KR20160050013A - 생산 정보화 센서 데이터용 게이트웨이 장치를 포함하는 생산관리 시스템 - Google Patents

생산 정보화 센서 데이터용 게이트웨이 장치를 포함하는 생산관리 시스템 Download PDF

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KR20160050013A
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Abstract

본 발명은 생산 정보화 센서 데이터용 게이트웨이 장치 및 이를 포함하는 생산관리 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따른 생산관리 시스템은 공정설비에 설치되는 적어도 하나의 센서를 구비한 센서노드, 센서노드로부터 수신되는 센싱신호를 수신하여 표시하거나 전송하는 생산 정보화 센서 데이터용 게이트웨이 장치 및 센싱신호를 수신하여 공정설비의 상태 및 생산량을 통계적으로 분석하여 사용자 단말로 전송하는 서버를 포함하며, 상기 생산 정보화 센서 데이터용 게이트웨이 장치 및 이를 포함하는 생산관리 시스템은 실시간으로 공정설비의 상태 또는 생산량을 모니터링하여 정보를 제공할 수 있다.

Description

생산 정보화 센서 데이터용 게이트웨이 장치를 포함하는 생산관리 시스템{GATEWAY DEVICE FOR PRODUCTION INFORMATION SENSOR DATA AND PRODUCTION MANAGEMENT SYSTEM INCLUDING THE SAME}
본 발명은 생산 정보화 센서 데이터용 게이트웨이 장치 및 이를 포함하는 생산관리 시스템에 관한 것으로, 각 공정장치 또는 공정설비에 설치된 적어도 하나의 센서로부터 입력된 신호를 수집하여 서버에 전송하고, 전송된 신호를 통해 장비의 상태를 확인하며, 생산관리를 할 수 있는 생산 정보화 센서 데이터용 게이트웨이 장치 및 이를 포함하는 생산관리 시스템에 관한 것이다.
종래에는 생산관리는 영업부문에서 작성한 예상판매수량에 따라, 필요한 자재를 구입하여, 정해진 시간 내에 원하는 수량만큼의 제품을 생산하도록 생산공정 및 생산기계들을 관리하는 것에 한정되어 있었다.
최근 통신시스템의 발달로 인하여, 서버를 이용한 생산관리 시스템이 개발되고 있다.
생산관리 관련 행위 및 절차들의 많은 부분이 컴퓨터 네트워크의 발달과 함께 온라인 상에서 이루어지고 있으나, 그 역할이 종래의 오프라인 상에서 문서로 전달되고 집계되던 것들이 온라인으로 전달되고 컴퓨터 프로그램을 이용하여 집계되는 수준에 그치고 있다.
따라서, 생산현장의 실제로 생산되는 제품의 종류 및 생산량과 실제 시장의 요구에 따라 출하되어야 할 제품 사이에는 시간적 차이가 발생하여 시장의 변화에 적절하게 대응하지 못하는 문제점이 있으며, 제품의 옵션사양, 필요수량, 재고현황, 생산현황 등을 수동으로 입력하는 과정에서 발생 가능한 입력오류로 인하여 물량 및 내용의 불일치가 발생하는 문제점도 있다.
또한 생산관리시스템은 서버-클라이언트 개념의 생산관리 시스템으로 전용선을 이용하므로 생산관리 시스템을 구축하기 위해서는 별도의 전용선을 구축하고 별도의 프로그램을 각각의 사무실, 생산현장 등에 설치하여야 하는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 공정장치 또는 공정설비에 설치된 적어도 하나의 센서로부터 입력된 신호를 수집하여 서버에 전송하고, 전송된 신호를 통해 장비의 상태를 확인하며, 생산관리를 할 수 있는 생산 정보화 센서 데이터용 게이트웨이 장치 및 이를 포함하는 생산관리 시스템을 제공하는 데 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 공정 설비에 설치된 센서노드에서 수신된 센싱신호를 서버로 전송하는 생산 정보화 센서 데이터용 게이트웨이 장치에 있어서, 상기 센서노드로부터 입력되는 센싱신호들을 수신하는 센서인터페이스부; 상기 서버에 상기 센싱신호를 전송하는 통신부; 상기 센서노드에서 수신된 정보를 표시하는 디스플레이부; 상기 디스플레이부 상에 형성되어 사용자가 조작하도록 설치된 사용자인터페이스부; 및 상기 센싱신호를 수신하여, 상기 센서에 부여된 번호정보, 상기 센서의 상태 정보, 상기 센서에서 측정한 측정정보를 변환하고, 변환된 신호들을 상기 통신부 및 상기 디스플레이부에 제공하는 제어부를 포함하는 생산 정보화 센서 데이터용 게이트웨이 장치를 제공할 수 있다.
상기 통신부는 지그비 통신 모듈, 블루투스 통신 모듈, WiFi 통신 모듈 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 공정설비를 관리하는 생산관리 시스템에 있어서, 상기 공정설비에 설치되는 적어도 하나의 센서를 구비한 센서노드; 상기 센서노드로부터 수신되는 센싱신호를 수신하여 표시하거나 전송하는 생산 정보화 센서 데이터용 게이트웨이 장치; 및 상기 센싱신호를 수신하여 상기 공정설비의 상태 및 생산량을 통계적으로 분석하여 사용자 단말로 전송하는 서버를 포함하되, 상기 서버는 상기 센싱신호들을 이용하여 상기 공정설비의 시간당 생산량, 일별 생산량, 월별 생산량, 연간 생산량 정보들을 통계 분석하여 상기 사용자 단말로 제공하고, 상기 공정설비의 고장 유무를 판단하며, 상기 공정설비에 투입되는 재료의 상태 정보를 상기 사용자 단말로 제공하는 것을 특징으로 하는 생산관리 시스템을 제공할 수 있다.
상기 센서노드는 상기 공정설비 또는 상기 재료의 온도를 측정하는 온도센서; 상기 생산량을 카운트 하는 카운트 센서; 및 상기 공정설비의 작업시 압력 또는 투입되는 압력을 측정하는 압력센서를 포함할 수 있다.
상기 서버는 상기 센싱신호들을 통해 공정별 작업 일정에 대한 최적화된 일정을 예측하도록, 시간당 상기 공정설비에서의 생산량, 일일 가동 시간, 공정설비 간 이동시간 등을 고려하여 일일 최대 생산량을 예측할 수 있다.
상기 서버는 상기 공정 설비들 중 어느 하나에서 고장이 발생된 경우 고장으로 인한 생산 감소량을 계산하여 최대 생산량을 변경하도록, 고장이 발생한 공정설비의 수리시간 또는 교체 시간을 누적된 정보에 기초하여 산출하고, 상기 산출된 결과를 통해 최대 생산량을 재설정할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 생산 정보화 센서 데이터용 게이트웨이 장치 및 이를 포함하는 생산관리 시스템은 실시간으로 기계 설비 상태를 모니터링 할 수 있으며, 각 공정에서 생산되는 생산량 등의 정보를 실시간으로 확인할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 생산 정보화 센서 데이터용 게이트웨이 장치 및 이를 포함하는 생산관리 시스템은 종래 생산 공정 설비에 적용이 가능한 장점이 있다.
그리고 생산 정보화 센서 데이터용 게이트웨이 장치 및 이를 포함하는 생산관리 시스템은 실시간으로 작업지시 및 작업수행 결과를 확인할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 생산관리 시스템을 도시한 시스템도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 생산관리 시스템을 통한 공정 모니터링 상황을 도시한 도면.
도 3은 도 1에 도시된 생산 정보화 센서 데이터용 게이트웨이 장치를 도시한 블록도.
이하, 도면을 참조한 본 발명의 설명은 특정한 실시 형태에 대해 한정되지 않으며, 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있다. 또한, 이하에서 설명하는 내용은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하의 설명에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되는 용어로서, 그 자체에 의미가 한정되지 아니하며, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 명세서 전체에 걸쳐 사용되는 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 이하에서 기재되는 "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로 해석되어야 하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도 1 내지 도 3을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 생산관리 시스템을 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 생산관리 시스템은 복수의 센서노드(400), 생산 정보화 센서 데이터용 게이트웨이 장치(500), 서버(100) 및 사용자 단말(200)을 포함할 수 있다.
구체적으로, 센서노드(400)는 각 공정설비에 장착되어 센서에서 수집된 센싱정보를 생산 정보화 센서 데이터용 게이트웨이 장치(500)로 전송한다. 센서노드(400)는 개별 센서 또는 센서의 집합일 수 있다. 센서노드(400)는 카운터센서, 온도센서, 압력센서 중 어느 하나이거나, 이들을 포함하는 센서집합체일 수 있다.
예를 들면, 카운터 센서는 적외선 센서, 광센서, 압력센서 등이 사용되어 수를 헤아리는 센서이다. 카운터 센서는 각 공정설비(300)에서 생산한 생산량 정보를 수집할 수 있다. 이때, 카운터 센서는 공정설비(300)의 장치측면, 하부면 또는 상부면에 부착될 수 있다. 카운터 센서가 적외선 센서 또는 광센서일 경우 공정설비(300)의 장치측면에 부착되는 것이 바람직하며, 압력센서일 경우 하부면 또는 상부면에 부착되는 것이 바람직하다.
온도센서는 공정설비(300) 내에 설치되어 공정 재료의 온도 또는 작업부 내면의 온도를 측정할 수 있다.
압력센서는 공정설비의 공정 작업시 압력을 측정할 수 있다. 압력센서는 공정설비 내에 측정되거나, 공정설비의 압축 작업을 수행하는 압축 실린더 또는 유압장치측에 설치될 수 있다.
여기서, 제1 내지 제4 공정을 순차적으로 이용하여 가공된 제품을 생산할 경우에 각 공정설비로 유입되는 유압을 하나의 압력센서를 이용하여 측정할 수 있다.
생산 정보화 센서 데이터용 게이트웨이 장치(500)는 복수의 센서노드(400)로부터 입력되는 신호를 수집하여 서버(100)로 전송할 수 있다.
생산 정보화 센서 데이터용 게이트웨이 장치(500)는 각각의 공정설비(300)에 설치된 센서노드(400)의 각 센서들로부터 입력되는 신호를 실시간으로 변환하여 서버(100)로 전송할 수 있다. 즉, 센서노드(400)에서 입력되는 신호들은 아날로그 신호로 입력되므로, 각 신호들을 디지털 신호로 변환하고, 변환된 신호를 코딩하여 서버(100)에 전송할 수 있다.
생산 정보화 센서 데이터용 게이트웨이 장치(500)와 센서노드(400)는 유선 또는 무선 네트워크를 통해 연결될 수 있다. 생산 정보화 센서 데이터용 게이트웨이 장치(500)과 서버(100)또한 유선 또는 무선 네트워크를 통해 연결될 수 있다.
생산 정보화 센서 데이터용 게이트웨이 장치(500)와 서버(100)가 무선 네트워크를 사용할 경우 근거리 통신 방식을 이용할 수 있다. 예를 들면, 지그비 방식, 블루투스 방식, 무선랜 방식, WiFi 방식 등이 사용될 수 있다.
생산 정보화 센서 데이터용 게이트웨이 장치(500)는 도 3을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
서버(100)는 생산 정보화 센서 데이터용 게이트웨이 장치(500)에서 입력되는 센싱신호들을 분석하여 사용자 단말(200)로 전송할 수 있다. 서버(100)는 입력된 센싱신호들을 통해 각 공정설비 별로 분석 데이터를 생성하여 사용자 단말(200)로 전송할 수 있다.
예를 들면, 서버(100)는 카운트 센서들에서 생성된 신호들을 이용하여 시간당 생산량, 일별 생산량, 월별 생산량, 연간 생산량 정보들을 통계 분석하여 사용자 단말(200)로 제공할 수 있다.
서버(100)는 온도센서 및 압력센서에서 입력되는 신호들을 통해 각 공정설비의 고장 또는 가동 여부를 모니터링 할 수 있다.
예를 들면, 서버(100)는 온도센서에서 입력된 신호를 통해 재료의 온도 또는 공정 설비의 작업면 온도를 수신하여 수신된 온도가 설정치를 벗어난 경우 고장 또는 사고로 판단하여 사용자 단말(200)에 전송할 수 있다.
또한, 서버(100)는 제1 공정 내지 제4 공정의 공정설비들의 유압을 측정하는 압력센서에서 전송되는 신호를 통해 압력이 설정치를 벗어난 경우 고장 또는 사고로 판단하여 사용자 단말(200)에 전송할 수 있다.
이때, 서버(100)는 상기 센싱신호들을 통해 공정별 작업 일정에 대한 최적화된 일정을 예측할 수 있다.
서버(100)는 최적화된 일정을 예측하기 위하여, 시간당 각 공정설비에서의 생산량, 각 공정설비의 일일 가동 시간, 공정별 이동시간 등을 고려하여 일일 최대 생산량을 예측할 수 있다. 이때, 서버(100)는 고장 발생이 없을 경우 최대 생산량을 예측하고, 고장이 발생될 경우 예측된 최대 생산량을 변경할 수 있다.
서버(100)는 각 공정 설비들 중 어느 하나에서 고장이 발생된 경우 고장으로 인한 생산 감소량을 계산하여 최대 생산량을 변경할 수 있다. 서버(100)는 고장이 발생한 공정 설비의 수리시간 또는 교체 시간을 누적된 정보에 기초하여 산출하고, 산출된 결과를 통해 최대 생산량을 재설정 할 수 있다.
서버(100)는 생성된 최대 생산량 정보를 시간별로 저장할 수 있으며, 사용자 단말(200)의 요청 시에 최대 생산량 정보를 전송할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 생산관리 시스템을 통한 공정 모니터링 상황을 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 생산관리 시스템은 센서 상태에 대한 모니터링이 가능하다.
센서 동작상태를 통해 센서들이 설치된 라인별 센서들의 동작 상태를 확인할 수 있다.
또한, 품번 선택을 통해 제품에 대한 작업지시현황, 실적현황, 재작업현황, 불량현황 등을 확인할 수 있다.
그리고, 현재 각 공정별 작업자와 작업물품 등에 대한 정보를 확인할 수도 있다.
특히, 도 2에 도시된 바와 같이 센서의 동작 상태를 실시간을 확인할 수 있으므로, 작업현황 및 장비의 오작동 등을 실시간을 확인할 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 생산관리 시스템의 생산 정보화 센서 데이터용 게이트웨이 장치를 도시한 블록도이다.
도 3을 참조하면, 생산 정보화 센서 데이터용 게이트웨이 장치는 센서인터페이스부(510), 통신부(520), 제어부(530), 디스플레이부(540) 및 사용자인터페이스부(550)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 센서인터페이스부 (510)는 센서노드(도 1의 (400))와 통신연결을 위한 인터페이스로서 센서노드의 복수의 센서들과 연결되는 유선 또는 무선 통신 인터페이스를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에서는 센서노드와 연결을 위하여 RS-232, RS-485 등의 직렬통신 모듈을 사용하거나, CAN 통신모듈을 사용할 수 있다.
디스플레이부(540)는 센서노드에서 입력된 신호를 사용자가 확인할 수 있는 지표로 표시할 수 있다. 디스플레이부(540)는 생산 정보화 센서 데이터용 게이트웨이 장치(500)의 전면에 설치될 수 있으며, LCD 등의 디스플레이 장치를 사용할 수 있다.
통신부(520)는 생산 정보화 센서 데이터용 게이트웨이 장치(500)과 서버(100) 사이의 통신인터페이스를 포함할 수 있다. 통신부(520)는 무선통신모듈 또는 유선통신모듈이 구비될 수 있으며, 본 발명의 실시 예에서는 Zigbee 통신 모듈을 사용할 수 있으며, zigbee 통신 모듈 이외에 WiFi 통신 모듈, 블루투스 통신 모듈 등의 다양한 근거리 통신 모듈을 사용할 수 있다.
사용자인터페이스부(550)는 생산 정보화 센서 데이터용 게이트웨이 장치(500)의 외부에 설치되어 사용자의 입력에 의해 디스플레이부(540)를 조작할 수 있도록 설치된다. 예를 들면, 사용자가 사용자인터페이스부(550)를 조작하여 디스플레이부(540)에 센서노드에서 계측된 정보를 표시하도록 할 수 있다.
제어부(530)는 센서인터페이스부(510)을 통해 센서노드들에서 입력되는 신호를 디지털 신호로 변환하여 통신부(520)에 제공할 수 있다. 제어부(530)는 32bit DSP 컨트롤러가 사용될 수 있다. 제어부(530)는 실시간으로 센서노드에서 수집된 신호를 통신부(520)를 통해 서버(100)로 전달할 수 있다.
이때, 제어부(530)는 복수의 센서에서 입력되는 신호를 각 센서별로 구분하여 통신부(520)로 전달할 수 있다. 즉, 제어부(530)는 복수의 센서에서 입력되는 신호들을 추후 서버에서 구분할 수 있도록, 센서의 번호, 상태 정보, 카운트 정보, 압력, 온도 등의 측정 정보를 설정된 포맷으로 변환하여 통신부(520)에 전달할 수 있다.
상기와 같이 생산 정보화 센서 데이터용 게이트웨이 장치(500)는 각 구성부를 이용하여 센서노드에서 수집된 센서정보를 실시간으로 서버(100)에 전송할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 생산 정보화 센서 데이터용 게이트웨이 장치 및 이를 포함하는 생산관리 시스템은 실시간으로 기계 설비 상태를 모니터링 할 수 있으며, 각 공정에서 생산되는 생산량 등의 정보를 실시간으로 확인할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 생산 정보화 센서 데이터용 게이트웨이 장치 및 이를 포함하는 생산관리 시스템은 종래 생산 공정 설비에 적용이 가능한 장점이 있다.
그리고 생산 정보화 센서 데이터용 게이트웨이 장치 및 이를 포함하는 생산관리 시스템은 실시간으로 작업지시 및 작업수행 결과를 확인할 수 있다.
100: 서버
200: 사용자 단말
300: 공정설비
400: 센서노드
500: 생산 정보화 센서 데이터용 게이트웨이 장치
510: 센서인터페이스부
520: 통신부
530: 제어부
540: 디스플레이부
550: 사용자인터페이스부

Claims (2)

  1. 공정설비를 관리하는 생산관리 시스템에 있어서,
    상기 공정설비에 설치되는 온도센서, 카운트 센서 및 압력센서를 구비한 센서노드;
    상기 센서노드로부터 수신되는 센싱신호를 수신하여 표시하거나 전송하는 생산 정보화 센서 데이터용 게이트웨이 장치; 및
    상기 센싱신호를 수신하여 상기 공정설비의 상태 및 생산량을 통계적으로 분석하여 사용자 단말로 전송하는 서버를 포함하되,
    상기 온도센서는
    상기 공정설비 내에 설치되어, 상기 공정설비, 재료 또는 상기 공정설비의 작업부 내면의 온도를 측정하고,
    상기 카운트 센서는
    상기 공정설비의 장치측면, 하부면 또는 상부면에 부착되어, 상기 생산량을 카운트하고,
    상기 압력센서는
    상기 공정설비 내에 설치되거나, 상기 공정설비의 압축 작업을 수행하는 압축 실린더 또는 유압장치측에 설치되어, 상기 공정설비의 작업 시 압력 또는 투입되는 압력을 측정하고,
    상기 서버는
    상기 센싱신호들을 이용하여 상기 공정설비의 시간당 생산량, 일별 생산량, 월별 생산량, 연간 생산량 정보들을 통계 분석하여 상기 사용자 단말로 제공하고, 상기 공정설비의 고장 유무를 판단하며, 상기 공정설비에 투입되는 재료의 상태 정보를 상기 사용자 단말로 제공하고,
    상기 온도센서에서 입력된 신호를 통해 상기 재료의 온도 또는 상기 공정설비의 작업면 온도를 수신하여 수신된 온도가 설정치를 벗어난 경우, 고장 또는 사고로 판단하여 상기 사용자 단말에 전송하고,
    복수의 공정설비들의 유압을 측정하는 상기 압력센서에서 전송되는 신호를 통해 압력이 설정치를 벗어난 경우, 고장 또는 사고로 판단하여 상기 사용자 단말에 전송하고,
    상기 센싱신호들을 통해 공정별 작업 일정에 대한 최적화된 일정을 예측하도록, 시간당 상기 공정설비에서의 생산량, 일일 가동 시간, 공정설비 간 이동시간 등을 고려하여 일일 최대 생산량을 예측하며,
    상기 공정 설비들 중 어느 하나에서 고장이 발생된 경우 고장으로 인한 생산 감소량을 계산하여 최대 생산량을 변경하도록, 고장이 발생한 공정설비의 수리시간 또는 교체 시간을 누적된 정보에 기초하여 산출하고, 상기 산출된 결과를 통해 최대 생산량을 재설정하고,
    상기 압력센서는,
    상기 복수의 공정설비들을 순차적으로 이용하여 가공된 제품을 생산할 경우, 각 공정설비로 유입되는 유압을 하나의 압력센서를 이용하여 측정하고,
    상기 생산 정보화 센서 데이터용 게이트웨이 장치는,
    상기 센서노드로부터 입력되는 센싱신호들을 수신하는 센서인터페이스부;
    상기 서버에 상기 센싱신호를 전송하는 통신부;
    상기 센서노드에서 수신된 정보를 표시하는 디스플레이부;
    상기 디스플레이부 상에 형성되어 사용자가 조작하도록 설치된 사용자인터페이스부; 및
    상기 센싱신호를 수신하여, 상기 센서에 부여된 번호정보, 상기 센서의 상태 정보, 상기 센서에서 측정한 측정정보를 변환하고, 변환된 신호들을 상기 통신부 및 상기 디스플레이부에 제공하는 제어부를 포함하며,
    상기 제어부는 복수의 센서에서 입력되는 신호들을 상기 서버에서 각 센서별로 구분하도록 센서의 번호, 상태 정보, 카운트 정보, 압력 및 온도에 대한 측정 정보를 설정된 포맷으로 변환하여 통신부에 전달하는 것을 특징으로 하는 생산 정보화 센서 데이터용 게이트웨이 장치를 포함하는 생산관리 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 통신부는
    지그비 통신 모듈, 블루투스 통신 모듈, WiFi 통신 모듈 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 생산 정보화 센서 데이터용 게이트웨이 장치를 포함하는 생산관리 시스템.
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