KR20120002165A - 맞춤보급형 제조실행 플랫폼 - Google Patents

맞춤보급형 제조실행 플랫폼 Download PDF

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Abstract

제조실행시스템(MES)의 모듈화된 플랫폼 구성요소인 탬플릿(Template)을 제공하여 중소기업 생산성 극대화를 도모하고 제조공정 라인 운영의 합리화를 도모하도록 한 맞춤보급형 제조실행 (c-MES: Configurable Manufacturing Exexution System) 플랫폼(platform)이 개시된다.
개시된 맞춤보급형 제조실행 플랫폼은, 단일 플랫폼에서 복수 제어기기 통신 관리를 수행하는 포인트 매니저와; 상기 포인트 매니저로부터 수신된 4M 정보의 저장과 처리를 수행하는 실시간 데이터 매니저와; 표준 애플리케이션 프로그램 인터페이스(API)를 통하여 통신을 수행하는 데이터베이스 위저드 매니저; 및 플랫폼으로서 웹 기반의 애플리케이션을 수행하고, 기업 특성을 고려하여 산업별 탬플릿 기능을 수행하는 애플리케이션 탬플릿 매니저를 구비한다.

Description

맞춤보급형 제조실행 플랫폼{Configurable manufacturing exexution system platform}
본 발명은 맞춤보급형 제조실행(c-MES: Configurable Manufacturing Exexution System) 플랫폼(platform)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제조실행시스템(MES)의 모듈화된 플랫폼 구성요소인 탬플릿(Template)을 제공하여 중소기업 생산성 극대화를 도모하고 제조공정 라인 운영의 합리화를 도모하도록 한 맞춤보급형 제조실행 플랫폼에 관한 것이다.
일반적으로 표준화된 제조실행시스템(MES)은 계획되거나 주문받은 제품을 최종 제품이 될 때까지 생산 활동을 정확한 실시간 데이터로 공장 활동을 지시하고, 최적으로 수행하도록 정보를 제공하여 의사결정에 도움을 주는 시스템이다.
이러한 표준화된 제조실행시스템을 실제 산업에 적용할 경우, 기업마다 핵심적으로 요구하는 기능이 상이한 데도 불구하고, 이러한 기업의 특성을 고려하지 않고 표준화된 제조실행시스템을 일률적으로 적용함으로써, 다음과 같은 문제점을 발생하였다.
즉, 중소제조기업의 부담이 되는 도입 및 구축 비용에 대한 문제를 발생하였으며, 전문인력부족에 의한 도입 시스템의 활용도 부족 현상이 발생하였고, 비용문제로 인한 지속적인 사후지원 미비라는 문제점을 유발하였으며, 기성품의 경우 정형화된 기능으로 인한 각 산업군 적용시의 유연성 부족 문제가 발생하였고, 기업 간 관리수준 능력별 적용 가능한 모듈화된 시스템 부재 문제가 발생하였다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래 표준화된 제조실행시스템을 산업에 적용할 때 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서,
본 발명이 해결하려는 과제는, 제조실행시스템(MES)의 모듈화된 플랫폼 구성요소인 탬플릿(Template)을 제공하여 중소기업 생산성 극대화를 도모하고 제조공정 라인 운영의 합리화를 도모하도록 한 맞춤보급형 제조실행 플랫폼을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하려는 다른 과제는, 산업의 특성을 고려한 맞춤보급형 제조실행 플랫폼을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는, 중소기업을 위해 전사적 측면에서의 제조공정 운영 및 관리의 최적화를 위한 탬플릿을 제공하도록 한 맞춤보급형 제조실행 플랫폼을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는, 생산현장에서 생성되는 데이터들을 획득, 분석할 수 있는 환경을 구축함으로써 중소제조기업의 지속가능한 경쟁력 강화에 도움을 줄 수 있도록 한 맞춤보급형 제조실행 플랫폼을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 "맞춤보급형 제조실행 플랫폼"은,
단일 플랫폼에서 복수 제어기기 통신 관리를 수행하는 포인트 매니저와;
상기 포인트 매니저로부터 수신된 4M 정보의 저장과 처리를 수행하는 실시간 데이터 매니저와;
표준 애플리케이션 프로그램 인터페이스(API)를 통하여 통신을 수행하는 데이터베이스 위저드 매니저와;
웹 기반의 애플리케이션을 수행하고, 기업 특성을 고려하여 산업별 탬플릿 기능을 수행하는 애플리케이션 탬플릿 매니저를 포함한다.
상기 포인트 매니저는 생산현장에서 발생하는 4M정보를 정의하는 태그 매니저와;
상기 태그 값에 따라 특별한 이벤트를 처리하는 이벤트 매니저와;
상기 태그 값에 따라 알람 레벨과 관련된 메시지를 생성하는 알람 매니저와;
생산현장에 설치된 다양한 제어기기와 통신을 위한 프로그램을 제공하는 통신 드라이버를 포함한다.
상기 실시간 데이터 매니저는 작업지시 보고, 작업정보와 같은 작업자 및 생산 정보와, 불량 수와 재작업 상태 및 품질측정 정보와 같은 품질 정보와, 작동중 및 비가동, 문제점 상태와 같은 기계 정보의 저장과 처리를 담당하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 실시간 데이터 매니저는 생산형태와 특징기반 비즈니스 로직을 정의하는 비즈니스 로직을 더 포함한다.
상기 데이터베이스 위저드 매니저는 복수 데이터베이스, 테이블 내 정보를 동시에 연계하고, 화면에 소스 및 타깃 정보를 정의하고 프로세스 로직을 정의하며, 프로세스를 감시하고 관리하는 기능을 포함한다.
상기 애플리케이션 탬플릿 매니저는 비즈니스 로직이 중심이 되는 프로젝트를 진행하고, 화면별 구성파일에 의한 동적 생성으로 이전 구축 페이지에 대한 재 사용성을 높여주는 기능을 포함한다.
또한, 상기 애플리케이션 탬플릿 매니저는 비즈니스 로직 변경에 따른 GUI 작업을 최소화시켜주고, 표준 플랫폼으로 개인별 개발특성을 최소화하여 여러 사이트의 통합관리의 효율을 높여주는 기능을 포함한다.
본 발명에 따르면, 제조실행시스템(MES)의 모듈화된 플랫폼 구성요소인 탬플릿(Template)을 제공함으로써, 중소기업 생산성 극대화를 도모하고 제조공정 라인 운영의 합리화를 도모해주는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면 산업의 특성을 고려한 맞춤보급형 제조실행 플랫폼을 제공할 수 있으며, 중소기업을 위해 전사적 측면에서의 제조공정 운영 및 관리의 최적화를 도모할 수 있는 장점이 있다.
또한, 생산현장에서 생성되는 데이터들을 획득, 분석할 수 있는 환경을 구축해줌으로써, 중소제조기업의 지속가능한 경쟁력 강화에 도움을 줄 수 있는 장점이 있다.
또한, 제조업의 생산방식에 적합한 핵심관리 요소에 따라 솔루션 기능의 차별화를 구현할 수 있어, 주문생산 및 프로젝트 생산시 설계변경 및 재고 감축을 도모할 수 있고, 계획 및 대량생산은 평균 생산 및 비용절감과 납기단축이 가능토록 도모해주는 장점이 있다.
또한, 공통 플랫폼 기반의 미들웨어 및 애플리케이션 지원의 유지보수 업무를 극소화할 수 있으며, 외부 애플리케이션과 정보 통합화가 용이하다는 장점이 있다.
또한, 생산자원 4M에 대한 실시간 데이터베이스 관리로 생산정보 통합화가 용이하고, 산업별 중점관리 중심의 생산정보화 애플리케이션 구현이 용이하다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 맞춤보급형 제조실행 플랫폼의 전체 구성도.
도 2는 도 1의 포인트 매니저의 예시도.
도 3은 도 1의 실시간 데이터 매니저의 예시도.
도 4는 도 1의 데이터베이스 위저드 매니저의 예시도.
도 5는 도 1의 애플리케이션 탬플릿 매니저의 예시도.
도 6은 본 발명을 적용한 자동 구성 기능을 설명하기 위한 설명도.
도 7은 본 발명에 적용된 산업별 중점관리 항목의 예시도.
도 8은 기존 ISA 95 표준 업무 기능과 본 발명에 따른 제조실행 플랫폼의 기능 비교도.
도 9는 본 발명에 따른 맞춤보급형 제조실행 플랫폼의 업무 흐름도.
도 10은 본 발명을 적용한 산업별 맞춤형 애플리케이션의 구조도.
도 11은 본 발명에 따른 탬플릿을 자동차 부품 및 전기전자 부품 제조업에 적용한 예시도.
도 12는 본 발명에 따른 탬플릿을 제약산업에 적용한 예시도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명하기에 앞서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 맞춤보급형 제조실행 플랫폼의 전체 구성도로서, 단일 플랫폼에서 복수 제어기기 통신 관리를 수행하는 포인트 매니저(point manager)(110)와; 상기 포인트 매니저(110)로부터 수신된 4M 정보의 저장과 처리를 수행하는 실시간 데이터 매니저(real-time data mannger)(120)와; 표준 애플리케이션 프로그램 인터페이스(API)를 통하여 통신을 수행하는 데이터베이스 위저드 매니저(DB wizard manager)(130)와; 플랫폼으로서 웹 기반의 애플리케이션을 수행하고, 기업 특성을 고려하여 산업별 탬플릿 기능을 수행하는 애플리케이션 탬플릿 매니저(Application Template Manager)(140)를 포함한다.
상기에서 애플리케이션 탬플릿 매니저(140)는 PLC, NetEye, 제어기와 같은 장비(150)와 연계한다. 그리고 품질, 공정, 생산, 설비, 기준정보 등을 사용자 애플리케이션으로 제공하여, 각 기업에서 생산성 극대화를 도모하고 제조공정 라인 운영의 합리화를 도모하도록 한다.
여기서 플랫폼은 표준화를 주도할 수 있는 공통/공용의 하드웨어 및 소프트웨어 틀을 의미하는 것으로서, 작게는 하나의 제품이나 크게는 비즈니스 모델까지 포괄하게 된다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 맞춤보급형 제조실행 플랫폼에 대한 구체적인 동작은 다음과 같다.
먼저, 포인트 매니저(110)는 도 2에 도시된 바와 같이, 태그 매니저(Tag Manager)(111)를 통해 생산현장에서 발생하는 4M정보를 정의하게 되고, 이벤트 매니저(Event Manager)(112)에서 태그(Tag) 값에 따라 특별한 이벤트를 처리하게 된다. 그리고 알람 매니저(113)에서 상기 태그 값에 따라 알람 레벨과 관련된 메시지를 생성하여 실시간 데이터 매니저(120)로 전송한다. 여기서 포인트 매니저(110)는 내부에 통신 드라이버(Communication Driver)를 구비하고, 생산현장에 설치된 다양한 제어기기(PLC, iDCU, OPC)와 통신을 위한 프로그램을 제공하게 된다.
다음으로, 상기 실시간 데이터 매니저(120)는 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 포인트 매니저(110)로부터 수신된 4M 정보의 저장과 처리를 수행하되, 작업지시 보고, 작업정보와 같은 작업자 및 생산 정보와, 불량 수와 재작업 상태 및 품질측정 정보와 같은 품질 정보와, 작동중 및 비 가동, 문제점 상태와 같은 기계 정보의 저장과 처리를 담당하게 된다.
또한, 상기 실시간 데이터 매니저(120)는 비즈니스 로직을 통해 생산형태와 특징기반 비즈니스 로직을 정의하게 된다.
다음으로, 데이터베이스 위저드 매니저(DB wizard manager)(130)는 표준 애플리케이션 프로그램 인터페이스(API)를 통하여 통신을 수행하게 된다. 즉, 데이터베이스 위저드 매니저(130)는 도 4에 도시한 바와 같이, 복수 데이터베이스, 테이블 내 정보를 동시에 연계하고, 화면에 소스 및 타깃 정보를 정의하고 프로세스 로직을 정의하며, 프로세스를 감시하고 관리하는 기능을 수행하게 된다.
한편, 본 발명의 특징으로서, 애플리케이션 탬플릿 매니저(Application Template Manager)(140)는 플랫폼으로서 웹 기반의 애플리케이션을 수행하며, 기업 특성을 고려하여 산업별 탬플릿 기능을 수행하게 된다. 즉, 애플리케이션 탬플릿 매니저(140)는 도 5에 도시한 바와 같이, 비즈니스 로직이 중심이 되는 프로젝트를 진행하고, 화면별 구성파일에 의한 동적 생성으로 이전 구축 페이지에 대한 재 사용성을 높여주는 기능을 수행한다.
또한, 상기 애플리케이션 탬플릿 매니저(140)는 비즈니스 로직 변경에 따른 GUI 작업을 최소화시켜주고, 표준 플랫폼으로 개인별 개발특성을 최소화하여 여러 사이트의 통합관리의 효율을 높여주게 된다.
도 6은 본 발명을 적용한 자동구성 기능을 설명하기 위한 설명도로서, 본 발명과 같은 탬플릿을 이용하고 자동 재구성 기능을 이용함으로써, 생산현장의 센서와 관리용 서버 간의 케이블 설치의 불필요로 인한 비용 절감이 가능하고, 생산현장의 디바이스 및 센서 간 자동 구성 기능 제공으로 간편한 설치가 가능하며, 설비 및 공정 변경 발생시 신속하게 운영이 가능하고, 간편하고 신속한 재 공정이 가능해지게 되는 것이다.
도 7은 본 발명에 적용된 산업별 중점관리 항목의 예시도로서, 제조업의 생산방식에 적합한 핵심관리 요소에 따라 솔루션 기능의 차별화 구현이 필요하다. 주문 생산 및 프로젝트 생산은 설계변경 및 재고 감축의 핵심으로서, 계획 및 대량생산은 평균생산 및 비용절감과 납기단축이 핵심이다.
도 8은 기존 ISA 95 표준 업무 기능과 본 발명에 따른 제조실행 플랫폼의 기능 비교도로서, 본 발명이 주문관리, 생산관리, 설비관리, 품질관리, 구매관리, 재고 및 수급관리, 성과관리 측면에서 용이하면서도 합리적임을 알 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 맞춤보급형 제조실행 플랫폼의 업무 흐름도로서, 주문관리 항목으로서 연간, 월간 판매계획을 수행하고, 생산관리 항목으로서 생산계획조정과 조달품목계산을 수행하며, 구매관리 항목으로서 외부발주처리와 구매발주처리를 수행하게 된다.
이러한 과정은 중, 장기 계획생산이 가능한 경우이며, 단기 확정 계획생산 및 주문생산의 경우, 주문관리 항목으로서 주문정보가 발생하면, 생산관리 항목으로서 기준생산계획, 조달품목계산, 상세생산일정, 작업장별 일 생산일정, APS, 작업지시확정, 자제 출고요청, 생산실행, 생산 입고확정 과정을 수행한다.
아울러 설비 관리 항목으로서, 예방정비, 자체점검 및 고장감시, 작업지시, 구매의뢰, 작업보고, 비용보고 및 외주개발, 설비가동 정보, 실적 정보 과정을 수행한다.
또한, 구매관리 항목으로서 거래처별 입고실적, 소급처리, 정산 과정을 수행하고, 품질관리 항목으로서 입고검사, 공정검사, 출하검사, 클레임 관리 과정을 수행한다.
또한, 재고, 수급관리 항목으로서 입고처리, 출고처리, 자재 실재고, 조정처리, 자재 수급 마감 등의 과정을 수행한다.
도 10은 본 발명을 적용한 산업별 맞춤형 애플리케이션 구조도로서, IViz-application은 산업별 특성을 고려한 시스템으로 확대 적용이 유연한 프레임 워크로 설계하였다.
산업별 맞춤형 애플리케이션으로서 우주항공 및 조선, 의료 및 공작기계가 있으며, 그에 따른 산업별 템플릿 기능으로서 산업별 핵심요구기능이 있다.
산업별 맞춤형 애플리케이션으로서 자동차 및 전기전자 부품이 있으며, 이것 또한, 산업별 핵심요구 기능이 요구되고, 산업별 맞춤형 애플리케이션으로서 철강, 화학 반도체 제조가 있으며, 이것 또한 산업별 탬플릿 기능을 통해 산업별 핵심요구기능을 수행한다.
도 11은 본 발명에 따른 탬플릿을 자동차 부품 및 전기전자 부품 제조업에 적용한 예시도이고, 도 12는 본 발명에 따른 탬플릿을 제약산업에 적용한 예시도이다.
이러한 본 발명은 고객의 주문에 따라 제품을 생산하는 수주생산(MTO: Make To Order), 자동차 부품과 같이 Lot 방식으로 생산하는 재고생산(MTS: Make To Stock) 및 고객의 다양한 요구에 따라 설계변경이 빈번한 설계생산(MTE: Make To Engineering) 방식에서 ISAS-95 및 MESA-11 MES 국제 표준 기능을 준수하도록 설계된 표준 애플리케이션으로 다양한 생산방식 적용에 핵심 요구기능의 변경을 극소화하고, 반도체 생산, 벳치 및 연속생산공정에 요구되는 고유의 기능 추가가 가능하여 표준 플랫폼 기능에 플러그 앤 플레이(plug & play) 방식으로 적용 가능하도록 비즈니스 프로세스 로직이 독립적으로 설계된 특장점이 있다.
또한, 본 발명은 표준 애플리케이션 플랫폼 변경에 따라 효율적으로 추가, 삭제, 변경이 간편하도록 사용자 중심의 직관적으로 적용할 수 있는 사용자 인터페이스(UI) 기능 제공으로 기업의 외부 및 내부의 경영환경 변화에 따른 비즈니스 프로세스의 추가, 삭제 및 변경에 동적으로 화면의 신규 등록과 재구성이 가능하므로 애플리케이션 소프트웨어 유지보수 업무의 극소화를 실현한다.
또한, 본 발명은 새로운 애플리케이션의 사용자 화면 생성에 프로그램 코딩이 불필요하며, 타 생산방식에 적용하였던 애플리케이션 탬플릿 제공으로 생산자원 정보를 중심으로 필요한 화면을 생성할 수 있는 기능은 사용자를 위한 마이 페이지(my page) 웹 응용 프로그램 생성이 가능하다. 그러므로 모든 계층의 사용자에게 개별 핵심성 관리 중심에 대한 맞춤형 화면을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 생산현장의 생산자원 4M(Man, Machine, Material &Method) 정보의 수집은 RFID 및 지그비 기반 무선센서 노드와 실시간으로 연결되는 TCP/IP 기반 게이트웨이를 통해 실시간 통신 프로토콜을 관리하는 포인트 매니저를 통해 수행하고, 포인트 매니저와 실시간 정보 통합화를 태그의 정의만으로 가능하도록 하여, 손쉽게 생산자원 정보수집방법에 대한 선택을 수행한다. 그러므로 전통적으로 수행하여 왔던 생산자원정보 수집을 위한 케이블 설치비 절감과 생산설비의 이동, 추가, 삭제 등 변경에 따른 추가 케이블 설치 공사비용과 프로그램 수정 없이 무선으로 연결되면 신속하게 시스템 운영이 가능한 자율 재구성 능력 기능을 제공할 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 iVisualzier-middleware에 표준 생산정보화 애플리케이션을 탑재함으로써 제조업에서 표준화되고, 정형화된 생산정보와 시스템을 신속하게 구현할 수 있으며, 정보기술 전문 인력의 지원 없이 경영환경 변화에 신속한 대응으로 애플리케이션 변경 및 보강 등이 가능하여 유지보수비용을 극소화하여 생산정보화 시스템의 TCO(Total Cost Ownership) 비용을 감축할 수 있게 되는 것이다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 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 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
110… 포인트 매니저
120… 실시간 데이터 매니저
130… 데이터베이스 위저드 매니저
140… 애플리케이션 템플릿 매니저

Claims (7)

  1. 맞춤보급형 제조실행 플랫폼에 있어서,
    단일 플랫폼에서 복수 제어기기 통신 관리를 수행하는 포인트 매니저와;
    상기 포인트 매니저로부터 수신된 4M 정보의 저장과 처리를 수행하는 실시간 데이터 매니저와;
    표준 애플리케이션 프로그램 인터페이스(API)를 통하여 통신을 수행하는 데이터베이스 위저드 매니저; 및
    웹 기반의 애플리케이션을 수행하고, 기업 특성을 고려하여 산업별 탬플릿 기능을 수행하는 애플리케이션 탬플릿 매니저를 포함하는 것을 특징으로 하는 맞춤보급형 제조실행 플랫폼.
  2. 제1항에 있어서, 상기 포인트 매니저는,
    생산현장에서 발생하는 4M정보를 정의하는 태그 매니저와;
    상기 태그 값에 따라 특별한 이벤트를 처리하는 이벤트 매니저와;
    상기 태그 값에 따라 알람 레벨과 관련된 메시지를 생성하는 알람 매니저와;
    생산현장에 설치된 다양한 제어기기와 통신을 위한 프로그램을 제공하는 통신 드라이버를 포함하는 것을 특징으로 하는 맞춤보급형 제조실행 플랫폼
  3. 제1항에 있어서, 상기 실시간 데이터 매니저는,
    작업지시 보고, 작업정보와 같은 작업자 및 생산 정보와, 불량 수와 재작업 상태 및 품질측정 정보와 같은 품질 정보와, 작동중 및 비가동, 문제점 상태와 같은 기계 정보의 저장과 처리를 담당하는 것을 특징으로 하는 맞춤보급형 제조실행 플랫폼
  4. 제3항에 있어서, 상기 실시간 데이터 매니저는 생산형태와 특징기반 비즈니스 로직을 정의하는 비즈니스 로직을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 맞춤보급형 제조실행 플랫폼
  5. 제1항에 있어서, 상기 데이터베이스 위저드 매니저는 복수 데이터베이스, 테이블 내 정보를 동시에 연계하고, 화면에 소스 및 타깃 정보를 정의하고 프로세스 로직을 정의하며, 프로세스를 감시하고 관리하는 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 맞춤보급형 제조실행 플랫폼
  6. 제1항에 있어서, 상기 애플리케이션 탬플릿 매니저는 비즈니스 로직이 중심이 되는 프로젝트를 진행하고, 화면별 구성파일에 의한 동적 생성으로 이전 구축 페이지에 대한 재 사용성을 높여주는 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 맞춤보급형 제조실행 플랫폼
  7. 제6항에 있어서, 상기 애플리케이션 탬플릿 매니저는 비즈니스 로직 변경에 따른 GUI 작업을 최소화시켜주고, 표준 플랫폼으로 개인별 개발특성을 최소화하여 여러 사이트의 통합관리의 효율을 높여주는 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 맞춤보급형 제조실행 플랫폼.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20150137151A (ko) * 2014-05-28 2015-12-09 주식회사 와이드티엔에스 전자빔 조사공정을 위한 통합 생산관리 시스템 및 방법
KR20240117735A (ko) * 2023-01-26 2024-08-02 건양대학교산학협력단 소상 공인 업무 지원을 위한 정보 관리 시스템 및 이의 실행 방법

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