KR20170087584A - 고객 맞춤 제품 생산을 위한 스마트 제조 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고객 맞춤 제품 생산을 효율적으로 지원하는 스마트 제조 시스템 및 방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 제품을 개발하는 과정에서 개인 또는 기업이 요구하는 차별화된 제품을 값싸고 빠르게 생산하기 위한 스마트 제조 시스템 및 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 고객 맞춤 제품 생산을 효율적으로 지원하는 스마트 제조 시스템 및 방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 제품을 개발하는 과정에서 개인 또는 기업이 요구하는 차별화된 제품을 값싸고 빠르게 생산하기 위한 스마트 제조 시스템 및 방법에 관한 것이다.
전통적인 제조 산업은 대량 소비 시장을 겨냥하여 전용 자동화 설비를 갖춘 공장에서 대량 생산에 적합한 형태로 발전해 왔다. 그러나 소비자들의 소득 수준이 높아지고 기호가 다양해지면서 개인화된 맞춤형, 주문형 제품에 대한 롱 테일(Long tail) 시장이 부상하고 있다. 또한, 이를 기술적으로 지원해줄 수 있는 3D 프린터나 로봇과 같은 혁신형 디지털 제조설비 기술이 성숙되면서 고객 맞춤 제품 생산에 대한 요구가 증가하고 있다. 하지만, 개인화된 맞춤형, 주문형 제품을 소량으로 생산하는 경우 구조적으로 생산 비용이 높아지고 납기일이 많이 소요되는 등의 한계가 있다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 제 2010-0105826 (2010. 10 .04 공개)에 개시되어 있다.
본 발명은 개인 또는 기업이 신제품 개발을 위해 요구하는 개인화된 제품을 값싸고 빠르게 생산하기 위해, 3D 프린터, 로봇, 후처리 장비(훈증, 연마, 도색 등) 등의 제조 설비들을 사물 인터넷(Internet of Things) 기반의 통합된 네트워크로 연결하여 적층, 가공 및 조립 과정을 자동화하고, 실시간 공장 상황을 파악하여 시스템이 스스로 지능적으로 계획하고, 판단하는 스마트 제조 시스템 및 방법을 제공한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면 고객 맞춤 제품 생산을 위한 스마트 제조 시스템이 제공된다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 고객 맞춤 제품 생산을 위한 스마트 제조 시스템은 웹 상에서 고객 맞춤 제품 생산을 요청 받아 상응하는 제품 정보를 생성하고, 제품 정보에 상응하는 제품 설계 정보를 검증한 후 생산 계획을 수립하는 제조 서비스 클라우드 서버, 생산계획에 상응하는 동적 작업 계획을 수립하고, 사물 인터넷 기반 설비의 현황, 상태, 이상 또는 오류에 대한 이벤트 정보를 수신하고, 이벤트 정보에 상응하여 설비 실행 제어 명령을 통하여 생산 공정 관리, 가상 공장 시뮬레이션, 공장 상황 분석, 공장 상황 변화 인지 및 품질 관리 중 적어도 하나를 수행하는 제조 운영 서버 및 설비 실행 제어 명령을 수신하고 개별 설비 제어 명령으로 변환하여 사물 인터넷 기반 설비를 각각 제어하고 사물 인터넷 기반 설비의 현황, 상태, 이상 또는 오류에 대한 이벤트 정보를 생성하는 사물 인터넷 기반 설비 제어 서버를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면 고객 맞춤 제품 생산을 위한 스마트 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 고객 맞춤 제품 생산을 위한 스마트 제조 방법은 웹 상에서 고객 맞춤 제품 생산을 요청 받아 상응하는 제품 정보를 생성하는 단계, 제품 정보에 상응하는 제품 설계 정보를 검증한 후 생산 계획을 수립하는 단계, 생산계획에 상응하는 동적 작업 계획을 수립하고, 사물 인터넷 기반 설비의 현황, 상태, 이상 또는 오류에 대한 이벤트 정보를 수신하는 단계, 이벤트 정보에 상응하여 설비 실행 제어 명령을 통하여 생산 공정 관리, 가상 공장 시뮬레이션, 공장 상황 분석, 공장 상황 변화 인지 및 품질 관리 중 적어도 하나를 수행하는 단계 및 설비 실행 제어 명령을 수신하고 개별 설비 제어 명령으로 변환하여 사물 인터넷 기반 설비를 각각 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명은 고객 맞춤 제품 생산을 효율적으로 지원하여 개인 또는 기업이 요구하는 맞춤제품의 소량생산을 통해 초기 진입비용을 낮추고 개방형으로 공장을 운영하여 제조 민주화를 가능하게 하는 공장 서비스를 구축할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고객 맞춤 제품 생산을 위한 스마트 제조 시스템을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제조 서비스 클라우드 서버를 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제조 운영 서버를 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고객 맞춤 제품 생산을 위한 사물 인터넷 기반 설비제어 서버를 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고객 맞춤 제품 생산을 위한 스마트 제조 시스템에서 실행되는 스마트 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제조 서비스 클라우드 서버에서 스마트 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제조 운영 서버에서 스마트 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고객 맞춤 제품 생산을 위한 사물 인터넷 기반 설비제어 서버에서 스마트 제공 방법을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제조 서비스 클라우드 서버를 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제조 운영 서버를 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고객 맞춤 제품 생산을 위한 사물 인터넷 기반 설비제어 서버를 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고객 맞춤 제품 생산을 위한 스마트 제조 시스템에서 실행되는 스마트 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제조 서비스 클라우드 서버에서 스마트 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제조 운영 서버에서 스마트 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고객 맞춤 제품 생산을 위한 사물 인터넷 기반 설비제어 서버에서 스마트 제공 방법을 설명하기 위한 도면.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하도록 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고객 맞춤 제품 생산을 위한 스마트 제조 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 스마트 제조 시스템은 제조 서비스 클라우드 서버(100), 제조 운영 서버(200) 및 사물 인터넷 기반 설비 제어 서버(300) 및 사물 인터넷 기반 설비 및 센서(400)를 포함한다.
제조 서비스 클라우드 서버(100)는 웹 상에서 고객 맞춤 제품 생산을 요청 받고, 상응하는 제품 정보를 생성하고, 제품 정보에 상응하는 제품 설계 정보를 검증한 후 생산 계획을 수립한다. 제조 서비스 클라우드 서버(100)는 고객 맞춤 제품 생산을 위하여 설계, 제조, 조달 및 유통 중 적어도 하나와 관련된 사업 주체의 통신 단말기와 웹 상으로 연결되고 협업한다. 여기서, 설계, 제조, 조달 및 유통 중 적어도 하나와 관련된 사업 주체는 개인, 기업, 엔지니어링 전문가, 부품 조달자 또는 온라인 마켓플레이스를 포함할 수 있다.
제조 운영 서버(200)는 이종의 다양한 고객 맞춤 제품을 생산하기 위하여 생산계획에 상응하는 동적 작업 계획을 수립하고, 사물 인터넷 기반 설비의 현황, 상태, 이상 또는 오류에 대한 이벤트 정보를 수신하고, 이벤트 정보에 상응하여 설비 실행 제어 명령을 통하여 생산 공정 관리, 가상 공장 시뮬레이션, 공장 상황 분석, 공장 상황 변화 인지 및 품질 관리 중 적어도 하나를 수행한다. 제조 운영 서버(200)는 사물 인터넷 기반 설비 제어 서버(300)로부터 이벤트 발생을 수신하고, 상응하는 제어 명령을 사물 인터넷 기반 설비 제어 서버(300)로 전송한다. 제조 운영 서버(200)는 설비 현황 이벤트 또는 생산 현황 이벤트에 상응하는 생산 공정을 관리하거나, 시뮬레이션 요청 이벤트에 상응하는 가상 공장 시뮬레이션을 수행한다. 또한, 제조 운영 서버(200)는 설비 현황 이벤트 또는 생산 현황 이벤트에 상응하여 공장 상황 분석 및 변화를 인지하고 품질 현황 이벤트에 상응하여 제품의 품질을 관리한다.
사물 인터넷 기반 설비 제어 서버(300)는 이종 설비 간의 상호 연동 및 설비 실행 제어를 수행한다. 사물 인터넷 기반 설비 제어 서버(300)는 제어 운영 서버(200)로부터 전달된 설비 실행 제어 명령을 수신하고 개별 설비 제어 명령으로 변환하여 사물 인터넷 기반 설비를 각각 제어한다. 사물 인터넷 기반 설비 제어 서버(300)는 사물 인터넷 기반 설비의 현황, 상태, 이상 또는 오류가 발생되는 경우 제조 운영 서버(200)로 이벤트를 통보한다.
사물 인터넷 기반 설비 및 센서(400)는 사물 인터넷 기반 설비(300)와 네트워크로 연결되며, 디지털 제조 설비를 중심으로 적층 제조 장비(예를 들면, 3D 프린터 등), 후가공 장비(예를 들면, 훈증 장비나 도색 장비, 연마 장비 등), 자동화 설비(예를 들면, 로봇, 컨베이어 등), 센서 및 작동장치(Actuator)를 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제조 서비스 클라우드 서버를 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 제조 서비스 클라우드 서버(100)는 프로젝트 관리 모듈(110), 제품 정보 관리 모듈(120), 제품 설계 검증 모듈(130), 자동 생산 계획 모듈(140), 주문 관리 모듈(150), 제조 현황 모니터링 모듈(160), 조달 유통 관리 모듈(170), 제조 서비스 데이터베이스(180) 및 클라우드 연동 프레임워크(190)를 포함한다.
프로젝트 관리 모듈(110)은 개인 또는 기업으로부터 제품 생산 요청을 받으면 고객으로부터 제조자 정보와 생산 요구 정보를 접수하여 프로젝트 정보를 생성한다. 여기서 생산 요구 정보는 고객 맞춤 제품 생산을 하는 데 있어 요구하는 정보로 제품 형상 모델, 도면, 전기적 재원, 제품의 색상 및 제품의 소재 중 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있다.
제품 정보 관리 모듈(120)은 생성된 프로젝트 정보로부터 제품 자료 객체를 정의한다.
제품 설계 검증 모듈(130)은 제품 설계 정보에 대해 검증 지표에 따라 자동으로 또는 엔지니어링 전문가가 수동으로 검증하여 생산 과정에서 발생 가능한 오류를 정정한다.
자동 생산 계획 모듈(140)은 제품 정보, 3D 모델 정보, 자재 목록 정보(BOM; Bills Of Material), 자재 납기 정보 및 설비 현황(Capacity)정보 중 적어도 하나를 기초로 생산량을 결정하고, 생산 및 납기 계획 정보를 제공한다. 여기서, 설비 현황 정보는 사물 인터넷 기반 설비 제어 서버(300)로부터 획득할 수 있다.
주문 관리 모듈(150)은 고객과의 인터페이스를 통해서 생산 계획을 확정하고, 이에 따라 제조 운영 서버(200)로 제품 생산 요청 메시지를 전달한다. 여기서, 제품 생산 요청 메시지는 제품 정보 및 생산 할당 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다
제조 현황 모니터링 모듈(160)은 제조 운영 서버(200) 및 사물 인터넷 기반 설비 제어 서버(300) 중 적어도 하나로부터 실시간 현황 데이터를 획득하여 웹 상에 가시화한다.
조달 유통 관리 모듈(170)은 웹으로 연결되어 있는 부품 조달 업체 및 온라인 마켓플레이스 중 적어도 하나와 연계하여 부품을 조달 관리하고, 완제품 유통 및 배송을 관리한다.
제조 서비스 데이터베이스(180)는 제조 서비스 클라우드 서버(100)에서 고객 맞춤 제품 생산을 위한 설계, 제조, 조달 및 유통을 연계하고 협업하기 위하여 필요한 정보가 저장된다.
클라우드 연동 프레임워크(190)는 제조 서비스 클라우드 서버(100)에서 설계, 제조, 조달 및 유통 중 적어도 하나와 관련된 개인 또는 기업, 엔지니어링 전문가, 부품 조달자, 온라인 마켓플레이스를 웹 상에서 서로 연결하고 네트워크로 연동하기 위한 소프트웨어 플랫폼이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제조 운영 서버를 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 제조 운영 서버(200)는 동적 작업 계획 및 지시 모듈(210), 공정 관리 모듈(220), 가상 공장 시뮬레이션 모듈(230), 공장 상황 분석 인지 모듈(240), 품질 관리 모듈(250), 제조 운영 데이터베이스(260) 및 이벤트 기반 동적 제조 운영 프레임워크(270)를 포함한다.
동적 작업 계획 및 지시 모듈(210)은 실시간 사물 인터넷 기반 설비 현황 정보, 제품 정보 및 생산 할당 정보 중 적어도 하나를 반영하여 동적으로 작업 일정을 관리하고, 작업 일정에 따라 작업을 지시한다.
공정 관리 모듈(220)은 사물 인터넷 기반 설비 현황 데이터 및 생산 현황 데이터를 제조 운영 데이터베이스(260)에 저장하고, 작업지시에 따른 사물 인터넷 기반 설비 별 현황 데이터 또는 공정 별 현황 데이터를 모니터링하고, 생산 실적 및 성과 지표를 가시화한다.
가상 공장 시뮬레이션 모듈(230)은 동적으로 수립된 생산 계획 또는 작업 계획을 실시간 현황이 반영된 가상의 공장에서 미리 시뮬레이션 하여 검증한다.
공장 상황 분석 인지 모듈(240)은 실시간으로 획득된 설비 현황 데이터 및 생산 현황 데이터 중 적어도 하나와 제조 운영 데이터베이스(260)에 축적되어 있는 데이터들을 연계 분석하여 공장 상황을 인지하고 판단한다. 공장 상황 분석 인지 모듈(230)은 예를 들면, 데이터 분석의 일 실시 예로 훈증 처리가 요구되는 제품의 크기와 훈증 장비의 훈증 시간, 제품 변형에 따른 불량률과의 연관성이 발견되는 경우, 이에 따라 훈증 장비에 대해 자동으로 최적의 설정 값으로 변경하는 이벤트를 발생할 수 있다
품질 관리 모듈(250)은 별도의 검사 과정 통해 획득한 제품 품질 현황 데이터를 모니터링하고 저장 및 관리한다. 품질 관리 모듈(250)은 공정 중 불량발생 요인에 대해 추적하는 기능을 포함할 수 있다.
제조 운영 데이터베이스(260)는 이종의 다양한 개인화 제품을 제조 운영하기 위하여 필요한 데이터, 예를 들면, 사물 인터넷 기반 설비 별 현황 데이터 또는 공정 별 현황 데이터를 저장한다.
이벤트 기반 동적 제조 운영 프레임워크(270)는 작업지시를 이벤트 기반으로 공장 상황에 맞춰서 실시간 설비 제어 명령 메시지로 변환하여 전달한다. 또한, 이벤트 기반 동적 제조 운영 프레임워크(270)는 사물 인터넷 기반 설비 제어 서버(300) 또는 제조 운영 서버(200) 내의 타 기능 모듈로부터 수신한 이벤트를 정의된 규칙에 따라 처리한다. 여기서, 규칙은 미리 정의하거나, 또는 제조 운영 서버(200)가 운영되는 과정에서 기능모듈 들에 의해 새로 추가 등록 또는 삭제하는 기능을 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고객 맞춤 제품 생산을 위한 사물 인터넷 기반 설비제어 서버를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 사물 인터넷 기반 설비 제어 서버(300)는 사물 인터넷 기반 설비 관리 모듈(310) 및 사물 인터넷 미들웨어(320)를 포함한다.
사물 인터넷 기반 설비 관리 모듈(310)은 사물 인터넷 기반 설비들의 목록 정보, 상태 정보 및 속성 정보 중 적어도 하나를 관리한다. 사물 인터넷 기반 설비 관리 모듈(310)는 필요에 따라 네트워크 구성 관리, 자동 설정 및 원격 유지 보수 중 적어도 하나의 기능을 포함할 수 있다.
사물 인터넷 미들웨어(320)는사물 인터넷 기반 설비와 네트워크로 연결되어 사물 인터넷 현황 데이터 또는 공정 별 현황 데이터를 수신하고, 사물 인터넷 기반 설비의 실행 제어 명령을 전달한다. 사물 인터넷 미들웨어(320)는 사물 인터넷 기반 설비와 네트워크를 통해 데이터 송수신 처리, 설비 제어, 이벤트 처리 및 광고(Advertisement) 기능 중 적어도 하나의 기능을 수행한다. 여기서, 사물 인터넷 기반 설비는 제조 설비, 후가공 설비, 자동화 설비 중 적어도 하나일 수 있다. 여기서, 제조 설비는 예를 들면, 3D 프린터와 같은 적층 제조 설비일 수 있고, 후가공 설비는 예를 들면, 훈증, 도색 및 연마 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 자동화 설비는 로봇 또는 컨베이어를 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고객 맞춤 제품 생산을 위한 스마트 제조 시스템에서 실행되는 스마트 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 단계 S510에서 스마트 제조 시스템은 웹 상에서 고객 맞춤 제품 생산을 요청 받고, 상응하는 제품 정보를 생성한다.
단계 S510에서 스마트 제조 시스템은 제품 정보에 상응하는 제품 설계 정보를 검증한 후 생산 계획을 수립한다.
단계 S520에서 스마트 제조 시스템은 생산계획에 상응하는 동적 작업 계획을 수립하고, 사물 인터넷 설비의 현황, 상태, 이상 또는 오류에 대한 이벤트 정보를 수신한다.
단계 S530에서 스마트 제조 시스템은 이벤트 정보에 상응하여 설비 실행 제어 명령을 통하여 생산 공정 관리, 가상 공장 시뮬레이션, 공장 상황 분석, 공장 상황 변화 인지 및 품질 관리 중 적어도 하나를 수행한다.
단계 S540에서 스마트 제조 시스템은 설비 실행 제어 명령을 수신하고 개별 설비 제어 명령으로 변환하여 사물 인터넷 설비를 각각 제어한다.
단계 S550에서 스마트 제조 시스템은 사물 인터넷 기반 설비의 현황, 상태, 이상 또는 오류에 대한 이벤트 정보를 생성한다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제조 서비스 클라우드 서버에서 스마트 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 단계 S610에서 제조 서비스 클라우드 서버(100)는 고객으로부터 웹을 통해서 개인화 제품 생산을 요청 받는다. 제조 서비스 클라우드 서버(100)는 고객으로부터 제조자 정보와 생산 요구 정보를 접수하고, 프로젝트 정보를 생성한다. 여기서, 생산 요구 정보는 다양한 3D CAD 프로그램(예를 들면, 인벤터, 솔리드웍스, 스케치업 등)을 통해 설계될 수 있는 제품 형상 모델을 포함할 수 있다. 프로젝트 모델 정보는 제품 형상 모델로부터 부품 정보 및 조립(Assembly) 정보를 추출하여 변환된 미리 정의된 표준적인 모델 정보를 포함한다. 또한, 프로젝트 정보는 프로젝트의 기본적인 정보 이외에도, 생산 정보, 자재 목록 정보(BOM; Bills Of Material), 설계 모델 원본 정보 및 변환 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
단계 S620에서 제조 서비스 클라우드 서버(100)는 제품 정보를 생성한다. 제조 서비스 클라우드 서버(100)는 제품 자료 객체를 생성하고, 제품 도면 정보, 3D 모델 정보 및 자재 목록 정보 중 적어도 하나와 연계하여 관리한다.
단계 S630에서 제조 서비스 클라우드 서버(100)는 제품 설계 정보를 검증한다. 제조 서비스 클라우드 서버(100)는 실시간 획득된 자재 납기 현황 정보 및 설비 용량 정보 중 적어도 하나를 기초로 자동 검증, 구조 해석 도구 및 원가 계산 도구 중 적어도 하나와 연계하여 제품 설계 정보를 검증하고, 오류를 정정할 수 있다.
단계 S640에서 제조 서비스 클라우드 서버(100)는 자동으로 생산 계획을 수립한다. 제조 서비스 클라우드 서버(100)는 실시간 획득된 자재 납기 현황 정보 및 설비 용량 정보 중 적어도 하나를 기초로 생산량을 계획하고 제품 납기 예측 일정을 계산할 수 있다.
단계 S650에서 제조 서비스 클라우드 서버(100)는 생산 계획을 확정하고 생산 요청 메시지를 생성하여 제조 운영 서버(200)로 전달한다. 제조 서비스 클라우드 서버(100)는 생산 계획이 확정되고 나면, 전달될 생산 요청 메시지 내에 확정된 부품의 사양 정보와 제품 정보(공정 시간, 공정 프로세스, 납기 등), 생산량 할당정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제조 운영 서버에서 스마트 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 단계 S710에서 제조 운영 서버(200)는 동적 작업 계획을 수립한다. 제조 운영 서버(200)는 확정된 부품 사양 정보, 제품 정보, 생산 할당 정보 및 설비 현황 정보 중 적어도 하나를 기초로 일정을 계획하고 작업을 지시한다.
단계 S720에서 제조 운영 서버(200)는 규칙 기반의 실시간 이벤트를 처리한다. 제조 운영 서버(200)는 사물 인터넷 기반 설비의 현황, 상태, 이상 또는 오류에 대한 이벤트 정보를 수신하고, 실시간으로 발생되는 다양한 이벤트를 규칙 기반으로 실시간 처리한다. 제조 운영 서버(200)는 예를 들면, 사물 인터넷 기반 설비로부터 설비 오류 이벤트, 공장 상황 분석 인지 모듈(240)로부터 상황 변화에 따른 설계 변경 요청 이벤트, 품질관리 모듈(250)로부터 불량률 증가 이벤트 등 공장을 최적으로 운영하기 위한 다양한 이벤트들을 정의할 수 있다. 제조 운영 서버(200)는 이벤트에 상응하는 액션 정의도 다양하게 정의할 수 있다. 제조 운영 서버(200)는 규칙 기반 이벤트 처리기를 통해 수신한 이벤트는 해당 이벤트를 구독한 하나 이상의 기능모듈에 전달한다.
단계 S730에서 제조 운영 서버(200)는 생산 공정을 관리한다.
단계 S740에서 제조 운영 서버(200)는 가상 공장 시뮬레이션을 수행한다.
단계 S750에서 제조 운영 서버(200)는 공장 상황 분석을 통해 공장 상황 변화를 인지한다.
단계 S760에서 제조 운영 서버(200)는 품질을 관리한다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고객 맞춤 제품 생산을 위한 사물 인터넷 기반 설비제어 서버에서 스마트 제공 방법을 설명하기 위한 도면이다.
단계 S810 내지 단계 S820에서 사물 인터넷 기반 설비 제어 서버(300)는 제어 운영 서버(200)로부터 전달된 설비 실행 제어 명령을 수신하고 개별 설비 제어 명령으로 변환하여 사물 인터넷 기반 설비를 각각 제어한다.
단계 S830에서 사물 인터넷 기반 설비 제어 서버(300)는 사물 인터넷 기반 설비의 현황, 상태, 이상 또는 오류가 발생되는 경우 제조 운영 서버(200)로 이벤트를 통보한다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 고객 맞춤 제품 생산을 위한 스마트 제조 방법은 다양한 서버 등의 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 고객 맞춤 제품 생산을 위한 스마트 제조 방법을 실행하는 프로그램은 컴퓨터 수단에 설치되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야 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 광 기록 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.
이제까지 본 발명에 대하여 그 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 다만, 전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 제조 서비스 클라우드 서버
200: 제조 운영 서버
300: 사물 인터넷 기반 설비 제어 서버
400: 사물 인터넷 기반 설비 및 센서
200: 제조 운영 서버
300: 사물 인터넷 기반 설비 제어 서버
400: 사물 인터넷 기반 설비 및 센서
Claims (13)
- 고객 맞춤 제품 생산을 위한 스마트 제조 시스템에 있어서,
웹 상에서 고객 맞춤 제품 생산을 요청 받아 상응하는 제품 정보를 생성하고, 제품 정보에 상응하는 제품 설계 정보를 검증한 후 생산 계획을 수립하는 제조 서비스 클라우드 서버;
상기 생산계획에 상응하는 동적 작업 계획을 수립하고, 사물 인터넷 기반 설비의 현황, 상태, 이상 또는 오류에 대한 이벤트 정보를 수신하고, 이벤트 정보에 상응하여 설비 실행 제어 명령을 통하여 생산 공정 관리, 가상 공장 시뮬레이션, 공장 상황 분석, 공장 상황 변화 인지 및 품질 관리 중 적어도 하나를 수행하는 제조 운영 서버; 및
상기 설비 실행 제어 명령을 수신하고 개별 설비 제어 명령으로 변환하여 상기 사물 인터넷 기반 설비를 각각 제어하고 상기 사물 인터넷 기반 설비의 현황, 상태, 이상 또는 오류에 대한 이벤트 정보를 생성하는 사물 인터넷 기반 설비 제어 서버를 포함하는 고객 맞춤 제품 생산을 위한 스마트 제조 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 제조 서비스 클라우드 서버는
제품 생산 요청을 받으면 고객으로부터 제조자 정보와 생산 요구 정보를 접수하여 프로젝트 정보를 생성하는 프로젝트 관리 모듈;
생성된 프로젝트 정보로부터 제품 자료 객체를 정의하는 제품 정보 관리 모듈;
제품 설계 정보에 대해 검증 지표에 따라 검증하여 생산 과정에서 발생 가능한 오류를 정정하는 제품 설계 검증 모듈;
제품 정보, 3D 모델 정보, 자재 목록 정보(BOM; Bills Of Material), 자재 납기 정보 및 설비 현황(Capacity)정보 중 적어도 하나를 기초로 생산량을 결정하고, 생산 및 납기 계획 정보를 제공하는 자동 생산 계획 모듈;
고객과의 인터페이스를 통해서 생산 계획을 확정하고, 상기 제조 운영 서버(200)로 제품 생산 요청 메시지를 전달하는 주문 관리 모듈; 및
상기 제조 운영 서버 및 상기 사물 인터넷 기반 설비 제어 서버 중 적어도 하나로부터 실시간 현황 데이터를 획득하여 웹 상에 가시화하는 제조 현황 모니터링 모듈을 포함하는 고객 맞춤 제품 생산을 위한 스마트 제조 시스템.
- 제2항에 있어서,
상기 제조 서비스 클라우드 서버는
웹으로 연결되어 있는 부품 조달 업체 및 온라인 마켓플레이스 중 적어도 하나와 연계하여 부품을 조달 관리하고, 완제품 유통 및 배송을 관리하는 조달 유통 관리 모듈; 및
고객 맞춤 제품 생산을 위한 설계, 제조, 조달 및 유통을 연계하고 협업하기 위하여 필요한 정보를 저장하는 제조 서비스 데이터베이스를 더 포함하는 고객 맞춤 제품 생산을 위한 스마트 제조 시스템.
- 제2항에 있어서,
상기 생산 요구 정보는
제품 형상 모델, 도면, 전기적 재원, 제품의 색상 및 제품의 소재 중 적어도 하나의 정보를 포함하는 고객 맞춤 제품 생산을 위한 스마트 제조 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 제조 운영 서버는
사물 인터넷 기반 설비 현황 정보, 제품 정보 및 생산 할당 정보 중 적어도 하나를 반영하여 동적으로 작업 일정을 관리하고, 작업 일정에 따라 작업을 지시하는 동적 작업 계획 및 지시 모듈;
작업지시에 따른 사물 인터넷 기반 설비 별 현황 데이터 또는 공정 별 현황 데이터를 모니터링하고, 생산 실적 및 성과 지표를 가시화하는 공정 관리 모듈;
실시간으로 획득된 설비 현황 데이터 및 생산 현황 데이터 중 적어도 하나와 상기 제조 운영 데이터베이스에 축적되어 있는 데이터들을 연계 분석하여 공장 상황을 인지하고 판단하는 공장 상황 분석 인지 모듈; 및
별도의 검사 과정을 통해 획득한 제품 품질 현황 데이터를 모니터링 하고 저장 및 관리하는 품질 관리 모듈을 포함하는 고객 맞춤 제품 생산을 위한 스마트 제조 시스템.
- 제5항에 있어서,
상기 제조 운영 서버는
동적으로 수립된 생산 계획 또는 작업 계획을 실시간 현황이 반영된 가상의 공장에서 미리 시뮬레이션 하여 검증하는 가상 공장 시뮬레이션 모듈; 및
사물 인터넷 기반 설비 별 현황 데이터 또는 공정 별 현황 데이터를 저장하는 제조 운영 데이터베이스를 더 포함하는 고객 맞춤 제품 생산을 위한 스마트 제조 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 사물 인터넷 기반 설비 제어 서버는
사물 인터넷 기반 설비들의 목록 정보, 상태 정보 및 속성 정보 중 적어도 하나를 관리하는 사물 인터넷 기반 설비 관리 모듈; 및
사물 인터넷 기반 설비와 네트워크로 연결되어 사물 인터넷 현황 데이터 또는 공정 별 현황 데이터를 수신하고, 사물 인터넷 기반 설비의 실행 제어 명령을 전달하는 사물 인터넷 미들웨어를 포함하는 고객 맞춤 제품 생산을 위한 스마트 제조 시스템.
- 제7항에 있어서,
상기 사물 인터넷 미들웨어는
상기 사물 인터넷 기반 설비의 이벤트 처리 기능 및 광고 기능 중 적어도 하나를 더 수행하는 고객 맞춤 제품 생산을 위한 스마트 제조 시스템.
- 고객 맞춤 제품 생산을 위한 스마트 제조 방법에 있어서,
웹 상에서 고객 맞춤 제품 생산을 요청 받아 상응하는 제품 정보를 생성하는 단계;
상기 제품 정보에 상응하는 제품 설계 정보를 검증한 후 생산 계획을 수립하는 단계;
상기 생산계획에 상응하는 동적 작업 계획을 수립하고, 사물 인터넷 기반 설비의 현황, 상태, 이상 또는 오류에 대한 이벤트 정보를 수신하는 단계;
상기 이벤트 정보에 상응하여 설비 실행 제어 명령을 통하여 생산 공정 관리, 가상 공장 시뮬레이션, 공장 상황 분석, 공장 상황 변화 인지 및 품질 관리 중 적어도 하나를 수행하는 단계; 및
상기 설비 실행 제어 명령을 수신하고 개별 설비 제어 명령으로 변환하여 상기 사물 인터넷 기반 설비를 각각 제어하는 단계를 포함하는 고객 맞춤 제품 생산을 위한 스마트 제조 방법.
- 제9항에 있어서,
상기 사물 인터넷 기반 설비의 현황, 상태, 이상 또는 오류에 대한 이벤트 정보를 생성하는 단계를 더 포함하는 고객 맞춤 제품 생산을 위한 스마트 제조 방법.
- 제9항에 있어서,
상기 웹 상에서 고객 맞춤 제품 생산을 요청 받아 상응하는 제품 정보를 생성하는 단계는
웹 상에서 고객으로부터 제조자 정보와 생산 요구 정보를 접수하고, 프로젝트 정보를 생성하는 단계; 및
생성된 프로젝트 정보로부터 제품 자료 객체를 정의하는 단계를 포함하되,
상기 생산 요구 정보는 제품 형상 모델, 도면, 전기적 재원, 제품의 색상 및 제품의 소재 중 적어도 하나의 정보를 포함하는 고객 맞춤 제품 생산을 위한 스마트 제조 방법.
- 제9항에 있어서,
상기 제품 정보에 상응하는 제품 설계 정보를 검증한 후 생산 계획을 수립하는 단계는
실시간 획득된 자재 납기 현황 정보 및 설비 용량 정보 중 적어도 하나를 기초로 자동 검증, 구조 해석 도구 및 원가 계산 도구 중 적어도 하나와 연계하여 제품 설계 정보를 검증하고, 오류를 정정하는 단계; 및
실시간 획득된 자재 납기 현황 정보 및 설비 용량 정보 중 적어도 하나를 기초로 생산량을 계획하고 제품 납기 예측 일정을 계산하는 단계를 포함하는 고객 맞춤 제품 생산을 위한 스마트 제조 방법.
- 제9항에 있어서,
상기 생산계획에 상응하는 동적 작업 계획을 수립하고, 사물 인터넷 기반 설비의 현황, 상태, 이상 또는 오류에 대한 이벤트 정보를 수신하는 단계는
확정된 부품 사양 정보, 제품 정보, 생산 할당 정보 및 설비 현황 정보 중 적어도 하나를 기초로 일정을 계획하고 작업을 지시하는 단계; 및
사물 인터넷 기반 설비의 현황, 상태, 이상 또는 오류에 대한 이벤트 정보를 수신하는 단계를 포함하는 고객 맞춤 제품 생산을 위한 스마트 제조 방법.
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