KR20230065478A - 스마트 팩토리를 위한 제조 공정 성과 관리 장치 - Google Patents

스마트 팩토리를 위한 제조 공정 성과 관리 장치 Download PDF

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KR20230065478A
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김민규
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Abstract

본 발명은, 설비에서 타임 스탬프, 설비 ID 및 제품 ID 중 적어도 하나가 부여되어 반복적으로 출력되는 복수의 설비 신호 또는 공정 데이터를 입력 받는 입력부와, 설비 신호 또는 공정 데이터를 저장하는 제1 저장부와, 설비 신호 또는 공정 데이터를 분석하는데 기준이 되는 메타 데이터를 저장하는 제2 저장부와, 설비 신호 또는 공정 데이터를 입력 받으면 타임 스탬프, 설비 ID 및 제품 ID 중 적어도 하나를 기초로 설비 신호 또는 공정 데이터를 상기 메타 데이터와 매칭하여 제품 제조 공정의 비계획 손실, 정지 손실, 지연 손실 및 불량 손실 중 적어도 하나를 산출하는 처리부와, 비계획 손실, 정지 손실, 지연 손실 및 불량 손실 중 적어도 하나를 기초로 설비 종합 효율을 산출하는 산출부를 포함하는 스마트 팩토리를 위한 제조 공정 성과 관리 장치를 제공한다.

Description

스마트 팩토리를 위한 제조 공정 성과 관리 장치{MANUFACTURING PROCESS PERFORMANCE MANAGEMENT DEVICE FOR SMART FACTORY}
본 발명은 스마트 팩토리를 위한 제조 공정 성과 관리 장치에 관한 것이다.
최근 인구 고령화로 인해 숙련된 노동자들이 점차 줄어들게 되었고, 트렌드가 빠르게 변하면서 제품의 수명 주기가 급격히 줄어들게 되었다. 여기에 소비자들의 니즈가 다변화 및 다양화되면서 개인 맞춤형 생산이 요구되고 경제 구조가 제조업에서 정보 기술(IT)을 포함한 서비스업 중심으로 옮겨가면서 전통적인 제조업은 큰 타격을 입게 되어 제조업의 혁신이 요구되었고, 이로 인해 스마트 팩토리가 등장했다
스마트 팩토리는 설계 및 개발, 제조 및 유통 등 생산 과정에 디지털 자동화 솔루션이 결합된　정보 통신 기술(ICT)을 적용하여 생산성, 품질, 고객 만족도를 향상시키는 지능형 생산 공장으로 공장 내 설비와 기계에　사물 인터넷(IoT)을 설치하여 공정 데이터를 실시간으로 수집하고, 이를 분석해 스스로 제어할 수 있게 만든 공장이다.
종래의 공정 자동화 기술은 각각의 공정 별로만 자동화가 이뤄져 있어 전체 공정을 유기적으로 관리하기 어려웠다. 하지만, 스마트 팩토리는　ICT　기술 덕분에 모든 설비나 장치가 통신으로 연결되어 있어, 전후 공정 간 데이터를 자유롭게 연계할 수 있고, 이를 통해 보다 유기적이고 통합적인 최적의 생산 환경을 구축할 수 있다.
이러한 스마트 팩토리의 설비들을 효과적으로 관리 및 운영하기 위해 설비 종합 효율(Overall Equipment Effectiveness; OEE)을 계산하고 이를 이용하고 있다.
여기서, 설비 종합 효율이란 설비의 운영 효율성을 관리하는 지표로서, 현장의 설비들이 가동, 성능 및 품질 측면에서 얼마나 효과적으로 관리되고 있는가를 평가하는 척도를 의미한다.
이러한 설비 종합 효율은 시간 가동률, 성능 가동률 및 양품 가동률의 곱으로 정의될 수 있다. 여기서, 시간 가동률은 비계획 손실을 기초로 결정되고, 성능 가동률은 정지 손실 및 지연 손실을 기초로 결정되고, 양품 가동률은 불량 손실을 기초로 결정된다.
종래에는, 설비 종합 효율을 계산하기 위해, 작업자가 설비의 지연 및 불량 손실 시간 등을 직접 수작업으로 측정 및 기록하고, 그 결과 값을 이용하였다.
그러나, 이와 같은 방식은 측정의 불편함과 제약 사항 등으로 인해 정확한 데이터를 수집하기 어려워 신뢰성이 떨어질 뿐만 아니라, 측정 행위를 위한 별도의 자원이 소모되어 이중 손실이 발생하게 된다. 또한, 설비 종합 효율이 일일 결산 형태로 계산됨에 따라 이상 상황에 대한 대처가 신속하게 이루어지기 어려운 문제점이 있었다.
본 발명은 설비 종합 효율을 실시간으로 비교적 정확히 자동 계산할 수 있는 스마트 팩토리를 위한 제조 공정 성과 관리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 대량의 설비 신호 및 공정 데이터를 실시간으로 신속하게 처리할 수 있고, 데이터를 효율적으로 관리할 수 있는 스마트 팩토리를 위한 제조 공정 성과 관리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이러한 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 설비에서 타임 스탬프, 설비 ID 및 제품 ID 중 적어도 하나가 부여되어 반복적으로 출력되는 복수의 설비 신호 또는 공정 데이터를 입력 받는 입력부와, 설비 신호 또는 공정 데이터를 저장하는 제1 저장부와, 설비 신호 또는 공정 데이터를 분석하는데 기준이 되는 메타 데이터를 저장하는 제2 저장부와, 설비 신호 또는 공정 데이터를 입력 받으면 타임 스탬프, 설비 ID 및 제품 ID 중 적어도 하나를 기초로 설비 신호 또는 공정 데이터를 상기 메타 데이터와 매칭하여 제품 제조 공정의 비계획 손실, 정지 손실, 지연 손실 및 불량 손실 중 적어도 하나를 산출하는 처리부와, 비계획 손실, 정지 손실, 지연 손실 및 불량 손실 중 적어도 하나를 기초로 설비 종합 효율을 산출하는 산출부를 포함하는 스마트 팩토리를 위한 제조 공정 성과 관리 장치를 제공한다.
여기서, 산출부는, 비계획 손실을 기초로 시간 가동률을 산출하고, 정지 손실 및 지연 손실을 기초로 성능 가동률을 산출하고, 불량 손실을 기초로 양품 가동률을 산출할 수 있다.
또한, 산출부는 하기 수학식1을 이용해 상기 설비 종합 효율을 산출할 수 있다.
<수학식1>
설비 종합 효율 = 시간 가동률 X 성능 가동률 X 양품 가동률
또한, 산출부는 하기 수학식2를 이용해 상기 시간 가동률을 산출할 수 있다.
<수학식2>
시간 가동률 = ((생산 가능 시간-계획 손실)-비계획 손실)/(생산 가능 시간-계획 손실)
(여기서, 상기 생산 가능 시간은 설비에서 제품을 생산할 수 있는 시간, 상기 계획 손실은 계획된 설비 정비 시간, 상기 비계획 손실은 설비 고장으로 인해 발생된 비계획적인 손실 시간)
또한, 산출부는 하기 수학식3을 이용해 상기 성능 가동률을 산출할 수 있다.
<수학식3>
성능 가동률 = ((생산 가능 시간-계획 손실-비계획 손실)-(정지 손실+지연 손실))/(생산 가능 시간-계획 손실-비계획 손실)
(여기서, 상기 생산 가능 시간은 설비에서 제품을 생산할 수 있는 시간, 상기 계획 손실은 계획된 설비 정비 시간, 상기 비계획 손실은 설비 고장 등으로 인해 발생된 비계획적인 손실 시간, 상기 정지 손실은 설비 가동 중 단발적인 정지로 인해 발생된 손실 시간, 상기 지연 손실은 제품 생산 시 표준 작업 시간 대비 지연된 시간)
또한, 산출부는 하기 수학식4를 이용해 상기 양품 가동률을 산출할 수 있다.
<수학식4>
양품 가동률 = ((생산 가능 시간-계획 손실-비계획 손실-정지 손실-지연 손실)-불량 손실)/(생산 가능 시간-계획 손실-비계획 손실-정지 손실-지연 손실)
(여기서, 생산 가능 시간은 설비에서 제품을 생산할 수 있는 시간, 상기 계획 손실은 계획된 설비 정비 시간, 상기 비계획 손실은 설비 고장 등으로 인해 발생된 비계획적인 손실 시간, 상기 정지 손실은 설비 가동 중 단발적인 정지로 인해 발생된 손실 시간, 상기 지연 손실은 제품 생산 시 표준 작업 시간 대비 지연된 시간, 불량 손실은 제품 불량이 발생한 시간)
또한, 처리부는 설비 고장 신호 및 설비 정상 신호를 기초로 비계획 손실을 산출할 수 있다.
또한, 처리부는 설비 고장 신호 및 설비 정상 신호에 부여된 타임 스탬프를 기초로 설비 고장 신호 및 설비 정상 신호 사이의 시구간을 산출하고, 시구간을 상기 비계획 손실로 산출할 수 있다.
또한, 처리부는 설비 오프(Off) 신호 및 설비 온(On) 신호를 기초로 정지 손실 정보를 산출할 수 있다.
또한, 처리부는 설비 온 신호 및 설비 오프 신호에 부여된 타임 스탬프를 기초로 설비 온 신호 및 설비 오프 신호 사이의 시구간을 산출하고, 시구간을 상기 비계획 손실로 산출할 수 있다.
또한, 처리부는 이전 및 현재의 제품 출하 신호에 부여된 타임 스탬프를 기초로 지연 손실을 산출할 수 있다.
또한, 처리부는 이전 및 현재의 제품 출하 신호에 부여된 타임 스탬프를 기초로 이전 및 현재의 제품 출하 신호 사이의 시구간을 산출하고, 시구간 및 표준 작업 시간의 차이값을 지연 손실로 산출할 수 있다.
또한, 처리부는, 현재 제품의 시험 결과 데이터를 기초로 제품의 적합 여부를 판단하여 부적합 경우, 이전 및 현재의 제품 출하 신호에 부여된 타임 스탬프를 기초로 이전 및 현재의 제품 출하 신호 사이의 시구간을 산출하고, 시구간을 상기 불량 손실로 산출할 수 있다.
본 발명에 따르면, 설비에서 발생되는 설비 신호 등을 기초로 지연 손실 등을 실시간으로 비교적 정확히 자동 계산하여 설비 종합 효율을 계산하기 때문에, 설비를 효과적으로 운영할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 설비에서 반복적으로 발생되는 대량의 설비 신호 및 공정 데이터를 실시간으로 신속하게 처리할 수 있고, 데이터 관계성에 관한 정보만 업데이트하여 원시 데이터의 수정 없이 데이터를 관리할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스마트 팩토리를 위한 제조 공정 성과 관리 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스마트 팩토리를 위한 제조 공정 데이터 관리 장치의 블록도이다.
도 3은 도 2의 제조 공정 데이터 관리 장치가 적용된 도 1의 제조 공정 성과 관리 장치를 이용하여 지연 손실 정보를 산출하는 방법을 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 도 3의 불량 손실 정보를 산출하는 방법의 순서도이다.
도 5는 도 2의 제조 공정 데이터 관리 장치가 적용된 도 1의 제조 공정 성과 관리 장치를 이용하여 불량 손실 정보를 산출하는 방법을 설명하기 위한 블록도이다.
도 6은 도 5의 불량 손실 정보를 산출하는 방법의 순서도이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스마트 팩토리를 위한 제조 공정 성과 관리 장치의 블록도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 제조 공정 성과 관리 장치는 입력부(110), 제1 저장부(120), 제2 저장부(130), 처리부(140) 및 산출부(150)를 포함하여 구성될 수 있다.
스마트 팩토리 내에는 제품 제조 공정을 수행하는 복수의 설비들이 존재하는데, 입력부(110)는 복수의 설비들 별로 반복적으로 발생되는 복수의 설비 신호 및 공정 데이터를 입력 받는다.
여기서, 설비 신호 및 공정 데이터는 설비 자체 또는 설비에 장착된 센서에서 타임 스탬프, 설비 ID 및 제품 ID 중 적어도 하나가 부여되어 반복적으로 출력될 수 있다.
여기서, 타임 스탬프는 설비 신호 및 공정 데이터가 생성된 시간을 의미하고, 설비 ID는 설비 신호 및 공정 데이터가 생성된 설비 이름을 의미하고, 제품 ID는 설비 ID에 해당하는 설비에서 생산된 제품 이름을 의미한다.
설비 신호는 설비 내로 부품이 투입되는 부품 투입 신호, 설비 내에서 부품이 조립된 후 제품이 출하되는 제품 출하 신호, 설비 정지 신호, 설비 온/오프 신호 및 설비 고장 신호를 포함할 수 있다.
공정 데이터는 설비 상태 데이터 및 제품 시험 결과 데이터를 포함할 수 있다. 여기서, 설비 상태 데이터는 설비 신호를 기초로 도출될 수 있다.
제1 저장부(120)는 설비 신호 및 공정 데이터를 저장하고, 제2 저장부(130)는 설비 신호 및 공정 데이터를 분석하는데 기준이 되는 메타 데이터를 저장한다. 여기서, 메타 데이터는 기간 시스템 또는 상위 시스템으로부터 제공받을 수 있다.
처리부(140)는 설비 신호 및 공정 데이터를 타임 스탬프, 설비 ID(Identification) 및 제품 ID 별로 분류하여 제1 저장부(120)에 저장할 수 있다. 이에 따라, 처리부(140)는 타임 스탬프, 설비 ID(Identification) 및 제품 ID 중 적어도 하나를 이용해 관계성 있는 설비 신호 및 공정 데이터를 서로 매칭시킬 수 있다.
처리부(140)는 특정 설비 신호를 입력 받으면 타임 스탬프, 설비 ID 및 제품 ID 중 적어도 하나를 기초로 설비 신호 및 공정 데이터를 메타 데이터와 매칭하여 제품 제조 공정의 손실 정보를 산출할 수 있다.
여기서, 손실 정보는 비계획 손실 정보, 정지 손실 정보, 지연 손실 정보 및 불량 손실 정보를 포함할 수 있다.
산출부(150)는 처리부(140)에 의해 산출된 손실 정보를 기초로 설비 종합 효율을 산출할 수 있다.
여기서, 설비 종합 효율(Overall Equipment Effectiveness; OEE)이란 설비의 운영 효율성을 관리하는 지표로서, 현장의 설비들이 가동, 성능 및 품질 측면에서 얼마나 효과적으로 관리되고 있는가를 평가하는 척도를 의미한다.
이러한 설비 종합 효율은, 아래의 수학식1과 같이 시간 가동률, 성능 가동률 및 양품 가동률의 곱으로 정의될 수 있다.
<수학식 1>
설비 종합 효율(OEE) = 시간 가동률 X 성능 가동률 X 양품 가동률
여기서, 시간 가동률은 비계획 손실을 기초로 결정되고, 성능 가동률은 정지 손실 및 지연 손실을 기초로 결정되고, 양품 가동률은 불량 손실을 기초로 결정된다.
구체적으로, 시간 가동률은 설비의 시간적 활용도를 나타내며, 아래의 수학식2와 같이 정의된다.
<수학식 2>
시간 가동률 = ((생산 가능 시간-계획 손실)-비계획 손실)/(생산 가능 시간-계획 손실)
상기 수학식2에서 생산 가능 시간은 설비에서 제품을 생산할 수 있는 시간을 의미하고, 계획 손실은 계획된 설비 정비 시간을 의미하고, 비계획 손실은 설비 고장 등으로 인해 발생된 비계획적인 손실 시간을 의미한다.
또한, 성능 가동률은 설비의 이용도를 나타내며, 아래의 수학식3과 같이 정의된다.
<수학식 3>
성능 가동률 = ((생산 가능 시간-계획 손실-비계획 손실)-(정지 손실+지연 손실))/(생산 가능 시간-계획 손실-비계획 손실)
상기 수학식3에서 생산 가능 시간은 설비에서 제품을 생산할 수 있는 시간을 의미하고, 계획 손실은 계획된 설비 정비 시간을 의미하고, 비계획 손실은 설비 고장 등으로 인해 발생된 비계획적인 손실 시간을 의미하고, 정지 손실은 설비 가동 중 단발적인 정지로 인해 발생된 손실 시간을 의미하고, 지연 손실은 제품 생산 시 표준 작업 시간 대비 지연된 시간을 의미한다.
또한, 양품 가동률은 투입 수량에 대한 양품 수량의 비율을 의미하며, 아래의 수학식4와 같이 정의된다.
<수학식 4>
양품 가동률 = ((생산 가능 시간-계획 손실-비계획 손실-정지 손실-지연 손실)-불량 손실)/(생산 가능 시간-계획 손실-비계획 손실-정지 손실-지연 손실)
상기 수학식4에서 생산 가능 시간은 설비에서 제품을 생산할 수 있는 시간을 의미하고, 계획 손실은 계획된 설비 정비 시간을 의미하고, 비계획 손실은 설비 고장 등으로 인해 발생된 비계획적인 손실 시간을 의미하고, 정지 손실은 설비 가동 중 단발적인 정지로 인해 발생된 손실 시간을 의미하고, 지연 손실은 제품 생산 시 표준 작업 시간 대비 지연된 시간을 의미하고, 불량 손실은 제품 불량이 발생한 시간을 의미한다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 제조 공정 성과 관리 장치는, 종래의 지연 손실 등을 수작업으로 측정하여 설비 종합 효율을 계산하는 방식과 달리 설비에서 발생되는 설비 신호 등을 기초로 지연 손실 등을 자동으로 계산하여 설비 종합 효율을 계산하기 때문에, 설비 종합 효율을 신속하고 정확하게 계산할 수 있어 설비를 더욱더 효과적으로 운영할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스마트 팩토리를 위한 제조 공정 데이터 관리 장치의 블록도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 제조 공정 데이터 관리 장치는 입력부(110), 제1 저장부(120), 제2 저장부(130), 제1 처리부(140), 제2 처리부(145) 및 제3 저장부(160)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 본 발명의 실시예에 따른 제조 공정 데이터 관리 장치는 전술한 제조 공정 성과 관리 장치에 적용되는 장치로서, 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하였다.
입력부(110)는 제품 제조 공정을 수행하는 설비(10)에서 반복적으로 발생되는 복수의 설비 신호 및 공정 데이터를 입력 받는다.
여기서, 설비 신호 및 공정 데이터는 설비(10) 자체 또는 설비(10)에 장착된 센서에서 출력될 수 있다.
설비 신호는 설비(10) 내로 부품이 투입되는 부품 투입 신호, 설비(10) 내에서 부품이 조립된 후 제품이 출하되는 제품 출하 신호, 설비 정지 신호, 설비 온/오프 신호 및 설비 고장 신호를 포함할 수 있다.
공정 데이터는 설비 상태 데이터 및 제품 시험 결과 데이터를 포함할 수 있다.
제1 저장부(120)는 설비에서 타임 스탬프, 설비 ID 및 제품 ID 중 적어도 하나가 부여된 설비 신호 및 공정 데이터(원시 데이터)를 저장하고, 제2 저장부(130)는 설비 신호 및 공정 데이터를 분석하는데 기준이 되는 메타 데이터를 저장한다. 여기서, 메타 데이터는 기간 시스템 또는 상위 시스템으로부터 제공받을 수 있다.
제1 처리부(140)는 설비 신호 및 공정 데이터를 타임 스탬프, 설비 ID(Identification) 및 제품 ID 별로 분류하여 제1 저장부(120)에 저장할 수 있다. 이에 따라, 처리부(140)는 타임 스탬프, 설비 ID(Identification) 및 제품 ID 중 적어도 하나를 이용해 관계성 있는 설비 신호 및 공정 데이터를 서로 매칭시킬 수 있다.
여기서, 타임 스탬프는 설비 신호 및 공정 데이터가 생성된 시간이고, 설비 ID는 설비 신호 및 공정 데이터가 생성된 설비 이름이고, 제품 ID는 설비 ID에 해당하는 설비에서 생산된 제품 이름을 의미한다.
제1 처리부(140)는 특정 설비 신호를 입력 받으면 타임 스탬프, 설비 ID 및 제품 ID 중 적어도 하나를 기초로 설비 신호 및 공정 데이터를 메타 데이터와 매칭하여 가공 데이터를 산출할 수 있다.
여기서, 가공 데이터는 비계획 손실 정보, 설비 정지 손실 정보, 지연 손실 정보 및 제품 불량 손실 정보를 포함할 수 있다.
제3 저장부(160)는 제1 처리부(140)에 의해 산출된 가공 데이터를 저장할 수 있다.
제2 처리부(145)는 사용자 단말(50)의 요청에 의해 제3 저장부(160)에 저장된 가공 데이터를 열람 및 분석할 수 있다. 여기서, 사용자 단말(50)은 전술한 설비 종합 효율을 산출하는 산출부(150)를 포함할 수 있다.
제2 처리부(145)는 사용자 단말(50)의 요청에 의해 제1 저장부(120)에 저장된 원시 데이터와 제2 저장부(130)에 저장된 메타 데이터를 직접 열람 및 분석하여 가공 데이터를 산출할 수도 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 제조 공정 데이터 관리 장치는, 설비에서 발생되는 원시 데이터를 타임 스탬프, 설비 ID 및 제품 ID 등으로 관계성을 최소화하여 저장하고, 타임 스탬프, 설비 ID 및 제품 ID를 기초로 원시 데이터를 메타 데이터와 매칭하여 데이터 관계성에 관한 정보를 갖는 가공 데이터를 저장함으로써, 설비에서 반복적으로 발생되는 대량의 설비 신호 및 공정 데이터를 실시간으로 신속하게 처리할 수 있다. 또한, 데이터 관계성에 관한 정보만 업데이트하여 원시 데이터의 수정 없이 데이터를 관리할 수 있는 이점이 있다.
도 3은 도 2의 제조 공정 데이터 관리 장치가 적용된 도 1의 제조 공정 성과 관리 장치를 이용하여 지연 손실 정보를 산출하는 방법을 설명하기 위한 블록도이고, 도 4는 도 3의 지연 손실 정보를 산출하는 방법의 순서도이다.
도 3 및 4를 참조하면, 제품 제조 공정을 수행하는 설비(10)에서 복수의 설비 신호 및 공정 데이터가 타임 스탬프, 설비 ID 및 제품 ID 중 적어도 하나가 부여되어 반복적으로 출력되면(S11), 입력부(110)는 설비(10)로부터 반복적으로 발생된 복수의 설비 신호 및 공정 데이터를 입력 받는다.
제1 저장부(120)는 타임 스탬프, 설비 ID 및 제품 ID 중 적어도 하나가 부여된 설비 신호 및 공정 데이터(원시 데이터)를 저장한다. 여기서, 제1 처리부(140)는 설비 신호 및 공정 데이터를 타임 스탬프, 설비 ID(Identification) 및 제품 ID 별로 분류하여 제1 저장부(120)에 저장할 수 있다(S12).
먼저, 제1 처리부(140)는 설비 신호를 확인하여(S13) 설비 신호가 제품 출하 신호인 경우 캘린더 DB(131)를 확인하여 제품 출하 신호가 조업 시간에 발생한 것인지 판단한다(S14).
다음, 제1 처리부(140)는 제품 출하 신호가 조업 시간에 발생한 것으로 판단된 경우, 타임 스탬프를 이용해 제품 출하 신호의 발생 시간에 생성된 제품 ID가 제1 저장부(120)에 존재하는지 판단한다(S15).
다음, 제1 처리부(140)는 제품 출하 신호의 발생 시간에 생성된 제품 ID가 제1 저장부(120)에 존재하는 경우, 제품 ID가 작업 목록 DB(132)에 존재하는지 판단한다(S16).
다음, 제1 처리부(140)는 제품 ID가 작업 목록 DB에 존재하는 경우, 제품 ID에 해당하는 제품의 적합 여부를 판단한다(S17). 여기서, 제1 처리부(140)는 제1 저장부(120)에 저장된 제품 ID의 제품 시험 결과 데이터를 제품 기준 정보 DB(134)에 저장된 기준 시험값과 비교하여 제품의 적합 여부를 판단할 수 있다.
다음, 제1 처리부(140)는 제품이 적합한 경우 타임 스탬프를 기초로 현재 및 이전의 제품 출하 신호 사이의 시구간을 산출한다(S18).
다음, 제1 처리부(140)는 제1 저장부(120)에 저장된 설비 상태 데이터에서 설비(10)의 정지 및 오프 시간을 확인하고, 캘린더 DB(131)에서 휴게 시간을 확인하고, 손실 집계 DB(133)에서 설비(10)의 계획 정지 및 비계획 정지 시간을 확인한다.
다음, 제1 처리부(140)는 확인한 설비(10)의 정지 및 오프 시간과, 휴게 시간과 계획 정지 및 비계획 정지 시간을 시구간에서 제외하여 순수 작업 시간을 산출한다(S19).
다음, 제1 처리부(140)는 산출한 순수 작업 시간을 제품 기준 정보 DB(134)에 저장된 표준 작업 시간과 비교하여(S20) 지연 손실 정보를 산출한다(S21).
여기서, 제1 처리부(140)는 순수 작업 시간이 표준 작업 시간 보다 크면 순수 작업 시간 및 표준 작업 시간의 차이값을 지연 손실 정보로 산출할 수 있다.
이와 달리, 제1 처리부(140)는 이전 및 현재의 제품 출하 신호에 부여된 타임 스탬프를 기초로 이전 및 현재의 제품 출하 신호 사이의 시구간을 산출하고, 상기 시구간 및 표준 작업 시간의 차이값을 지연 손실로 산출할 수 있다.
다음, 제1 처리부(140)는 산출한 지연 손실 정보를 제3 저장부(160)의 생산 정보 기록 DB(161)에 저장한다.
다음, 제2 처리부(145)는 제3 저장부(160)에 저장된 지연 손실 정보를 열람 및 분석한다.
도 5는 도 2의 제조 공정 데이터 관리 장치가 적용된 도 1의 제조 공정 성과 관리 장치를 이용하여 불량 손실 정보를 산출하는 방법을 설명하기 위한 블록도이고, 도 6은 도 5의 불량 손실 정보를 산출하는 방법의 순서도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 제품 제조 공정을 수행하는 설비(10)에서 복수의 설비 신호 및 공정 데이터가 타임 스탬프, 설비 ID 및 제품 ID 중 적어도 하나가 부여되어 반복적으로 출력되면(S31), 입력부(110)는 반복적으로 출력된 복수의 설비 신호 및 공정 데이터를 입력 받는다.
제1 저장부(120)는 타임 스탬프, 설비 ID 및 제품 ID 중 적어도 하나가 부여된 설비 신호 및 공정 데이터(원시 데이터)를 저장한다. 여기서, 제1 처리부(140)는 설비 신호 및 공정 데이터를 타임 스탬프, 설비 ID(Identification) 및 제품 ID 별로 분류하여 제1 저장부(120)에 저장할 수 있다(S32).
먼저, 제1 처리부(140)는 설비 신호를 확인하여(S33) 설비 신호가 제품 출하 신호인 경우 캘린더 DB(131)를 확인하여 제품 출하 신호가 조업 시간에 발생한 것인지 판단한다(S34).
다음, 제1 처리부(140)는 제품 출하 신호가 조업 시간에 발생한 것으로 판단된 경우, 타임 스탬프를 이용해 제품 출하 신호의 발생 시간에 생성된 제품 ID가 제1 저장부(120)에 존재하는지 판단한다(S35).
다음, 제1 처리부(140)는 제품 출하 신호의 발생 시간에 생성된 제품 ID가 제1 저장부(120)에 존재하는 경우, 제품 ID가 작업 목록 DB(132)에 존재하는지 판단한다(S36).
다음, 제1 처리부(140)는 제품 ID가 작업 목록 DB에 존재하는 경우, 제품 ID에 해당하는 제품의 적합 여부를 판단한다(S37). 여기서, 제1 처리부(140)는 제1 저장부(120)에 저장된 제품 ID의 제품 시험 결과 데이터를 제품 기준 정보 DB(134)에 저장된 기준 시험값과 비교하여 제품의 적합 여부를 판단할 수 있다.
다음, 제1 처리부(140)는 제품이 부적합한 경우 타임 스탬프를 기초로 현재 및 이전의 제품 출하 신호 사이의 시구간을 산출한다(S38).
다음, 제1 처리부(140)는 제품이 부적합 경우 상기 시구간을 제품의 불량 손실 정보로 산출한다(S39).
다음, 제1 처리부(140)는 산출한 불량 손실 정보를 제3 저장부(160)의 생산 정보 기록 DB(161)에 저장한다.
다음, 제2 처리부(145)는 제3 저장부(160)에 저장된 불량 손실 정보를 열람 및 분석한다.
한편, 제1 처리부(140)는, 제품이 부적합 경우, 제1 저장부(120)에서 제품의 제품 ID, 타임 스탬프, 시험 결과 데이터 및 부품 조립 정보를 확인하고, 제품 기준 정보 DB(134)에서 제품을 구성하는 부품의 부품 ID를 확인하고, 서플라이어 정보 DB(미도시)에서 부품 ID에 해당하는 부품 정보를 확인할 수 있다.
다음, 제1 처리부(140)는 제품의 제품 ID, 타임 스탬프, 시험 결과 데이터 및 부품 조립 정보와, 부품 ID와, 부품 정보를 조합한 제품의 불량 손실 정보를 조합하여 제3 저장부(160)의 불량 관리 DB(163)에 저장한다.
다음, 제3 처리부(147)는 제3 저장부(160)에 저장된 불량 손실 정보를 기초로 제품의 불량 패턴을 분석한다. 그리고, 제3 처리부(147)는 분석한 제품의 불량 패턴 정보를 기간 시스템(20)에 제공할 수 있다.
비계획 손실 정보는, 설비 고장 등과 같이 비계획적으로 발생한 손실 정보로서, 설비 고장 신호 및 설비 정상 신호를 기초로 산출될 수 있다.
구체적으로, 제1 처리부(140)는 설비 고장 신호 및 설비 정상 신호를 입력 받으면 이를 메타 데이터와 매칭하여 설비 고장 원인을 판단할 수 있다.
그리고, 제1 처리부(140)는 설비 고장 신호 및 설비 정상 신호에 부여된 타임 스탬프를 기초로 설비 고장 신호 및 설비 정상 신호 사이의 시구간을 산출할 수 있고, 이 시구간을 비계획 손실 정보로 산출할 수 있다.
그리고, 제1 처리부(140)는 산출한 비계획 손실 정보를 제3 저장부(160)에 저장하고, 제2 처리부(145)는 제3 저장부(160)에 저장된 비계획 손실 정보를 열람 및 분석할 수 있다.
정지 손실 정보는, 설비 가동 중 단발적인 정지로 인해 발생된 손실 정보로서, 설비 오프(Off) 신호 및 설비 온(On) 신호를 기초로 산출될 수 있다. 구체적으로, 설비 오프 신호 및 설비 온 신호를 입력 받으면 이를 메타 데이터와 매칭하여 설비 정지 원인을 판단할 수 있다. 그리고, 제1 처리부(140)는 설비 오프 신호 및 설비 온 신호에 부여된 타임 스탬프를 기초로 설비 오프 신호 및 설비 온 신호 사이의 시구간을 산출할 수 있고, 이 시구간을 정지 손실 정보로 산출할 수 있다.
그리고, 제1 처리부(140)는 산출한 정지 손실 정보를 제3 저장부(160)에 저장하고, 제2 처리부(145)는 제3 저장부(160)에 저장된 정지 손실 정보를 열람 및 분석할 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예들은 본 발명을 실시하는데 있어 최선의 상태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는데 당업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
110: 입력부
120: 제1 저장부
130: 제2 저장부
140: 처리부
150: 산출부

Claims (13)

  1. 설비에서 타임 스탬프, 설비 ID 및 제품 ID 중 적어도 하나가 부여되어 반복적으로 출력되는 복수의 설비 신호 또는 공정 데이터를 입력 받는 입력부;
    상기 설비 신호 또는 공정 데이터를 저장하는 제1 저장부;
    상기 설비 신호 또는 공정 데이터를 분석하는데 기준이 되는 메타 데이터를 저장하는 제2 저장부;
    상기 설비 신호 또는 공정 데이터를 입력 받으면 상기 타임 스탬프, 설비 ID 및 제품 ID 중 적어도 하나를 기초로 상기 설비 신호 또는 공정 데이터를 상기 메타 데이터와 매칭하여 제품 제조 공정의 비계획 손실, 정지 손실, 지연 손실 및 불량 손실 중 적어도 하나를 산출하는 처리부; 및
    상기 비계획 손실, 정지 손실, 지연 손실 및 불량 손실 중 적어도 하나를 기초로 설비 종합 효율을 산출하는 산출부
    를 포함하는 스마트 팩토리를 위한 제조 공정 성과 관리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 산출부는
    상기 비계획 손실을 기초로 시간 가동률을 산출하고, 상기 정지 손실 및 지연 손실을 기초로 성능 가동률을 산출하고, 상기 불량 손실을 기초로 양품 가동률을 산출하는
    스마트 팩토리를 위한 제조 공정 성과 관리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 산출부는
    하기 수학식1을 이용해 상기 설비 종합 효율을 산출하는
    <수학식1>
    설비 종합 효율 = 시간 가동률 X 성능 가동률 X 양품 가동률
    스마트 팩토리를 위한 제조 공정 성과 관리 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 산출부는
    하기 수학식2를 이용해 상기 시간 가동률을 산출하는
    <수학식2>
    시간 가동률 = ((생산 가능 시간-계획 손실)-비계획 손실)/(생산 가능 시간-계획 손실)
    (여기서, 상기 생산 가능 시간은 설비에서 제품을 생산할 수 있는 시간, 상기 계획 손실은 계획된 설비 정비 시간, 상기 비계획 손실은 설비 고장으로 인해 발생된 비계획적인 손실 시간)
    스마트 팩토리를 위한 제조 공정 성과 관리 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 산출부는
    하기 수학식3을 이용해 상기 성능 가동률을 산출하는
    <수학식3>
    성능 가동률 = ((생산 가능 시간-계획 손실-비계획 손실)-(정지 손실+지연 손실))/(생산 가능 시간-계획 손실-비계획 손실)
    (여기서, 상기 생산 가능 시간은 설비에서 제품을 생산할 수 있는 시간, 상기 계획 손실은 계획된 설비 정비 시간, 상기 비계획 손실은 설비 고장 등으로 인해 발생된 비계획적인 손실 시간, 상기 정지 손실은 설비 가동 중 단발적인 정지로 인해 발생된 손실 시간, 상기 지연 손실은 제품 생산 시 표준 작업 시간 대비 지연된 시간)
    스마트 팩토리를 위한 제조 공정 성과 관리 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 산출부는
    하기 수학식4를 이용해 상기 양품 가동률을 산출하는
    <수학식4>
    양품 가동률 = ((생산 가능 시간-계획 손실-비계획 손실-정지 손실-지연 손실)-불량 손실)/(생산 가능 시간-계획 손실-비계획 손실-정지 손실-지연 손실)
    (여기서, 생산 가능 시간은 설비에서 제품을 생산할 수 있는 시간, 상기 계획 손실은 계획된 설비 정비 시간, 상기 비계획 손실은 설비 고장 등으로 인해 발생된 비계획적인 손실 시간, 상기 정지 손실은 설비 가동 중 단발적인 정지로 인해 발생된 손실 시간, 상기 지연 손실은 제품 생산 시 표준 작업 시간 대비 지연된 시간, 불량 손실은 제품 불량이 발생한 시간)
    스마트 팩토리를 위한 제조 공정 성과 관리 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리부는
    상기 설비 고장 신호 및 설비 정상 신호를 기초로 상기 비계획 손실을 산출하는
    스마트 팩토리를 위한 제조 공정 성과 관리 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 처리부는
    상기 설비 고장 신호 및 설비 정상 신호에 부여된 타임 스탬프를 기초로 상기 설비 고장 신호 및 설비 정상 신호 사이의 시구간을 산출하고, 상기 시구간을 상기 비계획 손실로 산출하는
    스마트 팩토리를 위한 제조 공정 성과 관리 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리부는
    설비 오프(Off) 신호 및 설비 온(On) 신호를 기초로 상기 정지 손실 정보를 산출하는
    스마트 팩토리를 위한 제조 공정 성과 관리 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 처리부는
    상기 설비 온 신호 및 설비 오프 신호에 부여된 타임 스탬프를 기초로 상기 설비 온 신호 및 설비 오프 신호 사이의 시구간을 산출하고, 상기 시구간을 상기 비계획 손실로 산출하는
    스마트 팩토리를 위한 제조 공정 성과 관리 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리부는
    이전 및 현재의 제품 출하 신호에 부여된 타임 스탬프를 기초로 상기 지연 손실을 산출하는
    스마트 팩토리를 위한 제조 공정 성과 관리 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 처리부는
    상기 이전 및 현재의 제품 출하 신호에 부여된 타임 스탬프를 기초로 상기 이전 및 현재의 제품 출하 신호 사이의 시구간을 산출하고, 상기 시구간 및 표준 작업 시간의 차이값을 상기 지연 손실로 산출하는
    스마트 팩토리를 위한 제조 공정 성과 관리 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리부는
    현재 제품의 시험 결과 데이터를 기초로 제품의 적합 여부를 판단하여 부적합 경우, 이전 및 현재의 제품 출하 신호에 부여된 타임 스탬프를 기초로 상기 이전 및 현재의 제품 출하 신호 사이의 시구간을 산출하고, 상기 시구간을 상기 불량 손실로 산출하는
    스마트 팩토리를 위한 제조 공정 성과 관리 장치.















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