KR20230011664A - 진공펌프 관리 시스템과 이를 이용한 진공펌프 관리 방법 - Google Patents
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Abstract
진공펌프 관리 시스템과 이를 이용한 진공펌프 관리 방법이 개시된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 진공펌프 관리 방법은, 진공펌프에 데이터가 발생하는 데이터 발생 단계; 노드가 상기 데이터를 수신하는 데이터 전송 단계; 상기 노드에서 상기 데이터에 기초해 생성한 동작 신호 또는 정지 신호 중 어느 하나를 상기 진공펌프에 전송하는 신호 전송 단계; 및 상기 동작 신호 또는 상기 정지 신호에 기초해 상기 진공펌프가 동작하는 진공펌프 동작 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 진공펌프 관리 시스템은, 진공펌프의 데이터를 검출하는 센서; 및 상기 센서로부터 수신한 데이터를 처리하고, 상기 데이터에 기반한 신호를 생성해 상기 진공펌프의 동작을 제어하는 노드를 포함하고, 상기 노드는 상기 진공펌프와 일대일, 일대다 중 하나로 통신이 가능할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 진공펌프 관리 방법은, 진공펌프에 데이터가 발생하는 데이터 발생 단계; 노드가 상기 데이터를 수신하는 데이터 전송 단계; 상기 노드에서 상기 데이터에 기초해 생성한 동작 신호 또는 정지 신호 중 어느 하나를 상기 진공펌프에 전송하는 신호 전송 단계; 및 상기 동작 신호 또는 상기 정지 신호에 기초해 상기 진공펌프가 동작하는 진공펌프 동작 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 진공펌프 관리 시스템은, 진공펌프의 데이터를 검출하는 센서; 및 상기 센서로부터 수신한 데이터를 처리하고, 상기 데이터에 기반한 신호를 생성해 상기 진공펌프의 동작을 제어하는 노드를 포함하고, 상기 노드는 상기 진공펌프와 일대일, 일대다 중 하나로 통신이 가능할 수 있다.
Description
본 발명은 진공펌프 관리 시스템과 이를 이용한 진공펌프 관리 방법에 관련된 것으로, 보다 상세하게는 진공챔버에 설치된 진공펌프의 관리를 용이하도록 하는 진공펌프 관리 시스템과 이를 이용한 진공펌프 관리 방법에 관한 것이다.
진공 기술은 반도체, 디스플레이뿐만 아니라 식의약, 광학코팅, 표면과학, 나노과학, 핵융합, 우주과학 등 다양한 산업 분야에서 폭넓게 사용되고 있고, 반도체의 집적도가 높아지고 양자소자 개발 등 첨단기술이 발전하면서 그 중요성은 날로 증가하고 있다.
진공 상태를 유지하고 기체 분위기와 흐름을 제어하는데 진공펌프가 사용된다. 진공도의 제어는 제품의 생산성과 직결된다. 진공펌프의 기능이 상실될 경우 제품의 불량을 야기하기 때문에, 진공펌프의 신뢰성 및 경제성 측면에서 진공펌프의 성능 유지는 무엇보다 중요하다.
진공펌프는 365일, 24시간 단위로 풀 가동되는 경우가 많다. 진공펌프가 작동하는 환경에서 진공펌프의 운전 도중 쉽게 열화되거나 고장 날 우려가 높다. 진공펌프의 유지보수와 수리, 교체주기 또한 제품 공정과 제조 설비에 따라 제 각각으로, 진공펌프의 교체주기는 평균 5~7년이며, 연간 1~2회의 유지보수와 수리, 교체를 필요로 한다.
이러한 제조환경에서 생산단가 절감을 위해 진공펌프의 검증을 필요로 하며, 관리에 상당한 노력과 기술이 요구된다. 제조 공정 기간동안 시간 경과에 따른 진공펌프의 취약화 정도를 감시, 평가하고, 진공펌프의 갑작스런 동작 중단으로 인해 진공도의 급격한 저하를 방지하는 것이 무엇보다 중요하다.
진공펌프가 사용되는 환경에 따라 진공펌프의 기대수명 또한 차이가 난다. 예컨대 화학기상증착(CVD, chemical vapor deposition), 식각(etching), 확산(diffusion)과 같은 제조 공정에서, 공정 가스의 반응 중 파우더가 생성되고 이는 진공성능을 저해하는 요인으로 작용해, 유지보수와 교체에 보다 세심한 주의를 필요로 한다.
종래 방식의 경우, 진공펌프의 가동 중 측정한 배기속도와 흡입구압력, 전류, 소비압력, 온도, 배기 압력 등을 측정하거나 작업자의 육안 관찰 또는 촉감, 소리 등 동작 상태의 불량에 대한 경험적 판단에 의해 진공펌프의 이상상태를 점검하였다.
종래 방식에 의한 진공펌프의 교체 주기 분석 등 진공펌프 관리 방법은 진공펌프의 유지보수, 교체 주기 선정시기에 신뢰성을 주기 어려울 뿐 아니라 진공펌프의 운전 불량으로 인한 각종 측정 자료가 불충분 해 정확한 교체시기를 결정짓기 어려웠다.
또한 종래 방식에 의한 진공펌프의 교체 주기 분석 등 진공펌프 관리 방법은 진공펌프의 유지보수, 교체시 작업자마다 각자의 기준에서 판단함에 따라 교체나 유지보수 필요성 유무에 대한 판단에 정확성을 기하기 어려운 문제점이 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 진공펌프의 성능저하를 예측해 유지보수와 관리가 용이하게 이뤄질 수 있도록 한 진공펌프 관리 시스템과 이를 이용한 진공펌프 관리 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 진공펌프의 사용연한을 향상시킨 진공펌프 관리 시스템과 이를 이용한 진공펌프 관리 방법을 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 진공펌프 관리 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 진공펌프 관리 방법은, 진공펌프에 데이터가 발생하는 데이터 발생 단계; 노드가 상기 데이터를 수신하는 데이터 전송 단계;
상기 노드에서 상기 데이터에 기초해 생성한 동작 신호 또는 정지 신호 중 어느 하나를 상기 진공펌프에 전송하는 신호 전송 단계; 및 상기 동작 신호 또는 상기 정지 신호에 기초해 상기 진공펌프가 동작하는 진공펌프 동작 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 데이터는 진동, 소음, 열 및 위치 편차 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 동작 신호는 상기 진공펌프의 진공 압력 세기를 가감하는 상기 진공펌프의 제어신호일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 노드가 상기 정지 신호를 생성할 경우, 상기 데이터와 누적된 데이터를 연계 분석하여 이상 징후 여부를 판단하는 이상 징후 판단 단계; 및 이상 상태에서, 상기 진공펌프의 교체 신호를 생성해 중앙관리서버 또는 클라우드서버로 전송하는 교체 신호 전송 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 이상 징후 판단 단계에서는, 딥 러닝 또는 기타 수리 기반의 알고리즘 또는 작업장의 경험에 기반한 판단 알고리즘에 기초해 이상 징후 여부를 판단하고, 선택적으로 작업자의 제어 정보를 호출하여 상기 알고리즘에 반영할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 이상 상태에서 경광등, 사이렌, 스피커 및 문자 발송 중 적어도 어느 하나를 출력하는 호출 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 진공펌프 관리 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 진공펌프 관리 방법은, 진공펌프의 데이터를 검출하는 센서; 및 상기 센서로부터 수신한 데이터를 처리하고, 상기 데이터에 기반한 신호를 생성해 상기 진공펌프의 동작을 제어하는 노드를 포함하고, 상기 노드는 상기 진공펌프와 일대일, 일대다 중 하나로 통신이 가능할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 진공펌프는, 제1 진공펌프와 상기 제1 진공펌프와 동시 또는 이시에 순차적으로 동작 가능한 제2 진공펌프를 포함하고, 상기 노드는, 동작 신호 또는 정지 신호를 생성해 상기 제1 진공펌프의 동작 제어시, 상기 제2 진공펌프의 동작 가동 시간을 연장시키거나 상기 제2 진공펌프의 동작 개시 시간을 앞당기도록 제어할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 진공펌프에서 발생하는 데이터를 토대로 진공펌프의 고장을 미리 진단, 감지할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 진공펌프의 이상 상태를 미연에 예측함으로써, 제조 설비의 안정적인 운용을 도모하고 제조설비의 사용연한을 증대시킬 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 진공펌프의 운행도중 발생하는 데이터에 기초하여 엣지 컴퓨팅 방식으로 노드 자체적으로 진공펌프의 관리를 구현함으로써, 데이터 처리 효율을 향상시키고 보안성을 높일 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 노드는 딥 러닝 또는 기타 수리 기반의 알고리즘 또는 작업자의 경험에 기반한 판단 알고리즘에 의해 데이터를 누적 학습해 진공펌프의 이상 상태를 대비함으로써, 진공펌프의 유지보수, 교체 등의 필요성 판단에 정확성을 기할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 설치정보, 서로 다른 사용 양태에서의 운행정보 등이 서로 다른 진공펌프에 대해 진공펌프의 특성을 고려해 진공펌프마다 개별 유지보수, 교체 주기를 예측할 수 있어 작업 효율을 높인 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공펌프 관리 시스템을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 진공펌프 관리 시스템을 이루는 단위 노드가 연결될 수 있는 서로 다른 실시예에 따른 진공펌프를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 도 2 중 일 실시예에 따른 노드와 진공펌프가 일대일로 연결되도록 구성된 진공펌프 관리 시스템을 보여주는 도면이다.
도 4(a)와 도 4(b)는 서로 다른 실시예에 따라 단위 노드가 복수개의 진공펌프와 연결된 상태를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공펌프 관리 시스템에서 진공펌프의 데이터 발생에 기초해 노드, 중앙관리서버 또는 클라우드서버의 신호 처리하는 방법을 보여주는 블록도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 진공펌프 관리 시스템에서 진공펌프의 데이터 발생에 기초해 노드, 중앙관리서버 또는 클라우드서버의 신호 처리하는 방법을 보여주는 블록도이다.
도 2는 진공펌프 관리 시스템을 이루는 단위 노드가 연결될 수 있는 서로 다른 실시예에 따른 진공펌프를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 도 2 중 일 실시예에 따른 노드와 진공펌프가 일대일로 연결되도록 구성된 진공펌프 관리 시스템을 보여주는 도면이다.
도 4(a)와 도 4(b)는 서로 다른 실시예에 따라 단위 노드가 복수개의 진공펌프와 연결된 상태를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공펌프 관리 시스템에서 진공펌프의 데이터 발생에 기초해 노드, 중앙관리서버 또는 클라우드서버의 신호 처리하는 방법을 보여주는 블록도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 진공펌프 관리 시스템에서 진공펌프의 데이터 발생에 기초해 노드, 중앙관리서버 또는 클라우드서버의 신호 처리하는 방법을 보여주는 블록도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 형상 및 크기는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
또한, 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서 어느 한 실시예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시예는 그것의 상보적인 실시예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공펌프 관리 시스템(10)을 개략적으로 보여주는 도면이고, 도 2는 진공펌프 관리 시스템(10)을 이루는 단위 노드가 연결될 수 있는 서로 다른 실시예에 따른 진공펌프(P)를 개략적으로 보여주는 도면이고, 도 3은 도 2 중 일 실시예에 따른 노드(200)와 진공펌프(P)가 일대일로 연결되도록 구성된 진공펌프 관리 시스템(10)을 보여주는 도면이고, 도 4(a)와 도 4(b)는 서로 다른 실시예에 따라 단위 노드(200)가 복수개의 진공펌프(P)와 연결된 상태를 개략적으로 보여주는 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공펌프 관리 시스템(10)에서 진공펌프(P)의 데이터 발생에 기초해 노드, 중앙관리서버 또는 클라우드서버의 의 신호 처리하는 방법을 보여주는 블록도이며, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 진공펌프 관리 시스템(10)에서 진공펌프(P)의 데이터 발생에 기초해 노드, 중앙관리서버 또는 클라우드서버의 신호 처리하는 방법을 보여주는 블록도이다.
이하에서는 본 발명의 구성과 작동관계를 도 1 내지 도 6을 참고해 살펴보기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 진공펌프(P)라 함은 챔버(1) 내부와 같이 특정 공간의 기체압력이 대기압보다 낮은 상태, 즉 분자밀도가 낮은 상태로 조성할 수 있다. 진공펌프(P)는, 액체, 기체 및 기타 입자 등의 유체를 흡입할 수 있다. 진공펌프(P)의 구동에 의해, 챔버(1) 내부는 일정 진공 용량의 진공 상태를 형성할 수 있다.
공정 및 설비 종류에 따라 사용되는 진공펌프(P)의 종류와 수량은 서로 상이하다.
일 실시예에 따른 진공펌프(P)는 저진공, 중진공, 고진동 및 초고진공의 용량 단위별 서로 다른 진공펌프로 이루어질 수 있다. 다른 실시예에 따른 진공펌프(P)는 동일 시간 동일한 진공 용량 단위롤 형성하기 위해 복수개로 구성된 진공펌프일 수 있다. 또 다른 실시예에 따른 진공펌프(P)는, 특정한 제조 설비에 따라 클로(claw) 펌프, 루츠(roots) 펌프, 스크롤(scroll) 펌프, 스크류(screw) 펌프, 다단 루츠 펌프나 루츠 클로 조합 펌프 등의 하이브리드 방식 중 적합한 종류와 수량으로 선별될 수 있다. 다만 진공펌프(P)는 상술한 실시예로 한정되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 진공펌프 관리 시스템(10)은, 적어도 어느 하나의 진공펌프(P)의 운행 동작 중, 발생하는 데이터를 가지고, 진공펌프(P)의 이상 징후를 예측해 진공펌프(P)의 유지보수, 교체 시기를 추적 관리할 수 있다,
다시 도 1과 도 3, 도 4, 도 5를 참조하면 진공펌프 관리 시스템(10)은, 센서(100)와 노드(200)를 포함하고, 더 나아가 중앙관리서버 또는 클라우드서버(300)를 더 포함할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면 센서(100)는, 진공펌프(P)에 대한 일련의 데이터를 생성할 수 있다. 센서(100)는, 진공펌프(P)의 데이터를 검출할 수 있다. 데이터는, 진공펌프(P)에 대한 비정형화 여부를 판별하기 위한 기준 정보일 수 있다. 센서(100)는, 진공펌프(P)의 동작 도중 이상징후를 탐지하고, 진공펌프(P)의 기기 고장을 조기 감지할 수 있는 데이터를 제공할 수 있다.
일 실시예에 따른 센서(100)는, 진동센서(110), 소음센서(120), 열센서(130) 또는 레이저변위센서(140) 중 적어도 어느 하나일 수 있다. 센서(100)는, 진공펌프(P)의 진동, 소음, 열 또는 위치 틀어짐 등 이상여부를 판독할 수 있는 데이터를 제공할 수 있다.
다른 실시예에 따른 센서(100)는, 진동센서(110)를 포함하되, 예비적으로 소음센서(120), 열센서(130) 또는 레이저변위센서(140)를 더 포함할 수 있다. 진동센서(110)는 주위적으로 동작하고, 진동센서(110)에 의해 진동 데이터가 발생시 소음센서(120), 열센서(130) 또는 레이저변위센서(140)가 예비적으로 구동 동작되도록 구성될 수 있다. 즉 진동센서(110)에 의해 획득된 진동 데이터를 가지고 이상징후 판단 기초로 삼되, 소음과 열, 위치 편차 등의 예비적 데이터를 추가적으로 획득해 이상징후 판단 근거로 삼을 수 있다.
진동센서(110)에 의해 획득된 데이터에 추가적으로, 소음센서(120), 열센서(130) 또는 레이저변위센서(140)에 의해 획득된 데이터를 보완적인 데이터로 소음, 열, 위치 편차를 이상징후 여부 판단을 위한 보완적인 요소로 기준 삼기 위한 데이터로 제공될 수 있다.
진동센서(110)는, 진공펌프(P)의 일면에 부착될 수 있다. 보다 구체적으로 진동센서(110)는, 진공펌프(P)의 로터, 기어박스, 베어링 등 특정 위치에 부착될 수 있다.
소음센서(120)는, 일정 크기 이상의 소음 발생 여부를 판단하기 위한 데이터를 제공할 수 있다. 소음센서(120)는, 진공펌프(P)와 접촉 또는 비접촉 방식에 의해 마련될 수 있다. 소음센서(120)는, 진공펌프(P)와 마주하여 진공펌프(P)의 일 측에 마련될 수 있다. 소음센서(120)는, 진공펌프(P)의 운행 도중, 발생하는 소리의 주파수 대역폭과 진폭을 추출할 수 있다.
열센서(130)는, 진공펌프(P)의 운행 도중, 온도 상승 범위가 기준 온도 범위를 벗어날 벗어나는지 여부를 판단하기 위한 데이터를 제공할 수 있다. 열센서(130)는, 진공펌프(P)와 접촉 또는 비접촉 방식에 의해 마련될 수 있다.
레이저변위센서(140)는, 진공펌프(P)의 운행 도중, 발생하는 진동 등에 의해 진공펌프(P)의 위치 틀어짐이 발생하는지 여부를 판단하기 위한 데이터를 제공할 수 있다. 레이저변위센서(140)는, 진공펌프(P)와 접촉 또는 비접촉 방식에 의해 마련될 수 있다. 레이저변위센서(140)는, 발광기와 수광기를 포함하고, 발광기의 광원이 진공펌프(P)에 조사되고, 수광기로 되돌아온 값을 기준하여 진공펌프(P)의 위치 변이 여부 및 위치 변이량을 검출할 수 있다.
다시 도 1 내지 도 4를 참조하면 노드(200)는, 진공펌프(P)의 이상징후를 판단, 이상 상태에서 진공펌프(P)의 교체신호 생성하는 등 제어할 수 있다. 노드(200)는, 센서(100)로부터 적어도 어느 한 종류의 데이터를 수신할 수 있다. 노드(200)는, 센서(100)로부터 수신한 데이터를 기록할 수 있다. 노드(200)는, 센서(100)로부터 수신한 데이터를 바탕으로 진공펌프(P)를 제어할 수 있다.
노드(200)는, 수신한 데이터를 처리할 수 있다. 노드(200)는, 아날로그 방식의 데이터를 디지털 방식의 데이터로 전환할 수 있다. 노드(200)는, 일련의 데이터를 저장, 취합할 수 있다. 노드(200)는, 누적된 데이터와 연계해 진공펌프(P)의 정상 가동 파라미터를 산출할 수 있다. 진공펌프(P)의 정상 가동 파라미터는 펌핑 속도(체적 유량)와 작동 압력의 최대·최소값, 전력 소비, 잔여가스 등이 포함된다. 노드(200)는, 정상 가동 파라미터를 진공펌프(P)로부터 획득할 수 있다.
노드(200)는, 진공펌프(P)의 적절한 교체 시기를 산출할 수 있다. 노드(200)는, 데이터를 수집하고, 수집된 누적 데이터를 토대로 제조 설비, 제조 공정, 사용 빈도 등의 서로 다른 양태를 고려해 진공펌프(P)의 교체 시기를 산출할 수 있다. 일 실시예에 따른 노드(200)는, 딥 러닝 또는 기타 수리 기반의 알고리즘 또는 작업자의 경험에 기반한 판단 알고리즘에 기초해 누적 데이터를 기반으로 진공펌프(P)의 교체 시기를 산출할 수 있다.
노드(200)는, 데이터 분석을 통해 진공펌프(P)의 유의미한 상태변화를 추적할 수 있다. 노드(200)는, 센서(100)가 생성하는 정상적인 상태에서의 데이터를 딥 러닝 방식 또는 기타 수리 기반의 알고리즘 또는 작업자의 경험에 기반한 판단 알고리즘에 의해 학습할 수 있다. 일 실시예에 따른 노드(200)는, 작업자의 조작 이력을 저장하고, 작업자의 조작 이력 등 작업자의 경험에 기반한 판단 알고리즘에 의해 학습할 수 있다.
노드(200)는, 데이터를 토대로 정상상태에서의 기준 데이터값을 획득할 수 있다. 노드(200)는, 기준 데이터값을 초과하는 데이터가 수신될 경우, 이상 상태를 판단할 수 있다.
일례로 노드(200)는, 누적 데이터를 가지고 정상 상태에서의 데이터의 최대, 최소, 평균값을 산출, 이상 상태의 역치 값을 산출하고 역치 값 이상의 초과 횟수를 산출하는 등으로, 수신한 데이터가 진공펌프(P)의 정상 가동 범위를 벗어났는지 딥 러닝 방식에 의해 추적할 수 있다.
노드(200)는, 진공펌프 관리 시스템(10) 내에서, 적어도 어느 하나의 진공펌프(P)에 매칭될 수 있다. 노드(200)는, 진공펌프와 일대일, 일대다 중 하나의 방식으로 통신할 수 있다.
진공펌프(P)는, 제1 진공펌프(P1)와 제2 진공펌프(P2)를 포함할 수 있다. 제2 진공펌프(P2)는, 제1 진공펌프(P1)와 동시 또는 이시에 순차적으로 동작할 수 있다.
노드(200)는, 동작 신호 또는 정지 신호를 생성해, 진공펌프(P)의 동작을 제어할 수 있다.
일 실시예에 따른 노드(200)는, 챔버(1) 단위로, 챔버(1) 내부에 구비된 복수개의 진공펌프(P1, P2 등)를 제어할 수 있다.
또한 노드(200)는, 제조 설비 단위로, 제조 설비의 구동시 동작하는 진공펌프(P)에 대응될 수 있다.
다른 실시예에 따른 노드(200)는, 특정 진공 용량을 형성하기 위한 복수의 진공펌프(P)에 대응될 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 노드(200)는, 서로 다른 진공 용량을 형성하기 위해 순차적으로 동작하는 복수의 진공펌프(P)에 대응되어 제어할 수 있다. 보다 구체적으로 노드(200)는, 동작 신호 또는 정지 신호를 생성해 제1 진공펌프(P1)의 동작 제어시, 제2 진공펌프(P2)의 동작 시간을 조정하도록 제어할 수 있다. 즉, 제2 진공펌프(P2)의 동작 가동 시간을 연장시키거나 제2 진공펌프(P2)의 동작 개시 시간을 앞당기도록 제어할 수 있다.
일 실시예에 따른 노드(200)는, 엣지 컴퓨팅에 기초하여 진공펌프(P)에 대한 제어 프로세싱을 수행할 수 있다. 노드(200)는, 중앙관리서버 또는 클라우드서버(300)로 전송하지 않고, 노드(200) 자체적으로 데이터를 처리하는 방식에 의할 수 있다.
노드(200)는, 중앙관리서버 또는 클라우드서버(300)와 독립적으로 데이터 처리가 가능하도록 하는 구성을 포함할 수 있다. 노드(200)는, 중앙관리서버 또는 클라우드서버(300)와의 연결 없이도 진공펌프(P)의 설치정보, 운행정보, 운행시 전류, 전력 등 활성화 정보를 호출, 데이터를 처리, 기록할 수 있다. 노드(200)는, 매칭된 진공펌프(P)의 이상 징후 판단에 관련한 모든 데이터에 중앙관리서버 또는 클라우드서버(300)를 통하지 않고 수행할 수 있다.
노드(200)는, 중앙관리서버 또는 클라우드서버(300)의 매개 없이 복수개의 진공펌프(P)와 매칭될 수 있다.
노드(200)가 엣지 컴퓨팅 방식에 의해 진동펌프(P)로부터 발생되는 데이터를 처리함으로써, 데이터 처리 효율을 향상시킬 수 있다. 복수의 노드(200)별 분산 처리함으로써, 중앙 집중화된 방식에 비해 보안성을 높일 수 있으며, 중앙관리서버 또는 클라우드서버(300)와의 네트워크가 불안정한 경우에도 유연하게 진공펌프 관리 제어가 가능하다.
다른 실시예에 따른 노드(200)는, 진공펌프(P)의 데이터가 발생시, 해당 데이터에 부합되는 진공펌프(P)의 운행 정보를 중앙관리서버 또는 클라우드서버(300)로부터 호출할 수 있다. 이때 중앙관리서버 또는 클라우드서버(300)는, 선택적으로 진공펌프(P)의 운행정보를 임의로 노드(200)로부터 전송받을 수 있다. 또한 노드(200)는, 진공펌프(P)의 이상상태로 판단시, 이상상태에서의 데이터는 물론 진공펌프(P)의 정량 데이터를 중앙관리서버 또는 클라우드서버(300)로 전송할 수 있다. 다시 중앙관리서버 또는 클라우드서버(300)는, 각 진공펌프(P)의 이상상태를 각 노드(200)에 네트워크를 통해 전송할 수 있다. 서로 다른 노드(200)는, 진공펌프(P)의 이상상태 정보 및 이상상태일 때 진공펌프(P)의 전류, 구동전력 등의 정량적 데이터를 획득할 수 있다. 즉 중앙관리서버 또는 클라우드서버(300)는, 수신한 진공펌프(P)의 이상상태 정보에 대한 데이터 프로세싱을 수행할 수 있다. 이 경우, 중앙관리서버 또는 클라우드서버(300)에서 복수개의 노드(200)에 대한 데이터 프로세싱을 수행해야 하므로, 데이터 처리에 지연이 발생할 수 있으나, 서로 다른 진공펌프(P)의 이상징후에 대비책으로 예비적이고 부차적으로 진행 가능하다.
노드(200)는, 엣지 컴퓨팅 방식과 클라우드 컴퓨팅 방식을 호환하여 선택적으로 구동할 수 있다.
중앙관리서버 또는 클라우드서버(300)는, 복수개의 노드(200)로부터 서로 다른 진공펌프(P)의 상태 정보를 수집할 수 있다. 중앙관리서버 또는 클라우드서버(300)는, 복수개의 진공펌프(P)를 모니터링할 수 있다. 또한 중앙관리서버 또는 클라우드서버(300)는, 클라우드 컴퓨팅 방식에 의해 노드에 접근해 진공펌프(P)를 제어할 수 있다.
다시 도 2를 참조하면 제조 설비(1)는, 적어도 어느 하나의 챔버(2)를 포함하고, 적어도 어느 하나의 진공펌프(P)에 연결될 수 있다. 제조 설비(1)는, 공정이 진행되는 공간을 제공할 수 있다.
챔버(2)는, 진공펌프(P)에 의해 조성된 진공 상태를 일정하게 유지하기 위한 폐공간을 제공할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공펌프 관리 시스템(10)에 의한 진공펌프 관리 방법에 대해 살펴보기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 진공펌프 관리 방법은, 데이터 발생 단계(S100)와 데이터 전송 단계(S200), 신호 전송 단계(S300), 진공펌프 제어 단계(S400)를 포함하고, 나아가 이상 징후 판단 단계(S500)와 교체 신호 전송 단계(S600), 호출 단계(S700)를 더 포함할 수 있다.
데이터 발생 단계(S100)에서는, 진공펌프에 데이터가 발생할 수 있다. 데이터 발생 단계에서는, 진공펌프의 운행 도중, 적어도 하나의 센서에 의해 진공펌프에서 발생하는 데이터를 획득할 수 있다.
데이터는, 진동, 소음, 열 및 위치 편차 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
데이터 발생 단계(S100)에서는, 진동 데이터를 주위적으로, 소음, 열 및 위치 편차 중 적어도 어느 하나를 예비적 데이터로 추가 발생시킬 수 있다.
데이터 전송 단계(S200)에서는, 노드가 데이터를 수신할 수 있다. 이 때, 노드는 일대일 또는 일대다의 진공펌프를 제어함으로써, 데이터 전송 단계에서는, 데이터의 수신시 진공펌프에 대한 설정정보 또한 수신할 수 있다.
신호 전송 단계(S300)에서는, 노드에서 데이터에 기초해 동작 신호 또는 정지 신호를 생성할 수 있다. 신호 전송 단계에서는, 동작 신호 또는 정지 신호 중 어느 하나를 진공펌프에 전송할 수 있다.
진공펌프 제어 단계(S400)에서는, 동작 신호 또는 정지 신호에 기초해 진공펌프를 동작 제어할 수 있다.
동작 신호는, 진공펌프의 진공 압력 세기를 가감하는 진공펌프 제어신호일 수 있다. 동작 신호는, 진공펌프를 완전히 정지시키는 것은 아니나 과부하 상태의 진공펌프가 100%의 진공 압력 세기로 동작하는 경우, 일 실시예에 따르면, 동작 신호는 100%보다 낮은 60~70%의 진공 압력 세기로, 진공펌프의 동작 세기를 저감시킴에 따라 진공펌프 자체 부하가 낮아져 진공펌프의 사용연한을 증대시킬 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 150%의 진공 압력 세기로 동작할 수 있는 진공펌프인 경우, 동작 신호를 100%에서 120~130%의 진공 압력 세기로, 진공펌프의 동작 세기를 증가시킴에 따라 진공펌프 자체 운용성능을 높일 수 있다.
정지 신호는, 진공펌프의 동작을 정지시킬 수 있다.
이상 징후 판단 단계(S500)에서는, 노드가 정지 신호를 생성할 경우, 데이터와 누적된 데이터를 연계 분석하여 이상 징후 여부를 판단할 수 있다. 누적된 데이터는, 노드, 중앙관리서버 또는 클라우드서버 중 어느 하나의 데이터 베이스에 저장된 값들일 수 있다. 엣지 컴퓨팅 방식에 의해 노드가 자체 데이터 베이스에 데이터를 기록, 열람할 수 있다. 또한 클라우드 방식에 의해 데이터를 클라우드에 전송해, 이를 기록, 호출해 전송받을 수 있다.
이상 징후 판단 단계(S500)에서는, 노드가 데이터와 누적된 데이터 및 진공펌프의 설정 정보 및 상태 정보에 기반해 진공펌프의 이상 징후 여부를 판단할 수 있다. 이상 징후 판단 단계(S500)에서는, 딥 러닝 기타 수리 기반의 알고리즘에 기반해 이상 징후 여부를 판단하고, 선택적으로 작업자의 제어 정보를 호출하여 상기 알고리즘에 반영할 수 있다.
교체 신호 전송 단계(S600)에서, 이상 상태에서 노드는 진공펌프의 교체 신호를 생성해 중앙관리서버 또는 클라우드서버로 전송할 수 있다.
호출 단계(S700)에서는, 작업자에게 진공펌프의 이상 상태를 알릴 수 있다. 호출 단계에서는, 이상 상태에서 경광등, 사이렌, 스피커 및 문자 발송 중 적어도 어느 하나를 호출할 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
10 : 진공펌프 관리 시스템
100 : 센서 110 : 진동센서
120 : 소음센서 130 : 온도센서
140 : 레이저변위센서
200 : 노드
300 : 클라우드
P1 : 제1 진공펌프 P2 : 제2 진공펌프
100 : 센서 110 : 진동센서
120 : 소음센서 130 : 온도센서
140 : 레이저변위센서
200 : 노드
300 : 클라우드
P1 : 제1 진공펌프 P2 : 제2 진공펌프
Claims (8)
- 진공펌프에 데이터가 발생하는 데이터 발생 단계;
노드가 상기 데이터를 수신하는 데이터 전송 단계;
상기 노드에서 상기 데이터에 기초해 생성한 동작 신호 또는 정지 신호 중 어느 하나를 상기 진공펌프에 전송하는 신호 전송 단계; 및
상기 동작 신호 또는 상기 정지 신호에 기초해 상기 진공펌프가 동작하는 진공펌프 동작 단계를 포함하는, 진공펌프 관리 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 데이터는 진동, 소음, 열 및 위치 편차 중 적어도 어느 하나인, 진공펌프 관리 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 동작 신호는 상기 진공펌프의 진공 압력 세기를 가감하는 상기 진공펌프의 제어신호인, 진공펌프 관리 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 노드가 상기 정지 신호를 생성할 경우, 상기 데이터와 누적된 데이터를 연계 분석하여 이상 징후 여부를 판단하는 이상 징후 판단 단계; 및
이상 상태에서, 상기 진공펌프의 교체 신호를 생성해 중앙관리서버 또는 클라우드서버로 전송하는 교체 신호 전송 단계를 더 포함하는, 진공펌프 관리 방법.
- 제 4 항에 있어서,
상기 이상 징후 판단 단계에서는,
딥 러닝 또는 기타 수리 기반의 알고리즘 또는 작업자의 경험에 기반한 판단 알고르짐에 기초해 이상 징후 여부를 판단하고, 선택적으로 작업자의 제어 정보를 호출하여 상기 알고리즘에 반영 가능한, 진공펌프 관리 방법.
- 제 4 항에 있어서,
이상 상태에서 경광등, 사이렌, 스피커 및 문자 발송 중 적어도 어느 하나를 출력하는 호출 단계를 더 포함하는, 진공펌프 관리 방법.
- 진공펌프의 데이터를 검출하는 센서; 및
상기 센서로부터 수신한 데이터를 처리하고, 상기 데이터에 기반한 신호를 생성해 상기 진공펌프의 동작을 제어하는 노드를 포함하고,
상기 노드는 상기 진공펌프와 일대일, 일대다 중 하나로 통신이 가능한, 진공펌프 관리 시스템.
- 제 7 항에 있어서,
상기 진공펌프는,
제1 진공펌프와 상기 제1 진공펌프와 동시 또는 이시에 순차적으로 동작 가능한 제2 진공펌프를 포함하고,
상기 노드는,
동작 신호 또는 정지 신호를 생성해 상기 제1 진공펌프의 동작 제어시, 상기 제2 진공펌프의 동작 가동 시간을 연장시키거나 상기 제2 진공펌프의 동작 개시 시간을 앞당기도록 제어 가능한, 진공펌프 관리 시스템.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| X091 | Application refused [patent] | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| E801 | Decision on dismissal of amendment | ||
| A107 | Divisional application of patent | ||
| J201 | Request for trial against refusal decision | ||
| J301 | Trial decision |
Free format text: TRIAL NUMBER: 2023101001964; TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20230914 Effective date: 20231027 |