KR20170065351A

KR20170065351A - 데이터 필터 장치 및 그 동작 방법

Info

Publication number: KR20170065351A
Application number: KR1020150171662A
Authority: KR
Inventors: 김록원; 지수영
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2015-12-03
Filing date: 2015-12-03
Publication date: 2017-06-13

Abstract

이하, 데이터 필터 장치 및 그 동작 방법이 개시된다. 실시예에 따른 데이터 필터는 센서 데이터 또는 설비 데이터를 수신하는 통신부; 설비 데이터를 처리하여 제조 설비의 상태를 분석하는 상태 분석부; 제조 설비의 상태를 바탕으로 센서 데이터의 필터링 구간을 결정하여 필터링하는 필터링부; 필터링된 센서 데이터 및 필터링된 센서 데이터에 대한 레이블링 정보를 저장하는 저장부를 포함할 수 있다.

Description

데이터 필터 장치 및 그 동작 방법{Data Filtering Apparatus And Method of Threof}

이하의 실시예는 제조 공정 중에 발생하는 비정형 데이터에 대한 데이터 필터 장치 및 그 동작 방법에 관한 것이다.

제조 설비나 공정의 다양한 문제를 분석하거나 예측하기 위해서 열 영상, 진동, 오디오, 초 분광, 비디오, 레이저 등의 센서를 부착하여 설비의 상태나, 설비에서 사용되는 도구의 상태, 또는 설비에서 가공되는 가공품의 상태에 대한 정보를 획득하는데 사용한다.

이러한 센서들로 나오는 데이터들은 스트리밍 형태로 출력되며 사이즈가 크고 무엇보다 특정 상황에 해당되는 정보만을 필터링하고 레이블링해서 저장해야 한다. 예를 들어서 어떤 설비가 제품을 가공할 때, 재료 투입 시, 가공 시, 재료 배출 시의 설비의 진동을 수집하고자 한다고 가정하면, 진동 센서와 연결되어 외부에 부착된 임베디드 시스템은 현재 설비가 어떠한 상태인지를 알 수가 없기 때문에 항상 진동 값을 획득하여 저장하거나 외부 서버로 전송하게 된다.

만약, 이렇게 수집된 진동 데이터를 분석하고자 하면 설비의 가동여부를 포함하여 설비의 모든 상태에 대한 타임테이블을 가지고 있어야 분석에 필요한 구간의 진동데이터를 타임테이블과 비교하면서 필터링 해야 한다. 또한 분석된 결과를 이용하여 실제 적용할 때도 무의미한 상태에 대해서 계속 분석을 하여 잘못된 예측을 유발할 수 있다.

실시예에 따르면, 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 비정형 데이터에 대하여 사용자가 필요로 하지 않는 정보를 필터링하고 사용자가 원하는 데이터에 대한 레이블링을 기능을 제공하는 장치 및 방법을 제공한다.

자세하게는, 외부 부착 센서로부터 입력되는 정보와 설비 정보를 통합한 실시간 필터링 및 레이블링을 위한 시스템 및 방법을 제공한다.

센서 데이터 또는 설비 데이터를 수신하는 통신부; 상기 설비 데이터를 처리하여 제조 설비의 상태를 분석하는 상태 분석부; 상기 제조 설비의 상태를 바탕으로 상기 센서 데이터의 필터링 구간을 결정하여 필터링하는 필터링부; 상기 필터링된 센서 데이터 및 상기 필터링된 센서 데이터에 대한 레이블링 정보를 저장하는 저장부를 포함하는, 데이터 필터 장치가 제공될 수 있다.

일측에 있어서, 상기 필터링된 센서 데이터가 저장되기 위한 필터된 센서 데이터 저장소; 및 상기 레이블링 정보를 저장하기 위한 필터링 정보 저장소를 더 포함할 수 있다.

실시예에 따르면, 비정형 데이터에 대하여 사용자가 필요로 하지 않는 정보를 필터링하고 사용자가 원하는 데이터에 대한 레이블링을 기능을 제공하는 장치 및 방법을 제공할 수 있다.

자세하게는, 외부 부착 센서로부터 입력되는 정보와 설비 정보를 통합한 실시간 필터링 및 레이블링을 위한 시스템 및 방법을 제공할 수 있다. 하나의 설비나 공정의 상태와 연관된 정보를 레이블링하는 것이 아니라 다수의 설비나 공정을 복합하여 상태를 의미화하는 기능을 제공할 수 있다.

도 1은 일실시예에 있어서, 데이터 필터 장치를 구동하기 위한 구조를 도시한 블록도이다.
도 2는 일실시예에 있어서, 데이터 필터 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 일실시예에 있어서, 데이터 필터 장치의 동작의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일실시예에 있어서, 데이터 필터 장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.

이하, 본 발명의 실시예에 대해서 첨부된 도면을 참조하여 자세히 설명하도록 한다.

아래 설명하는 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있다. 아래 설명하는 실시예들은 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 이들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

실시예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 실시예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

실시예에서, 제조 현장에 추가된 애드혹(Ad-hoc) 센서를 분석하고자 할 때, 애드혹 센서 값으로부터 분석 대상이 되는 정보를 구분하는 방법과 레이블링하는 방법에 대해서 설명하고자 한다. 이에, 애드혹 센서 데이터를 활용한 제조 설비나 상황에 대한 예측이나 모니터링에 필요한 기술의 데이터를 수집한다.

도 1은 일실시예에 있어서, 데이터 필터 장치를 구동하기 위한 구조를 도시한 블록도이다.

실시예에서, 데이터 필터의 구동 구조는 제조 설비나 제조 환경의 다양한 정보를 획득하는 데에 필요한 센서 시스템(100)을 포함할 수 있다. 센서 시스템은 애드혹 센서 등을 포함할 수 있다. 또한, 제조 설비(200)를 포함할 수 있으며, 설비(200)는 센서 시스템(100)의 센서들을 부착할 수 있다.

데이터 필터(300)는 센서 시스템(100)과 설비(200)에서 생성되는 센서 데이터 및 설비 데이터를 수신하고, 미리 정해진 규칙에 따라서 센서 데이터 및 설비 데이터를 필터링할 수 있다.

필터링된 데이터들은 저장 시스템(400)을 통해 저장될 수 있으며, 모니터링 및 예측 시스템(500)에서 필터링된 데이터들을 이용하여 이후 센서 시스템(100) 및 설비(200)의 동작을 제어하는 데에 사용할 수 있다.

도 2는 일실시예에 있어서, 데이터 필터 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.

실시예에 따른 데이터 필터 장치(300)는 통신부(510), 상태 추적부(320), 필터링부(340) 및 저장부(340)를 포함할 수 있고, 저장소로써 필터링 정보 저장소(350) 및 필터된 센서 데이터 저장소(360)를 더 포함할 수도 있다.

실시예에서, 통신부(510)는 애드혹 센서 시스템이나 제조 설비로부터 센서 데이터 및/또는 설비 데이터를 수신할 수 있다. 이를 위해 애드혹 센서 시스템이나 제조 설비와 유무선으로 연결될 수 있다.

상태 추적부(320)는 설비 데이터에 대한 규칙 또는 설비 데이터의 처리를 통해서 실시간의 제조 설비의 상태를 추적, 확인할 수 있다. 예를 들어, 설비 데이터로부터 제조 설비의 동작 상태, 공정 상태 등에 대한 정보를 획득할 수 있다.

필터링부(330)는 설비 데이터로부터 획득한 제조 설비의 상태를 바탕으로, 입력된 센서 데이터의 필터링 구간을 결정하고, 해당 필터링 구간에 해당하는 센서 데이터를 필터링할 수 있다. 예를 들어, 시간에 대응하는 필터링 구간이 결정되거나, 특정 설비, 공정 조건에 따라 필터링 구간을 결정할 수 있다.

저장부(340)는 필터링된 센서 데이터에 대한 레이블링 정보, 필터링된 센서 데이터를 저장할 수 있다.

실시예에서, 필터링된 센서 데이터가 어떤 조건에 의해서 필터링된 것인지에 대한 정보를 표시하기 위해 레이블링 정보와 필터링된 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들어, 필터링된 데이터를 저장할 시 테이블 형태로 저장될 수 있으며, 필터링된 레이블 정보, 필터링 시작 및 종료 시간 정보, 데이터의 종류 등에 대한 정보가 매칭되어 저장될 수 있다.

이를 위해서 데이터 필터 장치(300)는 필터링된 센서 데이터가 저장되기 위한 필터된 센서 데이터 저장소(360)와 필터링된 레이블 및 시간 정보 등의 부가 정보를 저장하기 위한 필터링 정보 저장소(350)를 포함할 수 있다. 실시예에서, 필터링 정보 저장소(350) 및 필터된 센서 데이터 저장소(360)는 데이터 필터 장치(300) 내에 구비되거나, 외부 데이터베이스로 구축될 수도 있다.

도 3은 일실시예에 있어서, 데이터 필터 장치의 동작의 일례를 설명하기 위한 도면이다.

실시예에 따른 도 3을 통해 데이터 필터 장치(300)의 내부에서 어떤 방법으로 센서 데이터가 필터링되는지 설명한다.

통신부(310)는 복수 개의 설비(200)와 센서 시스템(100)으로부터 센싱 정보에 해당하는 설비 데이터 및/또는 센서 데이터를 입력 받을 수 있다.

상태 추적부(320)는 통신부(310)로부터 설비 데이터 및/또는 센서 데이터를 수신하고, 설비의 공정 방법에 대한 정보를 토대로 각각의 설비(또는 공정)로부터 입력된 설비의 실행 값, 상태 값, 및 실행 값과 상태 값의 이력 등을 토대로 설비의 실시간 상태나 실시간 공정 단계, 세부적인 가공 부분 등에 해당하는 실시간 상태를 추적할 수 있다.

도시된 바에 따르면, 상태 추적부(320)는 1번 내지 n번 설비 각각에 대해서 상태를 동시에 추적할 수 있다. 예를 들어, 공정 방법을 근거로 1번 설비의 가공 순서가 투입 -> 가공A -> 가공B의 순서로 이루어 진다면, 해당 공정 방법의 공정 상태의 변화를 추적하는 상태 기반의 모델을 수립할 수 있다. 상태 추적부(320)는 이후, 입력되는 설비 데이터로부터 상태 추정 조건에 해당하는지를 비교하면서 설비(또는 공정)의 상태를 결정할 수 있다.

필터링부(330)는 상태 추적부(320)로부터 입력되는 설비 데이터를 통해 추적된 설비(또는 공정)에 대한 상태 추적 정보를 조합하여, 필터링 대상이 되는 복합 상태를 먼저 정의할 수 있으며, 설비가 그러한 상태가 되면, 해당 상태의 시작과 끝나는 시간에 대응하여 입력된 센서 데이터를 필터링할 수 있다. 실시예에서, 필터링부(330)는 특정 공정 상태에 해당하는 시간에 해당하는 센서 데이터를 추출할 수 있다.

저장부(340)는 센서 데이터의 필터링이 완료되면, 필터링된 데이터에 대해서 레이블링하고, 필터링된 데이터를 저장할 수 있다. 실시예에서, 필터링된 tsp서 데이터는 필터링 테이블에 테이블 형태로 부가 정보들과 매칭되어 저장될 수 있다. 예를 들어, 추출된 데이터에 대한 상태 레이블, 필터링 시작 시간, 종료 시간 및 데이터명을 하나의 필터링된 센서 데이터에 매칭하여 저장할 수 있다. 실시예에서, 저장부(340)는 데이터 필터 장치(300) 내부 또는 외부의 필터링 정보 저장소(350) 및 필터된 센서 데이터 저장소(360)에 상기의 필터링된 센서 데이터 및 이에 해당하는 부가 정보가 저장될 수 있다.

도 4는 일실시예에 있어서, 데이터 필터 장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다. 실시예에 다른 동작 방법은 도 1 내지 도 3을 통해 설명한 데이터 필터(300)의 동작 방법에 관한 것이다.

단계(410)에서 데이터 필터 장치(300)는, 애드혹 센서 시스템이나 제조 설비로부터 센서 데이터 및/또는 설비 데이터를 수신할 수 있다. 이를 위해 애드혹 센서 시스템이나 제조 설비와 유무선으로 연결될 수 있다.

단계(420)에서 데이터 필터 장치(300)는, 설비 데이터에 대한 규칙 또는 설비 데이터의 처리를 통해서 실시간의 제조 설비의 상태를 추적, 확인할 수 있다. 예를 들어, 설비 데이터로부터 제조 설비의 동작 상태, 공정 상태 등에 대한 정보를 획득할 수 있다.

단계(430)에서 데이터 필터 장치(300)는, 설비 데이터로부터 획득한 제조 설비의 상태를 바탕으로, 입력된 센서 데이터의 필터링 구간을 결정하고, 해당 필터링 구간에 해당하는 센서 데이터를 필터링할 수 있다. 예를 들어, 시간에 대응하는 필터링 구간이 결정되거나, 특정 설비, 공정 조건에 따라 필터링 구간을 결정할 수 있다.

단계(440)에서 데이터 필터 장치(300)는, 필터링된 센서 데이터에 대한 레이블링 정보, 필터링된 센서 데이터를 저장할 수 있다.

이를 위해서 데이터 필터 장치(300)는 필터링된 센서 데이터가 저장되기 위한 필터된 센서 데이터 저장소와 필터링된 레이블 및 시간 정보 등의 부가 정보를 저장하기 위한 필터링 정보 저장소를 포함할 수 있다. 실시예에서, 필터링 정보 저장소 및 필터된 센서 데이터 저장소는 데이터 필터 장치(300) 내에 구비되거나, 외부 데이터베이스로 구축될 수도 있다.

이상에서 설명된 실시예들은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치, 방법 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상과 같이 비록 한정된 도면에 의해 실시예들이 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims

센서 데이터 또는 설비 데이터를 수신하는 통신부;
상기 설비 데이터를 처리하여 제조 설비의 상태를 분석하는 상태 분석부;
상기 제조 설비의 상태를 바탕으로 상기 센서 데이터의 필터링 구간을 결정하여 필터링하는 필터링부;
상기 필터링된 센서 데이터 및 상기 필터링된 센서 데이터에 대한 레이블링 정보를 저장하는 저장부
를 포함하는,
데이터 필터 장치.