KR20230110017A - 사물인터넷을 이용한 스마트 팩토리 매니지먼트 시스템 - Google Patents

사물인터넷을 이용한 스마트 팩토리 매니지먼트 시스템 Download PDF

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KR20230110017A
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Abstract

본 발명은 사물인터넷을 이용한 스마트 팩토리 매니지먼트 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 사물인터넷 센서를 이용하여 생산 현장의 정보를 자동으로 수집 및 관리할 수 있도록 하는 사물인터넷을 이용한 스마트 팩토리 매니지먼트 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따르면 ISC를 이용하여 현장 설비에 설치된 복수의 IoT 센서로부터 생산 현장의 정보를 자동으로 실시간 수집할 수 있으며, 기존 설비의 교체 없이 스마트 팩토리를 구현할 수 있는 효과가 있다.

Description

사물인터넷을 이용한 스마트 팩토리 매니지먼트 시스템{SYSTEM FOR MANAGING SMART FACTORY BASED ON IoT}
본 발명은 사물인터넷을 이용한 스마트 팩토리 매니지먼트 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 사물인터넷 센서를 이용하여 생산 현장의 정보를 자동으로 수집 및 관리할 수 있도록 하는 사물인터넷을 이용한 스마트 팩토리 매니지먼트 시스템에 관한 것이다.
사물 인터넷(Internet of Things, IoT)은 가전제품, 전자기기뿐만 아니라 헬스 케어, 원격 검침, 스마트 홈, 스마트 카 등 다양한 분야에서 사물에 센서를 부착해 실시간으로 데이터를 인터넷으로 주고받아 공유하는 기술이나 환경을 일컫는다.
IoT는 IPv6를 이용하여 수많은 IP를 생성할 수 있고 많은 장비들 간의 통신이 가능하기 때문에, IoT와 관련된 사업 분야는 점차적으로 확장하고 있다.
한편, 스마트 팩토리는 제4차 산업혁명으로 불리는 ICT(Information Communication Technology)와 제조업의 융합으로 기계 스스로 시뮬레이션을 통해 자동 생산하는 시스템이 구축된 공장이다.
스마트 팩토리는 시시각각 변화하는 생산 현장의 정보를 실시간 현장에서 취합하여 최고 경영자에게는 최상의 의사 결정을 위한 실시간 정보를 제공하고, 고객에게는 주문된 상산 제품에 대한 납기 정보를 제공하며, 공장관리자에게는 현장의 상태 정보를 실시간으로 제공한다.
이렇게 실시간으로 정보를 제공받은 최고 경영자, 고객, 공장 관리자는 공장 전체의 생산성 향상과 최적화 운영을 위한 피드백을 제공한다.
나아가, 최근 스마트 팩토리는 모든 설비가 상호 간, 또는 중앙 정보 시스템과 실시간 통신하고 공장별 MES(Manufacturing Execution System Shop Floor)와 연동하여 최적화된 조업 솔루션을 도출한다.
이러한 스마트 팩토리는 시시각각 변화하는 생산 현장의 정보를 실시간 현장에서 취합한 후, 이를 분석하여 생산 공정을 제어 감시하는데, 종래에는 수작업 입력 방식으로 생산 현장의 정보를 입력하는 문제점이 있다.
이로 인하여, 정보에 대한 신뢰도 및 활용도가 떨어지고, 품질이 저하되어 납품물량이 축소되는 문제점이 있다.
또한, 기존 스마트 팩토리는 대기업 중심으로 구현되어, 네트워크망, 모니터링 센터, 콘트롤 센터 및 전문 기술 인력팀, 유지보수 비용 등에 큰 비용이 소요되는 문제점이 있다.
따라서, 전체 제조업의 80% 이상을 차지하는 중소 제조 기업을 위해 저비용으로 단기간 구축 가능한 스마트 팩토리가 요구된다.
KR 10-2018-0027176 A
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 ISC(IoT Sensor Connector)를 이용하여 현장 설비에 설치된 복수의 IoT 센서로부터 생산 현장의 정보를 실시간으로 수집하고, ISC를 통해 수집된 현장 정보를 취합 및 관리할 수 있도록 하는 사물인터넷을 이용한 스마트 팩토리 매니지먼트 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은 현장 설비에 설치되어, 생산 현장의 데이터를 실시간 수집하는 복수의 IoT 센서; 상기 복수의 IoT 센서가 연결되며, 상기 복수의 IoT 센서로부터 생산 현장의 데이터를 실시간으로 수집하는 ISC; 및 상기 ISC에서 실시간 수집된 정보를 취합하여 저장 및 관리하는 현장 정보 수집 관리 서버;를 포함한다.
상기 ISC는, 상기 복수의 IoT 센서가 각각 연결되는 복수의 센서 인터페이스부; 상기 복수의 IoT 센서로부터 수신한 생산 현장의 데이터를 상기 현장 정보 수집 관리 서버로 유선 또는 무선 전송하는 통신부; 상기 복수의 IoT 센서로부터 수신한 생산 현장의 데이터를 저장하는 저장 DB; 및 상기 복수의 센서 인터페이스부를 통해 상기 복수의 IoT 센서로부터 수신한 생산 현장의 데이터를 상기 저장 DB에 저장하고, 상기 저장 DB에 저장된 생산 현장의 데이터를 상기 통신부를 통해 상기 현장 정보 수집 관리 서버로 유선 또는 무선 전송하는 제어부;를 포함한다.
상기 ISC는, 상기 복수의 IoT 센서로부터 수신한 생산 현장의 데이터를 표시하는 외부 디스플레이 장치가 연결되는 디스플레이 인터페이스부;를 더 포함한다.
본 발명에 따르면 ISC를 이용하여 현장 설비에 설치된 복수의 IoT 센서로부터 생산 현장의 정보를 자동으로 실시간 수집할 수 있으며, 기존 설비의 교체 없이 스마트 팩토리를 구현할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 팩토리 매니지먼트 시스템의 구성을 나타낸 블럭도.
도 2는 ISC의 구성을 나타낸 블럭도.
이하에서 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 "사물인터넷을 이용한 스마트 팩토리 매니지먼트 시스템"(이하, '매니지먼트 시스템'이라 함)을 설명한다.
도 1에서, IoT(Internet of Things) 센서(10)는 현장 설비에 설치되어, 4M1E(Man, Machine, Material, Method, Energy) 생산자원으로 구성된 생산 현장의 데이터를 수집하고, 수집된 데이터를 ISC(20)로 실시간 전송한다.
전술한 IoT 센서(10)는 온도 센서, 가스 센서, 습도 센서, 열감지 센서, 불꽃 감지 센서, 기울기 센서, 금속 감지 센서, 홀 센서, 컬러 센서, 레이저 센서, UV 센서, 수위 측정 센서, 음향 센서, 회전 센서, 적외선 거리 센서, 수분 센서 등으로 구현될 수 있다.
ISC(IoT Sensor Connector)(20)는 복수의 IoT 센서가 연결된다.
복수의 IoT 센서(10)가 연결되는 ISC(20)는 복수의 IoT 센서(10)가 센싱하여 실시간 전송하는 생산 현장의 데이터를 실시간 수집한다.
또한, ISC(20)는 복수의 IoT 센서(10)에 의해 수집한 생산 현장의 데이터를 현장 정보 수집 관리 서버(30)로 전송한다.
여기서, 현장 정보 수집 관리 서버(30)로 복수의 IoT 센서(10)에 의해 수집한 생산 현장의 데이터를 전송할 때, ISC(20)는 데이터를 캡슐화하여(Encapsulate) 전송할 수도 있다.
또한, 현장 정보 수집 관리 서버(30)로 복수의 IoT 센서(10)에 의해 수집한 생산 현장의 데이터를 전송할 때, ISC(20)는 무선 통신 방식에 따라 데이터를 전송할 수도 있고, 유선 통신 방식에 따라 데이터를 전송할 수도 있다.
전술한, ISC(20)는 주기적으로 자신의 상태 정보를 현장 정보 수집 관리 서버(30)로 전송할 수도 있다.
현장 정보 수집 관리 서버(30)는 ISC(20)에서 실시간 수집된 정보를 취합하여 저장 및 관리한다.
또한, 현장 정보 수집 관리 서버(30)는 ISC(20)를 통해 수집된 생산 현장의 데이터를 분석하여 실시간으로 현장 설비를 모니터링한다.
ISC(20)를 통해 수집된 생산 현장의 데이터를 분석하여 실시간으로 현장 설비를 모니터링하는 중에, 문제점, 오작동, 긴급 상황 등이 발견되면 기등록되어 있는 관리자의 이동 단말기로 문제점, 오작동, 긴급 상황 등을 알려 즉각 대응할 수 있게 한다.
또한, 현장 정보 수집 관리 서버(30)는 ISC(20)를 통해 수집된 생산 현장의 데이터를 분석하고, 그 결과를 해석하여 통계 처리 및 리포트 작성을 수행한다.
또한, 현장 정보 수집 관리 서버(30)는 각각의 ISC(20)가 주기적으로 전송하는 상태 정보를 이용하여 ISC(20)의 상태 정보를 관리한다.
한편, 관리자 단말기(40)는 관리자의 조작에 따라 유무선 통신망을 통해 현장 정보 수집 관리 서버(30)에 접속하여 현장 설비를 실시간으로 모니터링한다.
전술한, 관리자 단말기(40)는 개인용 컴퓨터, 스마트폰, 태블릿 PC 등으로 구현될 수 있다.
관리자 단말기(40)가 스마트폰, 태블릿 PC 등으로 구현될 경우, 관리자 단말기(40)에는 현장 관리 어플리케이션이 탑재될 수 있으며, 관리자 단말기(40)는 이 현장 관리 어플리케이션을 통해 현장 정보 수집 관리 서버(30)에 접속하여 현장 설비를 실시간으로 모니터링할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 ISC의 구성을 개략적으로 보인 도면이다.
도 2에서, 복수의 센서 인터페이스부(21) 각각에는 복수의 IoT 센서(10)가 각각 연결된다.
여기서, IoT 센서(10)는 센서 인터페이스부(21)와 유선으로 연결될 수도 있고, 무선으로 연결될 수도 있다.
통신부(22)는 복수의 센서 인터페이스부(21)를 통해 복수의 IoT 센서(10)로부터 수신한 생산 현장의 데이터를 현장 정보 수집 관리 서버(30)로 유선 통신 방식 또는 무선 통신 방식에 따라 전송한다.
전술한, 통신부(22)는 이더넷 통신 기반으로 데이터를 전송하는 이더넷 통신부(22a)와 WIFI, 블루투스, 지그비 통신 방식 등을 이용하여 데이터를 전송하는 무선 통신부(22b)를 포함하여 이루어질 수 있다.
저저장 DB(23)는 복수의 센서 인터페이스부(21)를 통해 복수의 IoT 센서(10)로부터 수신한 생산 현장의 데이터를 저장한다.
디스플레이 인터페이스부(24)는 복수의 센서 인터페이스부(21)를 통해 복수의 IoT 센서(10)로부터 수신한 생산 현장의 데이터를 표시하는 디스플레이 장치(50)가 연결된다.
캡슐화부(25)는 현장 정보 수집 관리 서버(30)로 전송하는 데이터를 캡슐화(Encapsulate)한다.
상태 정보 관리부(26)는 주기적으로 ISC(20) 자신의 상태 정보를 현장 정보 수집 관리 서버(30)로 전송한다.
전원 공급부(27)는 ISC(20)를 구성하는 각 부(21~26, 28)에 전원을 공급한다.
제어부(28)는 복수의 센서 인터페이스부(21)를 통해 복수의 IoT 센서(10)로부터 수신한 생산 현장의 데이터를 저저장 DB(23)에 저장하고, 저저장 DB(23)에 저장된 생산 현장의 데이터를 통신부(22)를 통해 현장 정보 수집 관리 서버(30)로 유선 또는 무선 전송한다.
여기서, 제어부(28)는 복수의 IoT 센서(10)로부터 수신한 생산 현장의 데이터를 저저장 DB(23)에 저장할 때, 각각의 IoT 센서(10)로부터 수신한 생산 현장의 데이터를 각각의 IoT 센서(10)에 할당되어 있는 DB에 저장한다.
즉, 식별번호가 00001인 IoT 센서(10)로부터 수신한 데이터는 식별번호가 00001인 IoT 센서(10)에 할당된 저장DB에 저장되도록 하고, 식별번호가 01111인 IoT 센서(10)로부터 수신한 데이터는 식별번호가 01111인 IoT 센서(10)에 할당된 저장 DB에 저장되도록 한다.
또한, 제어부(28)는 복수의 IoT 센서(10)로부터 수신한 생산 현장의 데이터가 상한값 이상이거나 하한값 이하이면, 경고음을 울리거나 디스플레이 인터페이스부(24)에 연결된 디스플레이 장치(50)를 통해 이를 표시하여 현장 관리자가 이를 인지할 수 있도록 한다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : IoT 센서 20 : ISC
21 : 센서 인터페이스부 22 : 통신부
23 : 저장 DB 24 : 디스플레이 인터페이스부
25 : 캡슐화부 26 : 상태 정보 관리부
27 : 전원 공급부 28 : 제어부
30 : 현장 정보 수집 관리 서버 40 : 관리자 단말기
50 : 디스플레이 장치

Claims (3)

  1. 현장 설비에 설치되어, 생산 현장의 데이터를 실시간 수집하는 복수의 IoT 센서;
    상기 복수의 IoT 센서가 연결되며, 상기 복수의 IoT 센서로부터 생산 현장의 데이터를 실시간으로 수집하는 ISC; 및
    상기 ISC에서 실시간 수집된 정보를 취합하여 저장 및 관리하는 현장 정보 수집 관리 서버;를 포함하는, 사물인터넷을 이용한 스마트 팩토리 매니지먼트 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 ISC는,
    상기 복수의 IoT 센서가 각각 연결되는 복수의 센서 인터페이스부;
    상기 복수의 IoT 센서로부터 수신한 생산 현장의 데이터를 상기 현장 정보 수집 관리 서버로 유선 또는 무선 전송하는 통신부;
    상기 복수의 IoT 센서로부터 수신한 생산 현장의 데이터를 저장하는 저장 DB; 및
    상기 복수의 센서 인터페이스부를 통해 상기 복수의 IoT 센서로부터 수신한 생산 현장의 데이터를 상기 저장 DB에 저장하고, 상기 저장 DB에 저장된 생산 현장의 데이터를 상기 통신부를 통해 상기 현장 정보 수집 관리 서버로 유선 또는 무선 전송하는 제어부;를 포함하는, 사물인터넷을 이용한 스마트 팩토리 매니지먼트 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 ISC는,
    상기 복수의 IoT 센서로부터 수신한 생산 현장의 데이터를 표시하는 외부 디스플레이 장치가 연결되는 디스플레이 인터페이스부;를 더 포함하는, 사물인터넷을 이용한 스마트 팩토리 매니지먼트 시스템.
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