KR20090124514A - 유비쿼터스 기술을 이용한 제품 수명 주기 정보 관리시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유비쿼터스 기술을 이용한 제품 수명 주기 정보 관리 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유비쿼터스 기술을 이용하여 실시간으로 취합된 작업 현장의 제품 사용 정보를 포함하여, 설계, 제조, 사용, 유지보수, 재활용 및 폐기에 이르기까지 제품 수명 주기의 각 단계별 제품 정보를 표준화된 데이터 모델로 통합하여 저장해두고, 통합된 제품 정보에 접근할 수 있는 표준화된 인터페이스를 제품 수명 주기 상의 각 참여자들이 보유한 다양한 이기종 시스템 측으로 제공함으로써, 언제 어디서나 제품 및 주변 상황 정보를 개별 제품 단위로 수집 및 활용할 수 있고, 표준화된 제품 정보를 활용하여 분산 환경에서 참여자들 간의 실시간 협업을 가능하게 해주는 제품 수명 주기 정보 관리 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 제품 수명 주기 정보 관리 시스템은, 제품 수명 주기 상의 제품 정보를 활용하는 서비스를 등록받아, 상기 등록된 서비스에 대한 서비스 명세를 저장해두는 서비스 저장소(service repository)와, 상기 서비스 저장소에 연결되어 상기 서비스 저장소에 등록되어 있는 서비스에 대한 인터페이스를 제공해주는 다수의 인터페이스 에이전트(interface agent)로 구성되는 서비스 관리부와; 상기 서비스 관리부에 연결되어, 상기 서비스 관리부에 서비스를 등록하여 제공하거나, 또는 상기 서비스 관리부에 등록되어 있는 서비스를 이용하는 다수의 주변 유니트;를 포함하여 구성되며, 상기 다수의 주변 유니트는, 통합 제품 수명 주기 데이터 모델 및 온톨로지(ontology) 데이터가 저장되어 있는 통합 데이터 저장부와; 유비 쿼터스 장치와의 인터페이스를 제공해주는 유비쿼터스 인터페이스부와; 사용자단말 및 외부 응용 시스템과의 인터페이스를 제공해주는 외부 시스템 인터페이스부;로 구성되는 점을 특징으로 한다.
제품 수명 주기, 유비쿼터스, SOA, 표준화, 인터페이스, 제품 정보
Description
본 발명은 유비쿼터스 기술을 이용한 제품 수명 주기 정보 관리 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유비쿼터스 기술을 이용하여 실시간으로 취합된 작업 현장의 제품 사용 정보를 포함하여, 설계, 제조, 사용, 유지보수, 재활용 및 폐기에 이르기까지 제품 수명 주기의 각 단계별 제품 정보를 표준화된 데이터 모델로 통합하여 저장해두고, 통합된 제품 정보에 접근할 수 있는 표준화된 인터페이스를 제품 수명 주기 상의 각 참여자들이 보유한 다양한 이기종 시스템 측으로 제공함으로써, 언제 어디서나 제품 및 주변 상황 정보를 개별 제품 단위로 수집 및 활용할 수 있고, 표준화된 제품 정보를 활용하여 분산 환경에서 참여자들 간의 실시간 협업을 가능하게 해주는 제품 수명 주기 정보 관리 시스템에 관한 것이다.
20세기 후반부터 진행된 컴퓨터와 인터넷 기술의 발달로 인해 제조분야에서도 세계화 분업화가 촉진되었고, 소위 DABA(Design-Anywhere Build-Anywhere)를 가능하게 하는 생산정보화(e-Manufacturing) 패러다임이 등장하기에 이르렀다.
생산정보화는 IT 기술을 이용하여 전세계를 대상으로 설계, 생산, 판매를 수 행하고 정보를 교환할 수 있는 생산의 세계화(global manufacturing)를 가능하게 하였고, 정보의 디지털화를 통하여 제품의 설계부터 생산까지의 제조과정을 컴퓨터를 이용하여 가상으로 시뮬레이션 및 분석할 수 있는 디지털 생산(digital manufacturing)시대를 열게 되었다.
최근 기업 비즈니스 환경은 웹 2.0으로 대변되는 사용자 중심과 참여 중심으로 변화하고 있으며, 세계적으로 환경 문제가 중요하게 인식되면서 WEEE(Waste Electrical and Electronic Equipment Directive; 폐 전기전자 처리지침), EPR(Extended Producer Responsibility; 생산자 책임 재활용 제도), ELV(End of Life Vehicles Directive; 폐자동차 처리 지침) 등과 같이 제품의 재활용 및 폐기 단계 까지를 제조업체에서 책임지도록 하는 정책이 새로 추진되거나 강화되고 있다.
이러한 사회적 변화는 제조 영역의 확장 및 혁신을 요구하고 있다. 다시 말해서, 제조 기업은 고객과 같은 기업 외부 주체의 정보 공유와 참여를 통하여 고객 맞춤형 제품 설계 및 생산을 수행해야 하며, 동시에 제조 기업의 책임과 관리 영역이 설계부터 제조 그리고 유지보수, 폐기까지 제품 전 수명주기로 확장될 필요가 있다는 것이다.
그러나 종래의 생산 패러다임인 생산정보화만으로는 이러한 시대적 배경이나 제조 영역의 요구에 적절히 부응하기가 어려운 실정이다. 즉, 종래의 생산정보화 패러다임은 주로 생산 현장에서의 정보화만을 추구하고 있으며, 관련 솔루션인 PDM(Product Data management), PLM(Product Lifecycle Management) 등은 제품 생 산 과정에서의 협업을 지원하는 정보 시스템으로서의 역할만을 수행하고 있어, 설계 단계에서 제조 단계까지의 프로세스 개선 및 정보 교환 관리는 비교적 잘 이루어질 수 있으나, 제품 전 수명주기 상의 참여자들(특히, 고객)이 생산활동에 참여하기 위한 정보 접근이 제한적이고 어려워 제품 판매 이후 폐기까지의 포괄적인 정보 수집에 한계를 가질 수 밖에 없는 문제점이 있다. 또한, 생산 현장에서는 작업자의 입력 누락 및 지연 등으로 인해 현장 상황에 대한 정보 생성에 시간 지연이 발생할 수 있고, 인터넷이 설치된 제한적인 공간에서만 정보 교환이 가능하다는 문제점도 있다.
한편, 컴퓨터 기술, 모바일 기술, 네트워크 기술 및 시스템 통합 기술이 급격하게 발전함에 따라 현대 사회는 전 생활 영역에 걸쳐 유비쿼터스(ubiquitous) 사회에 진입하고 있다. 유비쿼터스 사회에서는 사물과 환경 속에 스며든 다양한 종류의 컴퓨터가 서로 네트워크로 연결되어 삶의 질을 향상시키게 될 전망이다. 유비쿼터스 기술은 실제로 u-City, u-Home, u-Office, u-Campus, u-Government, u-Health 등 다양한 분야에 적용되고 있으며, 제조업에도 많은 영향을 미칠 것으로 전망된다.
제조업 영역에서의 유비쿼터스 환경의 특징은 인간 중심의 다른 분야와는 달리, 제품을 중심으로 제품 수명 주기에 걸쳐 발생하는 상황을 정보화하고, 이를 통해 개별 제품에 맞는 적절한 의사 결정이 가능해지도록 하는 데에 있다. 이에 따라, 제조업 영역에서의 유비쿼터스 기술은 그동안 기술적 어려움으로 인해 해결하지 못했던 많은 문제점들을 해결해 줄 수 있는 핵심적인 기술로 자리잡게 될 것이 다. 특히, 정보 교환 범위가 작업자, 자재 단위까지 확장되고, 작업자-장비-제품-시스템 간 정보 교환이 언제 어디서나 용이하게 이루어지고, 개별 제품 단위까지 실시간 정보 인식과 추적이 가능해지며, 제품별 이력정보 수집 및 공유를 통해 제품 전수명주기로 정보의 피드백이 가능해 진다는 것이다.
따라서, 앞에서 설명한 시대적 배경 및 제조영역의 요구를 반영하고 유비쿼터스 기술을 체계적으로 적용하여 실시간으로 현장상황 정보를 생성하고 언제 어디서나 자유로운 정보 교환을 추구함으로써, 제조 현장에서 제품의 전 수명 주기에 걸쳐 획득되는 정보를 활용할 수 있도록 해주는 제품 수명 주기 정보 관리 시스템에 대한 개발이 요구되고 있는 상황이다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것이다. 즉, 본 발명의 목적은, 유비쿼터스 기술을 이용하여 실시간으로 취합된 작업 현장의 제품 사용 정보를 포함하여, 설계, 제조, 사용, 유지보수, 재활용 및 폐기에 이르기까지 제품 수명 주기의 각 단계별 제품 정보를 표준화된 데이터 모델로 통합하여 저장해두고, 통합된 제품 정보에 접근할 수 있는 표준화된 인터페이스를 제품 수명 주기 상의 각 참여자들이 보유한 다양한 이기종 시스템 측으로 제공함으로써, 언제 어디서나 제품 및 주변 상황 정보를 개별 제품 단위로 수집 및 활용할 수 있게 하는 동시에, 표준화된 제품 정보를 활용하여 분산 환경에서 참여자들 간의 실시간 협업을 가능하게 하는 데에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로서의 본 발명은, 제품 수명 주기 상의 제품 정보를 활용하는 서비스를 등록받아, 상기 등록된 서비스에 대한 서비스 명세를 저장해두는 서비스 저장소(service repository)와, 상기 서비스 저장소에 연결되어 상기 서비스 저장소에 등록되어 있는 서비스에 대한 인터페이스를 제공해주는 다수의 인터페이스 에이전트(interface agent)로 구성되는 서비스 관리부와; 상기 서비스 관리부에 연결되어, 상기 서비스 관리부에 서비스를 등록하여 제공하거나, 또는 상기 서비스 관리부에 등록되어 있는 서비스를 이용하는 다수의 주변 유니트;를 포함하여 구성되며, 상기 다수의 주변 유니트는, 통합 제품 수명 주기 데이터 모델 및 온톨로지(ontology) 데이터가 저장되어 있는 통합 데이터 저장부와; 유비쿼터스 장치와의 인터페이스를 제공해주는 유비쿼터스 인터페이스부와; 사용자단말 및 외부 응용 시스템과의 인터페이스를 제공해주는 외부 시스템 인터페이스부;로 구성되는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 기술을 이용한 제품 수명 주기 정보 관리 시스템을 제공한다.
본 발명에 따른 유비쿼터스 기술을 이용한 제품 수명 주기 정보 관리 시스템은 제품 수명 주기 상에 분산된 다양한 응용 시스템들 간에 제품 정보를 용이하게 교환 가능하므로, 각 응용 시스템을 사용하는 참여자들 간에 표준화된 제품 정보 교환을 통해 효율적인 협업 체계를 구축할 수 있는 효과가 있다.
또한, 제조 업체의 제품 설계자가 제품 사용시의 사용 조건과 환경을 실질적으로 반영하여 기존 제품을 효율적으로 개선하거나, 고객의 요구에 부응하는 신제품을 개발할 수 있는 효과도 있다.
또한, 유지보수업체에서 제품 사용 정보를 활용하여 고객의 사용 환경에 맞는 업그레이드를 추천해주거나 고장 발생 전에 미리 필요한 서비스를 제공해 줄 수 있는 효과도 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의거하여 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 제품 수명 주기 정보 관리 시스템은 제품의 전 수명 주기에 걸쳐 수집되는 제품 설계, 제조, 사용, 재활용 등의 모든 데이터를 통합적으로 관리하는 시스템으로서, 본 발명에서 관리하고자 하는 제품 수명 주기에 따른 정보의 특성에 대하여 간략히 살펴보기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 제품 수명 주기 정보 관리 개념을 나타내는 도면이다.
일반적으로 제품 수명 주기는, 도 1에 도시된 바와 같이, 크게 BOL (Begin-of-Life), MOL (Middle-of-Life) 그리고 EOL (End-of-Life)의 세 단계로 구분된다. BOL은 제품 설계에서 제조 단계까지를 포함하고, MOL은 고객에 의한 제품 사용과 제품 사용중 발생하는 유지 보수 단계까지를 포함하며, EOL은 수명이 다한 제품을 회수하여 이를 재생하는 단계를 포함한다.
본 발명에서는 이와 같은 제품 수명 주기 전체에 걸친 제품 정보를 획득하기 위해서는 BOL 단계에서의 제품 설계 및 제조 관련 정보 뿐만 아니라, 제품이 판매된 이후의 MOL, EOL 단계까지의 제품 이력 정보를 획득할 수 있는 정보망과, 제품 수명 주기에 따른 다양한 참여자들, 즉 제조업체, 판매업체, 고객사, 유지보수업체, 재생업체 등이 보유한 응용 시스템으로부터 얻어지는 제품 관련 데이터를 통합하여 관리할 수 있는 제품 데이터의 통합 모델을 구축함으로써, 각 시스템 간의 협업(collaboration)을 원활하게 지원하고자 한다.
또한, RFID 태그, 무선 통신, 임베디드 시스템(embeded system)을 이용하여 MOL과 EOL 단계에서의 각 제품에 대한 물리적 데이터를 획득하는 동시에, 유비쿼터스 센서 네트워크(USN) 기술을 활용하여 작업 현장의 각종 데이터를 실시간으로 취 합함으로써, 전 수명 주기에 걸쳐 개별 상품의 이력 정보를 정확하게 관리하고자 한다.
한편, 제품 수명 주기에서 다양한 참여자들은 각기 다른 장비에서 사용되는 이기종의 플랫폼 상에서 서로 다른 소프트웨어들을 사용하고 있기 때문에, 전 수명 주기에 걸쳐 각종 제품 관련 데이터들을 통합하고 각 참여자들의 응용 시스템과의 상호운용성(interoperability)을 보장해주는 시스템을 구축하는 것은 매우 어려운 일이다.
다양한 응용 시스템들 간의 상호운용성을 보장하기 위해서는 CORBA, RMI(Remote Method Invocation) 등의 미들웨어 기술을 사용하는 방법이 있다. 그러나, 미들웨어 기술은 각 시스템들이 동일한 미들웨어를 사용하는 경우에만 상호운용성을 보장해줄 수 있는데, 제품 수명 주기 상의 각 참여자들의 다양한 시스템 환경에 동일한 미들웨어를 적용시키는 것은 현실적으로 어려운 일이므로, 본 발명에서는 서비스 지향 아키텍쳐(Service Oriented Architecture; SOA)를 이용하여 서로 다른 시스템들 간의 상호운용성을 보장한다.
도 2는 본 발명에 적용되는 서비스 지향 아키텍쳐의 구성을 나타내는 도면이다.
본 발명에 적용되는 서비스 지향 아키텍쳐는 분산 어플리케이션들을 통합하는 설계 프레임워크를 제공하는 새로운 컴퓨팅 패러다임으로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 네트워크 상에서 서비스(service) 개념을 이용하여 특정 기능을 구현하는 것이 그 핵심이다.
서비스 지향 아키텍쳐에서의 서비스란 네트워크 상에서 발현되는 독립적인 기능을 의미하는데, 이는 그것이 어떤 기능을 수행하는지 그리고 어떤 방법으로 상호 작용하는지에 대하여 기술하고 있는 서비스 명세(ervice description)를 통해서만 접근이 가능하다. 서비스 명세는 개방형 표준을 따르는 프로토콜 및 데이터 포맷으로 구성되어 있는데, 서비스를 이용하는 클라이언트는 서비스 명세의 표준화된 프로토콜과 데이터 포맷을 이용하여 특정 서비스를 이용할 수 있다. 즉, 서비스 공급자가 특정 서비스를 서비스 저장소(service repository; 1)에 등록해 놓으면, 서비스 이용자(2) 측은 필요한 서비스를 서비스 저장소(1)에서 검색하여 해당 서비스를 등록한 서비스 공급자(3)에게 서비스 제공을 요청하게 된다.
본 발명에서는 이와 같은 서비스 지향 아키텍쳐를 기반으로 제품 수명 주기 정보 관리와 관련된 서비스들을 정의하고, 각 서비스 별로 서비스 공급자와 서비스 이용자를 정의하여 전체 제품 수명 주기 정보 관리 시스템을 구성하였다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 제품 수명 주기 정보 관리 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 제품 수명 주기 정보 관리 시스템은 제품 수명 주기 상의 제품 정보를 활용하는 각종 서비스를 등록받아 저장해두고, 등록된 서비스에 대한 인터페이스를 제공해주는 서비스 관리부(100)와, 서비스 관리부(100)에 연결된 다수의 주변 유니트(200, 300, 400, 500)들로 구 성된다.
앞서 언급한 바와 같이, 본 발명은 서비스 지향 아키텍쳐(SOA)를 기반으로 구성된 것으로서, 서비스 관리부(100)는 주변 유니트(200, 300, 400, 500)들과 각각 연결되어, 제품 수명 주기 정보를 활용한 각종 서비스 정보를 관리하며, 서비스를 요청하는 주변 유니트(200, 300, 400, 500)에게 해당 서비스를 제공해주는데, 서비스 관리부(100)와 각각 연결되어 있는 주변 유니트(200, 300, 400, 500)들은 서비스 지향 아키텍쳐 상의 서비스 공급자인 동시에 서비스 이용자에 해당한다.
주변 유니트(200, 300, 400, 500)에는 통합 제품 수명 주기 데이터 모델 및 온톨로지(ontology) 데이터가 저장되어 있는 통합 데이터 저장부(200)와, 유비쿼터스 장치와의 인터페이스를 제공해주는 유비쿼터스 인터페이스부(D2U; 300)와, 사용자단말(20)과 외부 응용 시스템(10), 즉 제품 수명 주기상의 각 참여자들이 보유한 응용 시스템 간의 인터페이스를 제공해주는 외부 시스템 인터페이스부(400)와, 업무 프로세스를 정의하고, 지식 기반 추론을 수행하는 업무 프로세스 관리부(500)가 포함되는데, 각 주변 유니트(200, 300, 400, 500)의 서비스 공급자로서의 역할을 살펴보면 다음과 같다.
통합 데이터 저장부(200)는 데이터 관리 서비스를 제공하기 위한 다양한 데이터베이스의 기능을 수행하고, 유비쿼터스 인터페이스부(300)는 유비쿼터스 장치(RFID, 센서 네트워크, 웹 카메라 등의 장치)로부터 데이터 획득 서비스를 제공하며, 외부 시스템 인터페이스부(400)는 사용자에 의해 요청되는 작업을 수행하기 위하여 사용자단말(20) 및 응용 시스템(10)과 각 서비스 간의 인터페이스 서비스를 제공해주는 기능을 한다. 또한, 업무 프로세스 관리부(500)는 시스템간 협업 프로세스 서비스를 제공하기 위한 업무 관련 기술들로 구성된다.
서비스 관리부(100)는 실질적으로 네트워크를 통해 연결되어 있는 사용자단말(20) 및 응용 시스템(10)들이 제품 수명 주기의 각 참여자로부터 요청된 서비스를 수행할 수 있도록 지원해주는 인터페이스 함수들의 집합으로서, 그 세부 구성을 살펴보면, 주변 유니트(200, 300, 400, 500)들에 의해 등록된 서비스들에 대한 서비스 명세를 저장하고 있는 서비스 저장소(110)와, 서비스 저장소(110)에 연결되어 서비스 이용자에게 서비스 저장소(110)에 등록되어 있는 특정 서비스에 대한 인터페이스를 제공해주는 다수의 인터페이스 에이전트(interface agent; IA; 121, 122, 123, 124)로 구성된다.
서비스 저장소(110)에 등록되는 서비스로는, 실세계로부터 실시간 데이터를 획득하여 제공해주는 데이터 획득 서비스와, 제품 수명 주기 상의 모든 참여자들에게 데이터 저장, 획득, 전송 기능을 제공해주는 데이터 관리 서비스와, 각 업무 프로세스나 업무 프로세스들의 절차를 서비스 형태로 정의하여 회사 간의 업무 프로세스를 지원해주는 협업 프로세스 서비스와, 작업자가 다양한 컴퓨팅 장치를 이용하여 다른 참여자와 통신할 수 있도록 해주는 사용자 상호작용 서비스와, 다양한 응용 시스템(10)들을 각각 서브 시스템 또는 서브 함수로 분리함으로써 이들의 사용을 위한 인터페이스를 제공해주는 응용 시스템 인터페이스 서비스가 있다. 여기서, 서비스 저장소(110)에는 등록되어 있는 서비스들에 대한 서비스 명세를 각 인터페이스 에이전트(121, 122, 123, 124)에서 해석 가능하도록 WSDL(Web Service Description Language)과 같은 표준화된 프로토콜로 저장해 두는 것이 바람직하다.
인터페이스 에이전트(121, 122, 123, 124)에는 유비쿼터스 인터페이스부(300)와 서비스 관리부(100) 사이에 구비되어, 사용중인 제품 데이터를 요청하는 다른 주변 유니트들(예를 들면, 외부 시스템 인터페이스부(400))과 유비쿼터스 인터페이스부(300)를 연결시켜주는 유비쿼터스 장치 IA(121)와, 외부 시스템 인터페이스부(400)와 서비스 관리부(100) 사이에 구비되어, 인간 작업자의 사용자단말(20) 또는 응용 시스템(10)을 다른 주변 유니트들과 연결해주는 외부 시스템 IA(122)와, 국지적 데이터(참여자들의 응용 시스템(10)에 의해 사용되고 있는)를 통합 데이터 저장부(200)에 저장되어 있는 통합 데이터와 교환해주는 통합 데이터 저장부 IA(123)와, 업무 프로세스 관리부(500)에 연결되어 업무 프로세스 및 관련 지식에 관련된 정보를 요청하는 다른 주변 유니트들과 업무 프로세스 관리부(500)를 연결시켜주는 업무 프로세스 IA(124)가 있다. 여기서, 통합 데이터 저장부 IA(123)는 국지적 데이터 모델과 통합 데이터 모델 간의 매핑 관계를 정의하는 서비스를 제공해 주게 된다. 이와 같은 인터페이스 에이전트(121, 122, 123, 124)들은 사용자에 의해 요청되는 서비스(데이터 또는 협업 프로세스)를 제공하기 위하여 서비스 저장소(110)를 검색하며, 서비스 저장소(110)에 저장되어 있는 해당 서비스의 서비스 명세에 따라 관련 서비스 제공자에게 해당 서비스를 요청하게 된다. 여기서, 각 인터페이스 에이전트(121, 122, 123, 124)의 세부 구성은 후술하여 상세히 설명하기로 한다.
유비쿼터스 인터페이스부(300)는 전체 제품 수명 주기 동안 사용중인 제품 데이터를 획득하여 다른 주변 유니트들에게 전송해주기 위한 주변 유니트로서, 감지 장치(310), 네트워크 장치(320) 및 미들웨어(330)로 구성된다.
감지 장치(310)는 임베디드 장치, RFID, 액티브 배지(active badge), 다기능 센서 및 스마트 카드 등에 대한 어뎁터로 이루어져, 작업장의 환경과 제품에 대한 감지를 통해 작업장 데이터와 MOL/EOL 단계에서의 제품 데이터를 수집해주며, 네트워크 장치(320)는 감지 장치(310)에 의해 얻어진 데이터를 유무선 인터페이스를 통해 수집하는 장치로서, TCP/IP, 전력선 케이블(Power Line Cable; PLC) 등에 대한 유선 네트워크 어뎁터와, 지그비, IRDA, WPAN, WLAN(IEEE802.11), WMAN(WIBRO) 등에 대한 무선 네트워크 어뎁터로 구성된다. 또한, 미들웨어(330)는 감지 장치(310)로부터 얻어진 미가공 데이터를 수집 및 필터링하여 다른 주변 유니트들에게 전송해주는 장치이다.
통합 데이터 저장부(200)는 제품 수명 주기 통합 데이터 모델에 기반하여 설계된 통합 데이터를 저장해두고, 인증 및 보안 절차를 통해 국지적 데이터와 통합 데이터 간의 온톨로지 서비스를 제공해주는 장치로서, 제품 수명 주기 통합 데이터 모델로 설계된 제품 수명 주기별 데이터베이스(BOL DB, MOL DB 및 EOL DB; 210)와, 제품 수명 주기별 데이터베이스(210)에 저장된 통합 데이터와 국지적 데이터 간의 매핑 관계를 저장해두는 온톨로지 데이터베이스(220)로 구성된다.
제품 수명 주기 통합 데이터 모델은 각 제품 수명 주기 단계별로 IDEF0에 의해 정의된 기능 모델링 기법을 적용하여 생성될 수 있는데, 제품 수명 주기 데이터 통합 모델은 온톨로지 통합을 위하여 ISO 10303 STEP, ISO 15531 MANDATE, ISO 14649 STEP-NC와 같은 기존의 국제 표준과 호환되도록 설계되는 것이 바람직하다. 여기서, 제품 수명 주기의 각 단계별로 제품 수명 주기 통합 데이터 모델을 구성하는 요소들을 살펴보면, BOL 단계에서는 제품의 상세 사양과, 부품, 조립 및 분해 정보, 운동학(kinematics) 정보와 같은 제품 설계 및 제조에 관련된 데이터가 포함되고, MOL 단계에서는 유지보수, 진단 및 제품 사용과 관련된 활동(activity) 정보와, 수집된 제품 상태에 대한 관찰(observation) 정보 및 제품의 고장에 관련된 고장 정보 등에 포함되며, EOL 단계에서는 재생산, 수선, 재활용, 폐기 등의 제품 재생 및 폐기 관련 정보가 포함된다.
업무 프로세스 관리부(500)는 지식기반엔진(510), 지식 DB(520), 업무 프로세스 엔진(530), 업무 프로세스 DB(540)로 구성되어, 업무 프로세스를 정의하고, 지식 기반 추론을 수행하여 시스템간 협업 프로세스 서비스를 제공해주는데, 본 발명에 따른 제품 수명 주기 정보 관리 시스템 외부에 별도의 업무 프로세스 관리 시스템으로 구비될 수 있다.
도 4는 도 3에 도시된 각 인터페이스 에이전트의 공통된 세부 구성을 나타내는 도면이다.
앞서 설명한 각 인터페이스 에이전트(121, 122, 123, 124)의 공통적인 세부 구성을 살펴보면, 도 4에 도시된 바와 같이, 외부로부터 서비스 검색 또는 서비스 제공을 요청하는 서비스 요청 메시지를 수신하는 통신 모듈(910)과, 서비스 저장소(110)를 참조하여 요청된 서비스를 제공해주는 서비스 인터페이스 모듈(920)과, 통신 모듈(910)을 통해 전달되는 메시지를 해석하여 서비스 인터페이스 모듈(920)을 제어함으로써 서비스 요청 메시지에 대응하는 기능을 수행하도록 해주는 의사결정 모듈(930)로 구성된다. 또한, 인터페이스 에이전트(121, 122, 123, 124) 내에는 통합 데이터 저장부(200)에 저장된 통합 제품 수명 주기 데이터 모델과 국지적 데이터 모델 간의 관계를 정의하여, 서비스를 통해 제공되는 데이터를 서비스 사용자의 자체 데이터 규격에 맞도록 변환시켜주는 기준을 제공하는 온톨로지 통합 모듈(940)과, 인터페이스 에이전트(121, 122, 123, 124)를 통해 수행된 서비스들의 이력을 저장해두는 서비스 이력 데이터베이스(950)가 구비된다.
서비스 인터페이스 모듈(920)은 서비스를 검색하는 서비스 검색 모듈(921), 서비스를 요청하는 서비스 요청 모듈(922), 서비스를 제공하는 서비스 제공 모듈(923)로 구성되는데, 각 모듈(921, 922, 923)들은 메시지 프로토콜로서 SOAP (Simple Object Access Protocol)과 같이 표준화된 프로토콜을 사용하며, 서비스 명세 언어로는 XML에서 정의되는 WSDL을 사용하는 것이 바람직하다.
도 5는 본 발명에 따른 제품 수명 주기 정보 관리 시스템의 작동예를 나타내는 도면이다.
이하에서는, 도 5를 참조하여, 본 발명에 따른 제품 수명 주기 정보 관리 시스템을 공작기계의 제품 수명 주기 정보 관리에 적용한 경우, 제품 설계자에게 정보 제공 서비스를 제공하기 위한 시스템의 작동 과정에 대하여 설명하기로 한다.
공작기계와 관련된 제품 수명 주기 상의 참여자는 제조업체의 설계자, 고객 사의 사용자 및 유지보수업체의 유지보수 담당자가 있을 수 있는데, 그 중 20,000 RPM 이상의 공작기계용 스핀들을 전문적으로 설계하는 제품 설계자의 경우를 고려해 보기로 하자.
제품이 출하된 이래, MTB, 기계 작업자, 또는 공작기계 유지보수 담당자들로부터 제품에 대한 몇몇 불만이 접수되고 있다고 가정하면, 종래에는 제품 설계자가 영업직원이나 AS 부서로부터 전달되는 직·간접적인 고객의 불만 사항을 참고하여, 주로 자신만의 노하우나 데이터베이스를 이용한 해결책을 찾는 것이 일반적인 방법이었다. 특히, 설계자 또는 시험 평가 전문가는 공작기계 스핀들이 실제로 사용되는 환경, 예를 들면, 공작기계 타입, 절삭 조건 및 작업장 온도 등을 정확히 고려하지 않은 조건 하에서 제품을 시험하기 때문에 접수된 불만 사항을 신속하고 정확하게 해결하기에는 한계가 있었다.
그러나, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제품 수명 주기 정보 관리 시스템을 적용하게 되면, 각 참여자별 응용 시스템 간의 인터페이스를 제공해주는 외부 시스템 IA(Interface Agent; 122)들, 즉 제조업체 IA(122-1), 고객사 IA(122-2), 유지보수업체 IA(122-3)를 통하여, 제품 설계자가 이용하는 제조업체의 응용 시스템(10) 측에서 원격지에 위치한 다른 참여자의 자체 시스템에 저장되어 있는 각종 제품 관련 정보를 이용하여 보다 효율적으로 제품의 설계를 개선시킬 수 있는데, 그 과정을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 설계자는 자신의 응용 시스템(예를 들면, CAD, CAE)을 이용하여 여러 유지보수 업체로부터 스핀들 유니트의 고장 정보가 포함된 제품 수리 이력에 대한 조회 명령을 입력한다. 제품 수리 이력 조회 명령에 대응하여, 응용 시스템은 제조업체 IA(122-1)를 경유하여 서비스 저장소(110)에 연결되어 제품 수리 이력 조회 서비스를 요청한다. 이 때, 제조업체 IA(122-1)의 세부 모듈들이 작동하는 절차를 살펴보면, 먼저 서비스 검색 모듈(921)은 서비스 저장소(110)에 등록된 해당 서비스를 검색하고(S11), 의사결정 모듈(930)은 검색된 서비스에 대한 서비스 명세를 참조하여 서비스 요청 모듈(922)을 활성화시킴으로써, 유지보수업체 IA(122-3)로 제품 수리 이력에 대한 전송 서비스를 요청한다(S12).
제조업체 IA(122-1)의 서비스 요청에 대응하여, 유지보수업체 IA(122-3)는 유지보수업체의 데이터베이스(13)에서 해당 정보를 검색하여 독출하며(S21), 독출된 정보를 통합 데이터 모델에서 정의된 표준화된 정보로 변환하기 위하여, 정보 변환 서비스를 서비스 저장소(110)에서 검색하여(S22), 통합 데이터 저장부 IA(123)를 경유하여 해당 서비스의 서비스 제공자인 통합 데이터 저장부(200) 측으로 정보 변환 서비스를 요청한다(S23). 정보 변환 서비스 요청에 대응하여 통합 데이터 저장부 IA(123)는 온톨로지 데이터베이스(220)의 유지보수업체 온톨로지 DB에서 표준화된 정보를 획득하여(S24), 최초의 서비스 요청자, 즉 제조업체 IA(122-1) 측으로 표준화된 제품 수리 이력 정보를 전송해준다(S31).
제조업체 IA(122-1)는 전송된 표준화된 제품 수리 이력 정보를 제조업체의 응용 시스템에서 사용되는 국지적 형식의 정보로 변환하기 위하여, 서비스 저장소(110)에서 해당 정보 변환 서비스에 대한 서비스 명세를 참조하여(S32), 통합 데이터 저장부 IA(123)를 경유하여 해당 서비스의 서비스 제공자인 통합 데이터 저장 부(200) 측으로 정보 변환 서비스를 요청한다(S33).
정보 변환 서비스 요청에 대응하여 통합 데이터 저장부 IA(123)는 온톨로지 데이터베이스(220)의 제조업체 온톨로지 DB에서 국지적 형식의 정보를 획득하여(S34), 서비스 요청자인 제조업체 IA(122-1) 측으로 국지적 형식으로 변환된 제품 수리 이력 정보를 전송해준다(S35).
이와 같이 전송된 스핀들에 대한 제품 수리 이력 정보에 기초하여, 설계자가 제품 고장에 관련된 정보를 분석하여 문제의 주 원인이 스핀들의 열적 변형이라는 결론을 내리게 되었다고 가정해보자.
설계자는 열적 변형에 대한 성능을 향상시키는 새로운 설계 개념을 도입하여 스핀들 설계를 개선한 후, 새로운 설계에 대한 성능을 평가하고자 실제 스핀들이 사용되는 사용 조건 및 작업장 환경에서 스핀들의 성능을 모의시험할 필요가 있다.
스핀들의 사용 조건 및 작업장 환경에 대한 정보를 획득하기 위하여, 제조업체 IA(122-1)는 서비스 저장소(110)에서 제품 사용 정보 제공 서비스에 대한 서비스 명세를 조회하여(S41), 고객사 IA(122-2)를 경유하여 해당 서비스의 서비스 제공자인 고객사 시스템 측으로 정보 변환 서비스를 요청한다(S42).
고객사 IA(122-2)는 자체적으로 보유한 고객사 DB(12)로부터 유비쿼터스 인터페이스부(300)를 통해 획득되어 저장되어 있는 제품 사용 정보를 독출하는데(S51), 여기서 독출된 제품 사용 정보에는 전체 작동 시간, 절삭 공구, 가공품 재질과 같은 가공 조건과, 온도, 습도, 스핀들 진동과 같은 작업장 정보가 포함된다.
이어서, 독출된 정보를 통합 데이터 모델에서 정의된 표준화된 정보로 변환하여 서비스 요청자인 제조업체 IA(122-1)로 제공하기 위하여, S52, S53, S54, S61 단계가 순차적으로 수행되는데, 이들 단계는 대응되는 앞의 S22, S23, S24, S31 단계와 각각 동일한 절차를 통해 수행된다.
끝으로 제조업체 IA(122-1)에서는 앞서 설명한 S32 ~ S35 단계와 동일한 절차를 수행함으로써, 전송된 표준화된 제품 사용 정보를 국지적 정보로 변환하여 설계자에게 제공해준다.
설계자는 최종적으로 전송된 국지적 형태의 제품 사용 정보를 이용하여 새롭게 설계된 스핀들을 실제 작동 조건 하에서 모의 시험 및 분석을 수행함으로써 발생된 제품 문제를 정확히 해결할 수 있도록 제품 설계를 개선할 수 있으며, 이와 같은 과정을 통해 각종 제품 문제에 대한 효율적이고 정확한 조치를 취할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백하다 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 제품 수명 주기 정보 관리 개념을 나타내는 도면.
도 2는 본 발명에 적용되는 서비스 지향 아키텍쳐의 구성을 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 제품 수명 주기 정보 관리 시스템의 구성을 나타내는 블록도.
도 4는 도 3에 도시된 각 인터페이스 에이전트의 공통된 세부 구성을 나타내는 도면.
도 5는 본 발명에 따른 제품 수명 주기 정보 관리 시스템의 작동예를 나타내는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 응용 시스템 20 : 사용자단말
100 : 서비스 관리부 110 : 서비스 저장소
121, 122, 123, 124 : 인터페이스 에이전트
200 : 통합 데이터 저장부 210 : 수명 주기별 데이터베이스
220 : 온톨로지 데이터베이스 300 : 유비쿼터스 인터페이스부(D2U)
310 : 감지 장치 320 : 네트워크 장치
330 : 미들웨어 400 : 외부 시스템 인터페이스부
500 : 업무 프로세스 관리부 510 : 지식기반엔진
520 : 지식 DB 530 : 업무 프로세스 엔진
540 : 업무 프로세스 DB 910 : 통신 모듈
920 : 서비스 인터페이스 모듈 921 : 서비스 검색 모듈
922 : 서비스 요청 모듈 923 : 서비스 제공 모듈
930 : 의사결정 모듈 940 : 온톨로지 통합 모듈
950 : 서비스 이력 데이터베이스
Claims (14)
- 제품 수명 주기 상의 제품 정보를 활용하는 서비스를 등록받아, 상기 등록된 서비스에 대한 서비스 명세를 저장해두는 서비스 저장소(service repository)와, 상기 서비스 저장소에 연결되어 상기 서비스 저장소에 등록되어 있는 서비스에 대한 인터페이스를 제공해주는 다수의 인터페이스 에이전트(interface agent)로 구성되는 서비스 관리부와;상기 서비스 관리부에 연결되어, 상기 서비스 관리부에 서비스를 등록하여 제공하거나, 또는 상기 서비스 관리부에 등록되어 있는 서비스를 이용하는 다수의 주변 유니트;를 포함하여 구성되며,상기 다수의 주변 유니트는,통합 제품 수명 주기 데이터 모델 및 온톨로지(ontology) 데이터가 저장되어 있는 통합 데이터 저장부와;유비쿼터스 장치와의 인터페이스를 제공해주는 유비쿼터스 인터페이스부와;사용자단말 및 외부 응용 시스템과의 인터페이스를 제공해주는 외부 시스템 인터페이스부;로 구성되는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 기술을 이용한 제품 수명 주기 정보 관리 시스템.
- 제 1항에 있어서,상기 서비스 저장소에 등록되는 서비스에는,실세계로부터 실시간 데이터를 획득하여 제공해주는 데이터 획득 서비스와;제품 수명 주기 상의 모든 참여자들에게 데이터 저장, 획득, 전송 기능을 제공해주는 데이터 관리 서비스와;각 업무 프로세스나 업무 프로세스들의 절차를 서비스 형태로 정의하여 회사 간의 업무 프로세스를 지원해주는 협업 프로세스 서비스와;작업자가 다양한 컴퓨팅 장치를 이용하여 다른 참여자와 통신할 수 있도록 해주는 사용자 상호작용 서비스와;외부 응용 시스템의 사용을 위한 인터페이스를 제공해주는 응용 시스템 인터페이스 서비스;가 포함되는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 기술을 이용한 제품 수명 주기 정보 관리 시스템.
- 제 1항에 있어서,상기 다수의 인터페이스 에이전트는,상기 유비쿼터스 인터페이스부와 상기 서비스 관리부 사이에 구비되어, 사용중인 제품 데이터를 요청하는 상기 주변 유니트와 유비쿼터스 인터페이스부를 연결시켜주는 유비쿼터스 장치 IA와;상기 외부 시스템 인터페이스부와 상기 서비스 관리부 사이에 구비되어, 사용자단말 또는 외부 응용 시스템을 다른 주변 유니트들과 연결시켜주는 외부 시스 템 IA와;상기 통합 데이터 저장부와 상기 서비스 관리부 사이에 구비되어, 외부 응용 시스템 내의 국지적 데이터와 상기 통합 데이터 저장부에 저장되어 있는 통합 데이터 간의 매핑을 위한 인터페이스를 제공해주는 통합 데이터 저장부 IA;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 기술을 이용한 제품 수명 주기 정보 관리 시스템.
- 제 1항에 있어서,상기 다수의 인터페이스 에이전트는,업무 프로세스 관련 지식에 관한 정보를 요청하는 주변 유니트들과 외부의 업무 프로세스 관리 시스템을 연결시켜주는 업무 프로세스 IA를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 기술을 이용한 제품 수명 주기 정보 관리 시스템.
- 제 1항에 있어서,상기 다수의 인터페이스 에이전트 각각은,외부로부터 서비스 요청 메시지를 수신하는 통신 모듈과;상기 서비스 저장소를 참조하여 요청된 서비스를 제공해주는 서비스 인터페이스 모듈과;상기 통신 모듈을 통해 전달되는 메시지를 해석하여 상기 서비스 인터페이스 모듈을 제어함으로써, 수신된 서비스 요청 메시지에 대응하는 기능을 수행하도록 해주는 의사결정 모듈;로 구성되는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 기술을 이용한 제품 수명 주기 정보 관리 시스템.
- 제 5항에 있어서,상기 서비스 인터페이스 모듈은,서비스를 검색하는 서비스 검색 모듈과;서비스를 요청하는 서비스 요청 모듈과;서비스를 제공하는 서비스 제공 모듈로 구성되는 특징으로 하는 유비쿼터스 기술을 이용한 제품 수명 주기 정보 관리 시스템.
- 제 5항에 있어서,상기 인터페이스 에이전트는,메시지 프로토콜로서 SOAP (Simple Object Access Protocol)을 사용하는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 기술을 이용한 제품 수명 주기 정보 관리 시스템.
- 제 5항에 있어서,상기 다수의 인터페이스 에이전트 각각은,상기 통합 데이터 저장부에 저장된 통합 제품 수명 주기 데이터 모델과 국지적 데이터 모델 간의 관계를 정의하여, 서비스를 통해 제공되는 데이터를 서비스 사용자의 자체 데이터 규격에 맞도록 변환시켜주는 기준을 제공하는 온톨로지 통합 모듈과;수행된 서비스들의 이력을 저장해두는 서비스 이력 데이터베이스;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 기술을 이용한 제품 수명 주기 정보 관리 시스템.
- 제 1항에 있어서,상기 유비쿼터스 인터페이스부는,작업장 환경과 작업장 내의 제품을 감지하여, 작업장 데이터 및 제품 데이터를 수집하는 감지 장치와;상기 감지 장치에 의해 얻어진 데이터를 유무선 인터페이스를 통해 수집하는 네트워크 장치와;상기 감지 장치로부터 얻어진 미가공 데이터를 수집 및 필터링하여 상기 주변 유니트 측으로 전송해주는 미들웨어;로 구성되는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 기술을 이용한 제품 수명 주기 정보 관리 시스템.
- 제 9항에 있어서,상기 감지 장치는,임베디드 장치 어뎁터, RFID 어뎁터, 액티브 배지(active badge) 어뎁터, 다 기능 센서 어뎁터, 및 스마트 카드 어뎁터로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나 이상의 어뎁터를 포함하는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 기술을 이용한 제품 수명 주기 정보 관리 시스템.
- 제 9항에 있어서,상기 네트워크 장치는,TCP/IP 어뎁터, 전력선 케이블(Power Line Cable; PLC) 어뎁터, 지그비 어뎁터, IRDA 어뎁터, WPAN 어뎁터, WLAN(IEEE802.11) 어뎁터 및 WMAN(WIBRO) 어뎁터로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나 이상의 어뎁터를 포함하는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 기술을 이용한 제품 수명 주기 정보 관리 시스템.
- 제 1항에 있어서,상기 통합 데이터 저장부는,제품 수명 주기 통합 데이터 모델로 설계된 제품 수명 주기별 통합 데이터베이스와;상기 제품 수명 주기별 통합 데이터베이스에 저장된 통합 데이터와 국지적 데이터 간의 매핑 관계를 저장해두는 온톨로지 데이터베이스;로 구성되는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 기술을 이용한 제품 수명 주기 정보 관리 시스템.
- 제 12항에 있어서,상기 제품 수명 주기 통합 데이터 모델은,ISO 10303 STEP, ISO 15531 MANDATE, 또는 ISO 14649 STEP-NC 규격을 따르는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 기술을 이용한 제품 수명 주기 정보 관리 시스템.
- 제 1항에 있어서,상기 서비스 저장소에 저장되는 서비스 명세는,WSDL(Web Service Description Language) 규격을 따르는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 기술을 이용한 제품 수명 주기 정보 관리 시스템.
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