KR20190076544A - Systems supporting production innovation in smart factories - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 공장 효율 지표, 품질 지표, 캐패시티 지표, 환경 지표, 재고 관리 지표, 유지 보수 지표를 생성하여 공장에 설치되는 적어도 하나의 설비; 상기 공장의 4M1E(Man, Machine, Material, Method, Energy) 정보에 대한 상태 데이터를 수집하는 적어도 하나의 감지 장치; 상기 상태 데이터를 수신하여, KPI 지표 중심의 데이터를 생성하는 KPI 지표 관리 장치; 상기 KPI 지표 중심의 데이터를 이용하여 공장의 품질 평가, 납기 시간 평가, 비용 평가 작업을 진행하는 공장 평가 관리 장치;를 포함하는 스마트 공장의 생산 혁신을 지원하는 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to at least one facility installed in a factory by generating plant efficiency indicators, quality indicators, capacity indicators, environmental indicators, inventory management indicators, and maintenance indicators; At least one sensing device for collecting status data on 4M1E (Man, Machine, Material, Method, Energy) information of the factory; A KPI indicator management device receiving the status data and generating data centered on the KPI indicator; And a factory evaluation management apparatus for performing factory quality evaluation, delivery time evaluation, and cost evaluation work using data centered on the KPI index, and a system for supporting production innovation of a smart factory.
최근의 제조업은 글로벌 시장의 확대로 인하여 글로벌로 분산된 공장 운영을 직면하게 되었다. 이로 인하여 범세계적으로 분산된 복수 공장의 운영을 위한 어려움 당면하고 있다. 분산된 공장에 설치되어 있는 고가 기계에 대한 원격 유지보수를 통한 효율성 운영과 산재된 공장을 단일 공장과 같이 운영될 수 있는 시스템의 요구되고 있다.Recent manufacturing has faced a global disorganized factory operation due to the expansion of the global market. This presents a challenge for the operation of multiple plants dispersed throughout the world. It is demanded that the system can be operated as a single factory with the efficiency of remote maintenance of expensive machines installed in dispersed factories and the scattered factories.
이러한 글로벌로 분산된 공장을 효율적으로 지원하기 위하여서는 MES (Manufacturing Execution Systems)를 도입할 필요가 있다.In order to efficiently support these globally dispersed factories, it is necessary to introduce Manufacturing Execution Systems (MES).
MES는 시시각각 변하는 생산자원 4M1E(Man, Machine, Material, Method, Energy)를 실시간으로 측정하여 의사결정정보, 고객과 납기정보, 현장감시 및 분석정보에 대한 실시간 제공과 이를 바탕으로 연속개선을 통하여 공장 전체의 생산성 향상과 최적화 운영을 구현을 하는 시스템으로 공장 관리에 필수적으로 도입할 필요가 있다.MES measures real-time production resources 4M1E (Man, Machine, Material, Method, and Energy), which is changing instantly, and provides real time information on decision making information, customer and delivery information, It is a system that realizes improvement of productivity and optimization operation of the whole, and it is necessary to introduce it as essential for factory management.
구체적으로 공장의 품질, 납기, 원가관리를 정량적 지표인 KPI를 통하여 생산혁신을 도모할 필요가 있다. Specifically, production innovation needs to be promoted through KPI, which is a quantitative indicator of factory quality, delivery, and cost management.
본 발명은 상술한 바와 같이 공장 전체의 생산성 향상과 최적화 운영을 구현하기 위하여, 공장 설비의 상태 데이터를 실시간으로 수집하고, KPI 지표를 추출하여 공장 효율, 품질, 캐패시티, 환경, 재고 관리 및 유지 보수에 대한 평가 작업을 진행하는 스마트 공장의 생산 혁신을 지원하는 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.As described above, the present invention collects status data of plant facilities in real time and extracts KPI index to realize plant efficiency, quality, capacity, environment, inventory management and maintenance It is aimed to provide a system that supports production innovation of smart factories that are in charge of evaluation of remuneration.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 기술적 과제가 포함될 수 있다.The technical problem to be solved by the present invention is not limited to the above-mentioned technical problems, and various technical problems can be included within the scope of what is well known to a person skilled in the art from the following description.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 공장의 생산 혁신을 지원하는 시스템은, 공장에 설치되는 적어도 하나의 설비; 상기 공장의 4M1E(Man, Machine, Material, Method, Energy) 정보에 대한 상태 데이터를 수집하는 적어도 하나의 감지 장치; 상기 상태 데이터를 수신하여, KPI 지표 중심의 데이터를 생성하는 KPI 지표 관리 장치; 상기 KPI 지표 중심의 데이터를 이용하여 공장 평가 작업을 진행하는 공장 평가 관리 장치;를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a system for supporting production innovation of a smart factory, comprising: at least one facility installed in a factory; At least one sensing device for collecting status data on 4M1E (Man, Machine, Material, Method, Energy) information of the factory; A KPI indicator management device receiving the status data and generating data centered on the KPI indicator; And a factory evaluation management apparatus for conducting a factory evaluation work using data centered on the KPI index.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 KPI 지표 관리 장치는, 상기 4M1E 정보 중 필요한 정보에 가중치를 부여하여 KPI 지표를 추출하는 것을 특징으로 한다.In addition, the KPI index management apparatus according to an embodiment of the present invention is characterized in that a KPI index is extracted by weighting necessary information among the 4M1E information.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 KPI 지표 관리 장치는, 상기 설비의 종류에 따라서 추출하는 KPI 지표의 범위 및 종류를 설정하는 것을 특징으로 한다.Further, the KPI index management apparatus according to an embodiment of the present invention is characterized by setting the range and kind of the KPI index to be extracted according to the type of the facility.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 KPI 지표 관리 장치는, 동일한 설비라 하더라도, 제조 공정에 따라서 추출하는 KPI 지표의 범위 및 종류를 설정하는 것을 특징으로 한다.Further, the KPI index management apparatus according to an embodiment of the present invention is characterized by setting the range and kind of the KPI index to be extracted according to the manufacturing process, even if the same equipment is used.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 KPI 지표 관리 장치는, 상기 공장에 설치되는 설비를 기 설정된 복수의 계층으로 구분하고, 각각의 계층에 따라서 KPI 지표를 추출하는 것을 특징으로 하되, 기능 계층 별로 1레벨 내지 4레벨로 분배하는 것을 특징으로 한다.In addition, the KPI index management apparatus according to an embodiment of the present invention is characterized by dividing facilities installed in the factory into a plurality of predetermined layers, and extracting a KPI index according to each layer, And is distributed to the first to fourth levels.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 KPI 지표 관리 장치는, 공장 설비의 전체 에너지 사용량을 파악하고, 상기 에너지 사용량에 상관관계가 가장 큰 KPI 지표 중심의 데이터를 이용하여 KPI 지표 중심의 데이터를 생성하는 것을 특징으로 한다.Also, the KPI index management apparatus according to an embodiment of the present invention grasps the total energy usage amount of factory facilities, and uses data centered on the KPI index having the largest correlation with the energy usage amount, .
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 공장 평가 관리 장치는, 상기 공장에 설치되는 설비의 에너지 사용량 중 상관관계가 가장 큰 KPI 지표 중심의 데이터를 이용하여 에너지 관리를 수행하는 것을 특징으로 한다.In addition, the factory evaluation management apparatus according to an embodiment of the present invention performs energy management using data centered on KPIs having the largest correlation among energy usage amounts of facilities installed in the plant.
본 발명은 상술한 바와 같이 공장 전체의 생산성 향상과 최적화 운영을 구현하기 위하여, 공장 설비의 상태 데이터를 실시간으로 수집하고, KPI 지표를 추출하여 공장 효율, 품질, 캐패시티, 환경, 재고 관리 및 유지 보수에 대한 평가 작업을 진행하는 스마트 공장의 생산 혁신을 지원하는 시스템을 제공할 수 있다.As described above, the present invention collects status data of plant facilities in real time and extracts KPI index to realize plant efficiency, quality, capacity, environment, inventory management and maintenance It is possible to provide a system for supporting the production innovation of the smart factory which is in charge of the evaluation of the repair.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 기술적 과제가 포함될 수 있다.The effects of the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and various technical problems may be included within the scope of what will be apparent to a person skilled in the art from the following description.
도 1은 본 발명의 스마트 공장의 생산 혁신을 지원하는 시스템의 구성을 나타내는 예시도이다.
도 2는 본 발명의 스마트 공장의 생산 혁신을 지원하는 시스템의 감지 장치가 설비로부터 감지하는 예시도이다.
도 3은 본 발명의 스마트 공장의 생산 혁신을 지원하는 시스템의 구성을 나타내는 예시도이다.Figure 1 is an exemplary diagram illustrating the configuration of a system supporting production innovation of a smart factory of the present invention.
Fig. 2 is an example of sensing from a facility of a sensing device of a system supporting production innovation of a smart factory of the present invention. Fig.
3 is an exemplary diagram illustrating the configuration of a system supporting production innovation of the smart factory of the present invention.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 '스마트 공장의 생산 혁신을 지원하는 시스템(100)'을 상세하게 설명한다. 설명하는 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 통상의 기술자가 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것으로 이에 의해 본 발명이 한정되지 않는다. 또한, 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시 예들을 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a
한편, 이하에서 표현되는 각 구성부는 본 발명을 구현하기 위한 예일 뿐이다. 따라서, 본 발명의 다른 구현에서는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다른 구성부가 사용될 수 있다.In the meantime, each constituent unit described below is only an example for implementing the present invention. Thus, in other implementations of the present invention, other components may be used without departing from the spirit and scope of the present invention.
또한, 어떤 구성요소들을 '포함'한다는 표현은, '개방형'의 표현으로서 해당 구성요소들이 존재하는 것을 단순히 지칭할 뿐이며, 추가적인 구성요소들을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. Also, the expression " comprising " is intended to merely denote that such elements are present as an expression of " open ", and should not be understood to exclude additional elements.
또한, '제1, 제2' 등과 같은 표현은, 복수의 구성들을 구분하기 위한 용도로만 사용된 표현으로써, 구성들 사이의 순서나 기타 특징들을 한정하지 않는다. Also, the expressions such as 'first, second', etc. are used only to distinguish between plural configurations, and do not limit the order or other features among the configurations.
실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "하/아래(under)"에 형성된다는 기재는, 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다. 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.In the description of the embodiments, it is to be understood that each layer (film), area, pattern or structure may be referred to as being "on" or "under / under" Quot; includes all that is formed directly or through another layer. The criteria for top / bottom or bottom / bottom of each layer are described with reference to the drawings.
어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다. When a part is "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "indirectly connected" with another part in between. Also, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements, not excluding other elements unless specifically stated otherwise.
도 1은 본 발명의 스마트 공장의 생산 혁신을 지원하는 시스템(100)의 구성을 나타내는 예시도이다.1 is an exemplary diagram illustrating a configuration of a
도 2는 본 발명의 스마트 공장의 생산 혁신을 지원하는 시스템(100)의 감지 장치(130, 131, 132, 133, 134)가 설비(120, 121, 122, 123, 124)로부터 감지하는 예시도이다.Figure 2 is an exemplary diagram of
도 3은 본 발명의 스마트 공장의 생산 혁신을 지원하는 시스템(100)의 구성을 나타내는 예시도이다.3 is an exemplary diagram illustrating a configuration of a
도 1을 참조하면, 본 발명의 스마트 공장의 생산 혁신을 지원하는 시스템(100)은, 설비(120, 121, 122, 123, 124), 감지 장치(130, 131, 132, 133, 134), 공장 평가 관리 장치(150)(150), 데이터베이스(160), 설비 관리 장치(170) 및 KPI 지표 관리 장치(180)를 포함할 수 있다.1, a
설비(120, 121, 122, 123, 124)는 공장(110)에 설치되며, 설비(120, 121, 122, 123, 124)에는 공장(110)에 일반적으로 설치될 수 있는 모든 장비가 포함될 수 있다. 예를 들어, 공장(110)의 공정 중 사출, 프레스, 주조, 도장, 조립, 용해에 필요한 장비가 사용될 수 있다. 또한, 발전기, 공작기계, 금형기계, 롯트, 부품생산품 등 일반적으로 사용될 수 있는 설비(120, 121, 122, 123, 124)에 모두 본 발명의 공장(110) 에너지 관리 시스템이 적용될 수 있다.The
감지 장치(130, 131, 132, 133, 134)는 설비(120, 121, 122, 123, 124)의 상태 데이터를 수집할 수 있다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 공장 평가 관리 장치(150)의 감지 장치(130, 131, 132, 133, 134)가 설비(120, 121, 122, 123, 124)로부터 감지하는 실시예를 확인할 수 있다. 이 때, 감지 장치(130, 131, 132, 133, 134)는 도 2와 같이 설비(120, 121, 122, 123, 124)에 직접 부착되어 설치될 수도 있으며, 감지 장치(130, 131, 132, 133, 134)가 설비(120, 121, 122, 123, 124)와 격지에 설치되어 설비(120, 121, 122, 123, 124)로부터 상태 데이터를 수신하여 수집할 수도 있다.The
감지 장치(130, 131, 132, 133, 134)가 수집하는 상태 데이터로, 작업자생산성, 배치등급, 산출율, 배치 효율, 효율, OEE 지표, NEE 지표, 가용성, 유효성. 품질효율, 기술적 사용량 수준, 낭비등급, 최초로 합격된 수율, 폐기비율, 재작업비율, 초기불량율, 기계능력 지표, 중요기계능력지표, 공정능력지표 중 적어도 하나를 포함한다.The status data collected by the
작업자생산성은 작업자의 작업한 총 작업시간 대비 연계된 작업자의 작업시간 비율에 대한 정보이다.Worker productivity is information on the ratio of the worker's work time to the total work time of the worker.
계산식은 다음과 같다.The formula is as follows.
Worker Productivity(작업자 생산성) = PAZ(작업자 작업시간)/GAZ (총 작업자 작업시간)Worker Productivity = PAZ (Worker Work Time) / GAZ (Total Worker Work Time)
배치등급은 작업지시의 기존 주기 시간대에 모든 작업 시간이 묶인 시간과 연계성이 있다. 배치등급은 제조 (재공 및 재공재고)에서 유지보수와 고장시간을 포함하는 자원 순환의 수준을 말한다.The placement grade is related to the time all work hours are combined in the existing periodic time zone of the work instruction. Placement level refers to the level of resource circulation, including maintenance and breakdown time, in manufacturing (reconditioning and reconditioning).
계산식은 다음과 같다. The formula is as follows.
Allocation degree (배치등급) = BLZ(공정시간)/DLZ(소요시간)Allocation degree = BLZ (process time) / DLZ (time required)
산출율은 단위시간당 생산수량과 같은 공정의 성능을 위한 지표이다.The output rate is an index for the performance of the process, such as the quantity of production per unit time.
계산식은 다음과 같다.The formula is as follows.
Throughput(산출율) = PM(생산수량)/DLZ(소요시간)Throughput = PM (production quantity) / DLZ (time required)
배치효율은 기계 배치를 위해 계획된 시간과 기계의 실 배치 시간 사이의 비율이다.Placement efficiency is the ratio between the time planned for machine placement and the actual placement time of the machine.
계산식은 다음과 같다.The formula is as follows.
Allocation efficiency(배치비율) = BLZ(작업지시 작업시간)/PBZ(계획된 작업지시 작업시간)Allocation efficiency = BLZ (Work Order Directed Work) / PBZ (Planned Directed Work)
효율은 기존 배치시간에 주요 사용시간의 부분으로 기계의 생산성을 측정하는 것이다.Efficiency is a measure of the productivity of a machine as part of its main usage time at an existing deployment time.
계산식은 다음과 같다.The formula is as follows.
Efficiency(효율) = HNZ(대기시간)/BLZ(작업지시에 대한 작업시간)Efficiency = HNZ (waiting time) / BLZ (working time for work instruction)
설비종합효율 (OEE: Overall Equipment Effectiveness)은 기존 조립 라인 혹은 복수 기계로 구성된 가공 라인, 공장 혹은 기계의 효율에 관한 척도이다.Overall Equipment Effectiveness (OEE) is a measure of the efficiency of a process line, plant or machine consisting of an existing assembly line or multiple machines.
계산식은 다음과 같다.The formula is as follows.
OEE(설비종합효율) = Availability(가용성) * Effectiveness(효율) * Quality rate(품질효율)OEE = Availability (availability) * Effectiveness * Quality rate (quality efficiency)
NEE지표는 공장 정지, 주기시간과 불량발생과 제품 재작업 발생에 대한 손실에 대해 힌트를 준다. NEE indicators provide clues about plant shutdowns, cycle times and losses incurred and product rework incidents.
계산식은 다음과 같다.The formula is as follows.
NEE = BAZ(공정시간)/PBZ(계획된 작업지시에 대한 작업시간) * Effectiveness(효율) * Quality rate(품질효율)NEE = BAZ (process time) / PBZ (work time for planned work instructions) * Effectiveness * Quality rate *
가용성은 계획 대비, 얼마나 가치있는 기능에 기계가 쓰였는지를 나타낸다.Availability represents how valuable a function is to a machine versus a plan.
계산식은 다음과 같다.The formula is as follows.
Availability(가용성) = HNZ(생산시간)/PBZ(계획된 작업지시에 대한 작업시간)Availability = HNZ (Production Time) / PBZ (Working Time for Planned Work Order)
유효성은 공정의 힘을 측정한다. 목표 주기와 실 주기 연계를 표시Validity measures the strength of the process. Display target cycle and actual cycle linkage
계산식은 다음과 같다.The formula is as follows.
ffectiveness(유효성) = PEZ(작업장 별 생산시간) * PM(생산수량) / HNZ(생산시간)ffectiveness = PEZ (production time by workshop) * PM (production quantity) / HNZ (production time)
품질효율은 생산된 수량 대비 적절한 수량의 비율을 의미한다.Quality efficiency refers to the proportion of the appropriate quantity to the quantity produced.
계산식은 다음과 같다.The formula is as follows.
Quality Rate(품질효율)= GM(양품수량) / PM(생산수량)Quality Rate = GM (Good Quality) / PM (Good Quality)
기술적 사용량 수준은 기계의 효율의 수준이다.The level of technical usage is the level of efficiency of the machine.
계산식은 다음과 같다.The formula is as follows.
Technical Usage Level(기술적 사용량 수준) = HNZ(생산시간) / (HNZ(생산시간) + SU(대기시간))Technical Usage Level = HNZ (production time) / (HNZ (production time) + SU (waiting time))
낭비등급은 규정준수의 심사와 낭비를 위한 경계를 정의한다.Waste class defines boundaries for review and waste of compliance.
계산식은 다음과 같다.The formula is as follows.
Wastage Degree (낭비등급)= AM(폐기수량) / GAM(계획된 폐기수량)Wastage Degree = AM (discarded quantity) / GAM (planned discarded quantity)
최초로 합격된 수율은 작업장과 제품에 대한 직접적 공정 품질을 위한 특화된 수치다.The first accepted yield is a specific figure for direct process quality for workplaces and products.
계산식은 다음과 같다.The formula is as follows.
FPY(최초로 합격된 수율) = GT(양품수량) / PT(양품)FPY (first passed yield) = GT (good quantity) / PT (good)
폐기비율은 생산에서 폐기되고 비율을 제공한다.The waste rate is discarded in production and provides a rate.
계산식은 다음과 같다.The formula is as follows.
Wastage Ratio(폐기비율) = AM(폐기수량) / PM(생산수량)Wastage Ratio = AM (Disposal Quantity) / PM (Production Quantity)
재작업비율은 생산에서 재작업 되고 있는 비율을 제공한다.The rework rate provides a percentage of rework in production.
계산식은 다음과 같다.The formula is as follows.
Reworking Ratio(재작업비율) = NM(재작업 수량) / PM(생산수량)Reworking Ratio = NM (rework quantity) / PM (production quantity)
초기불량율은 연속적 공정에 적용하는 지표로 첫번째 생산단계에서 생산되는 주제품(예: 모듈 혹은 메인보드 등)을 기본으로 차기 공정의 배경에 향후 폐기품을 발생한다.The initial failure rate is an index applied to the continuous process. It generates future waste products in the background of the next process based on the main product (eg module or main board) produced in the first production stage.
계산식은 다음과 같다.The formula is as follows.
Fall off Rate(초기불량율) = AM(폐기수량) / PM (첫 공정의 생산수량)Fall off Rate = AM (waste quantity) / PM (production quantity in the first process)
기계능력 지표는 요구되어지는 품질로 생산할수 있는 기계 혹은 작업 기구능력을 보여준다.Machine capability indicators show the machine or work machine capabilities that can be produced with the required quality.
계산식은 다음과 같다.The formula is as follows.
Cm(기계능력지표) = (OGW (상한제한값)- UGW(하한제한값)) / (6 * s(표준편차))Cm (machine capability indicator) = (OGW (upper limit) - UGW (lower limit)) / (6 * s (standard deviation))
중요기계능력지표는 양품 생산을 위한 기계 혹은 작업 수단의 능력을 보여준다.Critical machine capability indicators show the ability of machines or work tools to produce good products.
계산식은 다음과 같다.The formula is as follows.
Cmko(중요기계능력지표의 상한) = (OGW(상한제한값) - xqq) / (3 * s(표준편차))Cmko (upper limit of important mechanical capacity index) = (OGW (upper limit value) - xqq) / (3 * s (standard deviation))
Cmku(중요기계능력지표의 하한) = (Xqq - UGW(하한제한값) / (3 * s(표준편차))Cmku (lower limit of the important mechanical capacity index) = (Xqq - UGW (lower limit value) / (3 * s (standard deviation))
이에 한정되는 것은 아니고, 상기 상태 데이터는 상기 설비(120, 121, 122, 123, 124)의 실시간 소비 전력, 전압, 전류, 유량, 압력량, 상기 설비(120, 121, 122, 123, 124)의 전력 소비 패턴, 상기 설비(120, 121, 122, 123, 124)의 운전 상태, 상기 설비(120, 121, 122, 123, 124)의 운전 정도, 상기 설비(120, 121, 122, 123, 124)의 동작 횟수, 상기 설비(120, 121, 122, 123, 124)의 가동 시간, 상기 설비(120, 121, 122, 123, 124)의 고장 원인, 상기 설비(120, 121, 122, 123, 124)의 위치 데이터, 상기 설비(120, 121, 122, 123, 124)의 제품명 등 다양한 상태 데이터를 수집할 수 있다. 본 발명의 공장(110) 에너지 관리 시스템은, 이러한 상태 데이터를 원시 데이터(raw data)로 하여 비교 분석하도록 한다.The state data may include a real time power consumption, a voltage, a current, a flow rate, a pressure amount of the
이 때, 감지 장치(130, 131, 132, 133, 134)는 자동 수집 방식, 반자동 수집 방식, 수동 수집 방식 중 적어도 어느 하나의 방식으로 상기 상태 데이터를 수집할 수 있다. 본 발명의 공장(110) 에너지 관리 시스템이 관리하는 공장(110)의 경우, 실시간으로 기 설정된 방식에 따라서 자동으로 수집하도록 하는 감지 장치(130, 131, 132, 133, 134)를 이용할 수도 있고, 사용자가 감지 장치(130, 131, 132, 133, 134)를 조작하여 직접 입력 후 공장 평가 관리 장치로 전송할 수도 있다. 또한, 일부는 자동으로 수집하고 일부는 수동으로 수집하는 등 반자동 방식으로 상태 데이터를 수집할 수도 있다.At this time, the
아울러, 본 발명의 감지 장치(130, 131, 132, 133, 134)는, 상기 공장(110)의 4M1E(Man, Machine, Material, Method, Energy) 정보에 대한 상태 데이터를 수집할 수 있다. 4M1E 정보는 설비(120, 121, 122, 123, 124), 공정, 재료, 사람, 환경 등 다양한 데이터를 의미하며, 스마트 공장에서 공장을 평가할 때 필수적으로 필요한 데이터를 의미한다.In addition, the
KPI 지표 관리 장치(180)는 상기 상태 데이터를 수신하여, KPI 지표 중심의 데이터를 생성한다.The KPI
KPI 지표 (Key Performance Indicator)는 조직의 목표 달성의 정도를 계량하는 지표이며, 현재의 비즈니스 상태를 나타내는 것으로 사용되어 향후의 대응책으로 어떻게 되는지를 예측하는데 사용할 수 있다.Key Performance Indicators (KPIs) are indicators that measure the degree to which an organization achieves its goals and can be used to indicate the current business state and can be used to predict what will happen to future countermeasures.
KPI 지표는 리더쉽 육성, 고용, 서비스, 고객 만족 등 정량적 계측이 어려운 것을 정량화하는데 사용할 수 있다. 또한, KPI는 조직의 방향성, 벤치마크, 목표, 시계열 측면에서 측정 대상의 중요한 부분을 가리킬 수 있다.KPI indicators can be used to quantify difficult quantitative measures such as leadership development, employment, service, and customer satisfaction. In addition, KPIs can indicate important parts of the measurement subject in terms of organization direction, benchmark, goal, and time series.
특히, KPI 지표는 핵심성과지표로, 성과지표 중에서도 핵심 지표를 의미한다. KPI의 중요성은 통상적으로 사용하는 '성과지표가 어떤 중요성을 갖는지' 고민하지 않는 상황을 체계적으로 극복하도록 해준다는 데 있다. 즉 현재 활용하고 있는 성과측정지표 중에서 고르고 또 골라 핵심적인 것만으로 압축하여야 한다. 따라서 선정기준은 '목표달성에 중요한 것'이어야 하며, 개수는 '손에 꼽을 수 있을 정도'로 적어야 한다.In particular, the KPI indicator is a key performance indicator and the key indicator among the performance indicators. The importance of KPIs is to systematically overcome situations that do not worry about what "performance indicators" typically have. In other words, it should be selected from among the performance measurement indexes that are currently being utilized, and should be compressed only by the core ones. Therefore, the selection criteria should be 'important to achieve the goal', and the number should be 'enough to fit in the hand'.
많은 기업들이 이제까지 주로 측정가능성을 고려한 지표 즉 매출, 비용 등 재무성과를 주된 지표로 활용했다. 그러나 재무성과는 과거 활동의 성과이므로 어떠한 활동을 통해 성과를 달성할지에 대한 정보를 주지 못한다는 한계가 있다. 이러한 재무성과지표 위주의 측정에 문제가 있음을 인식한 기업들이 기존 성과지표의 문제를 해결하고자 새로운 방식으로 KPI를 정립하고 있다. Many companies have used financial performance, such as sales and expenses, as main indicators so far, mainly in terms of measurability. However, since financial performance is a result of past activities, there is a limitation that it can not give information on what activities to achieve. Companies that recognize that there is a problem in measuring these financial performance indicators are establishing KPIs in a new way to solve the problems of existing performance indicators.
예를 들어 경영 위기를 겪은 시어즈의 경우, '종업원-고객-이익'의 인과 관계를 바탕으로 TPI(Total Performance Indicator)라고 부르는 KPI를 구축, 운영하고 있다. For example, Sears, which has experienced a management crisis, builds and operates a KPI called Total Performance Indicator (TPI) based on the causal relationship between 'employee-customer-benefit'.
이처럼 KPI를 새롭게 정립하려는 기업의 공통점은 BSC(Balanced Scorecard) 관점에서 KPI를 재구축한다는 것이다. 즉, 회사 비전이나 전략 방향을 반영하되 각 KPI간의 인과 관계를 고려하며, 또한 재무적 성과 뿐만 아니라 고객, 프로세스, 학습 역량 등 균형 잡힌 관점에서 KPI를 정립하고 있다.In this way, companies that are trying to establish KPIs in common are to rebuild KPIs from the BSC (Balanced Scorecard) perspective. In other words, it reflects the company's vision and strategic direction, considering the causal relationship between each KPI, and establishes a KPI from a balanced perspective such as customer, process and learning capabilities, as well as financial performance.
본 발명의 KPI 지표 관리 장치(180)는, 상기 상태 데이터를 수신하여, 상기 상태 데이터가 수집된 설비(120, 121, 122, 123, 124)의 KPI 지표를 추출할 수 있다. 스마트 공장에서 다수의 설비(120, 121, 122, 123, 124)에서 발생하는 다양한 데이터들을 수신하고, 그 데이터들에서 필요한 KPI 지표를 추출하여 사용할 수 있게 된다.The KPI
공장 평가 관리 장치(150)는 상기 KPI 지표 중심의 데이터를 이용하여 공장 평가 작업을 진행할 수 있다. KPI 지표는 핵심성과지표를 의미하며, 목표 달성의 정도를 계량하는 지표에 해당한다. 특히, 정량적 계측이 어려운 것을 정량화할 때 사용될 수 있으며, 관리 중요성/통제가능성/측정가능성을 고려하여 KPI 지표를 도출할 수 있다. 공장 평가 관리 장치(150)는 KPI 지표 중심의 데이터를 수신후 분석하도록 한다.The factory
또한, 공장 평가 관리 장치(150)는 상태 데이터를 수신하여, 상기 공장(110)의 작업자생산성, 배치등급, 산출율, 배치 효율, 효율, OEE 지표, NEE 지표, 가용성, 유효성. 품질효율, 기술적 사용량 수준, 낭비등급, 최초로 합격된 수율, 폐기비율, 재작업비율, 초기불량율, 기계능력 지표, 중요기계능력지표, 공정능력지표 를 분석하여 공장 평가 작업을 진행할 수 있다. The factory
또한, 본 발명의 KPI 지표 관리 장치(180)가 상기 4M1E 정보 중 필요한 정보에 가중치를 부여하여 KPI 지표를 추출하는 것을 특징으로 한다. 사람, 재료, 설비(120, 121, 122, 123, 124), 방법, 환경 중에서 사용자가 필요로 하는 KPI 중에서도 가장 중요한 KPI 지표가 있을 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 KPI 지표 관리 장치(180)는 '재료'에 있어서 가중치를 두고 KPI 지표를 추출하여, 추후 스마트 공장을 평가할 수 있다.In addition, the KPI
또한, 본 발명의 KPI 지표 관리 장치(180)가 상기 설비(120, 121, 122, 123, 124)의 종류에 따라서 추출하는 KPI 지표의 범위 및 종류를 설정하는 것을 특징으로 한다. 스마트 공장에는 다양한 설비(120, 121, 122, 123, 124)가 존재할 수 있으므로, 프레스, 주조, 생산, 운반 등 다양한 설비(120, 121, 122, 123, 124)에 따라서 그에 알맞은 KPI 지표를 추출할 수 있다.The KPI
상기 KPI 지표 관리 장치(180)는, 동일한 설비(120, 121, 122, 123, 124)라 하더라도, 제조 공정에 따라서 추출하는 KPI 지표의 범위 및 종류를 설정하는 것을 특징으로 한다. 동일한 운반 설비(120, 121, 122, 123, 124)라 하더라도, 제조 공정에서와 운송 공정에서의 운반 설비(120, 121, 122, 123, 124)는 서로 다른 역할을 수행하게 된다. 따라서, 공정에 따라 서로 다른 KPI 지표를 추출하고, 공장 평가 관리 장치(150)는 상기 KPI 지표를 기초로 공장에 대한 평가할 수 있다.The KPI
상기 KPI 지표는 공장 효율 지표, 품질 지표, 캐패시티 지표, 환경 지표, 재고 관리 지표, 유지 보수 지표를 포함하고 상기 공장 평가 관리 장치(150)는 공장 효율 지표, 품질 지표, 캐패시티 지표, 환경 지표, 재고 관리 지표, 유지 보수 지표로 기초로 공장에 대한 평가를 수행한다.The KPI index includes a factory efficiency index, a quality index, a capacity index, an environmental index, an inventory index, and a maintenance index, and the factory
상기 KPI 지표 관리 장치(180)는, 상기 공장(110)에 설치되는 설비(120, 121, 122, 123, 124)를 기 설정된 복수의 계층으로 구분하고, 각각의 계층에 따라서 KPI 지표를 추출하는 것을 특징으로 하되, 기능 계층 별로 1레벨 내지 4레벨로 분배하는 것을 특징으로 한다. 데이터의 성격상 각 항목의 계층적인 관련성을 나타내는 데이터를 표시할 수 있는 테이블을 계층 구조라고 의미하며, 어느 구조에서 데이터를 분할하는 데 의미가 있는 경우와 횡적으로 공통 속성을 갖는 경우, 그 부분을 그룹화하여 계층 구조로 할 필요가 있다. 본래의 데이터 구조가 나무 구조로 되어 있으면 계층 나무 구조, 망형 구조로 되어 있으면 계층망 구조라고 한다. 2차원, 3차원 또는 그 이상의 n차원 배열 등도 구조의 하나로 생각할 수 있다.The KPI
또한, 본 발명의 KPI 지표 관리 장치(180)가 생산 프로세스를 감지 및 조종하는 1레벨, 생산 프로세스를 모니터링, 관리감독 및 자동 제어하는 2레벨, 요구되는 최종 생산품을 생산하기 위한 워크 플로우 제어하는 3레벨, 생산, 재료 사용, 배달, 포장에 있어 기본 플랜트 계획을 설계하는 4레벨로 구분하는 것을 특징으로 한다.In addition, the KPI
또한, 본 발명의 KPI 지표 관리 장치(180)가 생산 프로세스를 감지 및 조종하는 1레벨, 생산 프로세스를 모니터링, 관리감독 및 자동 제어하는 2레벨, 요구되는 최종 생산품을 생산하기 위한 워크 플로우 제어하는 3레벨, 생산, 재료 사용, 배달, 포장에 있어 기본 플랜트 계획을 설계하는 4레벨로 구분하는 것을 특징으로 한다.In addition, the KPI
상기 KPI 지표 관리 장치(180)는, 공장(110) 설비(120, 121, 122, 123, 124)의 전체 에너지 사용량을 파악하고, 상기 에너지 사용량에 상관관계가 가장 큰 KPI 지표 중심의 데이터를 이용하여 KPI 지표 중심의 데이터를 생성하는 것을 특징으로 한다.The KPI
공장 평가 관리 장치(150)는, 상기 공장(110)에 설치되는 설비(120, 121, 122, 123, 124)의 에너지 사용량 중 상관관계가 가장 큰 KPI 지표 중심의 데이터를 이용하여 공장 효율, 품질, 캐패시티, 환경, 재고 관리 및 유지 보수 관리를 수행하는 것을 특징으로 한다.The factory
KPI 지표의 경우 설비(120, 121, 122, 123, 124)와 관련된 다양한 KPI 지표를 생성할 수 있는데, 공장 평가 관리 장치(150) 그 중에서도 가장 상관관계가 큰 KPI지표를 이용하여 에너지 관리를 수행할 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니고, 공장 효율, 품질, 캐패시티, 환경, 재고 관리 및 유지 보수 관리를 수행할 수 있다. 상관관계의 정도는 기 설정된 항목으로 지정할 수도 있으며, 본 발명의 공장 평가 관리 장치(150)가 상관관계를 자동 설정하여 KPI 지표를 추출할 수도 있다.In the case of KPI indicators, various KPI indicators related to the
또한, 공장 평가 관리 장치(150)는 상기 설비(120, 121, 122, 123, 124)를 계층적으로 구분하여, 설비(120, 121, 122, 123, 124)의 계층에 따라 가중치를 적용하여 공장 평가 작업을 진행할 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니고, 공장 효율, 품질, 캐패시티, 환경, 재고 관리 및 유지 보수 평가 작업을 진행할 수 있다. 이 때, 설비(120, 121, 122, 123, 124)는 물론 제조공정을 복수의 레벨 모듈로 분류할 수 있으며, 제조공정을 복수의 레벨 모듈로 분류하는 경우, 제1 레벨 모듈, 제2 레벨 모듈, 제3 레벨 모듈, 제4 레벨 모듈로 분류할 수 있다. 예를 들어, 제1 레벨 모듈은 데이터 수집 및 가공(A; Acquisition), 제2 레벨 모듈은 현장실행모듈(P; POP), 제3 레벨 모듈은 관리모듈(M; MES), 제4 레벨 모듈은 ERP 영역(IERP; Interface, EXTN; extend)의 기능을 기준으로 하여 복수의 레벨 모듈로 분류할 수 있다.The factory
또한, 본 발명의 KPI 지표 관리 장치(180)가 각각의 레벨에서 계산하도록 하여, 매개 변수를 이용한 KPI 지표를 추출하는 것을 특징으로 한다. 각 레벨에서 스마트 공장의 공정이 서로 다르게 구현될 수 있기 때문에, 본 발명의 KPI 지표 관리 장치(180)는 각각의 레벨에서의 KPI 지표를 서로 다르게 추출할 수 있다.Further, the KPI
본 발명의 데이터베이스(160)는 상태 데이터 또는 KPI 지표 중심의 데이터를 저장할 수 있다. 스마트 공장에 설치되는 설비(120, 121, 122, 123, 124)들은 수많은 상태 데이터 및 KPI 데이터를 생산하기 때문에, 해당 데이터들을 효율적으로 저장할 수 있는 메모리 또는 데이터베이스(160)가 필요하게 된다. 상술한 감지 장치(130, 131, 132, 133, 134) 및 KPI 지표 관리 장치(180)와 실시간으로 데이터를 송수신하여, 데이터베이스(160)에 저장할 수 있도록 한다.The
본 발명에 따른 스마트 공장의 생산 혁신을 지원하는 시스템(100)은 모바일 관리 모듈(190)을 더 포함할 수 있다.The
본 발명의 모바일 관리 모듈(190)은 상기 데이터베이스(160)에 저장된 상태 데이터 또는 상기 KPI 지표 중심의 데이터를 모바일 어플리케이션에 제공하도록 관리할 수 있다. 모바일 어플리케이션은 스마트 공장에 설치되는 다수의 설비(120, 121, 122, 123, 124)들을 사용자 또는 관리자가 처리할 수 있도록 하는 프로그램에 해당하며, 조작에 용이하도록 인터페이스화하여 제공할 수 있다.The
모바일 관리 모듈(190)은 특히 상태 데이터 및 KPI 지표 중심의 데이터를 그래픽화 또는 3D 그래픽화하여 디스플레이할 수 있으며, 사용자 또는 관리자, 고객 또는 매니저가 사용 데이터를 효율적으로 관리할 수 있도록 한다.The
또한, 본 발명의 일 실시예에 스마트 공장의 생산 혁신을 지원하는 시스템(100)은, 상기 모바일 관리 모듈(190)이 상기 상태 데이터 또는 상기 KPI 지표 중심의 데이터를 송수신하는 상기 모바일 어플리케이션의 현황을 관리하는 것을 특징으로 한다.In addition, in an embodiment of the present invention, a
또한, 본 발명의 일 실시예에 스마트 공장의 생산 혁신을 지원하는 시스템(100)은, 상기 모바일 관리 모듈(190)이 실시간으로 상기 상태 데이터 또는 상기 KPI 지표 중심의 데이터의 송신 또는 수신을 감지하고, 스마트 공장이 포함하는 제조 현장의 통합 프레임워크를 관리하는 것을 특징으로 한다.In addition, in one embodiment of the present invention, a
또한, 본 발명의 스마트 공장의 생산 혁신을 지원하는 시스템(100)은, 상기 모바일 관리 모듈(190)이 상기 설비(120, 121, 122, 123, 124)의 고유 통신 프로토콜 정보를 수신하고, 상기 고유 통신 프로토콜에 따라 상기 상태 데이터 또는 상기 KPI 지표 중심의 데이터를 모바일 어플리케이션에 제공하는 것을 특징으로 한다.In addition, a
에너지 소비 효율은 설비(120, 121, 122, 123, 124)에 입력되는 전력량 대비 설비(120, 121, 122, 123, 124)의 생산량을 대비하여 추출할 수도 있으며, 해당 설비(120, 121, 122, 123, 124)의 표준 에너지 소비 효율을 고려하여 공장(110)에 현재 설치된 설비(120, 121, 122, 123, 124)의 에너지 소비 효율을 추출할 수도 있다. 예를 들어, 기 설정된 에너지 소비 효율이 30%이고, 발전기의 에너지 소비 효율이 40%, 공작기계의 에너지 소비 효율이 50%, 금형기계의 에너지 소비 효율이 25%인 경우, 본 발명의 공장 평가 관리 장치(150)는 <금형기계>를 추출하도록 한다.The energy consumption efficiency may be extracted in comparison with the production amounts of the
또한, 상기 낮은 에너지 소비 효율을 가지는 설비(120, 121, 122, 123, 124)의 부하 증감을 파악하고, 상기 설비(120, 121, 122, 123, 124)에 공급되는 동력원의 유입량(utility)을 조절할 수 있다. 유입량(utility)은 원료의 가공이나 제조를 하는 경우에 필요한 가열원, 냉각원, 동력원 등을 말하는 것이며, 해당 유틸리티는 설비(120, 121, 122, 123, 124)의 고장이나 운전정지를 방지하기 위하여 시스템에서 전체적인 관리를 수행하여야 한다.It is also possible to grasp the increase and decrease in the load of the
또한, 상기 낮은 에너지 소비 효율을 가지는 설비(120, 121, 122, 123, 124)의 부하 증감을 파악하고, 상기 설비(120, 121, 122, 123, 124)의 동작 공정(Process)을 제어할 수 있다. 일반적으로 사용될 수 있는 공장(110)의 동작 공정(Process)의 경우, 공통, 사출, 프레스, 주조, 도장, 조립, 용해 중 적어도 하나를 포함하는 공정을 설정할 수 있다. 각각의 공정은 공통(DEF; Default), 사출(INJ; Injection), 프레스(PRS; Press), 주조/가공(DSP; Diecasting Process), 도장(PNT; Paint), 조립(ASY; Assembly)으로 표현될 수도 있다. It is also possible to grasp the increase and decrease in the load of the
이 때, 에너지 효율의 제어를 위하여 해당 공정을 제어할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 설비(120, 121, 122, 123, 124)가 <사출> 공정에 해당할 때 에너지 효율이 최저로 판단되는 경우, 본 발명의 공장 평가 관리 장치(150)는 <프레스> 공정을 먼저 진행하도록 하거나, <사출> 공정을 최소한으로 진행함으로써 에너지 효율을 최적화할 수 있다.At this time, the process can be controlled to control the energy efficiency. For example, when energy efficiency is judged to be the lowest when the
또한, 상기 현재 에너지 소비 현황에 따라서, 상기 설비(120, 121, 122, 123, 124)의 생산 스케줄링을 진행할 수 있다. 생산 스케줄링은 처리하여야 하는 일의 순서를 정하는 일로, 본 발명의 공장 평가 관리 장치(150)는 생산 스케줄링을 지정하여 에너지 소비를 최적화할 수 있다. 또한, 공장(110) 설비(120, 121, 122, 123, 124)의 생산 스케줄링을 통하여 최단시간에 공장(110)의 공정을 진행할 수 있도록 제어할 수 있으므로, 공장 평가 관리 장치(150)로부터 수신한 스케줄링을 통하여 공장(110) 관리자가 설비(120, 121, 122, 123, 124)를 제어할 수도 있다.In addition, production scheduling of the
또한, 상기 설비(120, 121, 122, 123, 124)의 에너지 소비 시간에 따른 피크 구간 정보를 추출할 수 있다. 전력 수요는 여름일수록, 낮일수록 전력 수요가 더 크게 된다. 전력을 생산하는 시스템의 경우, 전력의 수요에 따라서 구간마다 가격을 다르게 책정할 수도 있기 때문에, 본 발명의 스마트 공장의 생산 혁신을 지원하는 시스템(100)은 전력 생산 시스템에 접속하여 피크 구간 정보를 추출하여, 에너지 절약을 진행하도록 한다.In addition, peak interval information according to the energy consumption time of the
이 때, 상기 설비(120, 121, 122, 123, 124)의 우선 순위를 지정하고, 상기 설비(120, 121, 122, 123, 124)의 동작 시간이 상기 피크 구간 중에 있는 것을 판단하면, 상기 우선 순위에 따라 설비(120, 121, 122, 123, 124) 각각에의 에너지 공급량을 조절할 수 있다. 공장(110)에 설치되는 설비(120, 121, 122, 123, 124)들도 중요도에 따라 우선 순위를 지정할 수 있기 때문에, 본 발명의 공장 평가 관리 장치(150)는 우선 순위를 지정하여 에너지 공급을 제어할 수 있다.At this time, if the priority of the facilities (120, 121, 122, 123, 124) is designated and it is determined that the operation time of the facilities (120, 121, 122, 123, 124) The amount of energy supplied to each of the
예를 들어, 발전기를 1순위, 금형 기계를 2순위, 롯트 기계를 3순위로 설정할 수 있다. 이어, 설비(120, 121, 122, 123, 124)의 동작 시간이 전력 생산 시스템으로부터 수신한 피크 구간에 위치하는 것을 확인한 후, 우선 순위에 따라 후순위에 위치하는 설비(120, 121, 122, 123, 124)에 공급하는 전력부터 절감시킬 수 있다. 예를 들어, 롯트 기계의 공급 전력을 70%로 절감하고, 금형 기계의 공급 전력을 80%로 절감하여, 전체적인 공장(110) 에너지 소모를 효율적으로 할 수 있다.For example, you can set the generator to rank 1, the mold machine to rank 2, and the lot machine to rank 3. After confirming that the operation times of the
또한, 공장(110)의 전체 설비(120, 121, 122, 123, 124)에 대한 에너지계통도를 작성하고, 전체 설비(120, 121, 122, 123, 124) 중 주요 설비(120, 121, 122, 123, 124)에 대한 상태 데이터를 에너지계통도에 실시간으로 반영할 수 있다. 공장(110)의 설비(120, 121, 122, 123, 124)는 유기적으로 연계되어 있기 때문에, 에너지의 흐름을 확인하는 것이 중요하다. 따라서, 본 발명의 스마트 공장의 생산 혁신을 지원하는 시스템(100)은, 설비(120, 121, 122, 123, 124)의 에너지와 에너지 사이의 흐름에 해당하는 에너지계통도를 작성하여 실시간 반영하도록 할 수 있다.121, 122, 123, and 124 of the
본 발명의 공장 평가 관리 장치(150)는, 상태 데이터 중 유효한 정보인지 여부를 확인하고, 불필요한 데이터를 제거할 수 있다. 본 발명의 공장 평가 관리 장치(150)로 수신되는 상태 데이터는 원시 데이터(raw data)에 해당하므로, 원시 데이터 중에서도 필요한 데이터만을 분별하여 효과적으로 분류하여야 한다. 따라서, 본 발명의 공장 평가 관리 장치(150)는, 기 설정된 기준에 따라서 유효 여부를 판단 후 불필요한 데이터를 제거하도록 한다. The factory
또한, 본 발명의 공장 평가 관리 장치(150)는, 상기 설비(120, 121, 122, 123, 124)의 상태 데이터를 수신하여 현재 에너지 소비 현황을 파악하고, 기 설정된 에너지 소비 효율보다 낮은 에너지 소비 효율을 가지는 설비(120, 121, 122, 123, 124)를 추출할 수 있다. 에너지 절약을 실행하기 위하여는 현재 설비(120, 121, 122, 123, 124)가 소모하고 있는 에너지가 얼마나 되는지 여부를 확인하여야 하기 때문에, 본 발명의 공장 평가 관리 장치(150)는 에너지 소비 효율이 낮은 설비(120, 121, 122, 123, 124)만을 추출하도록 한다. The factory
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 공장의 생산 혁신을 지원하는 시스템(100)은, 상기 설비 관리 장치(160)가 현재 사용중 또는 사용 예정인 설비(120, 121, 122, 123, 124)에만 전력을 집중적으로 공급하고, 기 설정된 기간 이상 사용하지 않는 설비(120, 121, 122, 123, 124)에는 전력을 공급하지 않는 것을 특징으로 한다.The
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 공장의 생산 혁신을 지원하는 시스템(100)은, 상기 공장 평가 관리 장치(150)는, 상기 설비(120, 121, 122, 123, 124)마다 전력 임계점을 설정하고, 상기 설비 관리 장치(160)는, 전력 임계점에 도달하는 경우 상기 설비(120, 121, 122, 123, 124)의 가동을 중단하는 것을 특징으로 한다.In addition, the
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 공장의 생산 혁신을 지원하는 시스템(100)은, 상기 공장 평가 관리 장치(150)가 시뮬레이션을 수행하여 상기 설비(120, 121, 122, 123, 124)의 전력 임계점을 설정하는 것을 특징으로 한다.In addition, a
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 공장의 생산 혁신을 지원하는 시스템(100)은, 상기 감지 장치(130, 131, 132, 133, 134)는, 상기 설비(120, 121, 122, 123, 124)의 환경 특성 데이터를 수집하고, 상기 설비 관리 장치(160)는, 상기 환경 특성 데이터에 따라 상기 설비(120, 121, 122, 123, 124)에 에너지 공급을 조절하는 것을 특징으로 한다.In addition, a
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 공장의 생산 혁신을 지원하는 시스템(100)은, 상기 감지 장치(130, 131, 132, 133, 134)는, 에너지 소비 시간에 따른 피크(peak) 구간 정보를 수집하고, 상기 설비 관리 장치(160)는, 상기 공장 평가 작업에 따라 피크 구간에서 상기 설비(120, 121, 122, 123, 124)를 제어하는 것을 특징으로 한다.In addition, the
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 공장의 생산 혁신을 지원하는 시스템(100)은, 상기 감지 장치(130, 131, 132, 133, 134)는, 외부 상황 정보를 수집하고, 상기 설비 관리 장치(160)는, 상기 외부 상황 정보에 따라 상기 설비(120, 121, 122, 123, 124)에 에너지 공급량을 조절하는 것을 특징으로 한다.In addition, the
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 공장의 생산 혁신을 지원하는 시스템(100)은, 상기 공장 평가 관리 장치(150)는, 상기 공장 평가 작업에 따라 설비(120, 121, 122, 123, 124)별로 우선 순위를 지정하고, 상기 설비 관리 장치(160)는, 상기 우선 순위에 따라서 차례로 에너지 공급량을 조절하는 것을 특징으로 한다.The
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 공장의 생산 혁신을 지원하는 시스템(100)은, 상기 감지 장치(130, 131, 132, 133, 134)는, 계통(grid) 주파수를 실시간으로 감지하고, 상기 설비 관리 장치(160)는, 상기 계통 주파수의 이상이 발생하는 경우 에너지 공급량을 조절하는 것을 특징으로 한다.In addition, the
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 공장의 생산 혁신을 지원하는 시스템(100)은, 상기 설비 관리 장치(160)는, 실시간으로 모니터링한 에너지 거래 시장의 실시간 거래 가격에 따라 에너지 공급량을 조절하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 공장의 생산 혁신을 지원하는 시스템(100)은, 상기 설비 관리 장치(160)는, 생산 시스템의 에너지가 부족한 경우, 해당 공장(110)에 에너지를 공급할 수 있는 스마트그리드 또는 마이크로그리드와 연계하여 에너지를 공급하는 것을 특징으로 한다.In addition, the
이 때, 에너지 소비 효율은 설비(120, 121, 122, 123, 124)에 입력되는 전력량 대비 설비(120, 121, 122, 123, 124)의 생산량을 대비하여 추출할 수도 있으며, 해당 설비(120, 121, 122, 123, 124)의 표준 에너지 소비 효율을 고려하여 공장(110)에 현재 설치된 설비(120, 121, 122, 123, 124)의 에너지 소비 효율을 추출할 수도 있다. 예를 들어, 기 설정된 에너지 소비 효율이 30%이고, 발전기의 에너지 소비 효율이 40%, 공작기계의 에너지 소비 효율이 50%, 금형기계의 에너지 소비 효율이 25%인 경우, 본 발명의 공장 평가 관리 장치(150)는 <금형기계>를 추출하도록 한다.In this case, the energy consumption efficiency may be extracted in comparison with the production amounts of the
또한, 본 발명의 공장 평가 관리 장치(150)는, 상기 낮은 에너지 소비 효율을 가지는 설비(120, 121, 122, 123, 124)의 부하 증감을 파악하고, 상기 설비(120, 121, 122, 123, 124)에 공급되는 동력원의 유입량(utility)을 조절할 수 있다. 유입량(utility)은 원료의 가공이나 제조를 하는 경우에 필요한 가열원, 냉각원, 동력원 등을 말하는 것이며, 해당 유틸리티는 설비(120, 121, 122, 123, 124)의 고장이나 운전정지를 방지하기 위하여 시스템에서 전체적인 관리를 수행하여야 한다.The factory
또한, 본 발명의 공장 평가 관리 장치(150)는, 상기 낮은 에너지 소비 효율을 가지는 설비(120, 121, 122, 123, 124)의 부하 증감을 파악하고, 상기 설비(120, 121, 122, 123, 124)의 동작 공정(Process)을 제어할 수 있다. 일반적으로 사용될 수 있는 공장(110)의 동작 공정(Process)의 경우, 공통, 사출, 프레스, 주조, 도장, 조립, 용해 중 적어도 하나를 포함하는 공정을 설정할 수 있다. 각각의 공정은 공통(DEF; Default), 사출(INJ; Injection), 프레스(PRS; Press), 주조/가공(DSP; Diecasting Process), 도장(PNT; Paint), 조립(ASY; Assembly)으로 표현될 수도 있다. The factory
이 때, 본 발명의 공장 평가 관리 장치(150)는, 에너지 효율의 제어를 위하여 해당 공정을 제어할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 설비(120, 121, 122, 123, 124)가 <사출> 공정에 해당할 때 에너지 효율이 최저로 판단되는 경우, 본 발명의 공장 평가 관리 장치(150)는 <프레스> 공정을 먼저 진행하도록 하거나, <사출> 공정을 최소한으로 진행함으로써 에너지 효율을 최적화할 수 있다.At this time, the factory
또한, 본 발명의 공장 평가 관리 장치(150)는, 상기 현재 에너지 소비 현황에 따라서, 상기 설비(120, 121, 122, 123, 124)의 생산 스케줄링을 진행할 수 있다. 생산 스케줄링은 처리하여야 하는 일의 순서를 정하는 일로, 본 발명의 공장 평가 관리 장치(150)는 생산 스케줄링을 지정하여 에너지 소비를 최적화할 수 있다. 또한, 공장(110) 설비(120, 121, 122, 123, 124)의 생산 스케줄링을 통하여 최단시간에 공장(110)의 공정을 진행할 수 있도록 제어할 수 있으므로, 공장 평가 관리 장치(150)로부터 수신한 스케줄링을 통하여 공장(110) 관리자가 설비(120, 121, 122, 123, 124)를 제어할 수도 있다.In addition, the factory
또한, 본 발명의 공장 평가 관리 장치(150)는, 상기 설비(120, 121, 122, 123, 124)의 에너지 소비 시간에 따른 피크 구간 정보를 추출할 수 있다. 전력 수요는 여름일수록, 낮일수록 전력 수요가 더 크게 된다. 전력을 생산하는 시스템의 경우, 전력의 수요에 따라서 구간마다 가격을 다르게 책정할 수도 있기 때문에, 본 발명의 공장 평가 관리 장치(150)는 전력 생산 시스템에 접속하여 피크 구간 정보를 추출하여, 에너지 절약을 진행하도록 한다.In addition, the factory
이 때, 본 발명의 공장 평가 관리 장치(150)는, 상기 설비(120, 121, 122, 123, 124)의 우선 순위를 지정하고, 상기 설비(120, 121, 122, 123, 124)의 동작 시간이 상기 피크 구간 중에 있는 것을 판단하면, 상기 우선 순위에 따라 설비(120, 121, 122, 123, 124) 각각에의 에너지 공급량을 조절할 수 있다. 공장(110)에 설치되는 설비(120, 121, 122, 123, 124)들도 중요도에 따라 우선 순위를 지정할 수 있기 때문에, 본 발명의 공장 평가 관리 장치(150)는 우선 순위를 지정하여 에너지 공급을 제어할 수 있다.At this time, the factory
예를 들어, 본 발명의 공장 평가 관리 장치(150)는, 발전기를 1순위, 금형 기계를 2순위, 롯트 기계를 3순위로 설정할 수 있다. 이어, 설비(120, 121, 122, 123, 124)의 동작 시간이 전력 생산 시스템으로부터 수신한 피크 구간에 위치하는 것을 확인한 후, 우선 순위에 따라 후순위에 위치하는 설비(120, 121, 122, 123, 124)에 공급하는 전력부터 절감시킬 수 있다. 예를 들어, 롯트 기계의 공급 전력을 70%로 절감하고, 금형 기계의 공급 전력을 80%로 절감하여, 전체적인 공장(110) 에너지 소모를 효율적으로 할 수 있다.For example, the factory
또한, 본 발명의 공장 평가 관리 장치(150)는, 계통(grid) 주파수를 실시간으로 감지하고, 계통의 전원 공급에 이상이 발생한다고 판단하는 경우, 상기 설비(120, 121, 122, 123, 124)에의 에너지 공급량을 조절할 수 있다. 계통(grid)은 발전소와 그에 집중한 부하 및 그를 연결한 송전선로로 이어질 수 있으며, 전체적인 전력의 생산 및 소비 상태를 확인할 수 있게 된다. 이 때, 계통은 전압값이나 주파수를 일정하게 유지하고, 정전이 없도록 유지하여야 한다. 본 발명의 공장 평가 관리 장치(150)는 계통에 접속하여 계통 주파수를 실시간으로 감지하고, 계통 주파수의 상태를 확인함으로써 이상이 발생하는지 여부를 판단할 수 있다.In addition, the factory
한편, 본 발명의 공장(110) 에너지 관리 시스템은, 설비(120, 121, 122, 123, 124)에 신재생에너지를 공급하는 신재생에너지원을 더 포함할 수 있다. 신재생에너지는 자연 상태에서 만들어진 에너지를 일컫는 말로, 태양 에너지, 풍력 에너지, 수력 에너지, 바이오매스 에너지, 지열 에너지, 조력 에너지, 파도 에너지 등 다양한 에너지를 포함할 수 있다. 공장(110)에서는 신재생에너지원을 이용하여 발전기 또는 전력계통으로부터의 공급을 보조할 수 있으며, 신재생에너지원을 통하여 자체적으로 에너지를 공급할 수 있게 된다.The
이 때, 본 발명의 공장 평가 관리 장치(150)는, 상기 설비(120, 121, 122, 123, 124)의 전력 소모가 최대인 기간을 추출하여, 상기 신재생에너지의 공급을 조절할 수 있다. 예를 들어, 공장(110)에 설치되는 태양열 에너지의 경우, 태양열 에너지가 생산한 에너지원을 설비(120, 121, 122, 123, 124)에 공급할 수 있다. 전력 소모가 최대인 낮(약 14시~16시)의 경우, 태양열 에너지원으로부터 발생하는 전력을 최대화하여 설비(120, 121, 122, 123, 124)에 공급할 수 있고, 밤의 경우 태양열 에너지원으로부터 발생하는 전력을 차단하여 에너지원의 구동 전력을 절감할 수 있게 된다.At this time, the factory
또한, 본 발명의 공장 평가 관리 장치(150)는, 공장(110)의 전체 설비(120, 121, 122, 123, 124)에 대한 에너지계통도를 작성하고, 전체 설비(120, 121, 122, 123, 124) 중 주요 설비(120, 121, 122, 123, 124)에 대한 상태 데이터를 에너지계통도에 실시간으로 반영할 수 있다. 공장(110)의 설비(120, 121, 122, 123, 124)는 유기적으로 연계되어 있기 때문에, 에너지의 흐름을 확인하는 것이 중요하다. 따라서, 본 발명의 공장 평가 관리 장치(150)는, 설비(120, 121, 122, 123, 124)의 에너지와 에너지 사이의 흐름에 해당하는 에너지계통도를 작성하여 실시간 반영하도록 할 수 있다.The factory
한편, 본 발명의 스마트 공장 평가 관리 장치는, 시뮬레이션 장치를 더 포함할 수 있다. 시뮬레이션 장치는 상기 공장 평가 작업을 위한 시뮬레이션을 수행할 수 있으며, 상기 시뮬레이션 장치는 상기 상태 데이터와 동일한 모사 상태 데이터를 생성하여 상기 스마트 공장 평가 관리 장치에 입력할 수 있다. 공장(110)의 구동 시간을 줄이게 되는 경우 치명적인 경제적 손실이 올 수 있기 때문에, 시뮬레이션 장치를 이용하여 공장(110) 에너지 관리 시스템이 정상적으로 동작하는지 여부를 판단하여야 한다. On the other hand, the smart factory evaluation management apparatus of the present invention may further include a simulation apparatus. The simulation apparatus may perform a simulation for the factory evaluation operation, and the simulation apparatus may generate simulation state data identical to the state data and input the same to the smart factory evaluation management apparatus. Since a fatal economic loss may occur if the driving time of the
본 발명의 시뮬레이션 장치는, 설비(120, 121, 122, 123, 124)로부터 발생하는 상태 데이터와 동일한 신호를 모사하여 모사 상태 데이터를 생성할 수 있으며, 해당 모사 상태 데이터를 공장 평가 관리 장치(150)에 입력하여 공장 평가 관리 장치(150)가 제대로 동작하는지 여부를 판단할 수 있게 된다.The simulation apparatus of the present invention can generate simulation state data by simulating the same signal as the state data generated from the
한편, 본 발명의 스마트 공장 에너지 관리 시스템은, 감지 장치(130, 131, 132, 133, 134)가 설비(120, 121, 122, 123, 124)의 작동을 감지하고, 작동이 시작한 경우에만 상기 상태 데이터를 수집하여 자체적으로 저전력을 소모하는 것을 특징으로 한다. The smart factory energy management system of the present invention detects the operation of the
종래의 현장 설비(120, 121, 122, 123, 124)중심의 데이터 수집을 진행하는 경우, 현장설비(120, 121, 122, 123, 124)별로 정보수집기가 적어도 수십대 이상이 각각 연결되어 있으며, 현장 서버 1대에 모두 거미줄 방식으로 연결되어 있다. 이는, 모든 설비(120, 121, 122, 123, 124)에 정보수집기가 사용되는 것을 의미하므로, 공장(110) 설비(120, 121, 122, 123, 124)의 가동에 따라서 소모되는 총 전력도 기하급수적으로 증가하게 된다. 예를 들어, 1대의 현장 서버, 30대의 정보수집기를 가동시켜 데이터를 수집하는 경우, 약 650Wh의 전력이 소모되었다.At least several tens of information collectors are connected to each of the on-
본 발명의 스마트 공장 에너지 관리 시스템은, 저전력을 구현하기 위하여 장비의 데이터 송수신이 필요할 때마다 온/오프하여 상태 데이터를 수집하게 되므로, 에너지 절약(energy saving)이 효과적으로 될 수 있다. 예를 들어, 설비(120, 121, 122, 123, 124) 에너지 사용량, 냉난방기 사용량, 내부 환경 정보, 기본 4M 정보 등 다양한 데이터를 송수신하는 경우, 각각의 장비가 작동을 시작하는 경우에 필요에 따라서 상태 데이터를 수집하도록 할 수 있다. 더 구체적으로, M2M 장비 1대, IoT 장비 30대를 사용하는 경우, 무선센서기반 소형저전력 시스템의 구현으로 인하여 약 90Wh의 전력만으로 스마트 공장 에너지 관리를 진행할 수 있게 된다.The smart factory energy management system according to the present invention collects status data by turning on / off each time data transmission / reception of equipment is required to realize low power, so energy saving can be effective. For example, when transmitting and receiving various data such as the energy consumption of the
위에서 설명된 본 발명의 실시 예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 이들에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명에 대한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정 및 변경을 가할 수 있을 것이며, 이러한 수정 및 변경은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.The embodiments of the present invention described above are disclosed for the purpose of illustration, and the present invention is not limited thereto. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention.
100 : 스마트 공장의 생산 혁신을 지원하는 시스템
110 : 공장
120, 121, 122, 123, 124 : 설비
130, 131, 132, 133, 134 : 감지 장치
140 : 공장 평가 관리 장치
150 ; 데이터베이스
160 : 설비 관리 장치
170 : 계통(grid)
180: KPI 지표 관리 장치
190: 모바일 관리 모듈100: System supporting production innovation of smart factories
110: Factory
120, 121, 122, 123, 124: Equipment
130, 131, 132, 133, 134:
140: Factory evaluation management device
150; Database
160: facility management device
170: grid
180: KPI indicator management device
190: mobile management module
Claims (7)
상기 공장의 4M1E(Man, Machine, Material, Method, Energy) 정보에 대한 상태 데이터를 수집하는 적어도 하나의 감지 장치;
상기 상태 데이터를 수신하여, KPI 지표 중심의 데이터를 생성하는 KPI 지표 관리 장치;
상기 KPI 지표 중심의 데이터를 이용하여 공장 평가 작업을 진행하는 공장 평가 관리 장치;
를 포함하는 스마트 공장의 생산 혁신을 지원하는 시스템.
At least one facility installed in a factory;
At least one sensing device for collecting status data on 4M1E (Man, Machine, Material, Method, Energy) information of the factory;
A KPI indicator management device receiving the status data and generating data centered on the KPI indicator;
A factory evaluation management apparatus for conducting a factory evaluation work using data centered on the KPI index;
A system that supports the production innovation of smart factories including.
상기 KPI 지표 관리 장치는,
상기 4M1E 정보 중 필요한 정보에 가중치를 부여하여 KPI 지표를 추출하는 것을 특징으로 하는 스마트 공장의 생산 혁신을 지원하는 시스템.
The method according to claim 1,
The KPI index management apparatus includes:
And a KPI index is extracted by weighting necessary information among the 4M1E information.
상기 KPI 지표 관리 장치는,
상기 설비의 종류에 따라서 추출하는 KPI 지표의 범위 및 종류를 설정하는 것을 특징으로 하는 스마트 공장의 생산 혁신을 지원하는 시스템.
The method according to claim 1,
The KPI index management apparatus includes:
Wherein the range and kind of the KPI index to be extracted are set according to the type of the facility.
상기 KPI 지표 관리 장치는,
동일한 설비라 하더라도, 제조 공정에 따라서 추출하는 KPI 지표의 범위 및 종류를 설정하는 것을 특징으로 하는 스마트 공장의 생산 혁신을 지원하는 시스템.
The method according to claim 1,
The KPI index management apparatus includes:
A system for supporting the production innovation of a smart factory, characterized in that the range and kind of the KPI index to be extracted are set according to the manufacturing process even if the same equipment is used.
상기 KPI 지표 관리 장치는,
상기 공장에 설치되는 설비를 기 설정된 복수의 계층으로 구분하고, 각각의 계층에 따라서 KPI 지표를 추출하는 것을 특징으로 하되,
기능 계층 별로 1레벨 내지 4레벨로 분배하는 것을 특징으로 하는 스마트 공장의 생산 혁신을 지원하는 시스템.
The method according to claim 1,
The KPI index management apparatus includes:
Wherein the facility installed in the factory is divided into a plurality of predetermined layers and a KPI index is extracted according to each layer,
The system for supporting the production innovation of the smart factory, characterized in that the system is divided into one to four levels according to the functional hierarchy.
상기 KPI 지표 관리 장치는,
공장 설비의 전체 에너지 사용량을 파악하고, 상기 에너지 사용량에 상관관계가 가장 큰 KPI 지표 중심의 데이터를 이용하여 KPI 지표 중심의 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 스마트 공장의 생산 혁신을 지원하는 시스템.
The method according to claim 1,
The KPI index management apparatus includes:
And the KPI index-centric data is generated using data centered on the KPI index having the largest correlation with the energy usage.
공장 평가 관리 장치는,
상기 공장에 설치되는 설비의 에너지 사용량 중 상관관계가 가장 큰 KPI 지표 중심의 데이터를 이용하여 에너지 관리를 수행하는 것을 특징으로 하는 스마트 공장의 생산 혁신을 지원하는 시스템.The method according to claim 6,
The factory evaluation management apparatus,
Wherein the energy management is performed using data centered on KPIs having the largest correlation among energy usage of facilities installed in the plant.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170178415A KR20190076544A (en) | 2017-12-22 | 2017-12-22 | Systems supporting production innovation in smart factories |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170178415A KR20190076544A (en) | 2017-12-22 | 2017-12-22 | Systems supporting production innovation in smart factories |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20190076544A true KR20190076544A (en) | 2019-07-02 |
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ID=67258465
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020170178415A KR20190076544A (en) | 2017-12-22 | 2017-12-22 | Systems supporting production innovation in smart factories |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20190076544A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20210053046A (en) | 2019-11-01 | 2021-05-11 | 한국전자기술연구원 | Block apparatus for smart factory and movement control method thereof |
KR20210096833A (en) | 2020-01-29 | 2021-08-06 | (주)다성테크 | Multi input/output remote monitoring system for Smart Factory IoT using LoRa communication network |
KR20210097871A (en) | 2020-01-30 | 2021-08-10 | 경운대학교 산학협력단 | Automation system data linkage visualization Platform for smart factory activation |
KR102310017B1 (en) * | 2021-02-23 | 2021-10-07 | (주)휴먼아이티솔루션 | Method, apparatus and coumputer-readable medium for management operational status of smart factory |
KR102548849B1 (en) * | 2022-04-07 | 2023-06-28 | 김재성 | Decision Optimization System |
-
2017
- 2017-12-22 KR KR1020170178415A patent/KR20190076544A/en not_active Application Discontinuation
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