KR20150023965A - 실시간 정보통합 기반의 다품종 생산 운용 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 실시간 정보통합 기반의 다품종 생산 운용 시스템에 대한 것으로서, 특히 MTConnect에 양방향 통신을 지원하는 실시간 정보통합 기반의 다품종 생산 운용 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 양방향 에이전트와 웹 서비스 모듈을 구비하여 통합운용 시스템과 설비 간에 양방향 통신을 수행할 수 있는 실시간 정보통합 기반의 다품종 생산 운용 시스템을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명은 XML(extensible markup language)을 이용하여 설비와 작업 현장을 정의하고 해당 정의에 의해 설비로부터 필요한 정보를 입출력하여 CNC를 포함하는 다양한 설비에 적용될 수 있는 실시간 정보통합 기반의 다품종 생산 운용 시스템을 제공할 수 있다.

Description

실시간 정보통합 기반의 다품종 생산 운용 시스템{Multi-product production management system of real-time information integration infrastructure}
본 발명은 실시간 정보통합 기반의 다품종 생산 운용 시스템에 대한 것으로서, 특히 MTConnect에 양방향 통신을 지원하는 실시간 정보통합 기반의 다품종 생산 운용 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 하나의 제품을 생산하기 위해서는 다양한 공정이 필요하며, 이를 수행하기 위해서 작업 현장에는 해당 공정 수행을 위한 다양한 설비가 설치된다. 최근에는 다수의 설비가 설치된 작업 현장을 관리자가 쉽게 모니터링하기 위한 기술이 개발되고 있으며, MTConnect는 이러한 기술을 표준화한 것이다.
하지만, 전술된 MTConnect는 데이터 흐름의 단순화를 지향하여 풀링(polling)에 의한 데이터 수집(data gathering)을 수행하며, 비상 알람(emergency alarm)이 폴링 스케줄을 제한한다. 또한, 에이전트와 어댑터 사이의 데이터 전달이 제한적인 문제점이 있다. 이에 따라, 이를 적용한 기존의 작업 현장 모니터링 시스템은 CNC 설비에만 적용될 수 있으며, 일방향 통신만 허용하는 한계가 있다.
1. 한국등록특허 제0596438호(2006.06.27.) 2. 한국공개특허 제2007-0017620호(2007.02.13.)
본 발명의 목적은 다양한 설비에 적용될 수 있고, 양방향 통신을 지원할 수 있는 다품종 생산 최적 운용 시스템을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 작업 현장에 적어도 하나 이상이 설치된 설비와, 상기 설비와 양방향 통신을 수행하는 확장 에이전트, 및 상기 확장 에이전트와 통신을 수행하여 상기 설비를 제어 및 모니터링하는 통합운용 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 정보통합 기반의 다품종 생산 운용 시스템을 제공한다.
상기 설비는 상기 확장 에이전트와 양방향 통신을 수행하는 어댑터를 포함한다. 상기 확장 에이전트는, 상기 어댑터와 양방향 통신을 수행하며, 상기 설비로부터 입출력하고자 하는 항목인 설비 정의 모듈과, 상기 설비 정의 모듈이 확장된 형태이며 계층적 구조를 가지는 작업 현장 정의 모듈을 포함한다. 상기 설비 정의 모듈과 상기 작업 현장 정의 모듈은 XML(extensible markup language)로 정의된다.
상기 확장 에이전트는, 상기 어댑터와 양방향 통신을 수행하는 양방향 에이전트와, 상기 양방향 에이전트와 통신을 수행하는 웹 서비스 모듈을 포함한다. 상기 양방향 에이전트는 MTConnect 기반의 에이전트 코어를 포함한다. 상기 양방향 에이전트는 상기 웹 서비스 모듈은 .NET으로 구현되는 것이 효과적이다.
상기 작업 현장 정의 모듈에 의한 작업 현장 모니터링은 상기 작업 현장의 보유 설비 현황 정보, 설비의 가동 정보와 정비 정보를 포함하는 설비 운영 현황 정보, 설비별 공정수행 현황 정보, 작업 현장 지시 진척 현황 정보를 포함한다.
상기 설비 정의 모듈에 의한 설비 모니터링은 상기 설비의 가동유무를 포함하는 설비 상태 정보, 설비의 공정 현황 정보, 설비의 장애 정보와 정비 정보를 포함하는 운영 현황 정보, 설비의 모드와 수치를 포함하는 제어 상태 정보를 포함한다.
본 발명은 양방향 에이전트와 웹 서비스 모듈을 구비하여 통합운용 시스템과 설비 간에 양방향 통신을 수행할 수 있는 실시간 정보통합 기반의 다품종 생산 운용 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 XML(extensible markup language)을 이용하여 설비와 작업 현장을 정의하고 해당 정의에 의해 설비로부터 필요한 정보를 입출력하여 CNC를 포함하는 다양한 설비에 적용될 수 있는 실시간 정보통합 기반의 다품종 생산 운용 시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 실시간 정보통합 기반의 다품종 생산 운용 시스템의 개념도.
도 2는 본 발명에 따른 실시간 정보통합 기반의 다품종 생산 운용 시스템에서 통합운용 시스템과 양방향 에이전트 및 어댑터의 구조와 이들의 양방향 통신 개념도.
도 3은 본 발명에 따른 실시간 정보통합 기반의 다품종 생산 운용 시스템의 설비 정의 모듈에 대한 예시도.
도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 실시간 정보통합 기반의 다품종 생산 운용 시스템에서 어댑터와 양방향 에이전트 및 통합운용 시스템의 연동 구현 및 테스트를 실시한 도면.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명에 따른 실시간 정보통합 기반의 다품종 생산 운용 시스템의 개념도이고, 도 2는 본 발명에 따른 실시간 정보통합 기반의 다품종 생산 운용 시스템에서 통합운용 시스템과 양방향 에이전트 및 어댑터의 구조와 이들의 양방향 통신 개념도이다.
본 발명에 따른 실시간 정보통합 기반의 다품종 생산 운용 시스템은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 웹과 양방향 통신을 지원하는 확장 에이전트(100)와, 설비(400)에 구비되어 확장 에이전트(100)와 양방향 통신을 수행하는 어댑터(300), 및 확장 에이전트(100)와 양방향 통신을 수행하는 통합운용 시스템(200)을 포함한다.
확장 에이전트(100)는 통합운용 시스템(200)과 설비가 구비된 샵을 양방향으로 연결하는 프로토콜의 개념으로서, 양방향 통신을 수행하는 양방향 에이전트(120)와, 에이전트 중계 웹 서비스를 수행하는 웹 서비스 모듈(110)을 포함한다.
양방향 에이전트(120)는 통합운용 시스템(200)과 샵에 구비된 설비 간에 양방향 통신이 가능하도록 한다. 이를 위해서, 양방향 에이전트(120)는 표준 HTTP 인터페이스를 유지하되, 양방향 통신을 지원해야 한다. 따라서, 양방향 에이전트(120)는 작업 현장 정보 모듈과, 설비 정보 모듈, 및 에이전트 코어를 포함한다.
작업 현장 정의 모듈은 작업 현장(shop floor, S) 구비된 설비에 대한 설비 정의 모듈이 확장된 형태이며 계층적 구조를 가진다. 또한, 작업 현장 정의 모듈은 설비 정의 모듈의 상위 개념이며, 작업 현장 정의 모듈에는 설비 정의 모듈에 대한 정보가 포함된다. 이에 따라, 작업 현장 정의 모듈은 적어도 하나 이상의 설비(400)가 구비된 작업 현장(S)에 대한 정의가 가능하다. 본 실시예는 이러한 작업 현장 정의 모듈이 XML(extensible markup language)로 정의되며, ShopFloor.XML로 명명되는 것을 예시한다.
도 3은 본 발명에 따른 실시간 정보통합 기반의 다품종 생산 운용 시스템의 설비 정의 모듈에 대한 예시도이다.
설비 정의 모듈은 설비(400)로부터 입출력하고자 하는 항목을 정의한다. 예를 들어, 설비 정의 모듈은 도 3에 도시된 바와 같이, 밀링머신의 회전과 방향을 정의할 수 있으며, 후술될 어댑터(300)는 이에 대한 정보를 설비로부터 입출력할 수 있다. 물론, 설비의 설정이 변경된다면 해당 설비(400)에 대응되는 어댑터(300)를 설치하고 설비 정의 모듈을 해당 어댑터(300)에 대응되도록 수정한다.
에이전트 코어는 작업 현장 정의 모듈과 실비 정의 모듈을 기반으로 통합운용 시스템(200)과 작업 현장(S)의 설비(400)에 구비된 어댑터(300) 사이의 양방향 통신을 실질적으로 수행하는 구성이다. 이러한 에이전트 코어는 MTConnect를 기반으로 하고 있으며, 기존의 MTConnect의 일방향 통신 기능을 양방향 통신기능으로 확장한 것이다. 또한, 에이전트 코어는 어댑터(300)의 개수와 동일하게 구비되는 것이 바람직하다. 또한, 이와 같은 구조에 의해 본 발명은 기존의 MTConnect가 CNC(Computerized Numerical Control) 설비에 국한되었던 것을 다양한 설비에 대해서 적용할 수 있도록 한다.
웹 서비스 모듈(110)은 양방향 에이전트(120)와 양방향 통신을 수행하며, 닷넷(.NET) 웹 서비스를 제공할 수 있다. 또한, 웹 서비스 모듈(110)은 닷넷 웹 서비스를 통해 통합운용 시스템(200)과 연동될 수 있다. 즉, 웹 서비스 모듈(110)은 양방향 에이전트(120)의 HTTP와 함께 통합운용 시스템(200)과 양방향 통신을 수행할 수 있다.
어댑터(300)는 설비에 구비되어 확장 에이전트(100)의 양방향 에이전트(120)와 통신을 수행한다. 본 실시예는 작업 현장에 4개의 설비가 배치된 것을 예시하며, 어댑터는 4개의 설비에 하나씩 설치된 4개의 어댑터를 예시한다. 이에 따라, 본 실시예는 제 1 내지 제 4 어댑터(310, 320, 330, 340)를 예시하며, 제 1 어댑터(310)는 RMC 설비에 구비된 RMC 어댑터, 제 2 어댑터(320)는 FANUC 설비에 구비된 FANUC 어댑터를 예시한다. 또한, 제 3 어댑터(330)는 OPC 설비에 구비된 OPC 어댑터, 제 4 어댑터(340)는 Siemens 설비에 구비된 Siemens 어댑터를 예시한다. 또한, 이에 따라, 전술된 에이전트 코어 역시 4개의 에이전트 코어, 즉, 제 1 내지 제 4 에이전트 코어가 구비된다. 즉, 어댑터(300)는 작업 현장의 설비마다 구비되어 설비와 확장 에이전트(100) 사이의 양방향 통신이 가능하도록 한다. 또한, 이러한 구성에 의해 어댑터(300)는 작업 현장 정의 모듈과 설비 정의 모듈에 정의된 항목에 대해서 설비(400)로부터 정보를 추출하여 확장 에이전트(100)에 전송하게 된다. 여기서, 작업 현장 정의 모듈에 의한 작업 현장 모니터링은 작업 현장의 보유 설비 현황 정보, 설비(400)의 가동 정보와 정비 정보를 포함하는 설비 운영 현황 정보, 설비별 공정수행 현황 정보, 작업 현장 지시 진척 현황 정보를 포함한다. 또한, 설비 정의 모듈에 의한 설비 모니터링은 설비(400)의 가동유무를 포함하는 설비 상태 정보, 설비(400)의 공정 현황 정보, 설비(400)의 장애 정보와 정비 정보를 포함하는 운영 현황 정보, 설비(400)의 모드와 수치 등을 포함하는 제어 상태 정보를 포함한다.
통합운용 시스템(200)은 확장 에이전트(100)와 통신을 수행하여 작업 현장(S) 또는/및 설비(400)를 제어하고 모니터링하기 위한 것이다. 이를 위해서 통합운용 시스템(200)은 양방향 에이전트(120) 및 웹 서비스 모듈(110)과 통신을 수행하여 설비를 통합운용할 수 있다.
도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 실시간 정보통합 기반의 다품종 생산 운용 시스템에서 어댑터와 양방향 에이전트 및 통합운용 시스템)의 연동 구현 및 테스트를 실시한 도면이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 설비(400)에 대해서 입출력하고자 하는 항목이 XML로 정의되어 있고, 어댑터(300)와 양방향 에이전트(120)가 정상적으로 접속되어 연동되는 것을 확인할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 양방향 에이전트와 웹 서비스 모듈을 구비하여 통합운용 시스템과 설비 간에 양방향 통신을 수행할 수 있는 실시간 정보통합 기반의 다품종 생산 운용 시스템을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명은 XML(extensible markup language)을 이용하여 설비와 작업 현장을 정의하고 해당 정의에 의해 설비로부터 필요한 정보를 입출력하여 CNC를 포함하는 다양한 설비에 적용될 수 있는 실시간 정보통합 기반의 다품종 생산 운용 시스템을 제공할 수 있다.
이상에서는 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 확장 에이전트 110: 웹 서비스 모듈
120: 양방향 에이전트 200: 통합운용 시스템
300: 어댑터 310: 제 1 어댑터
320: 제 2 어댑터 330: 제 3 어댑터
340: 제 4 어댑터 400: 설비
S: 작업 현장

Claims (9)

  1. 작업 현장에 적어도 하나 이상이 설치된 설비와,
    상기 설비와 양방향 통신을 수행하는 확장 에이전트, 및
    상기 확장 에이전트와 통신을 수행하여 상기 설비를 제어 및 모니터링하는 통합운용 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 정보통합 기반의 다품종 생산 운용 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 설비는 상기 확장 에이전트와 양방향 통신을 수행하는 어댑터를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 정보통합 기반의 다품종 생산 운용 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 확장 에이전트는,
    상기 어댑터와 양방향 통신을 수행하며, 상기 설비로부터 입출력하고자 하는 항목인 설비 정의 모듈과,
    상기 설비 정의 모듈이 확장된 형태이며 계층적 구조를 가지는 작업 현장 정의 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 정보통합 기반의 다품종 생산 운용 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 설비 정의 모듈과 상기 작업 현장 정의 모듈은 XML(extensible markup language)로 정의되는 것을 특징으로 하는 실시간 정보통합 기반의 다품종 생산 운용 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 확장 에이전트는,
    상기 어댑터와 양방향 통신을 수행하는 양방향 에이전트와,
    상기 양방향 에이전트와 통신을 수행하는 웹 서비스 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 정보통합 기반의 다품종 생산 운용 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 양방향 에이전트는 MTConnect 기반의 에이전트 코어를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 정보통합 기반의 다품종 생산 운용 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 양방향 에이전트는 상기 웹 서비스 모듈은 .NET으로 구현된 것을 특징으로 하는 실시간 정보통합 기반의 다품종 생산 운용 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 작업 현장 정의 모듈에 의한 작업 현장 모니터링은 상기 작업 현장의 보유 설비 현황 정보, 설비의 가동 정보와 정비 정보를 포함하는 설비 운영 현황 정보, 설비별 공정수행 현황 정보, 작업 현장 지시 진척 현황 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 정보통합 기반의 다품종 생산 운용 시스템.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 설비 정의 모듈에 의한 설비 모니터링은 상기 설비의 가동유무를 포함하는 설비 상태 정보, 설비의 공정 현황 정보, 설비의 장애 정보와 정비 정보를 포함하는 운영 현황 정보, 설비의 모드와 수치를 포함하는 제어 상태 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 정보통합 기반의 다품종 생산 운용 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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