KR102594567B1 - Cps기반 3d 사이버 팩토리들의 웹 네트워크 솔루션 제공 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 CPS(Cyber Physical Systems)기반 3D 사이버 팩토리들을 웹을 기반으로 변경함으로써 기존의 개별적인 하드웨어를 통한 프로그램 설치의 제한을 해결하고, 큰 현장을 한번에 일괄 관리가 가능하며, 연결된 다른 CPS의 정보도 교류가 가능한 CPS기반 3D 사이버 팩토리들의 웹 네트워크 솔루션 제공 방법에 관한 것이다. 본 발명은, 통상의 컴퓨터 서버 네트워크로 연결된 다수의 단말기 연동망을 통하여 웹 네트워크 솔루션을 제공하는 방법에 있어서, 서버에서 CPS 기반으로 수행되는 다수의 실제 공장으로부터 공장 현황 정보, IoT 수집 데이터 및 공장 기준정보 중 적어도 하나를 데이터를 수집하여 저장하는 1단계; 서버가 상기 저장된 다수의 공장의 데이터들을 이용하여 사이버공간에서 3D로 가상화하여 웹상에서 실행되도록 구현하는 2단계; 및 단말기가 상기 웹에 접속하여 서버에서 3D로 구현된 사이버 팩토리들중 특정 팩토리에 접근하여 해당 데이터를 모니터링 및 콘트롤하는 3단계를 포함한다.
Description
본 발명은 CPS기반 3D 사이버 팩토리들의 웹 네트워크 솔루션 제공 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 CPS(Cyber Physical Systems)기반 3D 사이버 팩토리들을 웹을 기반으로 변경함으로써 기존의 개별적인 하드웨어를 통한 프로그램 설치의 제한을 해결하고, 큰 현장을 한번에 일괄 관리가 가능하며, 연결된 다른 CPS의 정보도 교류가 가능한 CPS기반 3D 사이버 팩토리들의 웹 네트워크 솔루션 제공 방법에 관한 것이다.
4차 산업혁명이 진행되면서 실제 제조현장과 실시간 동기화되어 여러 정보를 보여주는 CPS의 중요성이 대두되고 있다.
3D로 가상화된 팩토리를 통해서 실제 팩토리에서 수집한 데이터와 이 데이터들을 인공지능이나 여러 알고리즘을 통해 분석된 정보까지 가시적으로 확인할 수 있고, 취득할 수 있기 때문에 그 효용성은 매우 크다.
다만, 이 CPS를 구성하기 위해선 각 제조 현장의 각기 다른 특수성때문에 개별적으로 구축해야 하며 이를 진행하기 위한 업체와의 개별 컨택등이 필요하다.
또한 구축된 CPS를 실행하기 위해서 별도의 하드웨어가 필요하고, 해당 하드웨어에 프로그램을 설치하는 과정이 필요하고, 설치된 하드웨어를 통해서만 모니터링이 가능하다는 제한이 존재한다.
따라서, 종래에는 제조공정의 실체 확인하여 가상의 공간에서 실체공장을 3D화하여 공장의 진행과정과 생산라인을 실제생산률를 기존의 프로그램을 공장의 PC로 열어야 하므로 많은프로그램등이 필요하므로 생산공장에서 확인이가능하고, 여러사업체를 생상라인은 그 공장에가서 프로그램을 열어서 생산량과 기타 기기계대한 정보를 알아야 함으로 외부에서 확인이 어렵고, 특히 공장마다 다른 프로그램으로 업데이트화 프로그램을다시깔아서 확인해야하는 등의 문제점이 있었다.
본 발명은 이러한 종래 문제점을 해결하기 위한 것으로, CPS(Cyber Physical Systems)기반 3D 사이버 팩토리들을 웹을 기반으로 변경함으로써 기존의 개별적인 하드웨어를 통한 프로그램 설치의 제한을 해결하고, 큰 현장을 한번에 일괄 관리가 가능하며, 연결된 다른 CPS의 정보도 교류가 가능한 CPS기반 3D 사이버 팩토리들의 웹 네트워크 솔루션 제공 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 CPS기반 3D 사이버 팩토리들의 웹 네트워크 솔루션 제공 방법은, 통상의 컴퓨터 서버 네트워크로 연결된 다수의 단말기 연동망을 통하여 웹 네트워크 솔루션을 제공하는 방법에 있어서, 서버에서 CPS 기반으로 수행되는 다수의 실제 공장으로부터 공장 현황 정보, IoT 수집 데이터 및 공장 기준정보 중 적어도 하나를 데이터를 수집하여 저장하는 1단계; 서버가 상기 저장된 다수의 공장의 데이터들을 이용하여 사이버공간에서 3D로 가상화하여 웹상에서 실행되도록 구현하는 2단계; 및 단말기가 상기 웹에 접속하여 서버에서 3D로 구현된 사이버 팩토리들중 특정 팩토리에 접근하여 해당 데이터를 모니터링 및 콘트롤하는 3단계;를 포함한다.
상기 3단계는 다수의 CPS를 통합하는 기능으로 개별 로그인 정보에 따른 연계된 여러 사이버 팩토리들의 모니터링이 가능하고, 단말기의 사용자별 조회 권한을 달리 부여함으로써 다른 사용자가 권한 없이 특정 사이버 팩토리를 조회할 수 없도록 할 수 있다.
상기 2단계는 웹상에 구현된 다수의 사이버 팩토리들의 프로그램 업데이트 및 유지 관리를 통합하여 일괄 업데이트하거나, 사용자의 선택에 따라 개별적으로 유지 관리할 수 있다.
상기 2단계는 상기 사이버 팩토리의 시뮬레이션 정보를 사용하여 가상 분석 및 테스트가 가능하고, 공정 및 설비배치의 최적화 가능하도록 한다.
본 발명의 기타 특징 및 더욱 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 CPS기반 3D 사이버 팩토리들의 웹 네트워크 솔루션 제공 방법에 의하면, 기존의 개별적인 하드웨어를 통한 프로그램 설치라는 CPS의 제한은 웹을 기반으로 변경함으로써 해결할 수 있고, 웹을 통해서 3D로 구현된 CPS를 서비스함으로써 하드웨어의 필요성과 시간과 공간의 제한에서 자유로워 질 수 있는 효과가 있다.
즉, 서버에 비번과 아이디어를 가지고 어느곳에서 든지 각공장의 공정을 열어서 확인 가능하고, 업데이트가 편리하여 별도의 프로그램을 깔 지않아도 확인아 가등하록 형성한 효과가 있다.
또한 여러 CPS 시스템을 하나의 네트워크로 묶어서 관리하여 규모가 큰 현장의 경우도 한번에 관리가 가능하며, 필요에 따라 연결된 다른 CPS의 정보도 교류가 가능한 효과도 있다.
또한 기존의 CPS 구축을 위한 업체와의 컨택 및 정보 수집적인 부분도 웹을 통한 네트워크 서비스에 입주한다는 개념으로 접근을 쉽게 할 수 있으며, 유지와 보수에 대한 부분도 소비자의 별도의 관리없이 서비스업체에서 통합 또는 개별 컨트롤이 가능한 효과도 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 CPS기반 3D 사이버 팩토리들의 웹 네트워크 솔루션 제공 방법을 구현하기 위한 네트워크 시스템 블록도,
도 2는 도 1의 서버를 더욱 상세히 나타낸 블록도,
도 3은 본 발명에 따른 3D 사이버 팩토리를 나타낸 화면 구성도,
도 4는 본 발명의 사용자별 접근 권한을 도식화한 블록도,
도 5는 본 발명의 사용자별 사이버 팩토리 로그인을 나타낸 화면 구성도,
도 6은 종래의 일반 공장과 본 발명의 스마트 공장을 전반적인 라이프사이클을 비교하여 나타낸 블록도,
도 7은 종래의 일반 공장과 본 발명의 CPS기반 3D 사이버 팩토리를 시뮬레이션하여 나타낸 화면을 비교하여 도시한 도면,
도 8은 본 발명의 단말기가 웹에 접속하여 특정 3D 사이버 팩토리의 해당 데이터를 모니터링 및 콘트롤하는 나타낸 화면 구성도이다.
도 2는 도 1의 서버를 더욱 상세히 나타낸 블록도,
도 3은 본 발명에 따른 3D 사이버 팩토리를 나타낸 화면 구성도,
도 4는 본 발명의 사용자별 접근 권한을 도식화한 블록도,
도 5는 본 발명의 사용자별 사이버 팩토리 로그인을 나타낸 화면 구성도,
도 6은 종래의 일반 공장과 본 발명의 스마트 공장을 전반적인 라이프사이클을 비교하여 나타낸 블록도,
도 7은 종래의 일반 공장과 본 발명의 CPS기반 3D 사이버 팩토리를 시뮬레이션하여 나타낸 화면을 비교하여 도시한 도면,
도 8은 본 발명의 단말기가 웹에 접속하여 특정 3D 사이버 팩토리의 해당 데이터를 모니터링 및 콘트롤하는 나타낸 화면 구성도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함하는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 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 출원에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 이동, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 이동, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명은 다양한 변형 및 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 그중 특정 실시예를 상세한 설명과 도면의 예시를 통하여 보다 상세하게 설명하고자 한다. 아울러, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 주지 관용 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 CPS기반 3D 사이버 팩토리들의 웹 네트워크 솔루션 제공 방법을 구현하기 위한 네트워크 시스템 블록도이고, 도 2는 도 1의 서버를 더욱 상세히 나타낸 블록도이며, 도 3은 본 발명에 따른 3D 사이버 팩토리를 나타낸 화면 구성도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명은 통상의 컴퓨터 서버(200) 네트워크로 연결된 다수의 단말기(300) 연동망을 통하여 웹 네트워크 솔루션을 제공한다.
이를 위하여, 본 발명에 따른 CPS기반 3D 사이버 팩토리들의 웹 네트워크 솔루션 제공 방법은, 서버(200)에서 CPS 기반으로 수행되는 다수의 실제 공장(100)으로부터 공장 현황 정보, IoT 수집 데이터 및 공장 기준정보 중 적어도 하나를 데이터를 수집하여 저장하는 1단계; 서버(200)가 상기 저장된 다수의 공장(100)의 데이터들을 이용하여 사이버공간에서 3D로 가상화하여 웹상에서 실행되도록 구현하는 2단계; 및 단말기(300)가 상기 웹에 접속하여 서버(200)에서 3D로 구현된 사이버 팩토리들중 특정 팩토리에 접근하여 해당 데이터를 모니터링 및 콘트롤하는 3단계;를 포함한다.
상기 3단계는 다수의 CPS를 통합하는 기능으로 개별 로그인 정보에 따른 연계된 여러 사이버 팩토리들의 모니터링이 가능하고, 단말기의 사용자별 조회 권한을 달리 부여함으로써 다른 사용자가 권한 없이 특정 사이버 팩토리를 조회할 수 없도록 한다.
또한, 상기 2단계는 웹상에 구현된 다수의 사이버 팩토리들의 프로그램 업데이트 및 유지 관리를 통합하여 일괄 업데이트하거나, 사용자의 선택에 따라 개별적으로 유지 관리할 수 있다.
또한, 상기 2단계는 상기 사이버 팩토리의 시뮬레이션 정보를 사용하여 가상 분석 및 테스트가 가능하고, 공정 및 설비배치의 최적화 가능하도록 할 수 있다.
즉, 상기 웹상에 구현된 다수의 사이버 팩토리들의 프로그램 업데이트 및 유지 관리를 통합하여 일괄 업데이트는
생상공정의 각장치의 제원을 알 수 있도록 하고, 각종기기의 점검주기, 교환주기를 실시간을 알 수 있고, 각종기기의 업체로 자동통보가 이루어져 정비가 가능하므로 공장의 멈추는 시간에 오일주입과 교환주기 부품을 교체하거나 고장의 발생할 수 있는 부품 및 장비의 수리가 이루어지도록 자동시스템을 형성한 특징이 있다.
본 발명은 도 3에 도시된 바와 같이, WebGL 기술을 활용하여 웹상에서도 실제 설비를 바탕으로 구현된 가상화된 설비를 3D로 표현하여 시각적인 직관성을 확보하고, 별도의 프로그램 설치가 아닌 서버에 의한 웹 형식의 CPS 시스템을 구현할 수 있다.
또한, 실제 설비의 수집된 정보만이 아닌 시뮬레이션된 정보를 사용할 수도 있어서 여러 시뮬레이션을 적용하여 분석 및 테스트가 가능하고, 웹 시스템을 이용하여 공간,시간,장소의 제약없이 편하게 접근할 수 있다.
기존의 CPS는 사용자의 하드웨어에 프로그램을 설치하여 변경사항이 발생할 때마다 별도의 업데이트 및 그외의 유지 관리가 필요하지만, 웹을 이용하여 CPS를 서비스하는 경우엔 서비스업체만 내부에서 서버내의 프로그램을 수정하고 업데이트하며 유지 관리가 가능하여 사용자의 편리성이 증대된다.
도 4는 본 발명의 사용자별 접근 권한을 도식화한 블록도이고, 도 5는 본 발명의 사용자별 사이버 팩토리 로그인을 나타낸 화면 구성도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명은 여러 CPS를 통합하는 기능으로 개별 로그인 정보에 따른 연계된 여러 사이버 팩토리들의 모니터링이 가능하다.
따라서, 사용자별 조회 권한을 달리 부여함으로써 다른회사의 사용자가 우리회사의 공장을 조회하여 기업비밀을 침해당하는 일이 발생하지 않는다.
또한, 개별 구축 및 컨텍이라는 개념이 아닌 사이버 팩토리 센터에 입주 서비스라는 개념을 도입하여, 각각의 CPS들이 독립된 형태로 존재하기 때문에 각각의 업데이트와 수정을 개별적으로 진행이 가능하여 전체 시스템의 운영 효율성 증대될 수 있다.
도 6은 종래의 일반 공장과 본 발명의 스마트 공장을 전반적인 라이프사이클을 비교하여 나타낸 블록도이고, 도 7은 종래의 일반 공장과 본 발명의 CPS기반 3D 사이버 팩토리를 시뮬레이션하여 나타낸 화면을 비교하여 도시한 도면이며, 도 8은 본 발명의 단말기가 웹에 접속하여 특정 3D 사이버 팩토리의 해당 데이터를 모니터링 및 콘트롤하는 나타낸 화면 구성도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명은 제품의 전반적인 라이프사이클 관리가 용이한 것으로, 개발부문에서 새로운 아이디어 및 생산가능성 판단 가능하고, 공정 및 설비배치의 최적화 가능 및 그에 따른 생산성 향상과 비용절감효과가 있으며, 가상환경에서의 테스트로 생산의 용이성 및 효율의 평가가 가능하게 된다.
또한, 유니티 3D 모델링을 활용해 실제 설비환경의 디테일한 요소까지 표현한 CPS를 구현함으로써, 실제와 유사한 가상환경을 통해 엔지니어들 사이의 용이한 의사소통과 협력달성 가능하고, 생산과 관련된 필요데이터 준비시점의 불일치를 해소할 수있으며, 3D 모델링된 사이버 팩토리를 통한 실제 팩토리 정보 연동으로 직관적인 정보 습득과, 실제 팩토리 문제 발생시 사이버 팩토리를 통해 위치 및 원인을 파악하여 신속한 해결이 가능한 효과가 있다.
본 명세서에 기재된 본 발명의 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 관한 것으로, 발명의 기술적 사상을 모두 포괄하는 것은 아니므로, 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 따라서, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 본 발명의 청구범위 기재의 권리범위 내에 있게 된다.
Claims (5)
- 통상의 컴퓨터 서버 네트워크로 연결된 다수의 단말기 연동망을 통하여 웹 네트워크 솔루션을 제공하는 방법에 있어서,
서버에서 CPS(Cyber Physical System) 기반으로 수행되는 다수의 실제 공장으로부터 공장 현황 정보, IoT 수집 데이터 및 공장 기준정보 중 적어도 하나를 데이터를 수집하여 저장하는 1단계;
서버가 상기 저장된 다수의 공장의 데이터들을 이용하여 사이버공간에서 3D로 가상화하여 웹상에서 실행되도록 구현하는 2단계; 및
단말기가 상기 웹에 접속하여 서버에서 3D로 구현된 사이버 팩토리들 중 특정 팩토리에 접근하여 해당 데이터를 모니터링 및 콘트롤하는 3단계;를 포함하며,
상기 2단계는,
웹상에 구현된 다수의 사이버 팩토리들의 프로그램 업데이트 및 유지 관리를 통합하여 일괄 업데이트하거나, 사용자의 선택에 따라 개별적으로 유지 관리하되,
상기 일괄 업데이트는, 생상공정의 각장치의 제원을 알 수 있도록 하고, 각종기기의 점검주기, 교환주기를 실시간을 알 수 있고, 각종기기의 업체로 자동통보가 이루어져 정비가 가능하므로 공장의 멈추는 시간에 오일주입과 교환주기 부품을 교체하거나 고장의 발생할 수 있는 부품 및 장비의 수리가 이루어지도록 자동시스템을 형성하고,
상기 사이버 팩토리의 시뮬레이션 정보를 사용하여 가상 분석 및 테스트를 수행하여 공정 및 설비 배치를 최적화하는 것을 특징으로 하는 CPS기반 3D 사이버 팩토리들의 웹 네트워크 솔루션 제공 방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 3단계는,
다수의 CPS를 통합하는 기능으로 개별 로그인 정보에 따른 연계된 여러 사이버 팩토리들을 모니터링하고,
각각의 단말기의 사용자별 조회 권한을 달리 부여함으로써 다른 사용자가 권한 없이 특정 사이버 팩토리를 조회할 수 없도록 하는 것을 특징으로 하는 CPS기반 3D 사이버 팩토리들의 웹 네트워크 솔루션 제공 방법.
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- 삭제
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