KR20230072164A - 불량률 제로를 위한 제품의 품질 관리 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 제품의 품질에 대한 판정과 함께 통계를 이용한 추세분석을 실시함으로써 제품 품질의 향상을 도모함과 동시에 품질 불량의 발생 가능성을 예측하고 미리 대응할 수 있도록 하는 품질 관리 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 의한 불량률 제로를 위한 제품의 품질 관리 시스템은 제품을 생산중인 생산설비의 작동 상태에 관한 작동 데이터와 그 주변의 환경 상태에 관한 환경 데이터를 수집하고, 생산된 제품의 이미지를 수집하여 외부로 전송하는 데이터 수집부, 수집된 이미지를 분석하여 제품의 품질을 판정하고, 품질 판정의 결과와 해당 제품의 생산중에 수집된 작동 데이터와 환경 데이터를 모두 매칭하여 통계화하며, 연속으로 수집되는 작동 데이터와 환경 데이터를 이용하여 추세를 파악하거나 연속으로 발생하는 품질 판정의 결과를 이용하여 추세를 파악하여 품질 불량의 발생 가능성을 예측하는 데이터 분석부 및, 품질 불량의 발생과 품질 불량의 발생 위험을 화면에 표시하고, 부가적으로는 알람음을 출력하여 관리자에게 통보하는 관리자 단말기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 불량률 제로를 위한 제품의 품질 관리 시스템은 제품을 생산중인 생산설비의 작동 상태에 관한 작동 데이터와 그 주변의 환경 상태에 관한 환경 데이터를 수집하고, 생산된 제품의 이미지를 수집하여 외부로 전송하는 데이터 수집부, 수집된 이미지를 분석하여 제품의 품질을 판정하고, 품질 판정의 결과와 해당 제품의 생산중에 수집된 작동 데이터와 환경 데이터를 모두 매칭하여 통계화하며, 연속으로 수집되는 작동 데이터와 환경 데이터를 이용하여 추세를 파악하거나 연속으로 발생하는 품질 판정의 결과를 이용하여 추세를 파악하여 품질 불량의 발생 가능성을 예측하는 데이터 분석부 및, 품질 불량의 발생과 품질 불량의 발생 위험을 화면에 표시하고, 부가적으로는 알람음을 출력하여 관리자에게 통보하는 관리자 단말기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 제품의 불량률 제로를 목적으로 하는 품질 관리 시스템에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 제품의 품질에 대한 판정과 함께 통계를 이용한 추세분석을 실시하여 제품 품질의 향상을 도모함과 동시에 품질 불량의 발생 가능성을 예측하고 미리 대응할 수 있도록 하는 품질 관리 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 현 시대의 생산설비는 이전보다 복잡하고 대형화되어 있으며, 점차 자동화율과 무인화율이 높아져 가는 추세이다.
따라서, 상기와 같은 복잡하고 대형화된 생산설비의 일부분에 문제가 발생하여 고장이 발생하거나 생산되는 제품에 불량이 발생하게 되면 해당 제품의 생산을 위한 전체의 공정이 중단될 수 있거나 중단되어야 하며, 그 문제의 원인을 발견하고 해결할 때까지 상당한 시간이 소요되어 기업에 큰 손해가 발생할 수 있다.
이러한 문제는 해당 기업의 큰 손해로 이어질 뿐 아니라 그 제품을 부품이나 부속품 등으로 이용하고 있는 다른 기업의 생산 일정에도 큰 차질이 발생하게 될 수 있기 때문에, 생산설비의 고장이나 품질 불량의 발생 가능성을 미리 예측하여 대응할 수 있도록 하는 기술의 이용이 반드시 필요하다고 할 수 있다.
상기와 같은 문제와 관련해서는 대한민국 등록특허공보 제10-1466798호의 “제조 공정에서의 제품 불량의 원인 설비를 탐지하는 방법 및 장치”와 대한민국 등록특허공보 제10-1920372호의 “제품 제조 자동화 라인의 설비고장과 품질불량의 가시적 예지 시스템” 등의 발명들이 제안되어 공개된 바 있다.
우선, 상기 대한민국 등록특허공보 제10-1466798호의 “제조 공정에서의 제품 불량의 원인 설비를 탐지하는 방법 및 장치”에는 반도체 제조 공정에서의 제품의 불량을 야기하는 혐의 설비와 설비 조건 그리고 레티클 등을 효율적으로 감지할 수 있도록 하고, 제조 공정의 수율을 증가시킬 수 있는 최적의 경로를 탐색할 수 있도록 하여 결과적으로 반도체 제품의 품질 보장과 생산 원가의 절감에 도움이 될 수 있도록 하는 방법 및 장치에 관한 발명이 제안되었다.
또한, 상기 대한민국 등록특허공보 제10-1920372호의 “제품 제조 자동화 라인의 설비고장과 품질불량의 가시적 예지 시스템”에는 자동화 라인의 문제를 사전에 감지하여 돌발적인 제조 공정의 중단을 방지할 수 있도록 하고, 문제의 사전 감지에 실패하여 설비에 고장이 발생하게 되는 경우에는 심화학습 알고리즘을 이용하여 문제의 발생 원인을 추적함으로써 해결책을 제시해줄 수 있도록 구성되는 시스템에 관한 발명이 제안되었다.
즉, 상기와 같은 발명들은 제품의 불량이 발생하게 된 원인을 탐지하여 문제를 해결할 수 있도록 하거나 생산설비에 문제가 발생할 수 있는 가능성을 사전에 감지하여 문제의 발생을 예방할 수 있도록 하고 있고, 그로 인한 효과의 발생이 예상된다.
그러나 상기와 같은 발명들은 이미 발생하였거나 발생할 것이 예상되는 품질 불량의 해결에만 중점을 두고 있을 뿐 평균보다 높은 수준의 품질을 유지하거나 더욱 개선하고자 하는 목표를 제시하고 있지는 않기 때문에, 발명의 효과에 있어 일정한 한계가 발생하게 된다.
또한, 생산설비에 문제가 발생할 수 있는 가능성을 사전에 감지하고자 하는 경우에도 그 생산설비에 제품의 불량으로 바로 연결되지는 않으나 그 정도가 심화되거나 다른 문제와 연계하여 제품의 불량을 야기할 수 있게 되는 문제의 발견을 전제로 하고 있기 때문에, 그러한 문제가 발견되지 않은 상태에서는 생산설비에 문제가 발생할 수 있는 어떠한 조짐도 감지할 수 없는 한계가 발생하게 된다.
따라서, 상기와 같은 발명들의 효과는 유지하되 문제를 해결하거나 한계를 극복하여 평균보다 높은 수준의 품질을 유지하거나 더욱 개선할 수 있도록 하고, 더 나아가 품질 불량의 발생 가능성을 더욱 효과적으로 예측할 수 있도록 하는 방안이 제안된 새로운 발명이 요구되는 실정이다.
본 발명에 의한 불량률 제로를 위한 제품의 품질 관리 시스템은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 발명으로써,
종래의 발명들은 이미 발생하였거나 발생할 것이 예상되는 품질 불량의 해결에만 중점을 두고 있을 뿐 평균보다 높은 수준의 품질을 유지하거나 더욱 개선하고자 하는 목표를 제시하고 있지는 않기 때문에, 발명의 효과에 있어 일정한 한계가 발생하고 있고,
생산설비에 문제가 발생할 수 있는 가능성을 사전에 감지하고자 하는 경우에도 그 생산설비에 제품의 불량으로 바로 연결되지는 않으나 그 정도가 심화되거나 다른 문제와 연계하여 제품의 불량을 야기할 수 있게 되는 문제가 발견되지 않은 상태에서는 어떠한 조짐도 감지할 수 없는 한계가 발생하고 있기 때문에, 이에 대한 해결책을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 실현하고자,
제품을 생산중인 생산설비의 작동 상태에 관한 작동 데이터와 그 주변의 환경 상태에 관한 환경 데이터를 수집하고, 생산된 제품의 이미지를 수집하여 외부로 전송하는 데이터 수집부; 수집된 이미지를 분석하여 제품의 품질을 판정하고, 품질 판정의 결과와 해당 제품의 생산중에 수집된 작동 데이터와 환경 데이터를 모두 매칭하여 통계화하며, 연속으로 수집되는 작동 데이터와 환경 데이터를 이용하여 추세를 파악하거나 연속으로 발생하는 품질 판정의 결과를 이용하여 추세를 파악하여 품질 불량의 발생 가능성을 예측하는 데이터 분석부; 및, 품질 불량의 발생과 품질 불량의 발생 위험을 화면에 표시하고, 부가적으로는 알람음을 출력하여 관리자에게 통보하는 관리자 단말기; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 불량률 제로를 위한 제품의 품질 관리 시스템을 제시한다.
이때, 상기 데이터 분석부는 상기 데이터 수집부에 의해 수집된 하나 이상의 이미지를 분석하여 제품의 품질을 판정하는 품질 판정부; 상기 품질 판정부에 의한 품질 판정의 결과와 해당 제품의 생산중에 상기 데이터 수집부에 의해 수집된 작동 데이터와 환경 데이터를 모두 매칭하여 통계화하는 통계화 처리부; 및, 상기 통계화 처리부에 의해 통계화된 자료와 상기 데이터 수집부에 의해 연속으로 수집되는 작동 데이터와 환경 데이터를 이용하여 생산설비와 그 주변 환경에 발생하는 변화의 추세를 파악하는 방식 또는, 상기 품질 판정부에 의해 연속으로 발생하는 품질 판정의 결과를 이용하여 품질 변화의 추세를 파악하는 방식 중 어느 하나 이상의 방식을 이용하여 품질 불량의 발생 가능성을 예측하고, 일정 기간을 대상으로 생산설비와 그 주변 환경에 발생하는 변화의 추세 또는 품질 변화의 추세 중 어느 하나 이상을 주기적으로 그래프화하여 품질 불량의 발생 가능성과 함께 상기 관리자 단말기에 제공하는 불량 예측부; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 불량률 제로를 위한 제품의 품질 관리 시스템은,
품질 판정의 결과와 해당 제품의 생산중에 수집된 작동 데이터와 환경 데이터를 모두 매칭하여 통계화하고 관리자 단말기로 제공함으로써 평균보다 높은 수준의 품질을 일정하게 유지하거나 더욱 개선할 수 있게 되는 효과가 발생하게 되고,
일정 기간을 대상으로 생산설비와 그 주변 환경에 발생하는 변화의 추세 또는 품질 변화의 추세 중 어느 하나 이상을 주기적으로 그래프화하여 품질 불량의 발생 가능성과 함께 상기 관리자 단말기로 제공함으로써 품질 불량의 발생 가능성을 더욱 효과적으로 예측할 수 있게 되는 효과가 발생하게 된다.
도 1은 데이터 수집부의 기능을 나타낸 요약도.
도 2는 데이터 수집부의 상세 구성도.
도 3은 데이터 분석부의 기능을 나타낸 요약도.
도 4는 데이터 분석부의 상세 구성도.
도 5a는 불량품 발생시의 본 발명의 작동 순서를 나타낸 순서도.
도 5b는 추세 악화시의 본 발명의 작동 순서를 나타낸 순서도.
도 6a는 제2 통신부와 관리자 단말기의 단방향 통신의 상태를 나타낸 예시도.
도 6b는 제2 통신부와 관리자 단말기의 양방향 통신의 상태를 나타낸 예시도.
도 7은 데이터 생성부의 기능을 나타낸 요약도.
도 8은 관리자 단말기와 통신부 간의 관계를 나타낸 관계도.
도 2는 데이터 수집부의 상세 구성도.
도 3은 데이터 분석부의 기능을 나타낸 요약도.
도 4는 데이터 분석부의 상세 구성도.
도 5a는 불량품 발생시의 본 발명의 작동 순서를 나타낸 순서도.
도 5b는 추세 악화시의 본 발명의 작동 순서를 나타낸 순서도.
도 6a는 제2 통신부와 관리자 단말기의 단방향 통신의 상태를 나타낸 예시도.
도 6b는 제2 통신부와 관리자 단말기의 양방향 통신의 상태를 나타낸 예시도.
도 7은 데이터 생성부의 기능을 나타낸 요약도.
도 8은 관리자 단말기와 통신부 간의 관계를 나타낸 관계도.
본 발명은 제품의 불량률 제로를 목적으로 하는 품질 관리 시스템에 관한 것으로써,
제품을 생산중인 생산설비의 작동 상태에 관한 작동 데이터와 그 주변의 환경 상태에 관한 환경 데이터를 수집하고, 생산된 제품의 이미지를 수집하여 외부로 전송하는 데이터 수집부(100); 수집된 이미지를 분석하여 제품의 품질을 판정하고, 품질 판정의 결과와 해당 제품의 생산중에 수집된 작동 데이터와 환경 데이터를 모두 매칭하여 통계화하며, 연속으로 수집되는 작동 데이터와 환경 데이터를 이용하여 추세를 파악하거나 연속으로 발생하는 품질 판정의 결과를 이용하여 추세를 파악하여 품질 불량의 발생 가능성을 예측하는 데이터 분석부(200); 및, 품질 불량의 발생과 품질 불량의 발생 위험을 화면에 표시하고, 부가적으로는 알람음을 출력하여 관리자에게 통보하는 관리자 단말기(300); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 불량률 제로를 위한 제품의 품질 관리 시스템에 관한 것이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하고자 한다.
우선, 상기 데이터 수집부(100)는 제품을 생산중인 생산설비가 설치된 장소에 분산 설치되어 제품의 품질 관리를 위한 각종 데이터를 수집하고, 수집된 데이터를 외부로 전송하는 제품 품질 관리 목적의 수집 장치이다.
이때, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 데이터 수집부(100)가 제품의 품질을 관리하는 방식으로는 생산중인 생산설비의 작동 상태에 관한 작동 데이터를 수집하는 방식과 그 생산설비 주변의 환경 상태에 관한 환경 데이터를 수집하는 방식 그리고 생산된 제품의 이미지를 수집하여 외부로 전송하는 방식이 종합적으로 이용되는 것을 특징으로 한다.
보다 구체적으로, 상기 데이터 수집부(100)는 제품을 생산중인 생산설비에서의 진동의 발생과 발생한 진동의 세기를 측정하는 하나 이상의 진동 센서, 제품을 생산중인 생산설비 주변의 온도와 습도를 측정하는 하나 이상의 온습도 센서 그리고 생산된 제품의 외형을 하나 이상의 방향에서 촬영하는 하나 이상의 이미지 센서를 포함하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 데이터 수집부(100)는 제품을 생산중인 생산설비에서 발생하는 소음의 크기를 측정하는 소음 센서, 제품을 생산중인 생산설비에서의 연기의 발생을 감지하는 연기 센서, 제품을 생산중인 생산설비에서 발생하는 가스의 종류를 감지하고 그 농도를 측정하는 다종류의 가스 센서, 생산설비 또는 생산된 제품 중 어느 하나 이상의 비파괴 검사를 실시하는 초음파 센서 또는 생산된 제품의 무게를 측정하는 하중 센서 중 어느 하나 이상을 생산설비의 종류에 따라 더 포함하도록 구성될 수 있다.
즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 데이터 수집부(100)는 진동 센서, 온습도 센서 그리고 이미지 센서를 포함하여 구성되고, 소음 센서, 연기 센서, 가스 센서, 초음파 센서 또는 하중 센서 중 어느 하나 이상을 더 포함하여 구성될 수 있는 센서부(110)를 포함하도록 구성될 수 있으며, 필요에 따라서는 상기한 센서들 이외에 다른 종류의 센서나 검사 장치를 더 포함하도록 구성될 수 있다.
그리고 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 데이터 수집부(100)는 상기 센서부(110)에 의해 생성되는 측정값, 감지값, 결과값 그리고 이미지를 모두 수집하여 외부의 데이터 분석부(200)로 전송하는 제1 통신부(120)를 더 포함하도록 구성될 수 있다.
즉, 진동 센서, 소음 센서, 연기 센서, 가스 센서 및 초음파 센서 등에 의해 생성되는 각각의 측정값, 감지값 그리고 결과값은 제품을 생산중인 생산설비의 작동 상태에 관한 작동 데이터로 분류될 수 있고, 온습도 센서에 의해 생성되는 측정값은 생산설비 주변의 환경 상태에 관한 환경 데이터로 분류될 수 있으며, 모든 데이터와 이미지는 제1 통신부(120)로 수집된 후 데이터 분석부(200)로 전송됨으로써 제품의 품질 관리를 위한 목적으로 이용될 수 있다.
다만, 상기한 작동 데이터와 환경 데이터는 센서들에 의해 생성되는 측정값, 감지값, 결과값을 종류에 따라 구분한 개념적인 것이므로, 데이터 수집부(100)에 의해 작동 데이터와 환경 데이터로 직접 분류되어 전송되는 것은 아니라 할 것이다.
추가로, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 데이터 수집부(100)는 생산설비에 설치되어 그 생산설비의 연속 가동시간, 생산량, 내부모터의 RPM, 가동중의 관리자에 의한 모든 입력값 등의 다양한 작동 데이터를 수집하는 설비 감시부(130)를 더 포함하도록 구성될 수 있다.
이때, 상기 설비 감시부(130)에 수집되는 구체적인 작동 데이터의 종류는 생산설비의 종류에 따라 다르게 구성될 수 있으며, 수집된 작동 데이터는 제1 통신부(120)에 의해 데이터 분석부(200)로 전송됨으로써 제품의 품질 관리를 위한 목적으로 이용될 수 있다.
또한, 상기 데이터 분석부(200)는 데이터 수집부(100)로부터 전송되는 작동 데이터와 환경 데이터 그리고 제품의 이미지를 수신하여 불량률 제로를 위한 여러 단계의 분석을 실시하고 그에 따른 대책을 제안하는 제품 품질 관리 목적의 서버 장치이다.
이때, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 데이터 분석부(200)가 제품의 품질을 관리하는 방식으로는 수신된 제품의 이미지를 분석하여 제품의 품질을 판정하는 방식과 품질 판정의 근거가 된 데이터를 통계화하는 방식 그리고 품질 판정의 결과와 통계를 이용하여 추세를 분석함으로써 품질 불량의 발생 가능성을 예측하는 방식이 종합적으로 이용되는 것을 특징으로 한다.
보다 구체적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 데이터 분석부(200)는 데이터 수집부(100)에 의해 수집된 하나 이상의 이미지를 분석하여 제품의 품질을 판정하는 품질 판정부(210)를 포함하도록 구성될 수 있다.
즉, 상기 품질 판정부(210)는 기저장된 제품의 정상 이미지를 기준으로 하여 하나 이상의 이미지 센서에 의해 실시간으로 수집되는 제품의 이미지를 대조함으로써 신규로 생산되는 제품의 외형에 대한 품질을 기설정된 판정 기준에 따라 판정할 수 있으며, 판정의 결과를 구체화하여 점수화하거나 등급화할 수 있다.
이에 더하여, 상기 품질 판정부(210)는 데이터 수집부(100)에 의해 수집된 작동 데이터 중 일부를 분석하여 제품의 품질을 판정할 수 있으며, 품질의 판정을 위한 목적으로 분석되는 작동 데이터로는 초음파 센서에 의한 비파괴 검사의 결과값 또는 하중 센서에 의한 측정값 중 어느 하나 이상이 이용될 수 있다.
즉, 상기 품질 판정부(210)는 데이터 수집부(100)의 구성 상태에 따라, 신규로 생산되는 제품의 치수나 두께 그리고 균열이 감지되는 경우에는 그 정도를 판정에 반영할 수 있으며, 신규로 생산되는 제품의 무게를 품질의 판정에 반영할 수 있다.
따라서, 본 발명의 관리자는 상기 품질 판정부(210)에 의한 판정의 결과를 이용하여 생산된 제품을 점수 또는 등급에 따라 분류하거나 불량품을 회수함으로써 우수한 품질의 제품만이 외부로 반출되도록 할 수 있다.
이때, 상기 품질 판정부(210)는 제품 품질의 판정에 의한 결과가 기설정된 기준에 미달되는 경우, 다시 말해, 불량품의 발생이 확인되는 경우에는 즉시 경고 신호를 생성하고 관리자 단말기(300)로 전송함으로써 관리자가 확인하고 그 불량품을 회수하도록 하여야 한다.
한편, 상기 품질 판정부(210)에 의해 불량품으로 판정된 제품은 선별되어 다른 라인으로 이송될 수 있으나, 제품의 종류에 관계없이 모든 제품에 적용할 수 있는 방법으로는 제품 표면에의 마킹 방식이 이용될 수 있다.
즉, 본 발명은 상기 품질 판정부(210)에 의해 불량품으로 판정된 제품의 표면이나 그 주변에 가까이 거품을 분사하여 표시하는 마커 장치를 더 포함하도록 구성될 수 있다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 데이터 분석부(200)는 품질 판정부(210)에 의한 품질 판정의 결과와 해당 제품의 생산중에 데이터 수집부(100)에 의해 수집된 작동 데이터와 환경 데이터를 모두 매칭하여 통계화하는 통계화 처리부(220)를 포함하도록 구성될 수 있다.
즉, 상기 통계화 처리부(220)는 품질 판정부(210)에 의해 점수화되어 점수로 표시되거나 등급화되어 등급으로 표시되는 품질 판정의 결과를 그 품질 판정의 기반이 된 작동 데이터와 환경 데이터를 구성하는 세부 항목들과 매칭하여 저장하고 통계화함으로써 품질 판정부(210)에 의해 최상위의 점수나 최상위의 등급으로 판정될 수 있는 제품을 생산하기 위한 최적의 조건이 통계적으로 확인될 수 있도록 한다.
따라서, 본 발명의 관리자는 상기 통계화 처리부(220)에 의해 통계적으로 확인된 최적의 조건이 항상 유지될 수 있도록 생산설비와 그 주변 환경에 대한 관리를 실시할 수 있으며, 관리자에 의한 관리가 실시됨에 따라 그 이후로 생산되는 제품에 대한 평균적인 품질 판정의 결과가 이전보다 개선되고, 불량률은 감소하게 되는 효과가 발생할 수 있다.
다만, 각종 부품의 마모가 발생하는 등 생산설비의 노후화가 진행됨에 따라 제품을 생산하기 위한 최적의 조건은 계속 변화할 수 있기 때문에, 품질 판정부(210)에 의해 최상위의 점수나 최상위의 등급으로 판정될 수 있는 제품을 생산하기 위한 최적의 조건이 통계적으로 확인되는 경우에도 상기 통계화 처리부(220)에 의한 데이터의 통계화는 계속 유지되거나 주기적으로 계속 실시되는 것이 바람직하다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 데이터 분석부(200)는 통계화 처리부(220)에 의해 통계화된 자료를 기반으로, 데이터 수집부(100)에 의해 연속으로 수집되는 작동 데이터와 환경 데이터를 이용하여 추세를 파악하거나 품질 판정부(210)에 의해 연속으로 발생하는 품질 판정의 결과를 이용하여 추세를 파악함으로써 품질 불량의 발생 가능성을 예측하는 불량 예측부(230)를 포함하도록 구성될 수 있다.
즉, 상기한 바와 같이 본 발명의 관리자는 상기 통계화 처리부(220)에 의해 통계적으로 확인된 최적의 조건이 항상 유지될 수 있도록 생산설비와 그 주변 환경에 대한 관리를 실시하는 것이 바람직하나, 관리에 공백이 발생하거나 지속적인 관리에도 불구하고 다른 이유가 발생하여 생산설비나 그 주변 환경에 대한 조건의 변화가 발생할 수 있다.
따라서, 상기 불량 예측부(230)는 데이터 수집부(100)에 의해 연속으로 수집되는 작동 데이터와 환경 데이터를 이용하여 생산설비와 그 주변 환경에 발생하는 변화의 추세를 파악하여 품질 불량의 발생 가능성을 예측함으로써 품질 불량의 발생을 방지하기 위한 관리 조치가 본 발명의 관리자에 의해 실시될 수 있도록 한다.
또한, 상기 불량 예측부(230)는 품질 판정부(210)에 의해 연속으로 발생하는 품질 판정의 결과를 이용하여 품질 변화의 추세를 파악하여 품질 불량의 발생 가능성을 예측할 수 있으며, 상기한 두 방식을 모두 이용하여 품질 불량의 발생 가능성을 예측함으로써 품질 불량의 발생을 방지하기 위한 관리 조치가 본 발명의 관리자에 의해 실시되도록 할 수 있다.
이때, 상기 불량 예측부(230)는 품질 불량의 발생 가능성이 기설정된 기준값에 도달하거나 그 기준값을 초과하게 되는 경우에는 즉시 경고 신호를 생성하고 관리자 단말기(300)로 전송함으로써 관리자가 확인할 수 있도록 하여야 한다.
이에 더하여, 상기 불량 예측부(230)는 일정 기간을 대상으로 하여, 생산설비와 그 주변 환경에 발생하는 변화의 추세 또는 품질 변화의 추세 중 어느 하나 이상을 주기적으로 그래프화 또는 도표화하고 품질 불량의 발생 가능성과 함께 관리자에게 제공함으로써 그 관리자가 미리 생산설비와 그 주변 환경에 대한 관리를 실시하도록 할 수 있다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 데이터 분석부(200)가 제품의 품질을 관리하는 또 하나의 방식으로는 불량품이 발생한 인과 관계와 추세 악화의 인과 관계를 분석하는 방식이 이용될 수 있다.
보다 구체적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 품질 판정부(210)에 의한 제품 품질의 판정 결과가 기설정된 기준에 미달되는 경우 작동 데이터와 환경 데이터를 종합적으로 분석하여 불량품이 발생한 인과 관계와 통계화 처리부(220)에 의한 통계의 추세가 악화되는 인과 관계를 분석하는 원인 분석부(240)를 포함하도록 구성될 수 있다.
즉, 도 5a에 도시된 바와 같이, 상기 데이터 분석부(200)는 품질 판정부(210)에 의한 제품 품질의 판정 결과가 기설정된 기준에 미달되는 점수나 등급으로 발생하게 되는 경우에는 불량품의 발생을 관리자에게 통지하기 위한 경고 신호를 생성하여 관리자 단말기(300)로 전송될 수 있도록 하고, 불량품이 발생하게 된 원인을 찾거나 확인하기 위한 분석을 실시한다.
분석은 상기 원인 분석부(240)에서 실시되는데 불량품이 발생하게 된 원인을 찾거나 확인하기에 앞서 제품 품질의 판정을 보다 구체적으로 재실시할 수 있다.
즉, 상기 원인 분석부(240)는 품질 판정부(210)에 의한 판정 결과가 기설정된 기준에 미달되는 점수나 등급으로 발생하게 된 원인을 검증할 수 있으며, 검증에 의한 결과로 불량품의 확정, 철회 또는 보류가 발생하여 관리자 단말기(300)로 통보될 수 있다.
따라서, 관리자는 불량품으로 최종 확인된 제품을 회수하여 폐기할 수 있고, 불량품으로의 판정이 철회된 제품을 출고를 위해 처리할 수 있으며, 불량품으로의 판정이 보류된 제품을 회수하여 불량의 발생 등을 직접 확인하거나 확인을 요청할 수 있다.
그리고 상기 원인 분석부(240)는 작동 데이터와 환경 데이터를 종합적으로 분석하여 불량품이 발생하게 된 원인을 찾거나 확인하는 과정, 즉, 인과 관계 분석의 과정을 실시함으로써 그 결과에 관한 인과 관계 분석 자료를 생성하고 관리자 단말기(300)로 전송되도록 할 수 있으나 그 인과 관계 분석 자료에 명확한 인과 관계가 반드시 명확하게 기재될 수 있는 것은 아니며, 원인이 추정되어 기재되거나 원인 불명으로 기재될 수도 있다.
또한, 상기 인과 관계 분석 자료에 기재된 내용은 품질 판정부(210)의 업데이트에도 활용됨으로써 판정 결과의 오차율이 점차 감소되도록 할 수 있다.
또한, 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 데이터 분석부(200)는 생산설비와 그 주변 환경에 발생하는 변화의 추세 또는 품질 변화의 추세가 악화되는 것으로 불량 예측부(230)에 의해 분석되는 경우에는 추세의 악화를 관리자에게 통지하기 위한 경고 신호를 생성하여 관리자 단말기(300)로 전송될 수 있도록 하고, 추세가 악화된 원인을 찾거나 확인하기 위한 분석을 실시한다.
분석은 상기 원인 분석부(240)에서 실시되는데 원인을 찾거나 확인하기에 앞서 추세 악화의 판정의 원인이 된 통계화 자료에 대한 검증을 구체적으로 실시할 수 있다.
이후, 검증에 의한 결과로 추세 악화의 확정, 철회 또는 보류가 발생하여 관리자 단말기(300)로 통보될 수 있는데, 관리자는 그 통보되는 결과에 따라 생산설비와 그 주변에 대한 유지관리를 실시함으로써 불량품이 발생하지 않도록 예방할 수 있다.
그리고 상기 원인 분석부(240)는 작동 데이터와 환경 데이터를 종합적으로 분석하여 추세가 악화된 원인을 찾거나 확인하는 과정을 실시함으로써 그 결과에 관한 인과 관계 분석 자료를 생성하고 관리자 단말기(300)로 전송되도록 할 수 있으나 그 인과 관계 분석 자료에 명확한 인과 관계가 반드시 명확하게 기재될 수 있는 것은 아니며, 원인이 추정되어 기재되거나 원인 불명으로 기재될 수도 있다.
또한, 상기 인과 관계 분석 자료에 기재된 내용은 불량 예측부(230)의 업데이트에도 활용됨으로써 예측 결과의 오차율이 점차 감소되도록 할 수 있다.
또한, 상기 데이터 분석부(200)는 상기 관리자 단말기(300)와의 방향 통신을 위한 제2 통신부(250)를 더 포함하도록 구성될 수 있다.
즉, 도 6a에 도시된 바와 같이, 상기 제2 통신부(250)는 품질 판정부(210)로부터 생성되는 경고 신호와 불량 예측부(230)로부터 생성되는 경고 신호를 자동으로 관리자 단말기(300)로 전송할 수 있고, 도 6b에 도시된 바와 같이, 통계화 처리부(220)로부터 생성되는 통계화 자료와 원인 분석부(240)로부터 생성되는 인과 관계 분석 자료를 관리자 단말기(300)로부터의 요청에 의해 그 관리자 단말기(300)로 전송할 수 있다.
따라서, 상기 제2 통신부(250)로부터 전송되는 경고 신호를 확인한 관리자는 상황에 따른 대응을 실시할 수 있고, 통계화 자료 또는 인과 관계 분석 자료를 확인하고 필요에 따른 대응을 실시함으로써 생산설비로부터 생산되는 제품의 품질의 저하나 불량이 발생하지 않도록 예방할 수 있다.
또한, 상기 데이터 분석부(200)는 제품의 불량 방지를 기본으로 하고 부가적으로는 품질을 개선할 수 있도록 하는 최적의 조건 데이터를 생성하기 위한 목적으로 데이터 생성부(260)를 더 포함하도록 구성될 수 있다.
보다 구체적으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 데이터 생성부(260)는 통계화 처리부(220)에 의해 통계화된 통계화 자료를 이용하여 제품의 불량을 방지할 수 있는 최적 범위의 조건 데이터를 우선적으로 생성한다.
즉, 최적 범위의 조건 데이터는 상기 데이터 분석부(200)에 수집된 작동 데이터와 환경 데이터 중 제품의 불량이 발생한 상황과 매칭되는 작동 데이터와 환경 데이터를 모두 제외하고 남은 작동 데이터와 환경 데이터 중 연속적으로 가장 넓은 범위를 형성하는 데이터들의 집합이다.
그리고 상기 데이터 생성부(220)는 그 통계화 자료에 포함된 작동 데이터와 환경 데이터를 구성하는 모든 측정값, 감지값, 결과값 각각이 결과에 미치는 영향을 분석하여 각 데이터들의 가중치를 산출하며, 산출된 가중치를 이용하여 제품의 불량 방지를 기본으로 하고 부가적으로는 품질을 개선할 수 있도록 하는 최적의 조건 데이터를 생성하게 되는 구성이다.
이때, 생성된 최적의 조건 데이터는 우선적으로 생성된 최적 범위의 조건 데이터에 포함될 수 있으나, 반드시 그러한 것은 아니며, 상기 관리자 단말기(300)로 전송됨으로써 관리자가 확인하도록 할 수 있다.
또한, 상기 관리자 단말기(300)는 생산설비를 직접 관리하거나 관리의 책임을 가진 관리자가 직접 소지하거나 관리자가 상주하는 관리실에 설치되어 작동 데이터와 환경 데이터를 포함하는 생산설비의 작동 상태를 화면에 표시하고, 품질 불량의 발생과 품질 불량의 발생 위험을 화면에 표시하며, 부가적으로는 알람음을 출력하여 관리자에게 통보하는 제품 품질 관리 목적의 관리용 장치이다.
즉, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 관리자 단말기(300)는 데이터 수집부(100)로 작동 데이터와 환경 데이터의 전송을 요청할 수 있으며, 요청에 따라 제1 통신부(120)로부터 전송되는 작동 데이터와 환경 데이터를 수신하여 화면에 표시함으로써 관리자가 생산설비의 작동 상태와 그 주변의 환경 상태를 확인할 수 있도록 한다.
또한, 상기 관리자 단말기(300)는 상기 데이터 분석부(200)로 통계화 자료의 전송을 요청할 수 있으며, 요청에 따라 전송되는 제2 통신부(250)로부터 전송되는 통계화 자료를 수신하여 화면에 표시함으로써 관리자가 생산설비와 그 주변 환경에 발생하는 변화의 추세 그리고 품질 변화의 추세를 확인하도록 할 수 있다.
또한, 상기 관리자 단말기(300)는 품질 판정부(210)로부터 생성되는 경고 신호를 수신하여 화면에 표시함으로써 관리자가 품질이 불량한 불량품의 발생을 확인할 수 있도록 하고, 불량 예측부(230)로부터 생성되는 경고 신호를 수신하여 화면에 표시함으로써 관리자가 품질이 불량한 불량품의 발생 가능성을 확인할 수 있도록 한다.
이에 더하여, 상기 관리자 단말기(300)는 상기 데이터 분석부(200)로 인과 관계 분석 자료의 전송을 요청할 수 있으며, 요청에 따라 전송되는 제2 통신부(250)로부터 전송되는 통계화 자료를 수신하여 화면에 표시함으로써 관리자가 불량품의 발생 원인이나 추세 악화의 원인을 확인하도록 할 수 있다.
부가적으로, 상기 관리자 단말기(300)는 화면에 경고 신호를 표시하는 과정에서 알람음을 함께 출력함으로써 관리자가 즉시 화면을 확인하고 상황에 대응하도록 할 수 있으며, 경고 신호의 종류에 따라 서로 다른 알람음을 출력함으로써 관리자가 더욱 신속하게 상황을 인지하도록 할 수 있다.
위에서 소개된 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해, 예로써 제공되는 것이며, 본 발명은 위에서 설명된 실시예들에 한정되지 않고, 다른 형태로 구체화 될 수도 있다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장 또는 축소되어 표현될 수 있다.
또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
100 : 데이터 수집부
→ 110 : 센서부
→ 120 : 제1 통신부
→ 130 : 설비 감시부
200 : 데이터 분석부
→ 210 : 품질 판정부
→ 220 : 통계화 처리부
→ 230 : 불량 예측부
→ 240 : 원인 분석부
→ 250 : 제2 통신부
→ 260 : 데이터 생성부
300 : 관리자 단말기
→ 110 : 센서부
→ 120 : 제1 통신부
→ 130 : 설비 감시부
200 : 데이터 분석부
→ 210 : 품질 판정부
→ 220 : 통계화 처리부
→ 230 : 불량 예측부
→ 240 : 원인 분석부
→ 250 : 제2 통신부
→ 260 : 데이터 생성부
300 : 관리자 단말기
Claims (5)
- 제품을 생산중인 생산설비의 작동 상태에 관한 작동 데이터와 그 주변의 환경 상태에 관한 환경 데이터를 수집하고, 생산된 제품의 이미지를 수집하여 외부로 전송하는 데이터 수집부(100);
수집된 이미지를 분석하여 제품의 품질을 판정하고, 품질 판정의 결과와 해당 제품의 생산중에 수집된 작동 데이터와 환경 데이터를 모두 매칭하여 통계화하며, 연속으로 수집되는 작동 데이터와 환경 데이터를 이용하여 추세를 파악하는 방식 또는 연속으로 발생하는 품질 판정의 결과를 이용하여 추세를 파악하는 방식 중 어느 하나 이상의 방식을 이용하여 품질 불량의 발생 가능성을 예측하는 데이터 분석부(200); 및,
품질 불량의 발생과 품질 불량의 발생 위험을 화면에 표시하고, 부가적으로는 알람음을 출력하여 관리자에게 통보하는 관리자 단말기(300); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 불량률 제로를 위한 제품의 품질 관리 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 데이터 수집부(100)는,
제품을 생산중인 생산설비에서의 진동의 발생과 발생한 진동의 세기를 측정하는 하나 이상의 진동 센서, 제품을 생산중인 생산설비 주변의 온도와 습도를 측정하는 하나 이상의 온습도 센서 그리고 생산된 제품의 외형을 하나 이상의 방향에서 촬영하는 하나 이상의 이미지 센서를 포함하여 구성되고,
제품을 생산중인 생산설비에서 발생하는 소음의 크기를 측정하는 소음 센서, 제품을 생산중인 생산설비에서의 연기의 발생을 감지하는 연기 센서, 제품을 생산중인 생산설비에서 발생하는 가스의 종류를 감지하고 그 농도를 측정하는 가스 센서, 생산설비 또는 생산된 제품 중 어느 하나 이상의 비파괴 검사를 실시하는 초음파 센서 또는 생산된 제품의 무게를 측정하는 하중 센서 중 어느 하나 이상을 더 포함하도록 구성될 수 있는 센서부(110);
상기 센서부(110)에서 생성되는 측정값, 감지값, 결과값 그리고 이미지를 모두 수집하여 상기 데이터 분석부(200)로 전송하는 제1 통신부(120); 및,
생산설비에 설치되어 그 생산설비의 연속 가동시간, 생산량, 내부모터의 RPM, 가동중의 관리자에 의한 모든 입력값과 같은 다양한 작동 데이터를 수집하는 설비 감시부(130); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 불량률 제로를 위한 제품의 품질 관리 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 데이터 분석부(200)는,
상기 데이터 수집부(100)에 의해 수집된 하나 이상의 이미지를 분석하여 제품의 품질을 판정하는 품질 판정부(210);
상기 품질 판정부(210)에 의한 품질 판정의 결과와 해당 제품의 생산중에 상기 데이터 수집부(100)에 의해 수집된 작동 데이터와 환경 데이터를 모두 매칭하여 통계화하는 통계화 처리부(220); 및,
상기 통계화 처리부(220)에 의해 통계화된 자료와 상기 데이터 수집부(100)에 의해 연속으로 수집되는 작동 데이터와 환경 데이터를 이용하여 생산설비와 그 주변 환경에 발생하는 변화의 추세를 파악하는 방식 또는, 상기 품질 판정부(210)에 의해 연속으로 발생하는 품질 판정의 결과를 이용하여 품질 변화의 추세를 파악하는 방식 중 어느 하나 이상의 방식을 이용하여 품질 불량의 발생 가능성을 예측하고,
일정 기간을 대상으로 생산설비와 그 주변 환경에 발생하는 변화의 추세 또는 품질 변화의 추세 중 어느 하나 이상을 주기적으로 그래프화하여 품질 불량의 발생 가능성과 함께 상기 관리자 단말기(300)에 제공하는 불량 예측부(230); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 불량률 제로를 위한 제품의 품질 관리 시스템.
- 제3항에 있어서,
상기 데이터 분석부(200)는,
상기 품질 판정부(210)에 의한 제품 품질의 판정 결과가 기설정된 기준에 미달되는 경우 작동 데이터와 환경 데이터를 이용하여 불량품이 발생한 인과 관계와 통계화 처리부(220)에 의한 통계의 추세가 악화되는 인과 관계를 분석하고,
분석의 결과를 상기 관리자 단말기(300)에 제공하는 원인 분석부(240); 를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 불량률 제로를 위한 제품의 품질 관리 시스템.
- 제3항에 있어서,
상기 데이터 분석부(200)는,
상기 통계화 처리부(220)에 의해 통계화된 통계화 자료를 이용하여 제품의 불량을 방지할 수 있는 범위의 조건 데이터를 생성하고,
그 통계화 자료에 포함된 각 데이터들의 가중치를 산출하며,
산출된 가중치를 이용하여 제품의 불량 방지를 기본으로 하고 부가적으로는 품질을 개선할 수 있도록 하는 조건 데이터를 생성하는 데이터 생성부(260); 를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 불량률 제로를 위한 제품의 품질 관리 시스템.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210158620A KR20230072164A (ko) | 2021-11-17 | 2021-11-17 | 불량률 제로를 위한 제품의 품질 관리 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210158620A KR20230072164A (ko) | 2021-11-17 | 2021-11-17 | 불량률 제로를 위한 제품의 품질 관리 시스템 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230072164A true KR20230072164A (ko) | 2023-05-24 |
Family
ID=86541054
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210158620A KR20230072164A (ko) | 2021-11-17 | 2021-11-17 | 불량률 제로를 위한 제품의 품질 관리 시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20230072164A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102631562B1 (ko) * | 2023-08-21 | 2024-01-31 | 주식회사 위즈팩토리 | 품질 결산 관리시스템 |
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| KR101920372B1 (ko) | 2016-05-19 | 2018-11-20 | 대구대학교 산학협력단 | 제품 제조 자동화 라인의 설비고장과 품질불량의 가시적 예지 시스템 |
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2021
- 2021-11-17 KR KR1020210158620A patent/KR20230072164A/ko not_active Application Discontinuation
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