KR20020066108A - 유에스비를 이용한 실시간 생산 관리 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 USB를 이용한 실시간 생산 관리 시스템은, 생산 관련 데이터 정보를 신호로서 출력하는 생산 설비; 상기 생산 설비로부터 전송되는 생산 데이터의 정보를 수신하여 자체내의 데이터베이스에 저장하는 USB 포트가 장착된 USB 입출력 장치; 주기적으로 생산 데이터를 상기 USB 입출력 장치로부터 획득하여 자체내의 데이터베이스에 저장하는 USB 포트가 장착된 USB 호스트; 생산 데이터를 상기 USB 호스트로부터 획득하는 생산 관리 ERP 서버; 및 상기 USB 호스트와 생산 관리 ERP 서버를 상호 접속하여 데이터 통신이 가능하도록 하는 네트워크; 를 포함한다.
본 발명에 따르면, 생산 관련 제반 산업 기기들로부터 USB 통신 방식을 이용하여 생산 데이터를 실시간으로 획득하고 이를 종래의 ERP 시스템의 데이터베이스와 연동하여 보다 효율적인 생산 관리가 이루어질 수 있도록 하는 시스템이 제공되게 된다.

Description

유에스비를 이용한 실시간 생산 관리 시스템{System for real time production management using Universal Serial Bus}
본 발명은 USB를 이용한 실시간 생산 관리 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 생산 관련 제반 산업 기기들로부터 USB 통신 방식을 이용하여 생산 데이터를 실시간으로 획득하고 이를 종래의 ERP 시스템의 데이터베이스와 연동하여 보다 효율적인 생산 관리가 이루어질 수 있도록 하는 시스템에 관한 것이다.
최근, 반도체 기술과 인터넷의 발달은 산업 설비 및 설비 자동화 분야에도 많은 발전을 가지고 왔으며, 이제 대부분의 생산 설비들은 작업자의 감시 및 조작이 없어도 자동적으로 운용되게 되었다.
자동화 제어 기기들은 주로 마이크로 프로세서를 이용한 전용 컨트롤러나 PLC(Programmable Logic Controller : 프로그램형 논리 제어기) 등을 이용하고 있다. 그러나, 이 경우 각 피제어 설비들에 대해 프로그램, 인터페이스, 동작 방식 등이 다르게 되어 초기 설치 및 유지 보수에 많은 비용이 소요되고 있다.
또한, 제어 감시용 컴퓨터와 연결할 경우, 현재 많은 MMI(Man Machine Interface), HMI(Human Machine Interface) 등의 툴(tool)이 시판되고 있지만 거의가 외국 제품이며 가격 또한 고가이어서 자동화 시스템 구축시 고비용의 원인이 되고 있다. 이러한 MMI 제품들은 거의가 DDE(Dynamic Data Exchange) 방식을 이용하여 제어 기기와 통신을 하고 있으며, 제어 기기의 교체가 있을 경우 혹은 새로운 제어 기기를 적용시킬 경우 고가의 DDE 드라이버(driver)를 별도로 구입해야 하고 단순한 설비 제어인 경우에도 고가의 제어 장비로 구성해야 하는 등 많은 비효율성과 유지 보수의 어려움이 있었다.
그리고, 이러한 자동화 설비들은 공급업체마다 다양한 데이터베이스를 구축하므로 설비간의 상호 데이터 교환이 어렵다는 문제점이 있다. 따라서, 현재 상용화되어 있는 제반 생산 관련 ERP(Enterprise Resource Planning : 전사적 자원 관리), MRP(Material Requirements Planning : 자재 요구 계획), MIS(Management Information Systems : 경영 정보 시스템) 제품들과의 생산 현황, 생산 계획 등의 데이터베이스 연동이 거의 불가능하며 또한, 기존 생산 설비와 연동시킨다 해도 추가적인 투자 비용의 발생으로 인하여 일반 영세 중소 기업의 형편으로는 구축하기가 매우 힘들었다.
그러나, 점차적으로 증가하고 있는 인건비 및 설비의 유지 보수 비용은 기업의 채산성 악화와 경쟁력 상실을 초래하는 원인으로 생산 체계의 자동화는 필수적인 현상으로 다가올 것이며 이에 따른 단시간, 저가의 자동화 구축 방법의 개발이 최우선되어야 할 것이다.
이러한 시스템의 구축을 위해서는 기존의 PLC나 전용 마이크로 프로세서를 이용한 제어 방법을 지양하고 기존의 PLC나 전용 제어 기기와도 호환성이 높은 범용 제어 기기의 개발과 이러한 제어 기기에 대한 접근 방법 등이 표준화되어야 할 것이다.
한편, USB(Universal Serial Bus : 범용 직렬 버스)는 컴퓨터 시스템과 주변 기기간의 접속시 사용의 편리성, 확장성, 호환성에 목표를 두고 개발한 차세대 통신 방식이다. USB는 기존의 직렬 통신인 RS2332, 422, 485 등에 비하여 월등한 전송 속도와 확장성이 뛰어나 향후 산업 설비 전 분야에 대하여 표준 인터페이스 장치로서 사용될 전망이다.
또한, 마이크로 소프트(Microsoft)사의 UDA(Universal Data Access)는 전형적인 데이터베이스의 접근 방법뿐만 아니라 전자 우편, 일반 문서, 액셀, 모뎀 장비 등과 같은 장치나 데이터베이스에 대한 동일한 접근 방법을 구현할 수 있도록 한다. 대표적인 예로, 마이크로 소프트사의 OLEDB(Object Linking and Embedding DataBase : 객체 연결 내포 데이터베이스)가 있으며, OLEDB는 제 3 개발자의 OLEDB Provider에 따라 접근할 수 있는 장치가 결정된다.
한편, 최근 기업의 기간 업무 즉, 생산, 회계, 인사 등를 포함하는 기업 활동 전반에 걸친 업무를 유기적으로 전산화하여, 경영 상태를 실시간으로 파악 가능하게 지원하는 관계형 데이터베이스(RDB : Relational DataBase) 기반의 통합 소프트웨어로서 ERP(Enterprise Resource Planning; 전사적 자원 관리) 시스템이 활발히 보급되고 있다. 이에 따라, 기업들은 보다 효율적인 업무 처리를 기할 수 있게 되었으며 또한, 실시간 기업 현황 데이터를 획득할 수 있게 되었다.
본 발명은 상기와 같은 점들을 감안하여 창안된 것으로서, 저가의 호환성이 높은 범용의 USB 입출력 장치를 도입하고, 데이터베이스 표준 접근 방법으로 OLEDB Provider를 이용하여 초기 구축 비용이 저렴하며, 종래의 ERP 시스템 등과도 정보 연계성이 우수한 실시간 생산 관리 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시에의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 첨부된 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명에 따른 USB를 이용한 실시간 생산 관리 시스템에 있어서 연동되는 ERP 시스템의 기능적 범위에 대하여 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 USB를 이용한 실시간 생산 관리 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따라 USB 입출력 장치의 주요 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따라 USB 호스트의 주요 구성을 나타내는 도면이다.
<도면의 주요 참조부호에 대한 설명>
10 : 생산 관리 ERP 서버 20 : 네트워크
30 : USB 호스트 40 : USB 허브
50 : USB 입출력 장치 60 : 생산 설비
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 USB를 이용한 실시간 생산 관리 시스템은, 생산 관련 데이터 정보를 신호로서 출력하는 생산 설비; 상기 생산 설비로부터 전송되는 생산 데이터의 정보를 수신하여 자체내의 데이터베이스에 저장하는 USB 포트가 장착된 USB 입출력 장치; 주기적으로 생산 데이터를 상기 USB 입출력 장치로부터 획득하여 자체내의 데이터베이스에 저장하는 USB 포트가 장착된 USB 호스트; 생산 데이터를 상기 USB 호스트로부터 획득하는 생산 관리 ERP 서버; 및 상기 USB 호스트와 생산 관리 ERP 서버를 상호 접속하여 데이터 통신이 가능하도록 하는 네트워크; 를 포함한다.
바람직하게, 상기 시스템은 상기 USB 호스트에 대해 다수의 USB 입출력 장치가 접속될 수 있도록 지원하는 USB 허브; 를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 생산 설비는 생산에 직접 관련되는 생산 설비뿐만 아니라 센서, 서머커플, PLC 등 생산에 관련된 데이터 정보를 신호로서 출력할 수 있는 모든 생산 설비, 제어 기기, 계측 기기 등을 포함한다.
뿐만 아니라, 상기 USB 호스트는 상기 USB 입출력 장치와 생산 관리 ERP 서버의 각기 다른 데이터베이스 형태에의 표준 접근을 실현하기 위해 OLEDB Provider를 이용하는 것을 특징으로 한다.
나아가, 상기 USB 입출력 장치는 필요에 따라 디지털 입출력 장치,아날로그-디지털 변환기, 디지털-아날로그 변환기를 선택적으로 포함하여 구성될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구 범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1에 본 발명에 따른 USB를 이용한 실시간 생산 관리 시스템이 연동되는 ERP 시스템의 기능적 범위에 대하여 설명하는 도면을 나타낸다.
일반적으로, ERP(Enterprise Resource Planning : 전사적 자원 관리) 시스템은 도 1에 나타낸 바와 같이, 영업 관리, 구매 관리, 재고 관리, 생산 관리, 인사/급여 관리, 자금/회계 관리 등의 전반적인 경영 관리를 실현하는 통합 응용 소프트웨어 패키지이다.
본 발명은 상기 ERP 시스템의 기능 중 생산 관리에 한해 적용되며, 따라서ERP 시스템을 이하 생산 관리 ERP 시스템으로 나타낸다. 그리고, 본 발명은 생산 관리의 하부 기능중 생산 관련 데이터를 생산 현장의 설비로부터 획득하는 기능에 한하여 관련된다.
덧붙여, ERP 시스템은 그 구매 대금이 매우 고가인 관계로 주로 ASP(Application Service Provider; 응용 프로그램 서비스 제공자) 서비스를 통해 대여 형태로 제공되는 경우가 많다.
도 2에 본 발명에 따른 USB를 이용한 실시간 생산 관리 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도면을 참조하면, 상기 시스템은 생산 관리 ERP 서버(10), 네트워크(20), USB 호스트(host)(30), USB 허브(hub)(40), USB 입출력 장치(50) 및 생산 설비(60)를 포함한다.
생산 관리 ERP 서버(10)는 일반적인 ERP 서버 시스템으로서, 본 발명에 있어서 실시간 생산 데이터를 네트워크(20)를 통해 USB 호스트(30)로부터 획득한다.
USB 호스트(30)는 주기적으로 생산 데이터를 USB 입출력 장치(50)로부터 획득하여 자체내의 데이터베이스(DB : DataBase)에 저장하며, 생산 관리 ERP 서버(10)에 대해 요청된 생산 데이터를 제공하는 USB 포트(port)가 장착된 컴퓨터 시스템이다.
네트워크(20)는 상술한 생산 관리 ERP 서버(10)와 USB 호스트(30)를 공통으로 상호 접속하여 데이터 통신을 수행하도록 하는 것으로, 특정 회사 내의 인트라넷(intranet), 엑스트라넷(extranet) 및/또는 PSTN(: Public Switched TelephoneNetwork : 공중 전화망), 유/무선 인터넷 망, 이동 통신망, 위성 통신망 등이 이용된다.
여기서, 생산 관리 ERP 시스템(10)이 ASP 서비스를 통해 제공되는 경우, 상기 네트워크(20)는 PSTN, 유/무선 인터넷 망, 이동 통신망, 위성 통신망과 같은 공용 네트워크가, 이와 다르게 생산 관리 ERP 시스템(10)이 자체 내에 구축된 경우에는 인트라넷, 엑스트라넷의 사설 네트워크가 이용된다.
USB 허브(40)는 USB 호스트(30)에 대해 다수의 USB 입출력 장치(50)가 접속될 수 있도록 지원하는 장치로서, 접속 확장를 위해 선택적으로 본 시스템에 구성될 수 있다.
입출력 장치(50)는 생산 설비(60)로부터 전송되는 생산 데이터의 정보를 수신하여 자체내의 DB에 저장하며, USB 호스트(30)에 대해 요청된 생산 데이터를 제공하는 USB 포트가 장착된 시스템이다.
본 발명에 따르면, USB 입출력 장치(50)는 필요에 따라 DIO(Digital Input/Output : 디지털 입출력 장치), ADC(Analogue-Digital Converter : 아날로그-디지털 변환기), DAC(Digital-Analogue Converter : 디지털-아날로그 변환기)를 선택적으로 포함하여 구성된다.
생산 설비(60)는 생산에 직접 관련되는 생산 설비뿐만 아니라 센서, 서머커플(thermocouple), PLC(Programmable Logic Controller : 프로그램형 논리 제어기) 등 생산 관련 데이터 정보를 신호로서 출력하는 모든 관련 기기 즉, 제어 기기, 계측 기기 등을 포함하는 개념이다.
한편, USB 호스트(30)는 USB 통신 기술상 USB 입출력 장치(50)와 제한된 거리내에 설치되어야만 하므로, 여러 생산 설비(60)에 다수가 구비되게 된다. 다수의 USB 호스트들(30)은 상술한 네트워크(20)에 접속되어 생산 관리 ERP 서버(10)와 연동된다.
도 3에 본 발명에 따른 USB 입출력 장치(50)의 주요 구성을 개략적으로 나타낸다.
USB 입출력 장치(50)는 제어부(51), 생산 데이터 획득 프로그램(52a), 생산 데이터 제공 프로그램(52b), 제어 프로그램(52c), 생산 데이터 DB(DataBase)(53), 입출력 인터페이스 모듈(54), USB 포트(55) 등을 포함한다.
제어부(51)는 후술하는 생산 데이터 획득 프로그램(52a), 생산 데이터 제공 프로그램(52b) 등을 실행하며, 제어 프로그램(53c)에 따라 USB 입출력 장치(50)의 각 부를 제어한다.
생산 데이터 획득 프로그램(52a)은 생산 설비(60)로부터 전송되는 실시간 생산 데이터의 정보를 획득하여 생산 데이터 DB(53)에 격납하여 저장하는 프로세스를 실현한다.
생산 데이터 제공 프로그램(52b)는 USB 호스트(30)에 대해 요청된 생산 데이터를 생산 데이터 DB(53)로부터 추출하여 제공하는 프로세스를 실현한다.
입출력 인터페이스 모듈(54)는 상술한 DIO, ADC, DAC 등을 선택적으로 구비하여 입출력 신호의 전송 및 변환을 실행한다.
USB 포트(55)는 USB 호스트(30)와 생산 설비(60)에 물리적으로 접속되는 부분으로 소켓이나 플러그 등의 형태로 제작된다.
도 4에 본 발명에 따른 USB 호스트(30)의 주요 구성을 개략적으로 나타낸다.
USB 호스트(30)는 제어부(31), 생산 데이터 획득 프로그램(32a), 생산 데이터 제공 프로그램(32b), 제어 프로그램(32c), 생산 데이터 DB(33), 네트워크 인터페이스(34), USB 포트(35) 등을 포함한다.
앞의 도 3의 설명으로 이해 가능한 구성 요소의 상세 설명은 생략하기로 한다.
생산 데이터 획득 프로그램(32a)은 타이머 등을 포함하여 주기적으로 USB 입출력 장치(50)로부터 생산 데이터를 획득하여 생산 데이터 DB(33)에 격납하여 저장하는 프로세스를 실현한다.
생산 데이터 제공 프로그램(32b)는 생산 관리 ERP 서버(10)에 대해 요청된 생산 데이터를 생산 데이터 DB(33)로부터 추출하여 제공하는 프로세스를 실현한다.
네트워크 인터페이스(34)는 모뎀(modem) 또는 CSU/DSU (Channel Service Unit/Digital Service Unit) 등의 장치 등을 통해 네트워크 통신을 위한 연결을 확립한다.
USB 포트(35)는 USB 허브(40) 또는 USB 입출력 장치(50)에 물리적으로 접속되는 부분으로 소켓이나 플러그 등의 형태로 제작된다.
한편, 본 발명에 따르면, USB 호스트(30)는 USB 입출력 장치(50)와 생산 관리 ERP 서버(10)의 각기 다른 데이터베이스 형태에의 표준 접근을 실현하기 위해 OLEDB Provider 프로그램을 이용하게 된다.
국내 소프트웨어 개발자들은 하드웨어적 기술이 부족하고 따라서 우수한 ERP 시스템을 개발하고도 실제 산업 현장과의 연계를 실현시키지 못하고 있다. 그러나, 소프트웨어 개발자들에게 친숙한 VBScript 언어나 SQL(Structured Query Language)을 이용하여 하드웨어를 제어할 수 있도록 OLEDB를 채택함으로써 단일 소프트 업체에서 하드웨어에 대한 지식이 없이도 쉽게 설비 제어를 실현하여 빠른 시간에 자동화 과정을 구축할 수 있게 지원할 수 있다.
OLEDB는 다수의 DB 관리 서비스를 제공하는 COM(Component Object Model) 인터페이스의 집합이며 크게 OLEDB Provider와 OLEDB Consumer로 구성된다. Provider는 특정 데이터 원에 접근하기 위하여 제작되며, Consumer는 단지 DB 테이블(table)을 사용하는 사용자이다. Provider에서 접근을 제공하는 DB 소스는 일반 관계형 데이터베이스(RDB : Relational DataBase)일 수도 있으며, 문서 화일, 엑셀 화일, 모뎀 통신 데이터 등 다양한 형태로 존재할 수 있다.
본 시스템에 따르면, 이러한 OLEDB Provider를 이용하여 ADO(ActiveX Data Objects)를 통하여 USB 관련 장치들을 DB처럼 접근 가능하게 할 수 있다. 따라서, 일반적인 DB처럼 사용자는 SQL를 이용하여 입력, 조회, 삭제 등을 할 수 있으며, 스크립트 언어를 사용하여 제어를 할 수 있게 된다. 여기서, OLEDB Provider는 Visual C++의 ATL 모듈을 사용한다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허 청구 범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
본 발명의 USB를 이용한 실시간 생산 관리 시스템에 따르면, 고가의 PLC나 전용 제어 장치를 사용하지 않음으로 하드웨어적 비용을 절감하고, 동일한 제어 명령에 의해 운영될 수 있어 유지 보수의 비용 절감이 가능하며, 기존의 ERP 시스템과도 정보 연계성이 우수한 실시간 생산 관리 시스템이 제공된다.
또한, 본 발명에 따르면, 종래의 생산 데이터의 수작업 입력에 소요되는 공수가 절감되고 입력 정보의 신뢰성이 우수하며 정보 입출력시 가격 대비 고속의 전송 속도 및 안정성이 보장되는 실시간 생산 관리 시스템이 제공된다.

Claims (5)

  1. 생산 관련 데이터 정보를 신호로서 출력하는 생산 설비;
    상기 생산 설비로부터 전송되는 생산 데이터의 정보를 수신하여 자체내의 데이터베이스에 저장하는 USB 포트가 장착된 USB 입출력 장치;
    주기적으로 생산 데이터를 상기 USB 입출력 장치로부터 획득하여 자체내의 데이터베이스에 저장하는 USB 포트가 장착된 USB 호스트;
    생산 데이터를 상기 USB 호스트로부터 획득하는 생산 관리 ERP 서버; 및
    상기 USB 호스트와 생산 관리 ERP 서버를 상호 접속하여 데이터 통신이 가능하도록 하는 네트워크; 를 포함하는 USB를 이용한 실시간 생산 관리 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 USB 호스트에 대해 다수의 USB 입출력 장치가 접속될 수 있도록 지원하는 USB 허브; 를 더 포함하는 USB를 이용한 실시간 생산 관리 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 생산 설비는 생산에 직접 관련되는 생산 설비뿐만 아니라 센서, 서머커플, PLC 등 생산에 관련된 데이터 정보를 신호로서 출력할 수 있는 모든 생산 설비, 제어 기기, 계측 기기 등을 포함하는 것을 특징으로 하는 USB를 이용한 실시간 생산 관리 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 USB 호스트는 상기 USB 입출력 장치와 생산 관리 ERP 서버의 각기 다른 데이터베이스 형태에의 표준 접근을 실현하기 위해 OLEDB Provider를 이용하는 것을 특징으로 하는 USB를 이용한 실시간 생산 관리 시스템.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 USB 입출력 장치는 필요에 따라 디지털 입출력 장치, 아날로그-디지털 변환기, 디지털-아날로그 변환기를 선택적으로 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 USB를 이용한 실시간 생산 관리 시스템.
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