KR102638754B1 - 팩토리 시스템에서 머시닝 센터의 운용 스케줄을 관리하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents
팩토리 시스템에서 머시닝 센터의 운용 스케줄을 관리하기 위한 장치 및 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 개시는 팩토리 시스템의 운용 환경을 관리하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 개시에 따르면, 스마트 서버의 동작 방법은 작업자가 운용하는 사용자 단말로부터, 작업 정보를 수신하는 단계, 상기 작업자가 가공 공간에 진입한 제1 시각에 대하여, 머시닝 센터가 배치된 가공 공간의 환경을 제어하는 제어 장치로부터, 상기 가공 공간의 환경에 대한 가공 환경 정보를 수신하는 단계, 상기 제어 장치로부터, 상기 머시닝 센터가 수행할 복수의 스케줄들에 관련된 운용 스케줄을 수신하는 단계, 상기 작업 정보와 상기 가공 환경 정보에 기반하여 상기 운용 스케줄을 갱신하는 단계, 및 상기 제어 장치로, 상기 갱신된 운용 스케줄을 송신하는 단계를 포함하고, 상기 작업 정보는 상기 작업자의 성별, 경력, 나이에 대한 기본 정보와 심혈관 질환, 호흡기 질환에 대한 건강 정보를 포함하고, 상기 가공 환경 정보는 상기 제1 시각에서 상기 가공 공간의 온도, 습도, 진동, 소음, 및 오일미스트 농도를 포함할 수 있다.
Description
본 개시(disclosure)는 일반적으로 머시닝 센터를 이용하여 부품을 생산하는 팩토리 시스템의 운용 환경을 관리하기 위한 것으로, 보다 구체적으로 팩토리 시스템의 내부 환경, 작업자 건강 상태를 고려하여 머시닝 센터의 운용 스케줄을 결정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
공작 기계는 각종 절삭 방법을 이용하여 금속 또는 비금속의 공작물에 절삭 공구를 이용하여 원하는 형상 및 치수로 가공하는 기계를 지시한다. 공작 기계는 터닝 센터, 머시닝 센터, 스위스 턴, 방전 가공기, 수평형 NC 보링 머신, CNC 선반 등 다양한 종류로 구분될 수 있으며, 팩토리 시스템은 다양한 종류의 공작 기계들을 목적에 맞게 배치하여 운용되고 있다. 일반적으로, 공작 기계는 다양한 가공을 수행하기 위해 이송 축을 따라 이송하는 이송 유닛, 절삭 가공을 위한 다수의 절삭 공구들, 다수의 절삭 공구를 보관하고 있는 터렛을 구비하고 있다. 또한, 공작 기계는 생산성을 향상시키기 위하여 특정한 공구를 공구 보관소로부터 인출하거나 다시 수납하기 위한 자동 공구 교환 장치, 비가공 시간을 최소화하기 위하여 자동 팔레트 교환 장치를 구비할 수 있다.
최근, 팩토리 시스템의 공정 운영을 최적화하고, 기존의 작업 정밀도 및 생산 효율 한계를 극복하기 위한 여러 방안들이 논의되고 있다. 즉, 공장 자동화 설비에 대한 기술이 지속적으로 개발됨에 소수의 작업자만으로도 팩토리 운영이 가능하여, 팩토리 내부에서 근무하는 작업자들의 수가 점점 감소하고 있다.
종래에 따르면, 팩토리 시스템은 작업자가 가공 공간의 내부 환경을 제어하거나 공작 기계를 제어하기 위한 명령을 입력하면, 입력된 데이터에 따라 특정 공정을 자동으로 수행하는 수준의 제어를 수행하였다. 그에 따라, 종래의 팩토리 시스템은 작업자가 설정된 조건에 맞추어 공정 자동화 제어를 수행할 뿐, 작업자의 상태나 가공 공간의 내부 환경을 능동적으로 고려하여 공작 기계를 제어하지 못하였다.
공작 기계를 이용하는 팩토리 시스템의 경우, 공작 기계 운용에 따른 발열, 진동, 소음, 오일미스트(oil mist)가 많이 발생하여 작업자의 건강을 악화시킬 위험이 크다. 그러나, 팩토리 시스템의 자동화에 따라 팩토리 내부에서 근무하는 작업자의 수가 감소하고 있으며, 작업자의 상태를 고려하지 못하는 운용 방식으로 인하여 팩토리 내부에서 사고가 지속적으로 발생하는 문제가 있었다. 이에 대응하여, 팩토리 시스템에서 근무하는 작업자 건강 증진을 위한 기술 개발이 요구되고 있다.
전술한 기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지 기술을 지시하지 않는다.
상술한 바와 같은 논의를 바탕으로, 본 개시(disclosure)는 팩토리 시스템의 내부 환경, 작업자 건강 상태를 고려하여 머시닝 센터의 운용 스케줄을 결정하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 개시는 작업자의 인구 통계학적 정보와 건강 정보를 고려하여, 작업자가 근무 가능한 환경을 지시하는 기준 범위를 결정하고, 가공 공간의 가공 환경 정보와 기준 범위를 고려하여 머시닝 센터의 운용 스케줄을 갱신하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 개시는 실시간적으로 작업자의 생체 정보를 수집하고, 생체 정보로부터 위험을 감지하여, 머시닝 센터의 운용 스케줄을 갱신하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 개시는 작업 환경을 고려하여 작업 난이도를 결정하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 개시는 팩토리 시스템의 가공 공간에 대한 가공 환경 정보와 작업자에 대한 작업 정보를 이용하여, 머시닝 센터의 운용 모드를 제어하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 개시는 팩토리 시스템의 가공 공간에 대한 가공 환경 정보와 작업자에 대한 작업 정보를 이용하여, 팩토리 시스템 내부의 작업 환경을 변경하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 팩토리 시스템의 운용 환경을 관리하는 스마트 서버의 동작 방법은 작업자가 운용하는 사용자 단말로부터, 작업 정보를 수신하는 단계, 상기 작업자가 가공 공간에 진입한 제1 시각에 대하여, 머시닝 센터가 배치된 가공 공간의 환경을 제어하는 제어 장치로부터, 상기 가공 공간의 환경에 대한 가공 환경 정보를 수신하는 단계, 상기 제어 장치로부터, 상기 머시닝 센터가 수행할 복수의 스케줄들에 관련된 운용 스케줄을 수신하는 단계, 상기 작업 정보와 상기 가공 환경 정보에 기반하여 상기 운용 스케줄을 갱신하는 단계, 및 상기 제어 장치로, 상기 갱신된 운용 스케줄을 송신하는 단계를 포함하고, 상기 작업 정보는 상기 작업자의 성별, 경력, 나이에 대한 기본 정보와 심혈관 질환, 호흡기 질환에 대한 건강 정보를 포함하고, 상기 가공 환경 정보는 상기 제1 시각에서 상기 가공 공간의 온도, 습도, 진동, 소음, 및 오일미스트 농도를 포함할 수 있다.
다른 일 실시 예에 따르면, 상기 운용 스케줄을 갱신하는 단계는 상기 복수의 스케줄들 각각에 대하여, 상기 복수의 스케줄들의 운용에 따른 상기 가공 공간의 환경 변화량을 지시하는 환경 변화 벡터를 산출하는 단계, 상기 작업 정보에 기반하여, 상기 가공 공간에서 상기 작업자가 작업 가능한 환경의 범위를 지시하는 기준 범위 벡터를 산출하는 단계, 및 상기 가공 환경 정보에 상기 환경 변화 벡터를 적용한 환경 상태 벡터와 상기 기준 범위 벡터를 비교하여, 상기 운용 스케줄을 갱신하는 단계를 포함하고, 상기 환경 변화 벡터는 온도, 습도, 진동, 소음, 및 오일미스트 농도를 요소로 하는 벡터를 지시할 수 있다.
다른 일 실시 예에 따르면, 상기 기준 범위 벡터를 산출하는 단계는 미리 저장된 테이블을 이용하여 상기 기본 정보로부터 상기 가공 공간의 온도, 습도에 대한 제1 기준 범위를 산출하는 단계, 상기 심혈관 질환의 종류에 따른 위험도에 기반하여, 상기 가공 공간의 진동, 소음에 대한 제2 기준 범위를 산출하는 단계, 상기 호흡기 질환의 종류에 따른 위험도에 기반하여, 상기 가공 공간의 오일미스트 농도에 대한 제3 기준 범위를 산출하는 단계, 및 상기 제1 기준 범위, 상기 제2 기준 범위, 및 상기 제3 기준 범위를 요소로 하는 기준 범위 벡터를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 일 실시 예에 따르면, 스마트 서버의 동작 방법은 상기 제1 시각 이후의 제2 시각에서, 상기 사용자 단말로부터 상기 작업자의 심장 박동수, 및 혈압에 대한 생체 정보를 수신하는 단계, 상기 생체 정보로부터 상기 작업자에게 불안 상황이 발생하였는지 여부를 판단하는 단계, 상기 불안 상황이 발생한 것으로 판단된 경우, 상기 제2 기준 범위를 감소시키는 단계, 및 상기 감소된 제2 기준 범위를 이용하여 기준 범위 벡터를 갱신하고, 갱신된 기준 범위 벡터를 이용하여 상기 제2 시각 이후 상기 머시닝 센터가 수행할 나머지 스케줄들의 운용 일정을 갱신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
다른 일 실시 예에 따르면, 스마트 서버의 동작 방법은 상기 환경 상태 벡터와 미리 설정된 표준 상태 벡터 사이의 요소 별 차이 값들을 산출하는 단계, 상기 요소 별 차이 값들에 기반하여 상기 복수의 스케줄들 각각에 대응되는 작업 난이도를 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 각각의 측면들 및 특징들은 첨부된 청구항들에서 정의된다. 종속 청구항들의 특징들의 조합들(combinations)은, 단지 청구항들에서 명시적으로 제시되는 것뿐만 아니라, 적절하게 독립항들의 특징들과 조합될 수 있다.
또한, 본 개시에 기술된 임의의 하나의 실시 예(any one embodiment) 중 선택된 하나 이상의 특징들은 본 개시에 기술된 임의의 다른 실시 예 중 선택된 하나 이상의 특징들과 조합될 수 있으며, 이러한 특징들의 대안적인 조합이 본 개시에 논의된 하나 이상의 기술적 문제를 적어도 부분적으로 경감시키거나, 본 개시로부터 통상의 기술자에 의해 식별될 수 있는(discernable) 기술적 문제를 적어도 부분적으로 경감시키고, 나아가 실시 예의 특징들(embodiment features)의 이렇게 형성된 특정한 조합(combination) 또는 순열(permutation)이 통상의 기술자에 의해 양립 불가능한(incompatible) 것으로 이해되지만 않는다면, 그 조합은 가능하다.
본 개시에 기술된 임의의 예시 구현(any described example implementation)에 있어서 둘 이상의 물리적으로 별개의 구성 요소들은 대안적으로, 그 통합이 가능하다면 단일 구성 요소로 통합될 수도 있으며, 그렇게 형성된 단일한 구성 요소에 의해 동일한 기능이 수행된다면, 그 통합은 가능하다. 반대로, 본 개시에 기술된 임의의 실시 예(any embodiment)의 단일한 구성 요소는 대안적으로, 적절한 경우, 동일한 기능을 달성하는 둘 이상의 별개의 구성 요소들로 구현될 수도 있다.
본 발명의 특정 실시 예들(certain embodiments)의 목적은 종래 기술과 관련된 문제점 및/또는 단점들 중 적어도 하나를, 적어도 부분적으로, 해결, 완화 또는 제거하는 것에 있다. 특정 실시 예들(certain embodiments)은 후술하는 장점들 중 적어도 하나를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 장치 및 방법은 팩토리 시스템의 내부 환경, 작업자 건강 상태를 고려하여 머시닝 센터의 운용 스케줄을 결정할 수 있게 한다.
또한, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 장치 및 방법은 작업자의 인구 통계학적 정보와 건강 정보를 고려하여, 작업자가 근무 가능한 환경을 지시하는 기준 범위를 결정하고, 가공 공간의 가공 환경 정보와 기준 범위를 고려하여 머시닝 센터의 운용 스케줄을 갱신할 수 있게 한다.
또한, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 장치 및 방법은 실시간적으로 작업자의 생체 정보를 수집하고, 생체 정보로부터 위험을 감지하여, 머시닝 센터의 운용 스케줄을 갱신할 수 있게 한다.
또한, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 장치 및 방법은 작업 환경을 고려하여 작업 난이도를 결정할 수 있게 한다.
또한, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 장치 및 방법은 팩토리 시스템의 가공 공간에 대한 가공 환경 정보와 작업자에 대한 작업 정보를 이용하여, 머시닝 센터의 운용 모드를 제어할 수 있게 한다.
또한, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 장치 및 방법은 팩토리 시스템의 가공 공간에 대한 가공 환경 정보와 작업자에 대한 작업 정보를 이용하여, 팩토리 시스템 내부의 작업 환경을 변경할 수 있게 한다.
또한, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 장치 및 방법은 작업 능률을 저해하지 않은 상황에서 작업자를 위험 상황으로부터 보호하고, 공작물 제작에 소모되는 시간과 비용을 절감시킬 수 있게 한다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 공작 기계를 이용하여 기계 부품을 생산하는 팩토리 시스템을 도시한다.
도 2는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 팩토리 시스템에서, 스마트 서버의 구성을 도시한다.
도 3은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 팩토리 시스템에서, 머시닝 센터의 운용 스케줄을 갱신하는 과정에 대한 모식도를 도시한다.
도 4는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 팩토리 시스템의 동작 방법에 대한 흐름도를 도시한다.
도 5는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 팩토리 시스템에서, 스마트 서버의 동작 방법에 대한 흐름도를 도시한다.
도 6은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 팩토리 시스템에서, 스마트 서버가 운용 스케줄을 갱신하는 방법에 대한 흐름도를 도시한다.
도 2는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 팩토리 시스템에서, 스마트 서버의 구성을 도시한다.
도 3은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 팩토리 시스템에서, 머시닝 센터의 운용 스케줄을 갱신하는 과정에 대한 모식도를 도시한다.
도 4는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 팩토리 시스템의 동작 방법에 대한 흐름도를 도시한다.
도 5는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 팩토리 시스템에서, 스마트 서버의 동작 방법에 대한 흐름도를 도시한다.
도 6은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 팩토리 시스템에서, 스마트 서버가 운용 스케줄을 갱신하는 방법에 대한 흐름도를 도시한다.
본 개시에서 사용되는 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 개시에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 개시에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 개시에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 개시에서 정의된 용어일지라도 본 개시의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
이하에서 설명되는 본 개시의 다양한 실시 예들에서는 하드웨어적인 접근 방법을 예시로서 설명한다. 하지만, 본 개시의 다양한 실시 예들에서는 하드웨어와 소프트웨어를 모두 사용하는 기술을 포함하고 있으므로, 본 개시의 다양한 실시 예들이 소프트웨어 기반의 접근 방법을 제외하는 것은 아니다.
이하 본 개시는 공작 기계를 이용하여 부품을 생산하는 팩토리 시스템의 운용 환경을 관리하기 위한 것이다. 구체적으로, 본 개시는 팩토리 시스템의 내부 환경, 작업자 건강 상태를 고려하여 머시닝 센터(machining center)의 운용 스케줄을 결정하기 위한 기술을 설명한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 다양한 실시예들을 상세히 설명한다. 그러나 본 개시의 기술적 사상은 다양한 형태로 변형되어 구현될 수 있으므로 본 명세서에서 설명하는 실시예들로 제한되지 않는다. 본 명세서에 개시된 실시예들을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술을 구체적으로 설명하는 것이 본 개시의 기술적 사상의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 공지 기술에 대한 구체적인 설명을 생략한다. 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 명세서에서 어떤 요소가 다른 요소와 "연결"되어 있다고 기술될 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 요소를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 어떤 요소가 다른 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 요소 외에 또 다른 요소를 배제하는 것이 아니라 또 다른 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
일부 실시예들은 기능적인 블록 구성들 및 다양한 처리 단계들로 설명될 수 있다. 이러한 기능 블록들의 일부 또는 전부는 특정 기능을 실행하는 다양한 개수의 하드웨어 및/또는 소프트웨어 구성들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 기능 블록들은 하나 이상의 마이크로프로세서들에 의해 구현되거나, 소정의 기능을 위한 회로 구성들에 의해 구현될 수 있다. 본 개시의 기능 블록들은 다양한 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 본 개시의 기능 블록들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다. 본 개시의 기능 블록이 수행하는 기능은 복수의 기능 블록에 의해 수행되거나, 본 개시에서 복수의 기능 블록이 수행하는 기능들은 하나의 기능 블록에 의해 수행될 수도 있다. 또한, 본 개시는 전자적인 환경 설정, 신호 처리, 및/또는 데이터 처리 등을 위하여 종래 기술을 채용할 수 있다.
또한, 본 개시에서, 특정 조건의 만족(satisfied), 충족(fulfilled) 여부를 판단하기 위해, 초과 또는 미만의 표현이 사용되었으나, 이는 일 예를 표현하기 위한 기재일 뿐 이상 또는 이하의 기재를 배제하는 것이 아니다. '이상'으로 기재된 조건은 '초과', '이하'로 기재된 조건은 '미만', '이상 및 미만'으로 기재된 조건은 '초과 및 이하'로 대체될 수 있다.
도 1은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 공작 기계를 이용하여 기계 부품을 생산하는 팩토리 시스템(100)을 도시한다.
팩토리 시스템(100)은 가공 공간에 배치된 공작 기계를 이용하여 가공 대상물을 가공함으로써, 공작물을 제작하는 시스템을 지시한다. 여기서, 가공 공간은 머시닝 센터가 배치되어 가공 대상물에 대한 절삭 등의 가공을 수행하는 공간을 지시할 수 있다. 또한 설명의 편의를 위하여, 본 개시에 따른 팩토리 시스템(100)은 가공 공간에 공작 기계인 머시닝 센터가 배치된 시스템을 예시하지만, 가공 공간에 배치된 공작 기계는 터닝 센터, 머시닝 센터, 스위스 턴, 방전 가공기, 수평형 NC 보링 머신, CNC 선반 중 어느 하나를 지시할 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 팩토리 시스템(100)은 사용자 단말(110), 제어 장치(130), 스마트 서버(150), 및 네트워크(170)를 포함할 수 있다.
사용자 단말(110)은 작업자(111)가 팩토리에서 근무하는 과정에서 운용하는 전자 장치를 지시한다. 작업자(111)는 사용자 단말(110)을 이용하여 머시닝 센터의 운용 상태나 가공 공간의 상태를 확인할 수 있으며, 이를 제어할 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 사용자 단말(110)은 컴퓨터 장치로 구현되는 고정형 단말이거나 이동형 단말을 포함할 수 있다. 구체적으로, 사용자 단말(110)은 스마트폰(smart phone), 휴대폰, 네비게이션, 컴퓨터, 노트북, 디지털방송용 단말, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 태블릿 PC를 지시할 수 있다. 또한, 사용자 단말(110)은 시각이나 청각과 관련 지어진 인간의 아날로그적인 인지의 세계와 컴퓨터나 통신의 디지털을 처리하는 기계의 세계를 연결하는 HMI(human machine interface)로 구현되는 웨어러블(wearable) 단말을 지시할 수 있다. 사용자 단말(110)은 작업자의 혈압, 호흡량, 심박수, 체온과 같은 생체 정보를 측정하는 센서를 포함할 수 있으며, 측정된 생체 정보를 스마트 서버(150)에 전달할 수 있다.
제어 장치(130)는 가공 공간 및 머시닝 센터의 동작을 제어하는 전자 장치를 지시한다. 제어 장치(130)는 머시닝 센터와 통신하여 머시닝 센터에 대한 명령 신호를 송수신하거나, 머시닝 센터가 배치된 가공 공간의 환경을 제어하는 전자 장치를 지시한다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 제어 장치(130)는 컴퓨터 장치로 구현되어, 가공 공간에 대한 가공 환경 정보를 측정할 수 있다. 여기서, 가공 환경 정보는 온도, 습도, 진동, 소음, 및 오일미스트 농도를 포함할 수 있다. 또한, 제어 장치(130)는 머시닝 센터와 통신하여 머시닝 센터의 운용 스케줄을 제어할 수도 있다.
스마트 서버(150)는 팩토리 시스템(100)의 동작을 전반적으로 제어하는 전자 장치를 지시한다. 스마트 서버(150)는 명령, 코드, 파일, 컨텐츠, 서비스 등을 제공하는 컴퓨터 장치 또는 복수의 컴퓨터 장치들로 구현될 수 있으며, 사용자 단말(110), 제어 장치(130) 중 적어도 하나와 네트워크(170)를 통해 통신하여, 팩토리 시스템(100)의 내부의 가공 공간, 머시닝 센터에 대한 제어를 수행할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 팩토리 시스템(100)의 구성요소들은 네트워크(170)를 통해 연결될 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 네트워크(170)는 복수의 단말 및 서버들과 같은 각각의 노드 상호 간에 정보 교환이 가능한 연결 구조를 의미하는 것으로, 이러한 네트워크의 일 예에는 RF, 3GPP(3rd generation partnership project) 네트워크, LTE(long term evolution) 네트워크, 5GPP(5rd generation partnership project) 네트워크, WIMAX(world interoperability for microwave access) 네트워크, 인터넷(internet), LAN(local area network), Wireless LAN(wireless local area network), WAN(wide area network), PAN(personal area network), 블루투스 (bluetooth) 네트워크, NFC 네트워크, 위성 방송 네트워크, 아날로그 방송 네트워크, DMB(digital multimedia broadcasting) 네트워크 등이 포함되나 이에 한정되지는 않는다.
팩토리 시스템(100)에 따르면, 스마트 서버(150)는 작업자(111)가 가공 공간에 진입한 경우, 가공 환경 정보와 작업 정보를 이용하여 머시닝 센터의 운용 스케줄을 변경할 수 있다. 구체적으로, 스마트 서버(150)는 가공 공간에 복수의 머시닝 센터들이 배치된 환경에서 작업자(111)가 가공 공간에 진입한 경우, 사용자 단말(110)로부터 작업 정보를 수신하고 제어 장치(130)로부터 가공 환경 정보와 기본 운용 스케줄을 수신할 수 있다. 이후, 스마트 서버(150)는 작업자(111)의 인구 통계학적 정보와 건강 상태를 고려하여 작업자(111)가 근무 가능한 환경의 범위를 설정하고, 이를 가공 환경 정보와 비교해 가며 기본 운용 스케줄을 갱신할 수 있다. 특히, 스마트 서버(150)는 심혈관 질환이나 호흡기 질환을 가진 작업자가 가공 공간에 진입한 경우, 작업자의 사고를 예방하기 위하여 운용 스케줄을 조정함으로써, 보다 사용자 친화적으로 팩토리 시스템(100)을 운용할 수 있다. 이하에서, 스마트 서버(150)의 구체적인 구성이 상세히 설명된다.
도 2는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 팩토리 시스템(100)에서, 스마트 서버(150)의 구성(200)을 도시한다.
이하 사용되는 '...부', '...기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 스마트 서버(150)는 메모리(210), 프로세서(220), 통신부(230), 입출력 인터페이스(240), 및 디스플레이부(250)를 포함할 수 있다.
메모리(210)는 스마트 서버(150)의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 일시적 또는 영구적으로 저장한다. 메모리(210)는 RAM(random access memory), ROM(read only memory) 및 디스크 드라이브와 같은 비소멸성 대용량 기록장치(permanent mass storage device)를 포함할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 소프트웨어 구성요소들은 드라이브 메커니즘(drive mechanism)을 이용하여 메모리(210)와 별도의 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체로부터 로딩될 수 있다. 이러한 별도의 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체는 플로피 드라이브, 디스크, 테이프, DVD/CD-ROM 드라이브, 메모리 카드 등의 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체를 포함할 수 있다. 실시예에 따라서, 소프트웨어 구성요소들은 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체가 아닌 통신부(230)를 통해 메모리(210)에 로딩될 수도 있다. 또한, 메모리(210)는 프로세서(220)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공할 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 메모리(210)는 작업 정보, 가공 환경 정보, 운용 스케줄을 저장할 수 있다.
프로세서(220)는 스마트 서버(150)의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 프로세서(220)는 통신부(230)를 통해 신호가 송신 및 수신되도록 제어할 수 있다. 또한, 프로세서(220)는 기본적인 산술, 로직 및 입출력 연산을 수행함으로써, 컴퓨터 프로그램의 명령을 처리하도록 구성될 수 있다. 명령은 메모리(210) 또는 통신부(230)에 의해 프로세서(220)로 제공될 수 있다. 예를 들어 프로세서(220)는 메모리(210)와 같은 기록 장치에 저장된 프로그램 코드에 따라 수신되는 명령을 실행하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(220)는 스마트 서버(150)가 후술하는 다양한 실시 예들에 따른 동작들을 수행하도록 제어할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따르면, 프로세서(220)는 작업자가 운용하는 사용자 단말로부터, 작업 정보를 수신하고, 작업자가 가공 공간에 진입한 제1 시각에 대하여, 머시닝 센터가 배치된 가공 공간의 환경을 제어하는 제어 장치로부터, 가공 공간의 환경에 대한 가공 환경 정보를 수신하고, 제어 장치로부터, 머시닝 센터가 수행할 복수의 스케줄들에 관련된 운용 스케줄을 수신하고, 작업 정보와 가공 환경 정보에 기반하여 운용 스케줄을 갱신하고, 제어 장치로, 갱신된 운용 스케줄을 송신하도록 제어할 수 있다.
통신부(230)는 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능들을 수행한다. 통신부(230)의 전부 또는 일부는 송신부, 수신부, 송수신부로 지칭될 수 있다. 통신부(230)는 통신망을 통해 스마트 서버(150)와 적어도 하나의 다른 노드가 서로 통신하기 위한 기능을 제공할 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 스마트 서버(150)의 프로세서(220)가 메모리(210)와 같은 기록 장치에 저장된 프로그램 코드에 따라 요청 신호를 생성한 경우, 요청 신호는 통신부(230)의 제어에 따라 통신망을 통해 적어도 하나의 다른 노드로 전달될 수 있다. 역으로, 적어도 하나의 다른 노드의 프로세서의 제어에 따라 제공되는 제어 신호나 명령, 콘텐츠, 파일 등이 통신부(230)를 통해 스마트 서버(150)로 수신될 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 통신부(230)는 작업 정보, 가공 환경 정보, 및 운용 스케줄을 수신할 수 있다. 또한, 통신부(230)는 갱신된 운용 스케줄을 제어 장치(130)로 송신할 수 있다.
입출력 인터페이스(240)는 입출력 장치(미도시)와의 인터페이스를 위한 수단일 수 있다. 이때 입력 장치는 예를 들어 키보드 또는 마우스 등의 장치를, 그리고 출력 장치는 이미지를 표시하기 위한 디스플레이부 등과 같은 장치의 형태로 구비될 수 있다. 다른 예로 입출력 인터페이스(240)는 터치스크린과 같이 입력과 출력을 위한 기능이 하나로 통합된 장치와의 인터페이스를 위한 수단일 수도 있다. 구체적으로, 스마트 서버(150)의 프로세서(220)는 메모리(210)에 로딩된 컴퓨터 프로그램의 명령을 처리함에 있어서 서버가 제공하는 데이터를 이용하여 구성되는 서비스 화면이나 컨텐츠가 입출력 인터페이스(240)를 통해 디스플레이에 표시될 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 입출력 인터페이스(240)는 디스플레이부(250)와의 인터페이스를 위한 수단을 포함할 수 있다. 입출력 인터페이스(240)는 디스플레이부(250)에 표시된 웹 브라우징 윈도우에 대한 사용자 입력을 수신할 수 있고, 전술한 사용자 입력에 응답하여 디스플레이부(250)를 통해 출력할 출력 데이터를 프로세서(220)로부터 전달받을 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 입출력 인터페이스(240)는 팩토리 시스템(100)의 내부를 제어하기 위한 명령 신호를 직접 입력 받을 수 있다.
디스플레이부(250)는 하나 이상의 디스플레이를 포함하는 디스플레이 모듈을 지시한다. 디스플레이부(250)에 포함된 하나 이상의 디스플레이 각각은 개별적으로 독립된 컨텐츠를 표시할 수 있고, 전술한 하나 이상의 디스플레이가 결합하여 단일 컨텐츠를 표시할 수도 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 디스플레이부(250)에 포함된 하나 이상의 디스플레이는 물리적으로 분리된 다중 디스플레이를 포함할 수 있고, 물리적으로 결합된 다중 디스플레이일 수도 있으며, 하나의 화면을 분할하여 사용할 수 있는 디스플레이일 수도 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 디스플레이부(250)는 팩토리 시스템(100)의 제어 현황을 디스플레이에 표시할 수 있다.
팩토리 시스템(100)에 따르면, 스마트 서버(150)는 작업자(111)가 가공 공간에 진입하는 경우, 사용자 단말(110)로부터 작업 정보를 수신할 수 있다. 여기서, 작업 정보는 작업자의 성별, 경력, 나이에 대한 기본 정보와 심혈관 질환, 호흡기 질환에 대한 건강 정보를 포함할 수 있다. 또한, 스마트 서버(150)는 작업자(111)가 가공 공간에 진입한 제1 시각에 대하여, 가공 공간 환경 정보와 머시닝 센터의 운용 스케줄을 수신할 수 있다. 이후, 스마트 서버(150)는 작업 정보를 이용하여 작업자가 작업 가능한 환경의 범위를 지시하는 기준 범위 벡터, 운용 스케줄 내 복수의 스케줄들 각각에 대한 환경 변화 벡터를 산출하고, 기준 범위 벡터, 환경 변화 벡터, 및 가공 환경 정보를 이용하여 복수의 스케줄들의 운용 순서를 변경할 수 있다. 이를 통해, 스마트 서버(150)는 건강 질환이 있는 작업자(111)가 가공 공간에 진입한 경우, 작업자(111)의 건강에 대한 위험도가 낮은 운용 스케줄이 먼저 수행되도록 조정함으로써, 작업자(111)에 대한 작업 안정성을 향상시킬 수 있다. 이하에서, 스마트 서버(150)가 운용 스케줄을 갱신하는 구체적인 과정이 상세히 설명된다.
도 3은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 팩토리 시스템(100)에서, 머시닝 센터의 운용 스케줄을 갱신하는 과정에 대한 모식도(300)를 도시한다.
도 3을 참고하면, 스마트 서버(150)는 제어 장치(130)로부터 가공 환경 정보(310)와 운용 스케줄(320)을 수신하고, 사용자 단말(110)로부터 작업 정보(340), 생체 정보(350)를 수신할 수 있다. 스마트 서버(150)는 수신한 정보들을 이용하여 갱신된 운용 스케줄(337), 작업 난이도(360)를 생성할 수 있다.
구체적으로, 스마트 서버(150)는 작업자(111)가 머시닝 센터가 배치된 가공 공간에 진입하는 경우, 사용자 단말(110)로부터 작업 정보(340)를 수신한다. 여기서 작업 정보는 작업자(111)의 성별, 경력, 나이에 대한 기본 정보(341)와 심혈관 질환, 호흡기 질환에 대한 건강 정보(343)를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따르면, 심혈관 질환은 고지혈증, 부정맥, 고혈압, 저혈압, 심근염, 협심증, 심부전, 심장판막증, 심실빈맥, 심장비대, 심근증, 허혈성 심질환 등을 포함할 수 있으며, 호흡기 질환은 객혈, 결핵, 기흉, 과호흡 증후군, 규폐증, 급성 기관지염, 기관 협착, 기관지폐 형성 이상, 기관지확장증, 가루 알레르기, 낭종성 폐질환, 농흉, 늑막염, 만성 폐쇄성 폐질환, 간질성 폐질환, 감염성 폐렴, 호흡 곤란 증후군, 중피종, 천명, 종격동염을 포함할 수 있다. 또한, 의학적 연구에 따라, 심혈관 질환과 호흡기 질환 각각에 대한 위험도는 미리 결정될 수 있다.
스마트 서버(150)는 작업자(111)가 가공 공간에 진입한 시각에 대하여, 제어 장치(130)로부터 가공 환경 정보(310)와 운용 스케줄(320)을 수신한다. 여기서, 가공 환경 정보(310)는 작업자의 진입 시각에서 가공 공간의 온도, 습도, 진동, 소음, 및 오일미스트 농도를 포함하고, 운용 스케줄(320)은 진입 시각 이후에 머시닝 센터가 수행할 복수의 스케줄들을 포함할 수 있다.
스마트 서버(150)는 운용 스케줄(320)을 이용하여 환경 변화 벡터(331)를 산출하고, 가공 환경 정보(310)에 환경 변화 벡터(331)를 합산하여 환경 상태 벡터(333)를 산출한다. 스마트 서버(150)는 복수의 스케줄들 각각에 대하여, 복수의 스케줄들의 운용에 따른 가공 공간의 환경 변화량을 지시하는 환경 변화 벡터를 산출할 수 있다. 여기서, 환경 변화 벡터는 온도, 습도, 진동, 소음, 및 오일미스트 농도를 요소하는 벡터를 지시할 수 있다. 스마트 서버(150)는 가공 환경 정보(310)에 복수의 스케줄들에 따른 환경 변화 벡터를 순차적으로 합산함으로써, 시간에 따른 환경 상태 벡터를 산출할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따르면, 운용 스케줄(320)은 제1 스케줄 내지 제5 스케줄이 순차적으로 수행되는 스케줄을 지시할 수 있으며, 제1 스케줄 내지 제5 스케줄은 머시닝 센터에서 수행되는 상이한 가공 방법들을 지시할 수 있다. 그에 따라, 제1 스케줄 내지 제5 스케줄 각각에서 발열량, 습도 변화량, 발생하는 진동과 소음, 및 발생하는 오일미스트의 총량이 상이할 수 있으며, 제1 스케줄 내지 제5 스케줄 각각에 온도, 습도, 진동, 소음, 및 오일미스트 농도를 요소로 하는 환경 변화 벡터가 대응될 수 있다. 스마트 서버(150)는 가공 환경 정보(310)에 제1 스케줄 내지 제5 스케줄 각각에 대응되는 환경 변화 벡터들을 순차적으로 합산해 가며, 스케줄 수행에 따른 시간 별 가공 공간의 환경 상태를 지시하는 환경 상태 벡터(333)를 생성할 수 있다. 일 예에 따르면, 가공 환경 정보(310)에 따른 온도, 습도, 진동, 소음, 오일미스트 농도에 대하여, 제1 스케줄 수행에 따른 환경 변화 벡터를 합산하여 제1 부분 환경 상태 벡터가 산출될 수 있다. 스마트 서버(150)는 동일한 과정을 반복하여 제2 스케줄 내지 제5 스케줄 수행에 따른 환경 변화 벡터들을 합산하여 제2 부분 환경 상태 벡터 내지 제5 부분 환경 상태 벡터가 산출될 수 있다. 그에 따라, 스마트 서버(150)는 제1 부분 환경 상태 벡터 내지 제5 부분 환경 상태 벡터로 이루어진 환경 상태 벡터(333)를 산출할 수 있다.
스마트 서버(150)는 작업 정보(340)를 이용하여 기준 범위 벡터(335)를 산출한다. 스마트 서버(150)는 기본 정보(341)와 건강 정보(343)를 이용하여 작업자(111)가 작업 가능한 환경의 범위를 지시하는 기준 범위 벡터(335)를 산출할 수 있다. 구체적으로, 스마트 서버(150)는 기본 정보(341)로부터 가공 공간의 온도와 습도에 대한 제1 기준 범위를 산출하고, 건강 정보(343) 중 심혈관 질환의 종류로부터 진동과 소음에 대한 제2 기준 범위를 산출하고, 건강 정보(343) 중 호흡기 질환의 종류로부터 오일미스트 농도에 대한 제3 기준 범위를 산출할 수 있다. 이후, 스마트 서버(150)는 제1 기준 범위 내지 제3 기준 범위를 요소로 하는 기준 범위 벡터(335)를 산출할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따르면, 스마트 서버(150)는 작업자(111)의 성별, 경력, 나이에 대한 통계적인 수치에 기반하여, 가공 공간의 온도, 습도에 대한 제1 기준 범위를 산출할 수 있다. 여기서 제1 기준 범위는 온도 범위, 습도 범위를 포함한다. 성별, 경력, 나이에 따라 권장되는 온도와 습도의 범위는 미리 정해질 수 있다. 예를 들어, 통계적 수치에 따라, 3~5년 경력의 30세 남성의 경우 체력이 좋아 온도, 습도에 대한 제1 기준 범위가 크도록 설정될 수 있다. 성별, 경력, 나이에 따른 온도와 습도의 기준 범위는 테이블 형태로 미리 저장될 수 있으며, 스마트 서버(150)는 미리 저장된 테이블을 이용하여, 기본 정보(341)로부터 제1 기준 범위를 결정할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따르면, 스마트 서버(150)는 건강 정보(343)의 심혈관 질환의 종류에 따른 위험도에 기반하여, 가공 공간의 진동, 소음에 대한 제2 기준 범위를 산출할 수 있다. 여기서 제2 기준 범위는 소음 범위, 진동 범위를 포함한다. 머시닝 센터의 스케줄 마다 진동과 소음이 상이할 수 있으며, 진동과 소음은 인간에게 긴장감을 유발시키고 그에 따른 심혈관에 문제를 발생시킬 수 있다. 평소에 심혈관 질환이 있는 작업자(111)의 경우 진동과 소음에 큰 영향을 받으므로, 스마트 서버(150)는 작업자(111)의 심혈관 질환의 종류에 따른 위험도를 확인하고, 위험도가 높을수록 제2 기준 범위가 낮도록 설정할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따르면, 스마트 서버(150)는 건강 정보(343)의 호흡기 질환의 종류에 따른 위험도에 기반하여, 가공 공간의 오일미스트 농도에 대한 제3 기준 범위를 산출할 수 있다. 머시닝 센터가 절삭유를 사용하는 스케줄을 수행하는 경우, 팩토리의 내부에 오일과 먼지가 결합된 오일미스트가 발생된다. 오일미스트는 인간의 호흡기에 문제를 발생시킬 수 있다. 따라서, 호흡기 질환이 있는 작업자(111)의 경우 오일미스트의 농도에 큰 영향을 받으므로, 스마트 서버(150)는 작업자(111)의 호흡기 질환의 종류에 따른 위험도를 확인하고, 위험도가 높을수록 제3 기준 범위가 낮도록 설정할 수 있다. 추가적으로, 스마트 서버(150)는 오일미스트 집진기의 동작을 명령하는 명령 신호를 제어 장치(130)로 송신할 수 있다.
스마트 서버(150)는 환경 상태 벡터(333)와 기준 범위 벡터(335)를 비교하여, 갱신된 운용 스케줄(337)을 생성한다. 스마트 서버(150)는 환경 상태 벡터(333)에서 기준 범위 벡터(335)를 벗어난 특정 스케줄을 추출하고, 특정 스케줄의 경우 작업자(111)의 근무 시간에 운용되지 않도록 조정할 수 있다. 이를 위하여, 스마트 서버(150)는 작업자(111)가 가공 공간에서 근무하지 않는 시간에 특정 스케줄이 수행되도록 복수의 스케줄들의 운영 순서를 변경하거나, 운용 스케줄에서 특정 스케줄을 제외하고 이를 스마트 서버(150)에 알릴 수 있다. 이를 통해, 스마트 서버(150)는 작업자의 작업 정보(340), 가공 공간의 가공 환경 정보(310)를 이용하여 머시닝 센터의 운용 스케줄(320)을 갱신할 수 있다.
추가적으로, 스마트 서버(150)는 작업자(111)의 진입 시각 이후에, 근무 시각 중 측정되는 생체 정보(350)를 이용하여 기준 범위 벡터(335)를 변경할 수 있다. 그에 따라, 스마트 서버(150)는 변경된 기준 범위 벡터를 이용하여 근무 시각 이후 남은 운용 스케줄을 다시 갱신함으로서, 팩토리 시스템의 작업자에 대한 근무 안정성을 증가시킬 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 스마트 서버(150)는 사용자 단말(110)로부터 생체 정보(350)를 수신하고, 작업자(111)의 심장 박동수, 및 혈압에 대한 생체 정보(350)를 수신할 수 있다. 이후, 스마트 서버(150)는 생체 정보로부터 작업자에게 불안한 상황이 발생하였는지 여부를 판단하고, 불안 상황이 발생한 것으로 판단된 경우 진동과 소음에 대한 제2 기준 범위를 감소시킬 수 있다. 스마트 서버(150)는 감소된 제2 기준 범위를 포함하는 기준 범위 벡터를 이용하여, 근무 시각 이후 남은 스케줄들의 운용 순서를 변경함으로써, 운용 일정을 갱신할 수 있다.
추가적으로, 스마트 서버(150)는 비교적 고된 작업 환경에서 작업하는 작업자(111)에 대한 보상을 위하여, 환경 상태 벡터에 기반하여 복수의 스케줄들 각각에 대한 작업 난이도(360)를 산출할 수 있다. 환경 상태 벡터는 복수의 스케줄들 각각에 대한 온도, 습도, 진동, 소음, 및 오일미스트 농도를 지시하므로, 스마트 서버(150)는 최적의 근무 환경을 지시하는 표준 상태 벡터로부터 환경 상태 벡터가 얼마나 이격되어 있는지 여부에 기반하여 작업 난이도를 산출할 수 있다. 스마트 서버(150)는 복수의 스케줄들 각각에서, 표준 상태 벡터와 환경 상태 벡터의 요소 별 차이 값들을 산출할 수 있다. 이후, 스마트 서버(150)는 차이 값들에 요소 별 가중치를 적용하여 합산함으로써, 해당 스케줄에 따른 근무 환경이 최적의 근무 환경 대비 어느정도 차이가 발생하는지 여부를 지시하는 작업 난이도를 산출할 수 있다. 이후, 팩토리 운영자는 작업 난이도(360)를 이용하여 작업자(111)에게 보상을 지급하는 경우에 보조 지표로 활용할 수 있다.
추가적으로, 스마트 서버(150)는 가공 환경 정보(310), 운용 스케줄(320), 및 작업 정보(340)에 기반하여, 머시닝 센터의 운용 모드를 제어할 수 있다. 여기서, 운용 모드는 긴급 모드, 보통 모드, 안전 모드를 포함할 수 있다. 스마트 서버(150)는 가공 환경 정보(310)와 운용 스케줄(320)로부터 환경 상태 벡터(333)를 산출한 이후에, 부분 환경 상태 벡터들을 이용하여 미리 설정된 제1 임계 벡터를 벗어나는 요소가 포함된 스케줄을 검출하고, 검출된 스케줄을 수행하는 경우 머시닝 센터의 동작 모드를 변경시키기 위한 명령 신호를 제어 장치(130)로 송신할 수 있다. 예를 들어, 환경 상태 벡터(333) 중에서 제2 스케줄의 온도가 미리 설정된 임계 온도 보다 높은 경우, 스마트 서버(150)는 제어 장치(130)로, 머시닝 센터가 제2 스케줄을 수행하는 경우 안전 모드로 동작할 것을 명령하는 명령 신호를 송신할 수 있다.
추가적으로, 스마트 서버(150)는 가공 환경 정보(310), 운용 스케줄(320) 및 작업 정보(340)에 기반하여, 가공 공간의 작업 환경을 변경시키기 위한 추가 제어 명령 신호를 송신할 수 있다. 가공 공간에 실내 공간의 온도를 변경하는 온도 제어기, 습도를 변경하는 습도 제어기, 소음 상쇄기, 및 오일미스트를 제거하는 오일미스트 집진기가 배치될 수 있다. 스마트 서버(150)는 부분 환경 상태 벡터들을 이용하여 미리 설정된 제2 임계 벡터를 벗어나는 요소가 포함된 스케줄을 검출하고, 검출된 스케줄의 시작 시간에 온도 제어기, 습도 제어기, 소음 상쇄기, 오일미스트 집진기 중 적어도 하나로 동작을 명령하는 명령 신호를 송신할 수 있다. 예를 들어, 환경 상태 벡터(333) 중에서 제3 스케줄의 온도가 미리 설정된 임계 온도 보다 높은 경우, 스마트 서버(150)는 온도 제어기로, 머시닝 센터가 제2 스케줄을 수행하는 경우 온도를 감소시키길 것을 명령하는 명령 신호를 송신할 수 있다.
도 4는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 팩토리 시스템(100)의 동작 방법에 대한 흐름도(400)를 도시한다. 도 4는 제어 장치 (130), 스마트 서버(150), 및 사용자 단말(110)의 동작 방법을 예시한다.
도 4를 참고하면 단계(401)에서, 사용자 단말(110)은 작업 정보를 스마트 서버(150)로 송신한다. 작업자(111)가 가공 공간에 진입하는 경우, 스마트 서버(150)는 사용자 단말(110)로부터 작업자의 인구 통계학적 정보 및 건강 정보에 대한 작업 정보를 수신할 수 있다.
단계(403)에서, 제어 장치(130)는 가공 환경 정보를 스마트 서버(150)로 송신한다. 스마트 서버(150)는 작업자가 가공 공간에 진입하였음을 지시하는 신호를 제어 장치(130)로 송신할 수 있고, 이에 대응하여, 제어 장치(130)는 작업자가 가공 공간에 진입한 시각에 대한 가공 환경 정보를 스마트 서버(150)로 송신할 수 있다.
단계(405)에서, 제어 장치(130)는 운용 스케줄을 스마트 서버(150)로 송신한다. 제어 장치(130)는 머시닝 장치로부터, 작업자가 가공 공간에 진입한 시각 이후의 운용 스케줄을 수신할 수 있으며, 수신한 운용 스케줄을 스마트 서버(150)로 송신할 수 있다.
단계(407)에서, 스마트 서버(150)는 환경 상태 벡터를 산출한다. 스마트 서버(150)는 운용 스케줄을 이용하여 환경 변화 벡터를 산출할 수 있고, 가공 환경 정보에 환경 변화 벡터에 적용하여 환경 상태 벡터를 산출할 수 있다.
단계(409)에서, 스마트 서버(150)는 기준 범위 벡터를 산출한다. 스마트 서버(150)는 작업 정보를 이용하여 작업자가 작업 가능한 환경의 범위를 지시하는 기준 범위 벡터를 산출할 수 있다.
단계(411)에서, 스마트 서버(150)는 운용 스케줄을 갱신한다. 스마트 서버(150)는 기준 범위 벡터, 환경 상태 벡터를 비교하여 운용 스케줄을 갱신할 수 있다. 구체적으로, 스마트 서버(150)는 운용 스케줄에 포함된 복수의 스케줄들의 운용 순서를 변경하거나, 복수의 스케줄들 중 적어도 하나의 스케줄을 제외시킴으로써, 운용 스케줄을 갱신할 수 있다.
단계(413)에서, 스마트 서버(150)는 갱신된 운용 스케줄을 제어 장치(130)로 송신한다. 스마트 서버(150)는 갱신된 운용 스케줄을 제어 장치(130)로 송신할 수 있다. 이에 대응하여, 제어 장치(130)는 갱신된 운용 스케줄을 머시닝 센터로 송신함으로써, 팩토리 시스템의 운용 스케줄이 변경될 수 있다.
도 5는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 팩토리 시스템(100)에서, 스마트 서버(150)의 동작 방법에 대한 흐름도(500)를 도시한다. 도 5는 스마트 서버(150)의 프로세서(220)의 동작 방법을 예시한다.
도 5를 참고하면 단계(501)에서, 스마트 서버(150)는 작업자가 운용하는 사용자 단말로부터, 작업 정보를 수신한다. 스마트 서버(150)는 작업자가 가공 공간으로 진입하였음을 검출하고, 사용자 단말(110)로 작업 정보를 요청할 수 있다. 이에 대응하여, 사용자 단말(110)은 스마트 서버(150)로 작업 정보를 송신할 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 작업 정보는 작업자의 성별, 경력, 나이에 대한 기본 정보와 심혈관 질환, 호흡기 질환에 대한 건강 정보를 포함할 수 있다.
단계(503)에서, 스마트 서버(150)는 작업자가 가공 공간에 진입한 제1 시각에 대하여, 머시닝 센터가 배치된 가공 공간의 환경을 제어하는 제어 장치로부터, 가공 공간의 환경에 대한 가공 환경 정보를 수신한다. 스마트 서버(150)는 작업자가 가공 공간으로 진입하였음을 검출한 경우, 가공 환경 정보를 요청할 수 있다. 이에 대응하여, 제어 장치(130)는 가공 공간의 현재 상태를 지시하는 가공 환경 정보를 스마트 서버(150)에 송신할 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 가공 환경 정보는 제1 시각에서 가공 공간의 온도, 습도, 진동, 소음, 및 오일미스트 농도를 포함할 수 있다.
단계(505)에서, 스마트 서버(150)는 제어 장치로부터, 머시닝 센터가 수행할 복수의 스케줄들에 관련된 운용 스케줄을 수신한다. 제어 장치(130)는 머시닝 센터로부터 작업자가 가공 공간에 진입한 진입 시각 이후에 수행될 운용 스케줄을 요청하여 수신할 수 있고, 수신한 운용 스케줄을 스마트 서버(150)로 전달할 수 있다.
단계(507)에서, 스마트 서버(150)는 작업 정보와 가공 환경 정보에 기반하여 운용 스케줄을 갱신한다. 스마트 서버(150)는 운용 스케줄을 이용하여 환경 변화 벡터를 산출하고, 환경 변화 벡터와 가공 환경 정보에 기반하여 환경 상태 벡터를 산출할 수 있다. 또한, 스마트 서버(150)는 작업 정보를 이용하여 기준 범위 벡터를 산출할 수 있다. 스마트 서버(150)는 환경 상태 벡터와 기준 범위 벡터를 비교함으로써, 작업자의 건강을 고려하여 운용 스케줄을 갱신할 수 있다. 운용 스케줄을 갱신하는 구체적인 방법은 도 6에서 상세히 설명된다.
단계(509)에서, 스마트 서버(150)는 제어 장치로, 갱신된 운용 스케줄을 송신한다. 스마트 서버(150)는 갱신된 운용 스케줄을 제어 장치(130)로 송신할 수 있다. 제어 장치(130)는 수신한 운용 스케줄을 머시닝 센터로 전달함으로써, 머시닝 센터의 이후 동작을 제어할 수 있다. 그에 따라, 스마트 서버(150)는 가공 공간에 진입한 작업자의 건강 상태, 가공 공간의 환경 상태가 고려된 운용 스케줄을 머시닝 센터로 전달함으로써, 팩토리 시스템(100)의 동작을 제어할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따르면, 스마트 서버(150)는 제1 시각 이후의 제2 시각에서, 사용자 단말로부터 작업자의 심장 박동수, 및 혈압에 대한 생체 정보를 수신하고, 생체 정보로부터 작업자에게 불안 상황이 발생하였는지 여부를 판단하고, 불안 상황이 발생한 것으로 판단된 경우, 제2 기준 범위를 감소시키고, 감소된 제2 기준 범위를 이용하여 기준 범위 벡터를 갱신하고, 갱신된 기준 범위 벡터를 이용하여 제2 시각 이후 머시닝 센터가 수행할 나머지 스케줄들의 운용 일정을 갱신할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따르면, 스마트 서버(150)는 환경 상태 벡터와 미리 설정된 표준 상태 벡터 사이의 요소 별 차이 값들을 산출하고, 요소 별 차이 값들에 기반하여 복수의 스케줄들 각각에 대응되는 작업 난이도를 산출할 수 있다.
도 6은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 팩토리 시스템(100)에서, 스마트 서버(150)가 운용 스케줄을 갱신하는 방법에 대한 흐름도(600)를 도시한다. 도 6는 스마트 서버(150)의 프로세서(220)의 동작 방법을 예시한다.
도 6을 참고하면 단계(601)에서, 스마트 서버(150)는 복수의 스케줄들 각각에 대하여, 복수의 스케줄들의 운용에 따른 가공 공간의 환경 변화량을 지시하는 환경 변화 벡터를 산출한다. 스마트 서버(150)는 미리 저장된 테이블을 이용하여 운용 스케줄에 포함된 복수의 스케줄들이 수행되는 경우 발생되는 온도 변화량, 습도 변화량, 소음과 진동의 세기, 오일미스트 발생량을 확인할 수 있다. 그에 따라, 스마트 서버(150)는 복수의 스케줄들 각각에 대응되는 환경 변화 벡터를 산출할 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 환경 변화 벡터는 온도, 습도, 진동, 소음, 및 오일미스트 농도를 요소로 하는 벡터를 지시할 수 있다.
단계(603)에서, 스마트 서버(150)는 작업 정보에 기반하여, 가공 공간에서 작업자가 작업 가능한 환경의 범위를 지시하는 기준 범위 벡터를 산출한다. 스마트 서버(150)는 작업 정보에 포함된 성별, 경력, 나이, 심혈관 질환, 및 호흡기 질환을 고려하여 작업자의 안전이 고려된 기준 범위 벡터를 산출할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따르면, 스마트 서버(150)는 미리 저장된 테이블을 이용하여 기본 정보로부터 가공 공간의 온도, 습도에 대한 제1 기준 범위를 산출하고, 심혈관 질환의 종류에 따른 위험도에 기반하여, 가공 공간의 진동, 소음에 대한 제2 기준 범위를 산출하고, 호흡기 질환의 종류에 따른 위험도에 기반하여, 가공 공간의 오일미스트 농도에 대한 제3 기준 범위를 산출하고, 제1 기준 범위, 제2 기준 범위, 및 제3 기준 범위를 요소로 하는 기준 범위 벡터를 산출할 수 있다.
단계(605)에서, 스마트 서버(150)는 가공 환경 정보에 환경 변화 벡터를 적용한 환경 상태 벡터와 기준 범위 벡터를 비교하여, 운용 스케줄을 갱신한다. 스마트 서버(150)는 복수의 스케줄들 각각에 대응되는 부분 환경 상태 벡터들의 집합을 지시하는 환경 상태 벡터를 생성하고, 환경 상태 벡터와 기준 범위 벡터에서 요소 별 비교를 통해, 기준 범위 벡터를 벗어난 특정 스케줄을 추출하고, 특정 스케줄의 경우 작업자의 근무 시간에 운용되지 않도록 운용 스케줄을 갱신할 수 있다.
본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될(implemented) 수 있다. 실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 매체에 기록될 수 있으며, 하드웨어와 결합되어 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램으로 구현될 수 있다.
소프트웨어로 구현하는 경우, 하나 이상의 프로그램(소프트웨어 모듈)을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 제공될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장되는 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치(device) 내의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능하도록 구성된다(configured for execution). 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치로 하여금 본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들을 실행하게 하는 명령어(instructions)를 포함한다.
이러한 프로그램(소프트웨어 모듈, 소프트웨어)은 랜덤 액세스 메모리 (random access memory), 플래시(flash) 메모리를 포함하는 불휘발성(non-volatile) 메모리, 롬(read only memory, ROM), 전기적 삭제가능 프로그램가능 롬(electrically erasable programmable read only memory, EEPROM), 자기 디스크 저장 장치(magnetic disc storage device), 컴팩트 디스크 롬(compact disc-ROM, CD-ROM), 디지털 다목적 디스크(digital versatile discs, DVDs) 또는 다른 형태의 광학 저장 장치, 마그네틱 카세트(magnetic cassette)에 저장될 수 있다. 또는, 이들의 일부 또는 전부의 조합으로 구성된 메모리에 저장될 수 있다. 또한, 각각의 구성 메모리는 다수 개 포함될 수도 있다.
또한, 프로그램은 인터넷(Internet), 인트라넷(Intranet), LAN(local area network), WAN(wide area network), 또는 SAN(storage area network)과 같은 통신 네트워크, 또는 이들의 조합으로 구성된 통신 네트워크를 통하여 접근(access)할 수 있는 부착 가능한(attachable) 저장 장치(storage device)에 저장될 수 있다. 이러한 저장 장치는 외부 포트를 통하여 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수 있다. 또한, 통신 네트워크상의 별도의 저장장치가 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수도 있다.
상술한 본 개시의 구체적인 실시 예들에서, 개시에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 개시가 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.
한편 본 개시의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 개시의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 개시의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
111 작업자 110 사용자 단말
130 제어 장치 150 스마트 서버
170 네트워크 210 메모리
220 프로세서 230 통신부
240 입출력 인터페이스 250 디스플레이부
310 가공 환경 정보 320 운용 스케줄
331 환경 변화 벡터 333 환경 상태 벡터
335 기준 범위 벡터 337 갱신된 운용 스케줄
340 작업 정보 341 기본 정보
343 건강 정보 350 생체 정보
360 작업 난이도
130 제어 장치 150 스마트 서버
170 네트워크 210 메모리
220 프로세서 230 통신부
240 입출력 인터페이스 250 디스플레이부
310 가공 환경 정보 320 운용 스케줄
331 환경 변화 벡터 333 환경 상태 벡터
335 기준 범위 벡터 337 갱신된 운용 스케줄
340 작업 정보 341 기본 정보
343 건강 정보 350 생체 정보
360 작업 난이도
Claims (5)
- 팩토리 시스템의 운용 환경을 관리하는 스마트 서버의 동작 방법에 있어서,
작업자가 운용하는 사용자 단말로부터, 작업 정보를 수신하는 단계;
상기 작업자가 가공 공간에 진입한 제1 시각에 대하여, 머시닝 센터(machining center)가 배치된 가공 공간의 환경을 제어하는 제어 장치로부터, 상기 가공 공간의 환경에 대한 가공 환경 정보를 수신하는 단계;
상기 제어 장치로부터, 상기 머시닝 센터가 수행할 복수의 스케줄들에 관련된 운용 스케줄을 수신하는 단계;
상기 작업 정보와 상기 가공 환경 정보에 기반하여 상기 운용 스케줄을 갱신하는 단계; 및
상기 제어 장치로, 상기 갱신된 운용 스케줄을 송신하는 단계를 포함하고,
상기 작업 정보는 상기 작업자의 성별, 경력, 나이에 대한 기본 정보와 심혈관 질환, 호흡기 질환에 대한 건강 정보를 포함하고,
상기 가공 환경 정보는 상기 제1 시각에서 상기 가공 공간의 온도, 습도, 진동, 소음, 및 오일미스트 농도를 포함하고,
상기 운용 스케줄을 갱신하는 단계는,
상기 복수의 스케줄들 각각에 대하여, 상기 복수의 스케줄들의 운용에 따른 상기 가공 공간의 환경 변화량을 지시하는 환경 변화 벡터를 산출하는 단계;
상기 작업 정보에 기반하여, 상기 가공 공간에서 상기 작업자가 작업 가능한 환경의 범위를 지시하는 기준 범위 벡터를 산출하는 단계; 및
상기 가공 환경 정보에 상기 환경 변화 벡터를 적용한 환경 상태 벡터와 상기 기준 범위 벡터를 비교하여, 상기 운용 스케줄을 갱신하는 단계를 포함하고,
상기 환경 변화 벡터는 온도, 습도, 진동, 소음, 및 오일미스트 농도를 요소로 하는 벡터를 지시하고,
상기 기준 범위 벡터를 산출하는 단계는,
미리 저장된 테이블을 이용하여 상기 기본 정보로부터 상기 가공 공간의 온도, 습도에 대한 제1 기준 범위를 산출하는 단계;
상기 심혈관 질환의 종류에 따른 위험도에 기반하여, 상기 가공 공간의 진동, 소음에 대한 제2 기준 범위를 산출하는 단계;
상기 호흡기 질환의 종류에 따른 위험도에 기반하여, 상기 가공 공간의 오일미스트 농도에 대한 제3 기준 범위를 산출하는 단계; 및
상기 제1 기준 범위, 상기 제2 기준 범위, 및 상기 제3 기준 범위를 요소로 하는 기준 범위 벡터를 산출하는 단계를 포함하고,
상기 테이블은 작업자의 성별, 경력, 나이에 대한 통계적인 수치에 따른 온도 범위와 습도의 범위를 지시하는 테이블을 포함하고,
상기 기준 범위 벡터는 상기 가공 공간에 진입한 작업자의 작업 정보를 고려하여 상기 작업자가 작업 가능한 환경의 범위로서 상기 작업자에 대응되는 벡터를 지시하고,
상기 환경 상태 벡터는 상기 복수의 스케줄들 각각에 대응되는 부분 환경 상태 벡터들로 구성되고,
상기 환경 상태 벡터와 상기 기준 범위 벡터를 비교하여 운용 스케줄을 갱신하는 단계는 상기 부분 환경 상태 벡터들에서 상기 기준 범위 벡터를 벗어난 벡터를 추출하여 스케줄을 결정하고, 상기 복수의 스케줄들에서 상기 스케줄을 제외하여 상기 머시닝 센터의 상기 운용 스케줄을 갱신하는 단계를 포함하는 방법.
- 삭제
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 제1 시각 이후의 제2 시각에서, 상기 사용자 단말로부터 상기 작업자의 심장 박동수, 및 혈압에 대한 생체 정보를 수신하는 단계;
상기 생체 정보로부터 상기 작업자에게 불안 상황이 발생하였는지 여부를 판단하는 단계;
상기 불안 상황이 발생한 것으로 판단된 경우, 상기 제2 기준 범위를 감소시키는 단계; 및
상기 감소된 제2 기준 범위를 이용하여 기준 범위 벡터를 갱신하고, 갱신된 기준 범위 벡터를 이용하여 상기 제2 시각 이후 상기 머시닝 센터가 수행할 나머지 스케줄들의 운용 일정을 갱신하는 단계를 더 포함하는 방법.
- 삭제
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020230061951A KR102638754B1 (ko) | 2023-05-12 | 2023-05-12 | 팩토리 시스템에서 머시닝 센터의 운용 스케줄을 관리하기 위한 장치 및 방법 |
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| KR1020230061951A KR102638754B1 (ko) | 2023-05-12 | 2023-05-12 | 팩토리 시스템에서 머시닝 센터의 운용 스케줄을 관리하기 위한 장치 및 방법 |
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| KR102638754B1 true KR102638754B1 (ko) | 2024-02-21 |
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| KR (1) | KR102638754B1 (ko) |
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2023
- 2023-05-12 KR KR1020230061951A patent/KR102638754B1/ko active IP Right Grant
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