KR20230102470A - Smart factory monitoring system - Google Patents

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KR20230102470A
KR20230102470A KR1020210192636A KR20210192636A KR20230102470A KR 20230102470 A KR20230102470 A KR 20230102470A KR 1020210192636 A KR1020210192636 A KR 1020210192636A KR 20210192636 A KR20210192636 A KR 20210192636A KR 20230102470 A KR20230102470 A KR 20230102470A
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박두진
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동명대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은 스마트 팩토리 모니터링 시스템에 관한 것으로, 스마트 팩토리 내에 수용되는 복수 개의 공정라인에 각각 설치되는 복수 개의 센서모듈, 상기 복수 개의 센서모듈을 통해 수집되는 센싱 데이터를 기초로 하여 복수 개의 공정라인에서 발생되는 오류를 판단하고 모니터링하는 서비스 서버, 상기 서비스 서버와 무선통신하며 상기 서비스 서버로부터 복수 개의 공정라인에 대한 작업 상태를 전달받는 관리자 단말기를 포함하는 것으로, 본 발명은 스마트 팩토리의 공정라인에 각각 센서모듈을 설치하되, 상기 센서모듈이 상기 공정라인의 특성에 따라 필요한 데이터만을 수집하도록 함으로써 효율적으로 스마트 팩토리를 모니터링하는 현저한 효과가 있다.The present invention relates to a smart factory monitoring system, in which a plurality of sensor modules are respectively installed in a plurality of process lines accommodated in a smart factory, and based on sensing data collected through the plurality of sensor modules, a plurality of process lines generate It includes a service server for determining and monitoring errors that occur, a manager terminal that wirelessly communicates with the service server and receives work statuses for a plurality of process lines from the service server, the present invention is a sensor for each process line of a smart factory Although the module is installed, there is a remarkable effect of efficiently monitoring the smart factory by enabling the sensor module to collect only necessary data according to the characteristics of the process line.

Description

스마트 팩토리 모니터링 시스템 {Smart factory monitoring system}Smart factory monitoring system {Smart factory monitoring system}

본 발명은 공장에서 이루어지는 각 공정을 효율적으로 관리 및 모니터링 하기 위한 스마트 팩토리 모니터링 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a smart factory monitoring system for efficiently managing and monitoring each process performed in a factory.

IT 기술의 발전과 4차 산업혁명의 가속화로 다양한 분야에서 IT 융복합 응용 기술들이 주목을 받고 있다. 일례로 제조업에서는 노동력이 감소하면서 IT 기술과 제조업을 융합시킨 기술들이 주목을 받고 있으며 IoT 기술과의 결합을 통해 스마트 팩토리로 발전해 나가고 있다.With the development of IT technology and the acceleration of the 4th industrial revolution, IT convergence application technologies are attracting attention in various fields. For example, in the manufacturing industry, as the labor force decreases, technologies that combine IT technology and manufacturing are attracting attention, and they are developing into smart factories through combination with IoT technology.

스마트 팩토리는 공장 내 설비와 기계에 센서(IoT 등)가 설치되어 데이터가 실시간으로 수집 및 분석되며, 이로 인해 공장 내 모든 상황들이 일목요연하게 보여지고(Observability), 이를 분석해 목적된 바에 따라 스스로 제어(Controllability)되도록 마련된다.In Smart Factory, sensors (IoT, etc.) are installed on facilities and machines in the factory to collect and analyze data in real time. Controllability) is provided.

최근 가볍고 유연한 생산체계가 요구됨에 따라, 설계·개발, 제조 및 유통·물류 등 생산과정에 디지털 자동화 솔루션이 결합된 정보통신기술(ICT)을 적용하여 생산성, 품질, 고객만족도를 향상시키는 지능형 생산공장인 스마트 팩토리가 제조업 혁신 방안으로서 대두되고 있다.As a light and flexible production system is recently required, an intelligent production plant that improves productivity, quality, and customer satisfaction by applying information and communication technology (ICT) combined with digital automation solutions to production processes such as design, development, manufacturing, distribution, and logistics. The in-smart factory is emerging as a manufacturing innovation method.

그러나 종래의 스마트 팩토리는, 연속공정 생산방식이 적용되는 산업의 경우, 각 공정라인에 오류가 있음에도 각 공정들을 자동으로 처리하기 때문에 불량이 대량으로 생산되거나 또는 공정의 오류를 바로잡는데 시간이 많이 소요되어 생산성이 떨어지는 문제점이 있었다. However, in conventional smart factories, in the case of industries where continuous process production methods are applied, even if there are errors in each process line, each process is automatically processed, so defects are mass-produced or it takes a lot of time to correct process errors. There was a problem of low productivity.

대한민국, 등록번호 제10-2295438호Republic of Korea, Registration No. 10-2295438 대한민국, 공개특허공보 제10-2017-0070643호Republic of Korea, Patent Publication No. 10-2017-0070643

본 발명은 이를 해결하고자 안출된 것으로, 연속공정이 이루어지는 생산방식의 작업을 효율적으로 수행하기 위해, 스마트 팩토리 내부에 마련되는 복수 개의 공정라인에 각각 센서모듈을 설치하고, 각각의 센서모듈로부터 복수 개의 공정라인의 동작을 실시간으로 모니터링할 수 있는 스마트 팩토리 모니터링 시스템을 제공하고자 하는 것이다.The present invention has been made to solve this problem, in order to efficiently perform the production method work in which the continuous process is performed, each sensor module is installed in a plurality of process lines provided inside the smart factory, and a plurality of sensor modules are installed from each sensor module. It is intended to provide a smart factory monitoring system that can monitor the operation of the process line in real time.

본 발명은 스마트 팩토리 모니터링 시스템에 관한 것으로, 스마트 팩토리 내에 수용되는 복수 개의 공정라인에 각각 설치되는 복수 개의 센서모듈, 상기 복수 개의 센서모듈을 통해 수집되는 센싱 데이터를 기초로 하여 복수 개의 공정라인에서 발생되는 오류를 판단하고 모니터링하는 서비스 서버, 상기 서비스 서버와 무선통신하며 상기 서비스 서버로부터 복수 개의 공정라인에 대한 작업 상태를 전달받는 관리자 단말기를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a smart factory monitoring system, in which a plurality of sensor modules are respectively installed in a plurality of process lines accommodated in a smart factory, and based on sensing data collected through the plurality of sensor modules, a plurality of process lines generate It is characterized in that it includes a service server that determines and monitors errors that occur, and a manager terminal that wirelessly communicates with the service server and receives work statuses for a plurality of process lines from the service server.

또한, 상기 서비스 서버는, 상기 센서모듈에 의해 측정된 데이터를 실시간으로 수집하는 정보수집모듈, 상기 정보수집모듈을 통해 수집된 데이터를 사전에 기 설정된 임계치에 기초하여 각 공정라인에서의 오류를 판단하는 판단모듈, 상기 판단모듈에서 판단된 특정 공정라인에서의 오류를 상기 관리자 단말기로 전송하기 위한 알람정보를 생성하는 알람모듈, 상기 센서모듈 및 관리자 단말기와 무선 통신하기 위한 통신모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the service server determines an error in each process line based on an information collection module that collects data measured by the sensor module in real time and the data collected through the information collection module based on a preset threshold. and a determination module for generating alarm information for transmitting an error in a specific process line determined by the determination module to the manager terminal, and a communication module for wirelessly communicating with the sensor module and manager terminal. to be

따라서 본 발명은 스마트 팩토리의 공정라인에 각각 센서모듈을 설치하되, 상기 센서모듈이 상기 공정라인의 특성에 따라 필요한 데이터만을 수집하도록 함으로써 효율적으로 스마트 팩토리를 모니터링하는 현저한 효과가 있다.Therefore, the present invention has a remarkable effect of efficiently monitoring the smart factory by installing sensor modules in each of the process lines of the smart factory and allowing the sensor modules to collect only necessary data according to the characteristics of the process line.

또한, 본 발명은 스마트 팩토리의 공정을 효율적으로 모니터링함에 따라 제품의 불량률을 줄이고 생산량을 증가시키며, 동시에 고품질의 제품이 생산되도록 하는 현저한 효과가 있다.In addition, the present invention has a remarkable effect of reducing the defective rate of products and increasing production volume by efficiently monitoring the process of the smart factory, and at the same time ensuring that high-quality products are produced.

도 1은 본 발명에 따른 스마트 팩토리 모니터링 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 서비스 서버의 구성도이다. 1 is a block diagram of a smart factory monitoring system according to the present invention.
2 is a configuration diagram of a service server according to the present invention.

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the technical idea of the present invention will be described in more detail using the accompanying drawings.

첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일례에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.Since the accompanying drawings are only examples shown to explain the technical idea of the present invention in more detail, the technical idea of the present invention is not limited to the form of the accompanying drawings.

본 발명은 제품을 연속 생산하기 위한 자동화 설비가 구비된 스마트 팩토리의 작업 공정을 모니터링하기 위한 스마트 팩토리 모니터링 시스템이다. The present invention is a smart factory monitoring system for monitoring the work process of a smart factory equipped with automation equipment for continuously producing products.

도 1은 본 발명에 따른 스마트 팩토리 모니터링 시스템의 개념도이다.1 is a conceptual diagram of a smart factory monitoring system according to the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 스마트 팩토리 모니터링 시스템(100)은, 스마트 팩토리에 설치되는 복수 개의 센서모듈(120), 상기 센서모듈을 통해 수집되는 센싱 데이터를 토대로 공정에 대한 스마트 팩토리의 동작을 모니터링 하는 서비스 서버(140), 상기 서비스 서버와 연동되는 관리자 단말기(160)를 포함한다. As shown in FIG. 1, the smart factory monitoring system 100 monitors the operation of the smart factory for the process based on a plurality of sensor modules 120 installed in the smart factory and sensing data collected through the sensor modules. It includes a monitoring service server 140 and a manager terminal 160 that works with the service server.

먼저, 상기 센서모듈(120)은 복수 개의 공정라인에 각각 설치되어 각 공정라인에서 수행되는 작업이 정상적으로 동작하고 있는지에 대한 여부를 센싱하기 위한 요소이다.First, the sensor module 120 is installed in each of a plurality of process lines and is an element for sensing whether or not the work performed in each process line is normally operating.

여기서 공정라인이란, 스마트 팩토리 내에서 제품을 조립, 분해, 이송하는 등 특정 작업을 수행하는 스테이션을 뜻한다.Here, the process line refers to a station that performs specific tasks such as assembling, disassembling, and transporting products within a smart factory.

상기 센서모듈은 적어도 하나 이상의 센서를 포함하는 것으로, 상기 센서는 상태를 감지하고자 하는 특정 공정라인의 설비(대상)에 설치되어 특정 설비의 상태를 감지한다.The sensor module includes at least one sensor, and the sensor is installed in a facility (object) of a specific process line to detect a state of the specific facility.

상기 센서모듈은 공정라인의 필요에 따라, 가시광 카메라, 적외선 카메라 등의 이미지센서, 온도를 감지하기 위한 온도센서, 진동을 감지하기 위한 진동센서, 이송되는 물품을 감지하기 위한 위치센서 및 움직임 감지 센서 등 하나 이상의 다양한 센서를 포함할 수 있다. According to the needs of the process line, the sensor module includes an image sensor such as a visible light camera or an infrared camera, a temperature sensor for detecting temperature, a vibration sensor for detecting vibration, a position sensor and a motion detection sensor for detecting an article being transported. etc. may include one or more various sensors.

이처럼 상기 센서모듈은 각 공정라인의 특성에 따라 각기 다른 센서들을 포함하도록 마련되며, 각 공정라인에 따라 필요한 센싱 데이터를 수집한다.As such, the sensor module is provided to include different sensors according to characteristics of each process line, and collects necessary sensing data according to each process line.

다음으로, 상기 서비스 서버(140)는, 상기 센서모듈(120)과 통신하며, 센서모듈에서 획득된 정보값을 근거로 하여 각 공정라인의 오류를 판단하기 위한 요소이다.Next, the service server 140 communicates with the sensor module 120 and is an element for determining an error in each process line based on information values obtained from the sensor module.

또한, 상기 서비스 서버(140)는 관리자 단말기(160)와 통신하며, 스마트 팩토리 모니터링 시스템을 제공하는 서비스 플랫폼을 운영 및 관리하는 관제 서버이다.In addition, the service server 140 is a control server that communicates with the manager terminal 160 and operates and manages a service platform that provides a smart factory monitoring system.

상기 서비스 플랫폼은 웹브라우저 형식으로 제공되거나 애플리케이션(Application) 형식으로 상기 관리자 단말기(160)상에 제공된다.The service platform is provided in the form of a web browser or in the form of an application on the manager terminal 160 .

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 서비스 서버(140)는 데이터베이스(DB)와 모듈부(142)를 포함한다.As shown in FIG. 2 , the service server 140 includes a database (DB) and a module unit 142 .

상기 데이터베이스(DB)는 각종 정보 및 데이터를 저장하는 요소인 것으로, 상기 데이터베이스에는 스마트 팩토리의 내부 지도 정보, 제품 정보, 생산 계획, 복수 개의 공정라인에 대한 위치, 설비 스펙, 공정라인의 담당 관리자 정보 등의 데이터가 저장된다. The database (DB) is an element for storing various information and data, and the database includes internal map information of the smart factory, product information, production plan, location of a plurality of process lines, equipment specifications, and manager information in charge of the process line. etc. is stored.

상기 모듈부(142)는 상기 데이터베이스에 저장된 정보 및 데이터를 처리 및 가공하고 서비스 플랫폼의 구동 및 실행을 담당하는 요소이다.The module unit 142 is an element responsible for processing and processing information and data stored in the database and driving and executing the service platform.

더욱 상세하게 상기 모듈부(142)는, 정보수집모듈, 판단모듈, 알람모듈, 통신모듈을 포함한다.In more detail, the module unit 142 includes an information collection module, a judgment module, an alarm module, and a communication module.

상기 정보수집모듈은, 센서모듈에 의해 측정된 데이터를 실시간으로 수집하기 위한 모듈이다.The information collection module is a module for collecting data measured by the sensor module in real time.

상기 판단모듈은, 상기 정보수집모듈을 통해 수집된 데이터를 사전에 기 설정된 임계치에 기초하여 각 공정라인에서의 오류(설비의 이상 상태)를 판단하기 위한 모듈이다.The determination module is a module for determining an error (abnormal state of equipment) in each process line based on the data collected through the information collection module based on a predetermined threshold value.

상기 알람모듈은, 상기 판단모듈에서 특정 공정라인에서의 오류가 발생된 것으로 판단된 경우, 상기 관리자 단말기에 특정 공정라인에 오류가 발생하였음을 알리기 위한 알람정보를 생성하는 모듈이다.The alarm module is a module that generates alarm information for notifying the manager terminal that an error has occurred in a specific process line, when it is determined by the determination module that an error has occurred in a specific process line.

상기 통신모듈은, 외부와의 통신을 수행하기 위한 요소이다.The communication module is an element for performing communication with the outside.

상기 통신모듈은 와이파이, 블루투스, 지그비와 같은 무선 네트워크의 통신 또는 3G 또는 LTE와 같은 이동 통신 방식을 지원하며, 상기 서비스 서버가 센서모듈 및 관리자 단말기와 무선으로 연결되어 통신을 수행하도록 마련된다.The communication module supports wireless network communication such as Wi-Fi, Bluetooth, or ZigBee or mobile communication method such as 3G or LTE, and the service server is wirelessly connected to the sensor module and the manager terminal to perform communication.

이처럼 상기 서비스 서버는, 상기 센서모듈에서 측정된 데이터와, 사전에 기 설정된 센서모듈의 임계값을 비교하여 각 공정라인에서의 오류를 판단하고, 이를 관리자(작업자)가 모니터링하도록 관리자 단말기 상에 출력되도록 한다. As such, the service server determines an error in each process line by comparing the data measured by the sensor module with the threshold value of the sensor module preset in advance, and outputs the error on the manager terminal for the manager (worker) to monitor. Let it be.

상기 판단모듈에서 각 공정라인에서 오류가 발생된 것으로 판단된 경우, 상기 서비스 서버의 알람모듈은 상기 관리자 단말기에 특정 공정라인에 이상사태가 발생하였음을 알리는 경고 메세지를 전송하거나 알람음을 발생하여 상기 관리자가 즉각적으로 이를 확인하고 조치할 수 있도록 한다. When it is determined by the determination module that an error has occurred in each process line, the alarm module of the service server transmits a warning message notifying that an abnormality has occurred in a specific process line to the manager terminal or generates an alarm sound to This allows the administrator to immediately check and take action.

이때 상기 관리자 단말기 화면에는 경고 메세지 및 알람음과 함께 오류가 발생된 특정 공정라인의 위치, 오류 정보, 현재 작업현황 등이 함께 출력되며, 이러한 정보들은 이미지로 생성되어 출력되도록 함으로써 관리자가 해당 정보들을 직관적으로 확인할 수 있도록 한다.At this time, the location of the specific process line where the error occurred, error information, current work status, etc. are displayed on the screen of the manager terminal along with a warning message and an alarm sound. so that it can be checked intuitively.

또한, 상기 정보수집모듈은 특정 공정라인에 오류가 발생되는 경우를 빈도수별로 데이터베이스화하여, 오류(에러) 발생 빈도가 높은 공정라인을 예측할 수 있도록 한다.In addition, the information collection module makes a database of cases in which errors occur in a specific process line by frequency, so that a process line with a high frequency of errors (errors) can be predicted.

또한, 상기 서비스 서버는 공정라인의 상태 정보를 검색 및 확인할 수 있는 조회모듈을 더 포함하여 관리자가 스마트 팩토리 내부의 작업 상태를 쉽게 확인할 수 있도록 한다.In addition, the service server further includes an inquiry module capable of searching and checking status information of the process line so that the manager can easily check the working status inside the smart factory.

마지막으로, 상기 관리자 단말기(160)는 상기 서비스 서버(140)에 의해 제공되는 서비스플랫폼을 활용할 수 있는 도구이다.Finally, the manager terminal 160 is a tool capable of utilizing the service platform provided by the service server 140 .

본 발명에서의 상기 관리자 단말기는, 스마트 팩토리를 모니터링하기 위한 출력부(모니터링 장치)로서의 역할뿐만 아니라, 스마트 팩토리의 공정라인을 조작하기 위한 입력부로서의 역할도 포함하도록 마련된다.The manager terminal in the present invention is provided to include not only a role as an output unit (monitoring device) for monitoring the smart factory, but also a role as an input unit for manipulating the process line of the smart factory.

상기 관리자는 상기 관리자 단말기를 통해 제품의 이송방향을 설정하고, 복수 개의 공정라인 중 특정 공정라인을 활성화시키거나 또는 비활성화시키는 등 각 공정라인의 작동을 조작할 수 있다.The manager can manipulate the operation of each process line, such as setting a transport direction of products and activating or inactivating a specific process line among a plurality of process lines, through the manager terminal.

이때 상기 관리자 단말기는 휴대폰, 스마트폰, 노트북 컴퓨터, 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 내비게이션, 슬레이트 PC, 태블릿 PC, 워치형 단말기, 글래스형 단말기(smart glass), HMD(head mounted display)로 구현될 수 있다. At this time, the manager terminal includes a mobile phone, a smart phone, a laptop computer, a digital broadcasting terminal, a personal digital assistant (PDA), a portable multimedia player (PMP), a navigation device, a slate PC, a tablet PC, a watch type terminal, and a glass type terminal (smart glass). , can be implemented as a head mounted display (HMD).

따라서 본 발명은 스마트 팩토리의 공정라인에 각각 센서모듈을 설치하되, 상기 센서모듈이 상기 스마트 팩토리의 각 공정에 따라 필요한 센싱 데이터만을 수집하도록 함으로써 효율적으로 스마트 팩토리의 공정을 모니터링하는 현저한 효과가 있다.Therefore, the present invention has a remarkable effect of efficiently monitoring the process of the smart factory by installing sensor modules in each process line of the smart factory, but allowing the sensor module to collect only necessary sensing data according to each process of the smart factory.

이상과 같이 본 발명을 도면에 도시한 실시례를 참고하여 설명하였으나, 이는 발명을 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 발명의 상세한 설명으로부터 다양한 변형 또는 균등한 실시례가 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. As described above, the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but this is only for explaining the invention, and various modifications or equivalents from the detailed description of the invention to those skilled in the art to which the present invention belongs It will be appreciated that one embodiment is possible.

따라서 본 발명의 진정한 권리범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 결정되어야 한다.Therefore, the true scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the claims.

100: 스마트 팩토리 모니터링 시스템
120: 센서모듈
140: 서비스 서버
142: 모듈부
160: 관리자 단말기
DB: 데이터베이스100: smart factory monitoring system
120: sensor module
140: service server
142: module unit
160: manager terminal
DB: database

Claims (2)

스마트 팩토리 내에 수용되는 복수 개의 공정라인에 각각 설치되는 복수 개의 센서모듈;
상기 복수 개의 센서모듈을 통해 수집되는 센싱 데이터를 기초로 하여 복수 개의 공정라인에서 발생되는 오류를 판단하고 모니터링하는 서비스 서버;
상기 서비스 서버와 무선통신하며 상기 서비스 서버로부터 복수 개의 공정라인에 대한 작업 상태를 전달받는 관리자 단말기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 팩토리 모니터링 시스템.
A plurality of sensor modules installed in each of a plurality of process lines accommodated in a smart factory;
a service server for determining and monitoring errors occurring in a plurality of process lines based on the sensing data collected through the plurality of sensor modules;
A smart factory monitoring system comprising a; manager terminal that wirelessly communicates with the service server and receives work statuses for a plurality of process lines from the service server.
 제1항에 있어서
상기 서비스 서버는,
상기 센서모듈에 의해 측정된 데이터를 실시간으로 수집하는 정보수집모듈,
상기 정보수집모듈을 통해 수집된 데이터를 사전에 기 설정된 임계치에 기초하여 각 공정라인에서의 오류를 판단하는 판단모듈,
상기 판단모듈에서 판단된 특정 공정라인에서의 오류를 상기 관리자 단말기로 전송하기 위한 알람정보를 생성하는 알람모듈,
상기 센서모듈 및 관리자 단말기와 무선 통신하기 위한 통신모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 팩토리 모니터링 시스템.
According to claim 1
The service server,
An information collection module for collecting data measured by the sensor module in real time;
A judgment module for determining an error in each process line based on a pre-set threshold of the data collected through the information collection module;
An alarm module for generating alarm information for transmitting an error in a specific process line determined by the determination module to the manager terminal;
Smart factory monitoring system comprising a communication module for wireless communication with the sensor module and the manager terminal.
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Citations (2)

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KR20170070643A (en) 2015-12-14 2017-06-22 삼성전자주식회사 Management apparatus and method for managing facility
KR102295438B1 (en) 2019-05-22 2021-08-30 금오공과대학교 산학협력단 Big data used smart factory system

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