KR20200028261A - 네트워크에 연결할 수 없는 공장설비에 적용할 수 있는 스마트 팩토리 시스템 - Google Patents

네트워크에 연결할 수 없는 공장설비에 적용할 수 있는 스마트 팩토리 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 네트워크에 연결할 수 없는 공장설비에 적용할 수 있는 스마트 팩토리 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 네트워크에 연결할 수 없는 공장설비에 적용할 수 있는 스마트 팩토리 시스템으로서, 네트워크에 연결할 수 없는 복수의 공장 설비 각각에 배치하는 형태로 설치되며, 네트워크로 연결되지 않은 자신에게 할당된 공장 설비를 촬영하여 영상을 수집하는 영상 수집부와, 상기 영상 수집부로부터 촬영을 통해 수집되는 영상을 분석하여 상기 공장 설비에서 표시되는 생산설비 데이터를 디지털 데이터로 변환 추출하는 영상 분석부와, 상기 영상 분석부에서 디지털 데이터로 변환 추출된 생산설비 데이터 정보를 중계 네트워크 플랫폼으로 송신하는 네트워크 통신부를 포함하는 복수의 공장설비 데이터 수집 장치부; 및 상기 복수의 공장설비 데이터 수집 장치부와 네트워크로 연결 접속되며, 상기 복수의 공장설비 데이터 수집 장치부로부터 수신 받은 생산설비 데이터 정보를 생산관리시스템(MES)에 송신하는 중계 네트워크 플랫폼을 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하고 있는 네트워크에 연결할 수 없는 공장설비에 적용할 수 있는 스마트 팩토리 시스템에 따르면, 영상 수집부와 영상 분석부와 네트워크 통신부를 단일 모듈로 구성하는 공장설비 데이터 수집 장치부와, 공장설비 데이터 수집 장치부에서 획득한 생산설비 데이터 정보를 생산관리 시스템으로 송신하는 중계 네트워크 플랫폼을 포함하여 구성함으로써, 네트워크에 연결할 수 없는 기존의 공장 설비의 운영을 중단시키지 않고 작업자의 시야를 가리는 작업을 방해하지 않는 무간섭 방식으로 기존의 공장 설비의 변경 또는 교체 없이 스마트 팩토리의 구현이 가능하도록 할 수 있다.
또한, 본 발명에서 제안하고 있는 네트워크에 연결할 수 없는 공장설비에 적용할 수 있는 스마트 팩토리 시스템에 따르면, 생산 공정에서 네트워크에 연결할 수 없는 공장 설비를 별도의 스마트 설비로 교체 또는 변경하지 않고도, 기존 공장 설비의 촬영되는 영상을 통해 공장 설비의 각종 데이터를 수집할 수 있도록 구성함으로써, 네트워크에 연결할 수 없는 공장 설비들에 대한 대규모 설비 투자 없이도 스마트 팩토리의 구현이 가능하고, 그에 따른 중소, 중견 기업의 기존 공장 설비의 스마트 팩토리의 구현 시에 발생되는 경제적 비용 및 시간적인 비용이 최소화될 수 있도록 할 수 있다.

Description

네트워크에 연결할 수 없는 공장설비에 적용할 수 있는 스마트 팩토리 시스템{SMART FACTORY SYSTEM APPLICABLE TO FACTORY FACILITIES UNABLE TO CONNECT TO NETWORK}
본 발명은 스마트 팩토리 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 네트워크에 연결할 수 없는 기존의 공장 설비의 운영을 중단시키지 않고 작업자의 시야를 가리는 작업을 방해하지 않는 무간섭 방식으로 기존의 공장 설비의 변경 또는 교체 없이 스마트 팩토리의 구현이 가능하도록 하는 네트워크에 연결할 수 없는 공장설비에 적용할 수 있는 스마트 팩토리 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 스마트 팩토리(Smart Factory)는 제품을 생산하는 공장 설비가 네트워크에 연결되어 자동으로 생산 제어가 이루어지는 지능형 생산 공장을 의미한다. 이러한 스마트 팩토리에서는 통상 사물 인터넷(Internet of Things; IoT)을 기반으로 공장 설비들이 상호 데이터를 송수신하면서 제품 생산의 전 과정이 통합적으로 제어하게 된다.
스마트 팩토리에서 생산관리시스템(Manufacturing Execution System; MES)은 생산 공장의 생산 및 제조 공정에 있어서 제품 생산 계획, 원재료 준비 계획, 일정 및 주간 계획 데이터 등을 생성하고 생산 공정이 그 계획에 따라 진행될 수 있도록 진도 관리를 하는 시스템을 의미한다. 생산관리시스템(MES)은 물류 및 작업 내역을 관리하고, 제품의 상태를 파악하여 불량 제품 등을 관리할 수 있다. 즉, 생산관리시스템(MES)은 생산 공정을 실시간으로 모니터링하고, 모니터링 결과에 따라 네트워크를 통해 생산 공정에 포함되는 각종 공장 설비를 제어하게 된다.
도 1은 기존의 스마트 팩토리에서 공장 설비가 생산관리시스템과 네트워크로 연결된 모습의 구성을 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 스마트 팩토리에서는 생산관리시스템(MES)이 공장 설비에 대한 데이터를 수집하고, 전체 생산 공정을 제어하게 된다. 이때, 공장 설비에 대한 데이터를 수집하기 위해서는 공장 설비가 사물 인터넷(IoT) 등을 통해 서로 네트워크에 연결되어 있어야 한다. 특히, 스마트 팩토리의 핵심이라고 할 수 있는 물류, 설비 데이터와 공정 간의 프로세스를 하나의 시스템으로 통합하기 위해서는 전체 공장 설비가 네트워크로 연결되어 생산관리시스템(MES)이 공장 설비에서 수집되는 데이터를 실시간으로 분석할 수 있어야 한다.
그러나 국내 중소, 중견 기업에서 운영하고 있는 공장 설비의 대부분은 스마트 팩토리가 도입되기 이전의 설비로서, 공장 설비가 데이터 수집 및 네트워크 기능을 지원하지 않아 IoT 등을 통해 생산관리시스템(MES)과 연결될 수 없다. 따라서 다수의 중소, 중견 기업에서는 스마트 팩토리에 대응할 수 있도록 기존의 공장 설비를 네트워크를 통해 데이터 수집이 가능한 스마트 공장 설비로 개조하는 시도가 이루어지고 있다.
이때, PLC(Programmable Logic Controller) 방식의 공장 설비는 PLC API 등을 이용하여 데이터를 수집할 수 있으나, 통신 테스트를 위해 장시간 공장 설비를 운영하지 못하는 문제점이 있다. 또한, 기계식의 아날로그 게이지를 사용하는 공장 설비에서는 데이터를 수집하기 위해 아날로그 신호를 디지털로 변환하는 복잡하고 어려운 인터페이스 기술이 요구됨에 따라 이러한 데이터 수집 방법들은 대규모의 설비 투자가 필요하며, 그에 따른 경제적, 시간적인 비용이 많이 들어 국내 중소, 중견 기업에서 현실적으로 적용하기가 어려운 실정에 있다. 대한민국 등록특허공보 제10-1203479호가 선행기술 문헌으로 개시되고 있다.
본 발명은 기존에 제안된 방법들의 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 영상 수집부와 영상 분석부와 네트워크 통신부를 단일 모듈로 구성하는 공장설비 데이터 수집 장치부와, 공장설비 데이터 수집 장치부에서 획득한 생산설비 데이터 정보를 생산관리 시스템으로 송신하는 중계 네트워크 플랫폼을 포함하여 구성함으로써, 네트워크에 연결할 수 없는 기존의 공장 설비의 운영을 중단시키지 않고 작업자의 시야를 가리는 작업을 방해하지 않는 무간섭 방식으로 기존의 공장 설비의 변경 또는 교체 없이 스마트 팩토리의 구현이 가능하도록 하는, 네트워크에 연결할 수 없는 공장설비에 적용할 수 있는 스마트 팩토리 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 생산 공정에서 네트워크에 연결할 수 없는 공장 설비를 별도의 스마트 설비로 교체 또는 변경하지 않고도, 기존 공장 설비의 촬영되는 영상을 통해 공장 설비의 각종 데이터를 수집할 수 있도록 구성함으로써, 네트워크에 연결할 수 없는 공장 설비들에 대한 대규모 설비 투자 없이도 스마트 팩토리의 구현이 가능하고, 그에 따른 중소, 중견 기업의 기존 공장 설비의 스마트 팩토리의 구현 시에 발생되는 경제적 비용 및 시간적인 비용이 최소화될 수 있도록 하는, 네트워크에 연결할 수 없는 공장설비에 적용할 수 있는 스마트 팩토리 시스템을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 네트워크에 연결할 수 없는 공장설비에 적용할 수 있는 스마트 팩토리 시스템은,
네트워크에 연결할 수 없는 공장설비에 적용할 수 있는 스마트 팩토리 시스템으로서,
네트워크에 연결할 수 없는 복수의 공장 설비 각각에 배치하는 형태로 설치되며, 네트워크로 연결되지 않은 자신에게 할당된 공장 설비를 촬영하여 영상을 수집하는 영상 수집부와, 상기 영상 수집부로부터 촬영을 통해 수집되는 영상을 분석하여 상기 공장 설비에서 표시되는 생산설비 데이터를 디지털 데이터로 변환 추출하는 영상 분석부와, 상기 영상 분석부에서 디지털 데이터로 변환 추출된 생산설비 데이터 정보를 중계 네트워크 플랫폼으로 송신하는 네트워크 통신부를 포함하는 복수의 공장설비 데이터 수집 장치부; 및
상기 복수의 공장설비 데이터 수집 장치부와 네트워크로 연결 접속되며, 상기 복수의 공장설비 데이터 수집 장치부로부터 수신 받은 생산설비 데이터 정보를 생산관리시스템(MES)에 송신하는 중계 네트워크 플랫폼을 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 복수의 공장설비 데이터 수집 장치부는,
각각이 상기 복수의 공장 설비 각각에 대응하여 고유 식별 정보가 할당되어 관리될 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 복수의 공장설비 데이터 수집 장치부는,
각각이 상기 영상 수집부와 영상 분석부 및 네트워크 통신부를 포함하는 단일 모듈로 구성될 수 있다.
더욱 더 바람직하게는, 상기 복수의 공장설비 데이터 수집 장치부 각각은,
상기 영상 수집부와 영상 분석부 및 네트워크 통신부를 포함하는 단일 모듈로 구성하되, 단일 모듈로 구성되는 공장설비 데이터 수집 장치부가 네트워크에 연결할 수 없는 공장 설비의 운영을 중단시키지 않는 무간섭 방식으로 기존의 공장 설비의 변경 또는 교체 없이 사용되는 스마트 팩토리로 기능할 수 있다.
바람직하게는, 상기 공장설비 데이터 수집 장치부 각각은,
네트워크에 연결할 수 없는 공장 설비 각각에 배치하는 형태로 설치하되, 해당 공장 설비의 운영 중단 없이 작업자의 작업 시야를 방해하지 않는 형태로 공장 설비의 일 측에 배치될 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 공장설비 데이터 수집 장치부의 영상 분석부는,
상기 공장 설비의 일 측에 배치되어 공장 설비를 촬영하는 영상 수집부의 수집된 영상의 왜곡을 보정하는 영상 보정 처리 기능을 더 포함할 수 있다.
더욱 더 바람직하게는, 상기 영상 보정 처리 기능은,
상기 영상 수집부에서 수집한 영상에서 외곽부의 곡선 형태를 직선으로 평탄화하는 영상 평탄 처리이다.
더더욱 바람직하게는, 상기 영상 분석부는,
상기 영상 수집부에서 수집한 영상에서 눈금 및 숫자를 추출하여 상기 숫자에 대응하는 적어도 하나 이상의 기준 위치를 생성하고, 상기 기준 위치와 게이지 바늘과의 거리를 이용하여 공장 설비의 생산설비 데이터 정보를 추출할 수 있다.
본 발명에서 제안하고 있는 네트워크에 연결할 수 없는 공장설비에 적용할 수 있는 스마트 팩토리 시스템에 따르면, 영상 수집부와 영상 분석부와 네트워크 통신부를 단일 모듈로 구성하는 공장설비 데이터 수집 장치부와, 공장설비 데이터 수집 장치부에서 획득한 생산설비 데이터 정보를 생산관리 시스템으로 송신하는 중계 네트워크 플랫폼을 포함하여 구성함으로써, 네트워크에 연결할 수 없는 기존의 공장 설비의 운영을 중단시키지 않고 작업자의 시야를 가리는 작업을 방해하지 않는 무간섭 방식으로 기존의 공장 설비의 변경 또는 교체 없이 스마트 팩토리의 구현이 가능하도록 할 수 있다.
또한, 본 발명에서 제안하고 있는 네트워크에 연결할 수 없는 공장설비에 적용할 수 있는 스마트 팩토리 시스템에 따르면, 생산 공정에서 네트워크에 연결할 수 없는 공장 설비를 별도의 스마트 설비로 교체 또는 변경하지 않고도, 기존 공장 설비의 촬영되는 영상을 통해 공장 설비의 각종 데이터를 수집할 수 있도록 구성함으로써, 네트워크에 연결할 수 없는 공장 설비들에 대한 대규모 설비 투자 없이도 스마트 팩토리의 구현이 가능하고, 그에 따른 중소, 중견 기업의 기존 공장 설비의 스마트 팩토리의 구현 시에 발생되는 경제적 비용 및 시간적인 비용이 최소화될 수 있도록 할 수 있다.
도 1은 기존의 스마트 팩토리에서 공장 설비가 생산관리시스템과 네트워크로 연결된 모습의 구성을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 네트워크에 연결할 수 없는 공장설비에 적용할 수 있는 스마트 팩토리 시스템의 구성을 기능블록으로 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 네트워크에 연결할 수 없는 공장설비에 적용할 수 있는 스마트 팩토리 시스템에 적용되는 공장설비 데이터 수집 장치부의 구성을 기능블록으로 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 네트워크에 연결할 수 없는 공장설비에 적용할 수 있는 스마트 팩토리 시스템에 적용되는 공장설비 데이터 수집 장치부의 영상 수집부의 일례의 사시도 구성을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 네트워크에 연결할 수 없는 공장설비에 적용할 수 있는 스마트 팩토리 시스템의 공장설비 데이터 수집 장치부의 영상 분석부에서 영상을 분석하는 구성을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 네트워크에 연결할 수 없는 공장설비에 적용할 수 있는 스마트 팩토리 시스템의 공장설비 데이터 수집 장치부의 영상 분석부에서 영상을 평탄화 처리하는 구성을 도시한 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 ‘연결’ 되어 있다고 할 때, 이는 ‘직접적으로 연결’ 되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 ‘간접적으로 연결’ 되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 ‘포함’ 한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 네트워크에 연결할 수 없는 공장설비에 적용할 수 있는 스마트 팩토리 시스템의 구성을 기능블록으로 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 네트워크에 연결할 수 없는 공장설비에 적용할 수 있는 스마트 팩토리 시스템에 적용되는 공장설비 데이터 수집 장치부의 구성을 기능블록으로 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 네트워크에 연결할 수 없는 공장설비에 적용할 수 있는 스마트 팩토리 시스템에 적용되는 공장설비 데이터 수집 장치부의 영상 수집부의 일례의 사시도 구성을 도시한 도면이다. 도 2 내지 도 4에 각각 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 네트워크에 연결할 수 없는 공장설비에 적용할 수 있는 스마트 팩토리 시스템(100)은, 공장설비 데이터 수집 장치부(110), 및 중계 네트워크 플랫폼(120)을 포함하여 구성될 수 있다.
공장설비 데이터 수집 장치부(110)는, 네트워크에 연결할 수 없는 복수의 공장 설비(10) 각각에 배치하는 형태로 설치되며, 네트워크로 연결되지 않은 자신에게 할당된 공장 설비(10)를 촬영하여 영상을 수집하는 영상 수집부(111)와, 영상 수집부(111)로부터 촬영을 통해 수집되는 영상을 분석하여 공장 설비(10)에서 표시되는 생산설비 데이터를 디지털 데이터로 변환 추출하는 영상 분석부(112)와, 영상 분석부(112)에서 디지털 데이터로 변환 추출된 생산설비 데이터 정보를 중계 네트워크 플랫폼(120)으로 송신하는 네트워크 통신부(113)를 포함하는 구성이다. 이러한 공장설비 데이터 수집 장치부(110)는 복수의 공장 설비(10) 각각에 대응하여 설치되는 복수로 구성되며, 복수의 공장 설비(10) 각각에 대응하는 고유 식별 정보가 할당되어 관리될 수 있다. 여기서, 네트워크에 연결할 수 없는 공장 설비(10)들은 중소, 중견 기업에서 스마트 팩토리 이전에 설치되어 운영 관리되는 기 운영 설비로서, 공장 설비의 세팅 값(Setting value) 및 각종 출력 값(Output value) 등을 표시하는 게이지의 구성이다.
또한, 공장설비 데이터 수집 장치부(110)는 각각이 영상 수집부(111)와 영상 분석부(112) 및 네트워크 통신부(113)를 포함하는 단일 모듈로 구성될 수 있다. 즉, 공장설비 데이터 수집 장치부(110) 각각은 영상 수집부(111)와 영상 분석부(112) 및 네트워크 통신부(113)를 포함하는 단일 모듈로 구성하되, 단일 모듈로 구성되는 공장설비 데이터 수집 장치부(110)가 네트워크에 연결할 수 없는 공장 설비(10)의 운영을 중단시키지 않는 무간섭 방식으로 기존의 공장 설비(10)의 변경 또는 교체 없이 사용되는 스마트 팩토리로 기능할 수 있다.
또한, 공장설비 데이터 수집 장치부(110) 각각은 네트워크에 연결할 수 없는 공장 설비(10) 각각에 배치하는 형태로 설치하되, 해당 공장 설비(10)의 운영 중단 없이 작업자의 작업 시야를 방해하지 않는 형태로 공장 설비(10)의 일 측에 배치될 수 있다.
또한, 공장설비 데이터 수집 장치부(110)의 영상 수집부(111)는 도 4에 도시된 바와 같이, 공장 설비(10)의 계기판에 표시되는 생산설비 데이터 정보를 촬영하기 위한 카메라 모듈을 본체의 정면 중심에 구비하는 데이터 영상 수집 장치부(111a)와, 데이터 영상 수집 장치부(111a)의 본체 정면의 상단에 장착되어, 데이터 영상 수집 장치부(111a)의 카메라 모듈을 통한 공장 설비의 계기판 촬영을 보조하기 위한 스마트 미러 장치부(111b)를 포함하는 형태로 구성될 수 있다. 이때, 스마트 미러 장치부(111b)의 상단에는 미도시한 조명 모듈이 장착되어, 공장 설비의 계기판 촬영에 필요한 조명을 제공하도록 설치 구성될 수 있다. 여기서, 데이터 영상 수집 장치부(111a)와 스마트 미러 장치부(111b)와 조명 모듈은 각각이 단위 모듈로 구성되어, 공장 설비의 조건에 따라 착탈 가능하게 사용될 수 있다.
또한, 공장설비 데이터 수집 장치부(110)의 영상 분석부(112)는 공장 설비(10)의 일 측에 배치되어 공장 설비(10)를 촬영하는 영상 수집부(111)의 수집된 영상의 왜곡을 보정하는 영상 보정 처리 기능을 더 포함할 수 있다. 여기서, 영상 보정 처리 기능은 영상 수집부(111)에서 수집한 영상에서 외곽부의 곡선 형태를 직선으로 평탄화하는 영상 평탄 처리이다.
또한, 공장설비 데이터 수집 장치부(110)의 영상 분석부(112)는 영상 수집부(111)에서 수집한 영상에서 눈금 및 숫자를 추출하여 숫자에 대응하는 적어도 하나 이상의 기준 위치를 생성하고, 기준 위치와 게이지 바늘과의 거리를 이용하여 공장 설비(10)의 생산설비 데이터 정보를 추출할 수 있다.
중계 네트워크 플랫폼(120)은, 복수의 공장설비 데이터 수집 장치부(110)와 네트워크로 연결 접속되며, 복수의 공장설비 데이터 수집 장치부(110)로부터 수신 받은 생산설비 데이터 정보를 생산관리시스템(MES)(20)에 송신하는 플랫폼의 구성이다. 이러한 중계 네트워크 플랫폼(120)은 복수의 공장설비 데이터 수집 장치부(110)와 유선 또는 무선의 네트워크를 통해 연결 접속되어 통신할 수 있다. 즉, 중계 네트워크 플랫폼(120)은 네트워크로 연결할 수 없는 기존의 공장 설비(10)로부터 생산설비 데이터 정보를 획득하는 공장설비 데이터 수집 장치부(110)와 생산관리시스템(20) 간의 통신 네트워크를 중계하는 중계 장치로 기능할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 네트워크에 연결할 수 없는 공장설비에 적용할 수 있는 스마트 팩토리 시스템의 공장설비 데이터 수집 장치부의 영상 분석부에서 영상을 분석하는 구성을 도시한 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 영상 분석부(112)는 영상 수집부(111)에서 수집한 영상에서 눈금 및 숫자를 추출하여 숫자에 대응하는 적어도 하나 이상의 기준 위치(R)를 생성할 수 있다. 그리고 영상 분석부(112)는 기준 위치(R)와 게이지 바늘과의 거리를 이용하여 공장 설비 데이터를 추출할 수 있다. 도 5의 예시에서는, 공장 설비의 압력이 PSI 단위로 아날로그 게이지를 통해 표시된다고 가정한다. 도 5에서의 영상 분석부(112)는 먼저 0, 25, 50, 75, 100, 125, 150, 175 및 200의 숫자와, 해당 숫자와 매칭 되는 눈금을 추출할 수 있다. 그리고 영상 분석부(112)는 숫자와 매칭 되는 눈금의 위치를 기준 위치(R)로 생성할 수 있다. 도 5의 예시에서 영상 분석부(112)는 총 9개의 눈금과 9개의 숫자를 추출하게 되므로 9개의 기준 위치(R)를 생성하게 된다. 영상 분석부(112)는 기준 위치(R)와 게이지 바늘과의 거리를 이용하여 게이지에서 표시하는 값을 디지털 데이터로 추출할 수 있다. 이때, 각각의 기준 위치(R) 간의 거리는 서로 등 간격이며, 25 PSI 단위의 차이를 가진다. 따라서 게이지 바늘과 기준 위치(R)와의 거리를 계산하면, 게이지에서 표현하는 값을 디지털 데이터로 추출할 수 있다. 도 5의 예시에서는 게이지 바늘의 위치가 25와 50 사이에 위치한다. 이에 따라 영상 분석부(112)에서는 게이지 바늘과 가장 가까이 있는 50에 대응하는 기준 위치(R)와 게이지 바늘과의 거리를 계산하고, 해당 거리와 25 PSI 단위와의 비례식을 통해 게이지 바늘이 표시하는 값인 ‘40’을 디지털 데이터로 추출할 수 있다. 따라서 기준 위치를 통해 영상 분석부(112)의 연산 량을 감소시키면서도 아날로그 게이지를 통해 표시되는 값을 정확하게 디지털 데이터로 추출할 수 있게 된다.
또한, 실시 예에 따라서는 공장설비 데이터 수집 장치부(110)의 영상 분석부(112)에서 생성하는 디지털 데이터는 이산형 숫자 데이터일 수 있다. 아날로그 게이지를 통해 표시되는 공장 설비 데이터는 연속형 데이터이지만, 연속형 데이터를 추출하려는 경우 영상 분석부(112)에서 수행하는 영상 분석에서 미세한 오차가 발생할 수도 있다. 따라서 영상 분석부(112)에서는 게이지를 통해 표시되는 공장 설비 데이터를 이산형 데이터로 근사시켜 추출함으로써 게이지로 표시되는 값에 대한 오차를 감소시킬 수도 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 네트워크에 연결할 수 없는 공장설비에 적용할 수 있는 스마트 팩토리 시스템의 공장설비 데이터 수집 장치부의 영상 분석부에서 영상을 평탄화 처리하는 구성을 도시한 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 영상 분석부(112)는 영상 수집부(111)에서 수집한 영상에서 외곽부의 곡선 형태를 직선으로 평탄화 할 수 있다. 즉, 영상 수집부(111)에서 수집하는 영상은 카메라의 화각에 따라 외곽부로 갈수록 왜곡이 발생할 수 있다. 특히, 게이지의 경우 외곽부에 위치하는 직선 형태의 눈금이 곡선 형태로 왜곡될 수도 있다. 이러한 경우, 영상 분석부(112)에서 눈금의 정확한 위치를 분석할 수 없게 되므로 왜곡된 영상을 보정하여 눈금의 곡선 형태를 직선으로 평탄화하여야 한다. 영상 분석부(112)는 왜곡된 영상을 평탄화 하여 외곽부의 곡선을 직선 형태로 보정할 수 있는 기능을 포함할 수 있다. 즉, 영상 분석부(112)는 영상 수집부(111)에서 수집한 영상에 다시 왜곡 보정률 만큼의 왜곡을 주어 영상을 평탄화 시킬 수 있다. 즉, 영상 분석부(112)는 영상이 왜곡된 방향의 반대 방향으로 다시 왜곡을 가하여 왜곡을 상쇄할 수 있다. 그러나 영상 분석부(112)는 전술한 방법에 의해 영상을 평탄화 하는 것으로 한정되지 않으며, 외곽부의 왜곡을 보정할 수 있다면 그 구체적인 방법에 의해 제한되지 않는다. 실시 예에 따라서는, 영상에서 중심부와 외곽부의 왜곡 보정률을 서로 상이하게 설정할 수 있으며, 특히, 왜곡 보정률은 영상 수집부(111)의 카메라의 화각에 따라 다양하게 설정 가능한 것으로 이해될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 네트워크에 연결할 수 없는 공장설비에 적용할 수 있는 스마트 팩토리 시스템은, 영상 수집부와 영상 분석부와 네트워크 통신부를 단일 모듈로 구성하는 공장설비 데이터 수집 장치부와, 공장설비 데이터 수집 장치부에서 획득한 생산설비 데이터 정보를 생산관리 시스템으로 송신하는 중계 네트워크 플랫폼을 포함하여 구성함으로써, 네트워크에 연결할 수 없는 기존의 공장 설비의 운영을 중단시키지 않고 작업자의 시야를 가리는 작업을 방해하지 않는 무간섭 방식으로 기존의 공장 설비의 변경 또는 교체 없이 스마트 팩토리의 구현이 가능하도록 할 수 있게 된다. 또한, 생산 공정에서 네트워크에 연결할 수 없는 공장 설비를 별도의 스마트 설비로 교체 또는 변경하지 않고도, 기존 공장 설비의 촬영되는 영상을 통해 공장 설비의 각종 데이터를 수집할 수 있도록 구성함으로써, 네트워크에 연결할 수 없는 공장 설비들에 대한 대규모 설비 투자 없이도 스마트 팩토리의 구현이 가능하고, 그에 따른 중소, 중견 기업의 기존 공장 설비의 스마트 팩토리의 구현 시에 발생되는 경제적 비용 및 시간적인 비용이 최소화될 수 있도록 할 수 있게 된다.
이상 설명한 본 발명은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이나 응용이 가능하며, 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 공장 설비
20: 생산관리시스템(MES)
100: 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 팩토리 시스템
110: 공장설비 데이터 수집 장치부
111: 영상 수집부
111a: 데이터 영상 수집 장치부
111b: 스마트 미러 장치부
112: 영상 분석부
113: 네트워크 통신부
120: 중계 네트워크 플랫폼

Claims (8)

  1. 네트워크에 연결할 수 없는 공장설비에 적용할 수 있는 스마트 팩토리 시스템(100)으로서,
    네트워크에 연결할 수 없는 복수의 공장 설비(10) 각각에 배치하는 형태로 설치되며, 네트워크로 연결되지 않은 자신에게 할당된 공장 설비(10)를 촬영하여 영상을 수집하는 영상 수집부(111)와, 상기 영상 수집부(111)로부터 촬영을 통해 수집되는 영상을 분석하여 상기 공장 설비(10)에서 표시되는 생산설비 데이터를 디지털 데이터로 변환 추출하는 영상 분석부(112)와, 상기 영상 분석부(112)에서 디지털 데이터로 변환 추출된 생산설비 데이터 정보를 중계 네트워크 플랫폼(120)으로 송신하는 네트워크 통신부(113)를 포함하는 복수의 공장설비 데이터 수집 장치부(110); 및
    상기 복수의 공장설비 데이터 수집 장치부(110)와 네트워크로 연결 접속되며, 상기 복수의 공장설비 데이터 수집 장치부(110)로부터 수신 받은 생산설비 데이터 정보를 생산관리시스템(MES)(20)에 송신하는 중계 네트워크 플랫폼(120)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 네트워크에 연결할 수 없는 공장설비에 적용할 수 있는 스마트 팩토리 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 복수의 공장설비 데이터 수집 장치부(110)는,
    각각이 상기 복수의 공장 설비(10) 각각에 대응하여 고유 식별 정보가 할당되어 관리되는 것을 특징으로 하는, 네트워크에 연결할 수 없는 공장설비에 적용할 수 있는 스마트 팩토리 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 복수의 공장설비 데이터 수집 장치부(110)는,
    각각이 상기 영상 수집부(111)와 영상 분석부(112) 및 네트워크 통신부(113)를 포함하는 단일 모듈로 구성되는 것을 특징으로 하는, 네트워크에 연결할 수 없는 공장설비에 적용할 수 있는 스마트 팩토리 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 복수의 공장설비 데이터 수집 장치부(110) 각각은,
    상기 영상 수집부(111)와 영상 분석부(112) 및 네트워크 통신부(113)를 포함하는 단일 모듈로 구성하되, 단일 모듈로 구성되는 공장설비 데이터 수집 장치부(110)가 네트워크에 연결할 수 없는 공장 설비(10)의 운영을 중단시키지 않는 무간섭 방식으로 기존의 공장 설비(10)의 변경 또는 교체 없이 사용되는 스마트 팩토리로 기능하는 것을 특징으로 하는, 네트워크에 연결할 수 없는 공장설비에 적용할 수 있는 스마트 팩토리 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공장설비 데이터 수집 장치부(110) 각각은,
    네트워크에 연결할 수 없는 공장 설비(10) 각각에 배치하는 형태로 설치하되, 해당 공장 설비(10)의 운영 중단 없이 작업자의 작업 시야를 방해하지 않는 형태로 공장 설비(10)의 일 측에 배치되는 것을 특징으로 하는, 네트워크에 연결할 수 없는 공장설비에 적용할 수 있는 스마트 팩토리 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 공장설비 데이터 수집 장치부(110)의 영상 분석부(112)는,
    상기 공장 설비(10)의 일 측에 배치되어 공장 설비(10)를 촬영하는 영상 수집부(111)의 수집된 영상의 왜곡을 보정하는 영상 보정 처리 기능을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 네트워크에 연결할 수 없는 공장설비에 적용할 수 있는 스마트 팩토리 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 영상 보정 처리 기능은,
    상기 영상 수집부(111)에서 수집한 영상에서 외곽부의 곡선 형태를 직선으로 평탄화하는 영상 평탄 처리인 것을 특징으로 하는, 네트워크에 연결할 수 없는 공장설비에 적용할 수 있는 스마트 팩토리 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 영상 분석부(112)는,
    상기 영상 수집부(111)에서 수집한 영상에서 눈금 및 숫자를 추출하여 상기 숫자에 대응하는 적어도 하나 이상의 기준 위치를 생성하고, 상기 기준 위치와 게이지 바늘과의 거리를 이용하여 공장 설비(10)의 생산설비 데이터 정보를 추출하는 것을 특징으로 하는, 네트워크에 연결할 수 없는 공장설비에 적용할 수 있는 스마트 팩토리 시스템.
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