시기 예지 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.In this case, the prediction data may include at least one of abnormal detection of the
본원의 일 실시예에 따르면, 운영부(160)는 학습부(140)에서 생성 및 학습하고 있는 내부 인공지능 모델이 아닌, 관리부(150)에서 이미 저장 및 관리하고 있는 인공지능 모델 중 적어도 하나를 전달 받아 사용하는 것이므로, 학습부(140)에서의 내부 인공지능 모델의 학습함과 동시에, 관리부(150)에서 저장 및 관리하는 복수의 내부 인공지능 모델 및 복수의 외부 인공지능 모델 중 적어도 하나의 인공지능 모델을 이용하여 예측 데이터를 산출, 즉 예지정비를 수행할 수 있다. According to one embodiment of the present application, the operation unit 160 transmits at least one of the artificial intelligence models already stored and managed by the
다시 말해, 예지정비 장치(100)는, 플랜트(20)에서 수집되는 복수의 설비 데이터를 이용하여 인공지능 모델을 학습함과 동시에 플랜트(20)에 대한 예지정비를 수행할 수 있고, 이에 따라 다운타임(Downtime)을 감소시키고, 플랜트 운영의 효율을 향상시킬 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.In other words, the
도 2를 참조하면, 시각화부(170)는 운영부(160)로부터 산출된 예측 데이터를 수신할 수 있다. 시각화부(170)는 운영부(160)에서 산출된 예측 데이터를 모니터링 가능하도록 시각화 하는 것일 수 있다. Referring to FIG. 2 , the
도 6은 본원의 일 실시예에 따른 시각화부에서 제공하는 예측 데이터를 예시하는 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 시각화부(170)는 예측 데이터를 사용한 인공지능 모델 또는 설비 데이터의 유형에 따라 꺾은 선 그래프, 바(bar) 차트 등의 다양한 형태로 표현하여 시각화할 수 있다. 또한, 시각화부(170)는 시각화한 예측 데이터를 사용자 단말(30) 또는 사용자가 직접 눈으로 모니터링 할 수 있는 디스플레이를 포함하는 PC 등으로 전송할 수 있다. 또한, 시각화된 예측 데이터는 사용자 설정에 의해 이미지 파일로 다운로드 가능하도록 제공되거나, 편집 가능하도록 제공되는 것일 수 있다.6 is a diagram illustrating prediction data provided by a visualization unit according to an embodiment of the present disclosure. As shown in FIG. 6 , the
이하에서는 상기에 자세히 설명된 내용을 기반으로, 본원의 동작 흐름을 간단히 살펴보기로 한다.Hereinafter, based on the details described above, the operation flow of the present application will be briefly reviewed.
도 7은 본원의 일 실시예에 따른 사용자 설정 기반 플랜트 예지정비 방법에 대한 동작 흐름도이다.7 is an operation flowchart for a method for predictive maintenance of a plant based on user settings according to an embodiment of the present invention.
도 7에 도시된 사용자 설정 기반 플랜트 예지정비 방법은 앞서 설명된 사용자 설정 기반 플랜트 예지정비 장치(100)에 의하여 수행될 수 있다. 따라서, 이하 생략된 내용이라고 하더라도 사용자 설정 기반 플랜트 예지정비 장치(100)에 대하여 설명된 내용은 사용자 설정 기반 플랜트 예지정비 방법에 대한 설명에도 동일하게 적용될 수 있다.The plant predictive maintenance method based on user settings shown in FIG. 7 may be performed by the previously described plant
도 7을 참조하면, 단계 S210에서 수집부(110)부는, 복수의 설비 센서로부터 플랜트(20)에 대한 복수의 설비 데이터를 수집할 수 있다. Referring to FIG. 7 , in step S210, the
다음으로, 단계 S220에서 저장부(120)는, 수집부(110)에서 수집된 복수의 설비 데이터를 실시간 또는 기 설정된 주기에 따라 주기적으로 저장할 수 있다. Next, in step S220, the
다음으로, 단계 S230에서 전처리부(130)부는, 저장부(120)에서 저장한 복수의 설비 데이터 중 적어도 일부를 불러와서 전처리를 수행할 수 있다. 구체적으로, 전처리부(130)는 내장 전처리부(131) 및 사용자 전처리부(132)를 포함하며, 단계 S231에서 내장 전처리부(131)는, 예지정비 장치(100) 내에서 제공하는 내부 전처리 기능을 이용하여 복수의 설비 데이터에 대한 전처리를 수행할 수 있고, 단계 S232에서 사용자 전처리부(132)는, 사용자 설정에 따라 임포트(Import) 한 외부 전처리 파일을 기반으로, 복수의 설비 데이터에 대한 전처리를 수행할 수 있다. Next, in step S230, the
다음으로, 단계 S240에서 학습부(140)는, 전처리부(130)에서 전처리된 복수의 설비 데이터를 입력으로 내부 인공지능 모델을 학습시킬 수 있다. Next, in step S240, the
다음으로, 단계 S250에서 관리부(150)는, 학습부(140)에서 학습된 내부 인공지능 모델 또는 사용자 설정에 따라 임포트한 외부 인공지능 모델에 대한 모델 데이터를 관리할 수 있다. 구체적으로, 단계 S250에서 관리부(150)는 내부 인공지능 모델 또는 외부 인공지능 모델에 대한 모델 명, 사용 알고리즘, 특성, 검증 방법, 하이퍼 파라미터(Hyper Parameter)값, 적용된 전처리 방식 및 내부/외부 모델 여부 중 적어도 하나에 대한 모델 데이터를 저장 및 제공할 수 있다. 또한, 관리부(150)는 내부 모델 관리부(151) 및 외부 모델 관리부(152)를 포함하고, 단계 S251에서 내부 모델 관리부(151)는 학습부(140)에서 생성 및 학습된 내부 인공지능 모델에 대한 내부 모델 데이터를 관리하는 것이고, 단계 S252에서 외부 모델 관리부(152)는 예지정비 장치(100) 외에 존재하는 외부 인공지능 모델을 파일 형태로 임포트하고, 사용 가능 형태로 정형화하여 업로드하고, 임포트 및 업로드한 외부 인공지능 모델에 대한 외부 모델 데이터를 관리하는 것일 수 있다.Next, in step S250, the
다음으로, 단계 S260에서 운영부(160)는, 관리부(150)에서 저장 및 관리하고 있는 인공지능 모델 중 적어도 하나와 수집부(110)에서 수집한 복수의 설비 데이터 중 적어도 하나를 이용하여 플랜트(20)의 정비를 위한 예측 데이터가 산출되도록 할 수 있다. 구체적으로 단계 S260에서 운영부(160)는, 관리부(150)에서 저장하고 있는 인공지능 모델 중 적어도 하나의 인공지능 모델에 저장부(120)에서 저장하고 있는 복수의 설비 데이터 중 적어도 하나를 입력하여 예측 데이터가 산출되도록 하는 것일 수 있다. 이때, 예측 데이터는, 플랜트(20)에 대한 이상 탐지, 장비 고장 수명 예측, 고장 확률 예지 및 보전 시기 예지 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.Next, in step S260, the operation unit 160 uses at least one of the artificial intelligence models stored and managed by the
다음으로, 단계 S270에서 시각화부(170)는, 운영부(160)에서 산출한 예측 데이터를 모니터링 가능하도록 시각화할 수 있다. Next, in step S270, the
상술한 설명에서, 단계 S210 내지 S270은 본원의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다.In the foregoing description, steps S210 to S270 may be further divided into additional steps or combined into fewer steps, depending on the implementation of the present application. Also, some steps may be omitted if necessary, and the order of steps may be changed.
본원의 일 실시 예에 따른 사용자 설정 기반 플랜트 예지정비 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The plant predictive maintenance method based on user settings according to an embodiment of the present disclosure may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer readable medium. The computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. Program instructions recorded on the medium may be those specially designed and configured for the present invention or those known and usable to those skilled in computer software. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic media such as floptical disks. - includes hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as magneto-optical media, and ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter, as well as machine language codes such as those produced by a compiler. The hardware devices described above may be configured to act as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.
또한, 전술한 사용자 설정 기반 플랜트 예지정비 방법은 기록 매체에 저장되는 컴퓨터에 의해 실행되는 컴퓨터 프로그램 또는 애플리케이션의 형태로도 구현될 수 있다.In addition, the above-described method for plant predictive maintenance based on user settings may be implemented in the form of a computer program or application stored in a recording medium and executed by a computer.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 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.The above description of the present application is for illustrative purposes, and those skilled in the art will understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present application. Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative in all respects and not limiting. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present application is indicated by the following claims rather than the detailed description above, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts thereof should be construed as being included in the scope of the present application.
10: 사용자 설정 기반 플랜트 예지정비 시스템
20: 플랜트
30: 사용자 단말
100: 사용자 설정 기반 플랜트 예지정비 장치
110: 수집부
120: 저장부
130: 전처리부
131: 내장 전처리부
132: 사용자 전처리부
140: 학습부
150: 관리부
151: 내부 모델 관리부
152: 외부 모델 관리부
160: 운영부
170: 시각화부10: Plant predictive maintenance system based on user settings
20: plant
30: user terminal
100: plant predictive maintenance device based on user settings
110: collection unit
120: storage unit
130: pre-processing unit
131: built-in pre-processing unit
132: user pre-processing unit
140: learning unit
150: management unit
151: internal model management unit
152: external model management unit
160: operation department
170: visualization unit
Claims (16)
복수의 설비 센서로부터 플랜트에 대한 복수의 설비 데이터를 수집하는 수집부;
사용자 설정에 따라 임포트(Import) 한 외부 전처리 파일을 기반으로, 상기 복수의 설비 데이터에 대한 전처리를 수행하는 전처리부;
상기 전처리부에서 전처리된 복수의 설비 데이터를 입력으로 내부 인공지능 모델을 학습시키는 학습부;
상기 학습부에서 학습된 상기 내부 인공지능 모델 또는 사용자 설정에 따라 임포트한 외부 인공지능 모델에 대한 모델 데이터를 관리하는 관리부; 및
상기 관리부에 저장되어 있는 인공지능 모델 중 적어도 하나와 상기 수집부에서 수집한 복수의 설비 데이터 중 적어도 하나를 이용하여 상기 플랜트의 정비를 위한 예측 데이터가 산출되도록 하는 운영부,
를 포함하되,
상기 전처리부는,
상기 플랜트 예지정비 장치 내에서 제공하여, 상기 플랜트 예지정비 장치에 내장되어 있는 내부 전처리 기능을 이용하여 상기 복수의 설비 데이터에 대한 전처리를 수행하는 내장 전처리부; 및
상기 외부 전처리 파일을 이용하여, 상기 사용자 설정에 따른 룰(rule)에 따라 상기 복수의 설비 데이터에 대한 전처리를 수행하는 사용자 전처리부,
를 포함하고,
상기 복수의 설비 데이터를 상기 내부 전처리 기능을 이용하는 상기 내장 전처리부 또는 상기 외부 전처리 파일을 이용하는 상기 사용자 전처리부 중 하나를 선택적으로 적용하여 전처리하는 것을 특징으로 하는 것인, 플랜트 예지정비 장치.In the user setting-based plant predictive maintenance device,
a collection unit that collects a plurality of facility data for a plant from a plurality of facility sensors;
a pre-processing unit that performs pre-processing on the plurality of equipment data based on an external pre-processing file imported according to user settings;
a learning unit that learns an internal artificial intelligence model by inputting a plurality of facility data pre-processed by the pre-processing unit;
a management unit that manages model data for the internal artificial intelligence model learned in the learning unit or an external artificial intelligence model imported according to user settings; and
An operation unit that calculates predictive data for maintenance of the plant using at least one of the artificial intelligence models stored in the management unit and at least one of a plurality of facility data collected by the collection unit;
Including,
The pre-processing unit,
a built-in preprocessing unit provided in the plant predictive maintenance device and performing preprocessing on the plurality of equipment data using an internal preprocessing function built into the plant predictive maintenance device; and
A user pre-processing unit that performs pre-processing on the plurality of facility data according to a rule according to the user setting using the external pre-processing file;
including,
The plant predictive maintenance apparatus of claim 1 , wherein the plurality of facility data is pre-processed by selectively applying one of the built-in pre-processing unit using the internal pre-processing function and the user pre-processing unit using the external pre-processing file.
상기 수집부에서 수집된 상기 복수의 설비 데이터를 실시간 또는 기 설정된 주기에 따라 주기적으로 저장하는 저장부,
를 더 포함하고,
상기 전처리부는,
상기 저장부에 저장되어 있는 복수의 설비 데이터 중 적어도 일부를 불러와서 전처리를 수행하는 것인,
플랜트 예지정비 장치.According to claim 1,
A storage unit that periodically stores the plurality of facility data collected by the collection unit in real time or according to a preset period;
Including more,
The pre-processing unit,
Loading at least some of the plurality of equipment data stored in the storage unit and performing preprocessing,
Plant predictive maintenance device.
상기 관리부는,
장치 외에 존재하는 외부 인공지능 모델을 파일 형태로 임포트하고, 사용 가능 형태로 정형화하여 업로드하는 것인,
플랜트 예지정비 장치.According to claim 1,
the management department,
Importing an external artificial intelligence model that exists outside the device in the form of a file, standardizing it in a usable form and uploading it,
Plant predictive maintenance device.
상기 관리부는,
상기 내부 인공지능 모델 또는 상기 외부 인공지능 모델에 대한 모델 명, 사용 알고리즘, 특성, 검증 방법, 하이퍼 파라미터(Hyper Parameter)값, 적용된 전처리 방식 및 내부/외부 모델 여부 중 적어도 하나에 대한 상기 모델 데이터를 저장 및 제공하는 것인,
플랜트 예지정비 장치.According to claim 1,
the management department,
The model data for at least one of the model name, used algorithm, characteristics, verification method, hyper parameter value, applied preprocessing method, and internal/external model for the internal artificial intelligence model or the external artificial intelligence model to store and provide;
Plant predictive maintenance device.
상기 예측 데이터는,
상기 플랜트에 대한 이상 탐지, 장비 고장 수명 예측, 고장 확률 예지 및 보전 시기 예지 중 적어도 하나를 포함하는 것인,
플랜트 예지정비 장치.According to claim 1,
The prediction data,
Including at least one of abnormality detection for the plant, equipment failure life prediction, failure probability prediction, and maintenance timing prediction,
Plant predictive maintenance device.
상기 운영부는,
상기 관리부에 저장되어 있는 상기 인공지능 모델 중 적어도 하나의 인공지능 모델에 상기 저장부에 저장되어 있는 복수의 설비 데이터 중 적어도 하나를 입력하여 상기 예측 데이터가 산출되도록 하는 것인,
플랜트 예지정비 장치.According to claim 2,
The operating department,
inputting at least one of a plurality of facility data stored in the storage unit into at least one artificial intelligence model among the artificial intelligence models stored in the management unit to calculate the predicted data;
Plant predictive maintenance device.
상기 운영부에서 산출한 예측 데이터를 모니터링 가능하도록 시각화하는 시각화부,
를 더 포함하는 플랜트 예지정비 장치.According to claim 1,
A visualization unit that visualizes the predicted data calculated by the operation unit so as to be able to be monitored;
Plant predictive maintenance device further comprising a.
복수의 설비 센서로부터 플랜트에 대한 복수의 설비 데이터를 수집하는 단계;
사용자 설정에 따라 임포트(Import) 한 외부 전처리 파일을 기반으로, 상기 복수의 설비 데이터에 대한 전처리를 수행하는 단계;
상기 전처리를 수행하는 단계에서 전처리된 복수의 설비 데이터를 입력으로 내부 인공지능 모델을 학습시키는 단계;
상기 학습시키는 단계에서 학습된 상기 내부 인공지능 모델 또는 사용자 설정에 따라 임포트한 외부 인공지능 모델에 대한 모델 데이터를 관리하는 단계; 및
상기 모델 데이터를 관리하는 단계에서 저장 및 관리하고 있는 인공지능 모델 중 적어도 하나와 상기 복수의 설비 데이터를 수집하는 단계에서 수집한 복수의 설비 데이터 중 적어도 하나를 이용하여 상기 플랜트의 정비를 위한 예측 데이터가 산출되도록 하는 단계,
를 포함하되,
상기 전처리를 수행하는 단계는,
(a) 플랜트 예지정비 장치 내에서 제공하여, 상기 플랜트 예지정비 장치에 내장되어 있는 내부 전처리 기능을 이용하여 상기 복수의 설비 데이터에 대한 전처리를 수행하는 단계; 및
(b) 상기 외부 전처리 파일을 이용하여, 상기 사용자 설정에 따른 룰(rule)에 따라 상기 복수의 설비 데이터에 대한 전처리를 수행하는 단계,
를 포함하고,
상기 복수의 설비 데이터를 상기 (a) 단계 또는 (b) 단계 중 하나를 선택적으로 적용하여 전처리하는 것을 특징으로 하는 것인, 플랜트 예지정비 방법.In the plant predictive maintenance method based on user settings,
collecting a plurality of facility data for the plant from a plurality of facility sensors;
performing pre-processing on the plurality of equipment data based on an external pre-processing file imported according to user settings;
Learning an internal artificial intelligence model using the plurality of facility data preprocessed in the preprocessing step as input;
Managing model data for the internal artificial intelligence model learned in the learning step or an external artificial intelligence model imported according to user settings; and
Prediction data for the maintenance of the plant using at least one of the artificial intelligence models stored and managed in the step of managing the model data and at least one of the plurality of facility data collected in the step of collecting the plurality of facility data. A step of allowing to be calculated,
Including,
Performing the preprocessing step,
(a) performing pre-processing on the plurality of equipment data using an internal pre-processing function provided in the plant predictive maintenance device and built into the plant predictive maintenance device; and
(b) performing pre-processing on the plurality of equipment data according to a rule according to the user setting using the external pre-processing file;
including,
The plant predictive maintenance method of claim 1 , wherein the plurality of facility data is preprocessed by selectively applying one of the steps (a) or (b).
상기 복수의 설비 데이터를 수집하는 단계에서 수집된 상기 복수의 설비 데이터를 실시간 또는 기 설정된 주기에 따라 주기적으로 저장하는 단계,
를 더 포함하고,
상기 전처리를 수행하는 단계는,
상기 저장하는 단계에서 저장한 복수의 설비 데이터 중 적어도 일부를 불러와서 전처리를 수행하는 것인,
플랜트 예지정비 방법.According to claim 9,
Periodically storing the plurality of facility data collected in the step of collecting the plurality of facility data in real time or according to a preset period;
Including more,
Performing the preprocessing step,
Loading at least some of the plurality of equipment data stored in the storing step to perform preprocessing,
Plant predictive maintenance method.
상기 모델 데이터를 관리하는 단계는,
장치 외에 존재하는 외부 인공지능 모델을 파일 형태로 임포트하고, 사용 가능 형태로 정형화하여 업로드하는 것인,
플랜트 예지정비 방법.According to claim 9,
The step of managing the model data,
Importing an external artificial intelligence model that exists outside the device in the form of a file, standardizing it in a usable form and uploading it,
Plant predictive maintenance method.
상기 모델 데이터를 관리하는 단계는,
상기 내부 인공지능 모델 또는 상기 외부 인공지능 모델에 대한 모델 명, 사용 알고리즘, 특성, 검증 방법, 하이퍼 파라미터(Hyper Parameter)값, 적용된 전처리 방식 및 내부/외부 모델 여부 중 적어도 하나에 대한 상기 모델 데이터를 저장 및 제공하는 것인,
플랜트 예지정비 방법.According to claim 9,
The step of managing the model data,
The model data for at least one of the model name, used algorithm, characteristics, verification method, hyper parameter value, applied preprocessing method, and internal/external model for the internal artificial intelligence model or the external artificial intelligence model to store and provide;
Plant predictive maintenance method.
상기 예측 데이터는,
상기 플랜트에 대한 이상 탐지, 장비 고장 수명 예측, 고장 확률 예지 및 보전 시기 예지 중 적어도 하나를 포함하는 것인,
플랜트 예지정비 방법.According to claim 9,
The prediction data,
Including at least one of abnormality detection for the plant, equipment failure life prediction, failure probability prediction, and maintenance timing prediction,
Plant predictive maintenance method.
상기 플랜트의 정비를 위한 예측 데이터가 산출되도록 하는 단계는,
상기 모델 데이터를 관리하는 단계에서 저장하고 있는 상기 인공지능 모델 중 적어도 하나의 인공지능 모델에 상기 저장하는 단계에서 저장하고 있는 복수의 설비 데이터 중 적어도 하나를 입력하여 상기 예측 데이터가 산출되도록 하는 것인,
플랜트 예지정비 방법.According to claim 10,
The step of calculating the predicted data for the maintenance of the plant,
Inputting at least one of the plurality of facility data stored in the storing step to at least one artificial intelligence model among the artificial intelligence models stored in the step of managing the model data so that the predicted data is calculated ,
Plant predictive maintenance method.
상기 플랜트의 정비를 위한 예측 데이터가 산출되도록 하는 단계에서 산출한 예측 데이터를 모니터링 가능하도록 시각화하는 단계,
를 더 포함하는 플랜트 예지정비 방법.
According to claim 9,
Visualizing the predicted data calculated in the step of calculating the predicted data for maintenance of the plant to be monitored;
Plant predictive maintenance method further comprising a.
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