KR20230159939A - 센싱세트를 이용한 성형 제품 생산 공정을 분석 모니터링할 수 있는 사출성형제품품질관리 서비스 방법 및 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 금형 카운터, 샷 카운터, IoT 센싱세트 또는 엣지 센싱세트 등을 금형에 설치하여 제조 생산 공정의 금형 온도, 샷 수, 사이클 타임, 가속도 신호를 측정하고, 실시간으로 서버/클라우드 서버에 측정된 데이터를 저장하고 분석하여 금형의 위치와 관리자의 위치와 거리에 제약 없이 온라인 앱 플랫폼으로 제조 생산의 공정 정보를 실시간으로 제공하는 제조 생산 공정 모니터링 및 분석 서비스 방법을 제공하는데 있다.
Description
본 발명은 금형 카운터, 샷 카운터, IoT 센싱세트 또는 엣지 센싱세트 등을 금형에 설치하여 제조 생산 공정의 금형 온도, 샷 수, 사이클 타임, 가속도 신호를 측정하고, 실시간으로 서버/클라우드 서버에 측정된 데이터를 저장하고 분석하여 금형의 위치 및/또는 관리자의 위치와 거리에 제약 없이 온라인 앱 플랫폼으로 제조 생산의 공정 정보를 실시간으로 제공하는 제조 생산 공정 모니터링 및 분석 서비스 방법 및 제공 시스템에 관한 것이다.
과거 소규모 지역 단위로 구성되어 운영되던 제조 산업의 비즈니스 모델은 최근 들어 글로벌 네트워크의 구축과 관련 시장의 글로벌화에 발맞추어 국가 대 국가와 같은 대규모 지역 단위의 글로벌 비즈니스 체인으로 발전되었다.
이에 따라, 생산의 주체인 OEM과 생산의 실행자인 공급자(Supplier) 사이의 관계가 소규모의 지역적 관계에서 글로벌한 관계로 변하였고, 이에 따라 작업자의 기록과 입력으로 관리되던 스프레드시트 형태의 전통적인 생산 관리 방법으로 제조 체인을 관리하기에는 한계가 있다.
종래의 기술은 수동적으로 작업자들이 공정과 생산 현황을 주기적으로 확인하여 공유하던 방식으로는 규모가 확장된 개념의 밸류체인을 관리하기에는 시간적 요소도 적절하지 않고 시스템적으로도 체계적인 관리가 불가능하여 문제나 이상 상황이 발생하였을 때 시기적절한 조치를 취하지 못하는 경우도 발생한다.
또한 OEM의 밸류체인 내에서 작업자에 의한 수동적인 생산관리는 인적 요소라는 불확실성이 적용되기 때문에 데이터의 불안정성이 생기기 시작하였고 상호간의 데이터 신뢰성의 하락을 야기하여 효율적인 생산 관리가 이루지지 못하는 문제점이 있다.
본 발명은 금형 카운터 및 품질관리를 위한 자력센서, 온도 센서 및 진동 센서를 구비하고, 이중 또는 삼중으로 성형제품의 품질을 분석 관리함으로써 정확성과 신뢰성을 높이고, 금형과 관리자의 위치와 거리에 무관하게 고속의 온라인 앱 플랫폼으로 제조 생산의 공정 정보를 실시간으로 제공하는 사출성형제품품질관리 서비스 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 금형 카운터, 샷 카운터, IoT 센싱세트 또는 엣지 센싱세트 등을 금형에 설치하여 제조 생산 공정의 금형의 온도, 샷 수, 사이클 타임, 진동 신호를 측정하고, 측정한 신호를 센서모듈에 내장된 제어용 PCB에 탑재된 제어 알고리즘으로 소정 절차에 따라 데이터를 배열하여 송수신 터미널로 블루투스 통신으로 전송하여 인터넷 WiFi 통신을 통해 실시간으로 데이터를 서버/클라우드 서버로 전송하여 데이터를 저장한 후, 저장된 데이터에 기초하여 서버에 탑재된 통계적 알고리즘 및/또는 AI/ML 알고리즘을 사용하여 제품의 품질을 분석하여 개인 및/또는 회사들에게 원하는 서비스를 제공하는 사출성형제품품질관리 서비스 방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 금형에 설치된 센서모듈에 내장된 센서에서 측정한 신호를 전송받아서 관리서버, 서버 또는 클라우드 서버의 메모리 또는 데이터베이스에 저장하고, 저장된 데이터 중에서 금형의 온도 데이터를 분석하여 정상적인 생산 구간과 설정된 온도 범위인 안정패턴에 있는 경우에는 정상적인 제품으로 판단하는 단계와, 금형의 온도 변화가 발생하여 설정된 온도 범위인 안정패턴을 벗어나는 경우에는 비정상적인 제품으로 판단하여 화면에 표시 또는 알림메시지를 표시해주는 단계를 포함하는 사출성형제품품질관리 서비스를 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 서버에 저장된 데이터 중에서 금형의 진동신호 데이터를 분석하되, 사출시작, 보압시작 및 보압종료시 발생하는 진동신호의 생성 간격 및 진폭 크기 중 적어도 하나 이상을 분석하여 적어도 하나 이상 설정된 범위를 벗어나는 성형 제품에 대하여 서버와 연동하는 모니터 상에 불량 제품으로 화면에 표시하거나 안내하는 단계를 포함하는 사출성형제품품질관리 서비스를 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 서버에 저장된 데이터 중에서 금형의 진동신호 데이터를 분석하되, 형개 및 형폐시 발생하는 진동신호의 생성 간격을 분석하여 전체 생산량, 설정된 범위를 벗어나는 성형 제품에 대하여 모니터 상에 불량 제품으로 표시하거나 안내하는 단계를 포함하는 사출성형제품품질관리 서비스를 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 관리서버, 서버 또는 클라우드 서버에 통계적 알고리즘와 AI/ML 알고리즘을 탑재하고, 서버에 저장된 데이터에 기초하여 성형 제품의 품질을 분석하여 개인 또는 회사에게 금형 ID, 성형 제품별, 홀센서, 온도센서 및 가속도 센서 중 적어도 하나 이상으로부터 얻은 결과를 원하는 화면을 표시하여 보여주는 사출성형제품품질관리 서비스를 제공하는데 있다.
본 발명 과제의 해결 수단는 서버를 접속하여 서비스 제공받기 위하여 앱에서 제공하는 소정의 프로그램을 다운로드하는 단계와, 앱에서 제공하는 정보 입력 버튼을 클릭한 후, 해당 금형에 설치된 복수의 센싱세트와 연동되는 금형, 제품, 회사명을 포함하는 서비스 제공을 받기 위한 정보를 입력하여 메모리 또는 데이터베이스에 저장하는 단계와, 입력 저장된 복수의 센싱세트로부터 측정된 신호를 센서모듈 내 내장된 제어용 PCB로 전송하는 단계와, 제어용 PCB에 탑재된 알고리즘으로 데이터를 전처리하는 단계 및 전처리된 데이터를 무선통신으로 송수신 터미널로 전송하고, 전송된 데이터는 인터넷 WiFi 를 포함하는 통신으로 전송되어 서버에 저장하는 단계를 포함하는 사출성형제품품질관리 서비스 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 과제의 해결 수단으로, 센서모듈에 내장된 제어용 PCB는 MCU와 센싱세트를 작동하기 위한 펌웨어 프로그램를 탑재하고, 측정용 PCB의 센서에서 측정된 데이터의 처리속도를 높이고 저장 용량을 줄이기 위하여 펌웨어 알고리즘을 통해 시계열로 하나의 데이터 배열로 편집되어 제어용 PCB에서 송수신 터미널로 데이터를 블루투스를 포함하는 무선통신으로 송신하는 단계를 포함하는 사출성형제품품질관리 서비스 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 과제의 해결 수단으로, 센서모듈의 제어부에서 송수신 터미널로 전송된 데이터는 서버의 메모리 또는 데이터베이스에 저장하는 단계와, 저장된 온도 데이터 중에서 정상적인 생산 구간과 설정된 온도 범위인 안정패턴에 있는 경우에는 정상적인 제품으로 판단하는 단계와, 금형의 온도 변화가 발생하여 설정된 온도 범위인 안정패턴을 벗어나는 경우에는 비정상적인 제품으로 판단하여 전체 생산량을 표시 또는 알림메시지를 모니터 화면에 띄어주는 단계를 포함하는 사출성형제품품질관리 서비스 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 과제의 해결 수단은 센서모듈로부터 측정된 데이터를 송수신 터미널를 통해 서버에 기록 저장하는 단계와, 통계적 알고리즘와 AI/ML 알고리즘을 탑재하고, 서버에 저장된 데이터에 기초하여 성형 제품의 품질을 분석하여 개인 또는 회사에게 금형에서 생산되는 제품을 관리할 수 있도록 금형 ID, 성형 제품별, 홀센서, 온도센서 및 가속도 센서 중 적어도 하나 이상의 정보 또는 데이터에 기초하여 분석된 다양한 화면을 보여주는 단계를 포함하는 사출성형제품품질관리 서비스 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 과제의 해결 수단으로, 가속도 센서에서 측정한 진동신호의 경우에, 측정용 PCB에서는 시계열 데이터로 측정하는 단계와, 측정된 데이터는 제어용 PCB에 내장된 MCU와 제어 알고리즘이 탑재된 메모리에서 해당 알고리즘을 적용하여 생산 정보 분석에 피크 값들만 추출하여 데이터 배열에 포함시키는 단계와, 배열된 데이터는 제어용 PCB의 블루투스 통신을 통해 송수신 터미널로 전송되어 관리 서버, 서버 및 클라우드 서버 중 적어도 하나에 저장하는 단계 및 제품의 관리를 위하여 서버에 저장된 데이터에 기초하여 형개 및 형폐시 발생하는 진동신호의 생성 간격을 분석하여 설정된 범위를 벗어나는 성형 제품에 대하여 모니터 상에 불량 제품으로 표시하거나 안내를 화면 상으로 보여주는 단계를 포함하는 사출성형제품품질관리 서비스 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 과제의 해결 수단으로, 가속도 센서에서 측정한 진동신호의 경우에, 측정용 PCB에서는 시계열 데이터로 측정하는 단계와, 측정된 데이터는 제어용 PCB에 내장된 MCU와 제어 알고리즘이 탑재된 메모리에서 해당 알고리즘을 적용하여 생산 정보 분석에 피크 값들만 추출하여 데이터 배열에 포함시키는 단계와, 배열된 데이터는 제어용 PCB의 블루투스 통신을 통해 송수신 터미널로 전송되어 관리 서버, 서버 및 클라우드 서버 중 하나에 저장하는 단계 및 저장된 데이터에 기초하여 사출시작, 보압시작 및 보압종료시 발생하는 진동신호의 생성 간격 및 진폭 크기 중 적어도 하나 이상을 분석하여 적어도 하나 이상 설정된 범위를 벗어나는 성형 제품에 대하여 모니터 상에 불량 제품으로 표시하거나 안내를 화면 상으로 보여주는 단계를 포함하는 사출성형제품품질관리 서비스 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 과제의 해결 수단은 과거 대비 현재의 생산효율을 비교하여 생산관리를 효율적으로 수행하기 위하여 서비스를 제공받고 있는 해당 회사의 금형들에 대해 제품 생산시 정상 생산 구간, 웝업 구간, 쿨다운 구간, 비정상 생산 구간에 대한 분포 비율 및 과거 대비 현재 생산 효율의 개선 비율을 화면 상에 보여주는 단계를 포함하는 사출성형제품품질관리 서비스 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 과제의 해결 수단은 해당 회사의 각 금형들에 대한 사용량 분석을 나타내며, 목표 생산량을 충족한 날과 충족하지 못한 날 및 해당 금형이 작동하지 않은 날을 기준으로 분석하여 나타내며, 전체 생산 비율을 표시하는 단계와, 각 금형에 대한 분석에서 우측에 있는 그래프는 생산에 대한 사용시간 분석을 막대 그래프를 보여주며, 녹색은 실제로 금형을 사용하여 제품을 생산한 시간을 나타내고, 노란색은 실제 제품 생산 시간 외에 추가로 제품의 생산이 가능했던 시간을 보여주는 화면을 제공하는 단계를 포함하는 사출성형제품품질관리 서비스 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 과제의 해결 수단은 자석부와, 홀센서, 액정표시부, MCU 및 메모리가 내장되고 제어 프로그램이 탑재된 제어용 PCB와, 온도센서와 가속도 센서가 고정 설치된 측정용 PCB를 내장하고 금형에서 발생한 신호를 측정하는 센싱세트와, 센서모듈의 제어용 PCB에 설치된 블루투스 통신으로 송신하는 센싱세트에서 측정한 데이터를 수신하고, 서버 또는 클라우드 서버에서 보내오는 데이터를 수신하는 송수신 터미널과, 송수신 터미널로부터 수신한 데이터를 저장하고, 저장된 데이터에 기초하여 서버 또는 클라우드 서버에 탑재된 수학적 통계 도구/알고리즘 및/또는 AI/ML 알고리즘을 이용하여 성형 제품 각각에 대하여 정상적이 공정으로 생산된 양품 또는 비정상적인 공정으로 생산된 불량품 등으로 분석 판단하여 화면에 표시해주는 서버 또는 클라우드 서버로 구성된 사출성형제품품질관리 서비스 제공 시스템을 구현하는데 있다.
본 발명의 또 다른 과제의 해결 수단은 센서모듈에 내장된 센서로부터 정확하고 신뢰성을 가진 데이터를 획득하기 위하여 자석의 위치를 고려하여 설치된 홀센서가 고정 설치되는 제어용 PCB는 센서모듈케이스 내부의 상부에 고정 설치되고, 온도를 측정하는 온도센서 및 진동신호를 측정하는 가속도 센서는 측정용 PCB에 고정 설치되어 센서모듈 하부케이스에 고정 설치하며, 센서모듈 하부케이스는 금형 표면에 고정 설치된 사출성형제품품질관리 서비스 제공 시스템을 구현하는데 있다.
본 발명은 센싱세트를 금형에 설치하여 신호를 측정하고, 측정한 신호를 센서모듈에 내장된 제어용 PCB에 탑재된 제어 알고리즘으로 소정 절차에 따라 데이터를 배열하여 송수신 터미널로 블루투스 통신으로 전송한 후, 인터넷 WiFi 통신을 통해 실시간으로 데이터를 서버/클라우드 서버로 전송하여 데이터를 저장하며, 저장된 데이터에 기초하여 탑재된 통계적 알고리즘 및/또는 AI/ML 알고리즘을 사용하여 제품의 품질을 분석하여 개인 및/또는 회사들에게 원하는 제품 관리 서비스를 제공할 수 있는 상승된 효과가 있다.
본 발명은 관리서버, 서버 또는 클라우드 서버에 통계적 알고리즘와 AI/ML 알고리즘을 탑재하고, 서버에 저장된 데이터에 기초하여 성형 제품의 품질을 분석하여 개인 또는 회사에게 금형 ID, 센싱세트 ID, 성형 제품별, 홀센서, 온도센서 및 가속도 센서 중 하나 이상에 관련된 데이터를 분석하여 생산되는 성형 제품의 품질을 평가하여 화면에 표시하여 실시간으로 감시하면서 관리할 수 있는 유리한 효과가 있다.
본 발명의 또 다른 효과는 앱 플랫폼에서 제공하는 소정의 프로그램을 다운로드받고, 프로그램에서 제공하는 소정의 절차를 따라 회원으로 가입하는 단계와, 가입시 서비스를 이용하기 위한 고유 ID를 부여받고, 부여받은 고유 ID를 이용하여 본 발명에서 제공하는 사출성형제품품질관리 서비스 앱에 접근하여 해당 제품의 생산량과 정상적으로 생산이 이루어지는지를 실시간으로 모니터링할 수 있는 상승된 효과가 있다.
본 발명의 또 다른 효과는 앱에서 제공하는 정보 입력 버튼을 클릭한 후, 해당 금형 ID에 설치된 센싱세트 ID와 연동되는 금형, 제품, 회사 등의 서비스 제공을 받기 위한 정보를 입력하여 등록하는 단계를 포함함으로써 서버에 정보를 등록한 개인 또는 회사들이 용이하게 제품 관리 서비스를 제공받을 수 있는 유리한 효과가 있다.
도 1과 2는 앱 플랫폼에서 센싱세트와 연동되는 정보(금형, 부품, 회사 등)을 입력하는 화면이다.
도 3은 센서모듈와 자석부로 구성된 센싱세트의 하나의 실시예를 도시한 것이다.
도 4는 도 3의 센서모듈(100)의 내부 구조를 나타내는 분해도를 도시한 것이다.
도 5는 도 3의 자석부(200)의 분해도이다.
도 6은 금형(300) 표면에 센싱세트가 장착되어 있는 상태를 도시한 측면 단면도를 나타낸 것이다.
도 7은 센싱세트의 자석부와 센서모듈이 금형의 가동측과 고정측에 볼트로 고정 설치한 사진이다.
도 8은 제조 생산 현장에 데이터 송수신 터미널을 설치한 하나의 실시예를 나타낸 도면이다.
도 9는 제조 생산 현장에서 다수의 센싱세트와 데이터 송수신 터미널이 연결되어 상호작용하는 것을 나타낸 흐름도이다.
도 10은 센싱세트에서 수집된 데이터가 MCU를 통해 데이터 배열로 저장되는 형태를 설명한 도면이다.
도 11은 생산구간 내의 금형 온도 변화가 발생한 경우를 도시한 개념도이다.
도 12는 센서모듈에 내장된 가속도 센서에서 측정한 금형의 진동신호를 도면으로 나타낸 것이다.
도 13은 가속도 센서에서 측정한 진동신호의 진폭 크기 값이 각 생산 공정 단계별 특징을 나타내며, 진동신호 데이터의 기록 시점에 따라 각기 다른 공정 단계를 나타낸 도면이다.
도 14는 다수의 데이터 송수신 터미널이 관리 서버, 서버 또는 클라우드 서버 시스템과 연결되어 상호작용하는 것을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 15는 본 발명의 앱 플랫폼을 통해 사출성형제품품질관리 서비스를 받고 있는 회사들에게 제공하는 데쉬보드(dashboard)의 하나의 예시를 나타낸 것이다.
도 16은 센서모듈을 통해 수집되어 서버에 저장된 데이터들 중 사이클 타임에 대해 분석하여 앱 플랫폼에 표시하는 기능을 나타낸 것이다.
도 17은 사이클 타임 분석에서 L1과 L2는 사용자가 설정한 사이클 타임 기준 값을 사용하여 분석한 도면을 도시한 것이다.
도 18은 측정된 온도 데이터를 나타내며, 오차막대를 이용하여 최대, 최소 온도를 나타내고, 편차를 시각적으로 나타내며 평균 온도 값을 표시한 것이다.
도 19는 도 18에서의 특정 시간 대의 온도 값을 클릭하면, 그 시간대에서 측정된 전체 온도 데이터를 표시한 것이다.
도 20은 해당 회사에서 가지고 있는 금형들에 대한 전체 금형의 사용 현황을 보여준 것이다.
도 21의 막대 그래프는 4월 1일부터 4월 28일까지 4주간을 1주일간 단위로 도시한 것이다.
도 22에서, 녹색은 정상생산을 나타내며, 노란색은 웝업(Warm-up)이고, 회색은 쿨다운(Cool-down)으로 표시되어 있다.
도 23의 막대 그래프는 4월 1일부터 4월 28일까지 4주간을 1주일간 단위로 도시한 것이다.
도 24는 센싱세트를 이용한 데이터 수집부터 앱 플랫폼에 수집 데이터 및 분석 정보가 표시되는 과정의 흐름도이다.
도 3은 센서모듈와 자석부로 구성된 센싱세트의 하나의 실시예를 도시한 것이다.
도 4는 도 3의 센서모듈(100)의 내부 구조를 나타내는 분해도를 도시한 것이다.
도 5는 도 3의 자석부(200)의 분해도이다.
도 6은 금형(300) 표면에 센싱세트가 장착되어 있는 상태를 도시한 측면 단면도를 나타낸 것이다.
도 7은 센싱세트의 자석부와 센서모듈이 금형의 가동측과 고정측에 볼트로 고정 설치한 사진이다.
도 8은 제조 생산 현장에 데이터 송수신 터미널을 설치한 하나의 실시예를 나타낸 도면이다.
도 9는 제조 생산 현장에서 다수의 센싱세트와 데이터 송수신 터미널이 연결되어 상호작용하는 것을 나타낸 흐름도이다.
도 10은 센싱세트에서 수집된 데이터가 MCU를 통해 데이터 배열로 저장되는 형태를 설명한 도면이다.
도 11은 생산구간 내의 금형 온도 변화가 발생한 경우를 도시한 개념도이다.
도 12는 센서모듈에 내장된 가속도 센서에서 측정한 금형의 진동신호를 도면으로 나타낸 것이다.
도 13은 가속도 센서에서 측정한 진동신호의 진폭 크기 값이 각 생산 공정 단계별 특징을 나타내며, 진동신호 데이터의 기록 시점에 따라 각기 다른 공정 단계를 나타낸 도면이다.
도 14는 다수의 데이터 송수신 터미널이 관리 서버, 서버 또는 클라우드 서버 시스템과 연결되어 상호작용하는 것을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 15는 본 발명의 앱 플랫폼을 통해 사출성형제품품질관리 서비스를 받고 있는 회사들에게 제공하는 데쉬보드(dashboard)의 하나의 예시를 나타낸 것이다.
도 16은 센서모듈을 통해 수집되어 서버에 저장된 데이터들 중 사이클 타임에 대해 분석하여 앱 플랫폼에 표시하는 기능을 나타낸 것이다.
도 17은 사이클 타임 분석에서 L1과 L2는 사용자가 설정한 사이클 타임 기준 값을 사용하여 분석한 도면을 도시한 것이다.
도 18은 측정된 온도 데이터를 나타내며, 오차막대를 이용하여 최대, 최소 온도를 나타내고, 편차를 시각적으로 나타내며 평균 온도 값을 표시한 것이다.
도 19는 도 18에서의 특정 시간 대의 온도 값을 클릭하면, 그 시간대에서 측정된 전체 온도 데이터를 표시한 것이다.
도 20은 해당 회사에서 가지고 있는 금형들에 대한 전체 금형의 사용 현황을 보여준 것이다.
도 21의 막대 그래프는 4월 1일부터 4월 28일까지 4주간을 1주일간 단위로 도시한 것이다.
도 22에서, 녹색은 정상생산을 나타내며, 노란색은 웝업(Warm-up)이고, 회색은 쿨다운(Cool-down)으로 표시되어 있다.
도 23의 막대 그래프는 4월 1일부터 4월 28일까지 4주간을 1주일간 단위로 도시한 것이다.
도 24는 센싱세트를 이용한 데이터 수집부터 앱 플랫폼에 수집 데이터 및 분석 정보가 표시되는 과정의 흐름도이다.
본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 살펴본다.
본 발명은 제조 생산 중의 금형의 온도, 공정시간 및 진동신호 중 적어도 하나 이상의 측정 가능한 센싱세트(금형 카운터, 샷 카운터, IoT 센싱세트 또는 엣지 센싱세트 등)을 금형에 고정 설치한다.
센싱세트에서 측정한 신호는 센서모듈에 탑재된 제어 알고리즘으로 소정의 절차에 따라 데이터 변환한 후, 센서모듈 일측에 설치된 블루투스 통신을 포함하는 무선통신으로 제조 생산 환경 내 설치된 송수신 터미널로 데이터를 송수신하도록 구성되어 있다.
송수신 터미널에 전송된 데이터는 통상의 인터넷 WiFi 통신을 통해 실시간으로 데이터를 관리서버, 서버 또는 클라우드 서버로 전송하여 저장하면서 원격으로 센싱세트를 이용한 성형 제품 생산 공정을 분석 모니터링할 수 있는 사출성형제품품질관리 서비스 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 실시 예를 살펴본다.
<실시 예>
본 발명에 따른 구체적인 실시 예를 도면에 기초하여 살펴본다.
본 발명에 따른 성형 제품 생산 공정을 분석 모니터링할 수 있는 사출성형제품품질관리 서비스 방법은 사출성형, 프레스 성형 등 생산의 주체로 금형을 사용하는 제조 산업 분야에 모두 적용할 수 있으며, 앱 플랫폼을 통해서 서비스를 제공받고자하는 자 및/또는 회사들에게 서비스를 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 서비스를 제공받기 위하여서는 본 발명의 서버에서 제공하는 앱 플랫폼에서 제공하는 소정의 프로그램을 다운로드받고, 프로그램에서 제공하는 소정의 절차를 따라 회원으로 가입하는 단계를 포함한다.
가입시 서비스를 이용하기 위한 고유 ID를 부여받고, 부여받은 고유 ID를 이용하여 본 발명에서 제공하는 사출성형제품품질관리 서비스 앱에 접근하여 해당 회사의 해당 제품의 생산량과 정상적으로 생산이 이루어지는지를 모니터 상에서 다양한 서비스를 통해서 확인할 수 있는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 서비스를 제공받기 위한 회원으로 가입한 후, 서비스 제공을 받기 위하여 앱에서 제공하는 정보 입력 버튼을 클릭한 후, 해당 금형에 설치된 센싱세트 ID와 연동되는 금형 ID, 제품, 부품, 회사 등의 정보를 입력하는 단계를 포함한다.
서비스 제공을 받기 위한 정보를 입력하는 단계는 도 1, 2에서와 같이 사용자가 앱 플랫폼에 액세스해서 연동될 금형의 정보를 직접 입력하거나 혹은 문서 형태로 제출하여 앱 플랫폼 관리자에 의해 저장 등록하는 단계를 포함할 수 있다.
도 1과 도 2에서 알 수 있듯이, 본 발명의 서비스를 제공받는 금형, 부품, 제품, 회사 들이 수없이 많이 존재하므로 이들 각각을 식별할 수 있도록 고유 ID가 부여된다.
즉, 금형 ID, 금형에 부착되는 센싱세트의 고유 ID, 송수신 터미널 ID, 회사별 ID 등 성형 제품을 생산하는 모든 금형에서 생산된 제품의 샷 사이클, 금형의 온도, 금형의 진동 신호를 각각 식별하여 데이터를 취득하고, 취득한 데이터는 관리 서버, 서버 또는 클라우드 서버 등의 메모리 및/또는 데이터베이스에 저장하는 단계를 포함한다.
메모리 및/또는 데이터베이스에 저장된 데이터를 본 발명에서 개발되어 관리 서버, 서버 또는 클라우드 서버 등에 탑재된 통계적 알고리즘 및/또는 AI(Artificial Intelligence)/ML(Machine Learning) 알고리즘을 사용하여 제품의 품질을 분석하여 개인 및/또는 회사들에게 원하는 서비스를 제공할 수 있도록 구성되어 있다.
도 3에서와 같이, 본 발명 명세서 상에서의 '센싱모듈'은 '자석부'와 '센서모듈'로 구성되고, 센서모듈은 홀센서, 온도센서, 가속도 센서, 배터리, 측정용 PCB 및 제어용 PCB 등을 수용하고 있다.
본 발명 명세서 상에서의 '앱 플랫폼'이란 용어는 '앱(Application)'과 '플랫폼(platform)'이 결합된 용어이며, 앱(App.)은 통상의 앱과 동일한 의미이며, 본 발명에서 제공하는 애플리케이션 프로그램이고, 플랫폼은 앱이 제공되는 '인터넷 환경'을 의미한다.
그래서 명세서 상의 '앱'과 '앱 플랫폼'은 혼용하며, 동일한 의미로 이해하면 된다.
도 3은 금형에 장착하여 제조 생산 정보를 획득하기 위한 센싱세트를 도시한 것이며, 센싱세트(도3의 150)는 센서모듈(도3의 100)과 자석부(도3의 200)로 구성되어 있다.
도 4는 도 3의 센싱세트(도3의 150) 중에서 센서모듈(도3의 100)의 내부 구조를 나타내는 분해도를 도시한 것이다.
도 5는 도 3의 자석부(200)의 분해도이다.
자석부는 자석부 본체(도5의 201), 자석부 커버(도5의 202) 및 자석(도5의 203)으로 구성되고, 자석은 자력의 세기가 강한 네오디움으로 제작하는 것이 바람직하다.
도 5에서, 자석은 자석부 커버(도5의 202)의 중상부에 형성된 자석 수용홈(도5의 204)에 삽입시켜서 자석부 본체(도5의 201)과 결합하여 자석부를 조립 제작하는 것이 바람직하며, 자석과의 거리를 고려하여 센서모듈에 고정 설치되는 홀센서(도4의 117)와 근접하도록 배치하는 것이 바람직하다.
즉, 자석의 자력의 세기는 거리의 세제곱에 반비례하여 감소하고, 높은 온도에서 자속밀도가 감쇄하므로 이러한 사실을 고려하여 자석부(도1의 200)의 설계 제작시 자석을 금형 표면으로 소정의 간격을 두고 고정 설치하는 것이 바람직하다.
자석부는 고정측에 설치된 센서모듈과 소정거리를 두고 가동측에 고정 설치되어 형개의 횟수를 카운트하도록 구성되어 있다.
도 4를 참조하면, 센싱세트의 카운터부는 초기치 000로 표시되어 있으며, 측정 PCB(108)에 설치된 센서들이 온도 및 진동 신호를 측정하고, 제어 PCB(105)에서는 센서들로부터 수집된 정보를 분석하여 데이터 송수신 터미널로 보내기 위한 시계열로 측정된 데이터가 배열되도록 전처리한다.
도 5는 센싱세트의 자석부(200)이며, 금형이 열리고 닫히는 동작에 따라 센서모듈(100)에 근접하고 멀어지면서 센서모듈에 내장된 홀 센서가 작동하여 생산 정보(샷 수, 사이클 타임)를 획득할 수 있도록 구성되어 있다.
도 6은 금형, 제품, 회사 등 필요한 정보와 연동되도록 구성된 센싱세트가 금형에 고정 설치된 모습을 도시한 것이다. 센싱세트는 제품의 생산을 진행하고자 하는 금형의 표면, 혹은 사전에 금형에 가공한 위치에 고정 설치되어 있다.
금형이 열리고 닫히는 동작과 연계하여 센싱세트의 센서모듈과 자석부가 상호 작동하도록 구성되어 있다.
도 6에서와 같이, 자석의 위치를 고려하여 설치된 홀센서 및 조작용 버튼(도4의 102) 및 액정표시부(도4의 115)가 고정 설치되는 제어용 PCB(도4의 105)는 센서모듈 케이스 내부의 상부에 고정 설치되고, 온도를 측정하는 온도센서(도4의 119) 및/또는 진동신호를 측정하는 가속도 센서(도4의 118)는 측정용 PCB(도4의 109)에 고정 설치되어 센서모듈 하부케이스(도4의 113)에 밀착시켜 고정 설치하는 것이 바람직하다.
센서모듈 하부케이스(도4의 113)가 금형과 유사 혹은 동일한 열전도도를 가진 재질이므로 금형으로부터 열손실을 최소화하면서 열을 전달받을 수 있고 측정시 금형과 유사 혹은 동일한 온도를 검출할 수 있다.
센서모듈에 내장되는 배터리(도2의 107)는 배터리 하부에 설치되는 배터리 고정부(도2의 108)에 고정 설치되며, 배터리 상부에는 배터리 고정부로부터 배터리가 분리되지 않도록 배터리 고정용 실리콘 부재가 더 설치되어 있다.
배터리 고정부(도2의 108)의 하부에는 배터리로 열이 전달되는 것을 최소화하여 배터리의 사용온도 한계치를 초과하지 않도록 하기 위하여 설치된 단열판(도2의 110)이 위치하며, 단열판(도2의 110)의 우측에는 측정용 PCB(도2의 109)가 센서모듈 하부케이스(도2의 113)와 직접 체결 고정할 수 있도록 삽입 공간이 형성되어 있다.
도 6에서, 센서모듈 하부케이스 일측에는 센서모듈이 금형 표면에 설치됨을 확인시켜 주기 위하여 금형 표면을 향하여 설치된 센서모듈 설치확인용 버튼(도6의 120)을 구비하고 있다.
센서모듈 설치확인용 버튼(도6의 120)은 센서모듈이 금형 표면으로부터 떨어지거나 부착 설치될 때 신호를 생성하여 제어부에서 블루투스 통신으로 송수신 터미널로 보내고, 고속 인터넷 WiFi를 포함하는 다양한 유무선 통신수단으로 관리자가 서버 또는 단말기 등의 화면을 통해서 항상 확인할 수 있도록 구성되어 있다.
도 7은 센싱세트의 자석부와 센서모듈이 금형의 가동측과 고정측에 볼트로 고정 설치된 사진이다.
도 7에서, 금형의 가동측에 자석부(도7의 71)가 고정 설치되고, 센서모듈(도7의 72)은 자석부와 인접하여 고정측 금형에 볼트로 고정 설치되어 있다.
도 8은 센싱세트와 마찬가지로 회사 ID와 센싱세트 ID 등이 연동된 데이터 송수신 터미널을 제조 생산 현장 내에 설치된 모습이며, 블루투스 통신으로 생산 현장에 배치된 다수의 센싱세트들과 데이터 송수신 터미널이 상호 데이터를 주고 받을 수 있는 거리에 고정 설치하는 단계를 포함한다.
도 8에서, 도면 상에서 붉은색으로 표시된 직사각형은 데이터를 송수신할 수 있는 송수신 터미널을 나타낸다.
송수신 터미널이 수행하는 역할은 다수의 센싱세트에서 데이터를 수집하여 서버로 송신하고, 서버에서 지시하는 명령을 센서모듈로 보내는 중간 매개체 역할을 수행하도록 구성되어 있다.
다수의 센싱세트는 전력소모를 최소한으로 하여 데이터를 송수신할 수 있도록 블루투스 통신을 사용하며, 송수신 터미널은 센서모듈와 블루투스 무선통신으로 데이터를 송수신하도록 구성하는 것이 바람직하다.
송수신 터미널은 센서모듈로부터 받은 정보에 추가적인 정보를 삽입하여 서버로 보내기전 데이터를 갈무리하는 역할도 진행할 수 있다.
도 9는 제조 생산 현장에서 다수의 센싱세트와 송수신 터미널이 연결되어 상호작용하는 것을 나타낸 것이다. 각각의 센싱세트들은 센서모듈(100)에 제어 연산 프로세스를 담당하는 MCU를 탑재하고 있어 센서모듈(100)에서 측정한 정보를 분석하여 데이터 송수신 터미널로 보내기 전에 시계열로 데이터를 배열시키는 전처리를 수행하는 단계를 포함한다.
본 발명의 명세서 상에 기재된 센싱세트, 송수신 터미널 및 서버 등 2개 이상이 채용되는 부품 및/또는 장치는 이들을 식별하기 위한 고유 ID가 부여되고, 부여된 고유 ID는 메모리 및/또는 데이터베이스에 저장되어 분석 및 감시에 사용된다.
보다 구체적으로, 도 4에 도시된 제어용 PCB(도4의 105)에는 MCU와 센싱세트를 작동하기 위한 펌웨어 프로그램가 탑재되어 있으며, 측정용 PCB(도4의 109)에서 수집하는 데이터들을 펌웨어 알고리즘을 통해 하나의 데이터 배열로 작성하여 제어용 PCB(도4의 105)에서 송수신 터미널로 데이터를 블루투스 등의 근거리 통신으로 송신하는 단계를 포함한다.
즉, 센서모듈 내 홀센서, 온도센서 및 가속도 센서에서 측정된 신호는 센서모듈 내 제어용 PCB에 탑재된 펌웨어 프로그램에서 설정된 시간 주기에 따라 시계열로 하나의 데이터 배열로 구성하는 단계를 포함한다.
예를 들어, 센서모듈의 메모리에 탑재된 펌웨어 프로그램에서 데이터 배열을 생성하기 위한 시간 주기가 1시간으로 되어 있을 경우, 1시간 동안 센서모듈에서 측정된 생산 정보 데이터가 하나의 데이터 배열로 전처리하는 단계를 포함한다.
상기 시간 주기는 데이터 처리속도, 서버가 수용하여야 하는 장치의 수, 데이터 저장용량 등을 고려하여 수십초, 수분, 수십분 또는 수 시간 등으로 변경하여 설정할 수 있다.
센서모듈 내에서 전처리되어 구성된 데이터 배열들은 데이터 송수신 터미널로 전송하는 단계를 포함한다.
도 10은 센싱세트에서 수집된 온도 데이터가 MCU를 통해 데이터 배열로 저장되는 형태를 나타낸 것이다. 센싱세트에서는 펌웨어 프로그램에서 설정된 주기에 따라 금형의 온도를 측정한다. 예를 들어, 펌웨어 프로그램에 설정된 주기가 10분일 경우, 10분 간격으로 금형의 온도를 측정하여 수집한다.
본 발명의 명세서 상에 기재된 펌웨어 프로그램에 설정된 주기는 센서모듈의 수, 송수신 터미널의 수, 서비스 대상 회사의 수, 데이터 저장 용량 및 데이터 량의 처리속도 등을 고려하여 다양하게 설정 변경할 수 있다.
도 10에는 금형 온도, 사이클 타임 및 가속도 센서로 측정한 진동 신호를 측정하여 제어용 PCB에서 소정 절차에 따라 데이터를 처리하여 무선 통신으로 송수신 터미널로 전송하고, 통상의 인터넷 WiFi 로 전세계로 실시간으로 관리 서버, 서버 또는 클라우드 서버로 전송되어 저장된다.
본 발명의 명세서 상에 기재된 관리 서버, 서버 또는 클라우드 서버는 성형 제품 생산 공정을 분석 모니터링할 수 있는 사출성형제품품질관리 서비스를 제공하는 서버를 의미하며, 후술될 다양한 서비스를 제공할 수 있다.
도 10에 도시된 신호들을 측정하는 기술적 구성과 방법에 대하여 살펴본다.
샷 수와 사이클 타임의 경우에는 금형이 열리고(형개) 닫히는(형폐) 동작을 가동측에 설치된 자석부와 고정측에 설치된 제어 PCB 상의 홀 센서가 연동하여 감지하여 모든 성형 제품 생산에 대해 정보를 수집하는 단계를 포함한다.
모든 성형 제품 생산에 대해 정보를 수집하므로 사이클 타임의 경우에는 방대한 양의 데이터가 수집된다.
다음은 복수의 센서모듈의 측정 PCB에 내장된 온도센서에서 측정된 온도 데이터에 대하여 살펴본다.
도 11은 생산구간(803) 내의 금형 온도 변화가 발생한 경우를 도시한 개념도이다.
도 11에서, 정상적인 생산 구간(도8의 803)은 하부의 옅은 녹색(803)부분이고, 설정된 온도 범위는 안정패턴(도10의 805)이며, 금형의 온도 변화가 발생하여 설정된 정상적인 온도를 벗어나는 경우(도8의 806)가 발생한다.
이러한 경우에, 도 11의 안정 패턴(도8의 805)으로 구분된 온도 데이터들의 기준과 비교하여 편차를 분석하여 설정된 범위를 벗어나면, 이상 온도에서 생산된 제품들로 분류되어 불량 제품 혹은 이상 가능성이 있는 제품으로 판단하여 양품 수량에서 제외한다.
도 12는 센서모듈에 내장된 가속도 센서에서 측정한 금형의 진동신호를 도면으로 나타낸 것이다.
금형의 진동을 측정하는 센서는 가속도 센서 또는 진동센서를 사용하여 형개신호, 형폐신호 및 금형 내부로 수지를 주입할 때 발생하는 진동신호를 측정할 수 있다.
도 13에 기록된 가속도 센서에서 측정된 진동신호의 진폭 크기 값은 각 생산공정 단계별 특징을 나타내며, 데이터 기록 시점에 따라 각기 다른 공정 단계를 나타낸다.
도 13의 4번과 5번은 금형이 열리고 닫히는 동작으로 인해 측정된 진동신호이며, 도 13의 4번은 금형이 닫힐 때(형폐) 발생한 진동신호의 진폭 크기(피크 값)이며, 도 13의 5번은 금형이 열릴 때(형개) 발생한 진동신호의 진폭 크기(피크 값)를 도시한 것이다.
즉, 센서모듈에 내장된 가속도 센서에서 금형의 형개 또는 형폐 시 발생하는 진동 신호의 피크 값으로 측정되어 펌웨어 프로그램에서 설정된 주기로 데이터가 수집되어 MCU를 통해 시계열 데이터로 배열하여 송수신 터미널로 블루투스 통신으로 전송하는 단계를 포함한다.
도 13에서, 1번의 사출시작 시점의 신호는 공정에서 설정한 사출속도에 따라 크기가 달라지며, 사출속도가 커질수록 성형기의 구동에 필요한 힘과 재료가 금형 내에 주입되면서 발생하는 충격이 증가하므로 진동신호의 진폭 크기가 증가한다.
도 13에서, 2번의 보압시작 혹은 보압절환 시점의 신호는 사출압력과 보압의 크기 차이에 따라 달라지며, 크기 차이가 클수록 진동신호의 진폭 크기가 증가한다.
보압시작 혹은 보압절환 시점은 사출압력에서 보압으로 압력을 강제로 제어하는 과정이며, 압력 차이가 클수록 진동신호의 진폭 크기가 증가한다.
도 13에서 3번의 보압종료 혹은 냉각시작 시점의 신호는 보압 크기와 배압 크기의 차이에 따라 달라지며, 압력 크기 차이가 클수록 진동신호의 진폭 크기가 증가한다.
센서모듈에 내장된 센서로부터 측정된 원시 데이터 그대로 메모리에 저장할 경우에 전송 측면에서 비효율적인 측면이 있다.
그래서 데이터로 메모리에 저장하기 용이하고, 전송효율 측면에서 우수하므로 제어용 PCB에 탑재된 제어 프로그램 중 연산 알고리즘을 적용하여 1 패킷 데이터(256 바이트) 내에 설정된 주기 내의 제품 생산 사이클 타임들을 시간순서대로 배열하여 포함될 수 있도록 구성하는 단계를 포함한다.
가속도 센서(도4의 118)에서 측정한 진동신호의 경우에는 측정용 PCB(도4의 109)에서 시계열 신호로 측정 수집하고, MCU와 제어 알고리즘이 탑재된 메모리를 내장한 제어용 PCB에서는 해당 알고리즘을 적용하여 생산 정보 분석에 필요한 피크 값들만 추출하여 시계열 데이터로 배열시키는 단계를 포함할 수 있다.
도 14는 다수의 데이터 송수신 터미널이 관리 서버, 서버 또는 클라우드 서버 시스템과 연결되어 상호작용하는 것을 나타낸 것이다.
동일 제조 생산 현장에도 송수신 거리 및/또는 데이터 처리 용량에 따라 복수의 송수신 터미널이 설치되는 경우도 있고, 서로 다른 제조 생산 현장에 각각 데이터 송수신 터미널이 설치되는 경우도 있다.
데이터 송수신 터미널과 관리서버, 서버 또는 클라우드 서버 시스템은 동일한 회사 정보와 연동된 경우에만 서로 데이터 송수신이 가능하다.
데이터 송수신 터미널은 센싱세트로부터 전송받은 수집된 제조 생산 정보의 데이터 배열에 데이터 송수신 터미널이 가지고 있는 고유 ID(정보)를 부가하는 단계를 포함한다.
센싱세트 및 송수신 터미널 각각을 식별할 수 있도록 고유 ID를 부여한 다음에, 관리서버, 서버 또는 클라우드 서버 시스템으로 데이터를 송신하며, 유선 랜 혹은 LTE USIM으로 통신을 진행하는 단계를 포함할 수 있다.
관리 서버, 서버 또는 클라우드 서버 시스템에 저장되는 데이터는 크게 두 가지 형태로 구분되며, 센서모듈로부터 측정된 데이터를 가공 없이 저장하는 단계 및/또는 수집된 정보를 필요에 따라 재가공하여 저장하는 단계를 포함한다.
관리 서버, 서버 또는 클라우드 서버 시스템은 데이터 송수신 터미널에서 전송되어온 데이터를 해당 서버의 메모리 및/또는 데이터베이스에 기록 저장하는 단계를 포함한다.
도 15는 본 발명의 앱 플랫폼을 통해 사출성형제품품질관리 서비스를 받고 있는 각각의 회사들에게 제공하는 데쉬보드(dashboard)의 하나의 예시를 나타낸 것이다.
도 15의 데쉬보드(dashboard)는 해당 회사의 공정상태에 대한 요약 정보를 표시하는 것이다.
도 15는 하나의 예시 데쉬보드를 나타내며, 본 발명에서 제공하는 사출성형제품품질관리 서비스를 할 때 회사마다 원하는 형태가 다소 차이가 있어서 데쉬보드의 디자인이 서로 다를 수 있다.
도 16은 센서모듈을 통해 수집된 데이터가 송수신 터미널를 거쳐서 관리서버, 서버 또는 클라우드 서버 시스템에 저장된 데이터들 중 사이클 타임에 대해 분석하여 앱 플랫폼에서 제공한 화면을 나타낸 것이다.
도 16에서, 사이클 타임은 수집된 사이클 타임이 막대 그래프 형태로 표시되며, 푸른색은 기록된 사이클 타임이 안정적임을 나타낸다.
도 16에서, 노란색 막대는 사용자가 설정한 L1 범위(보통 기준 값의 3%로 설정함)를 벗어난 상태를 나타낸다.
도 16에서, 붉은색 막대는 사용자가 설정한 L2 범위(보통 기준 값의 5%로 설정함)을 벗어난 상태를 나타낸다.
금형 사출 사이클 타임의 안정성 분석에 사용하는 기준 값은 사용자가 입력한 어프로브드 사이클 타임(Approved cycle time)을 사용하나, 과거의 데이터에 기반해서 추출한 가중 평균 사이클 타임(Weighted Average Cycle time(CT))으로 변경하여 적용 가능하다.
곡선 그래프 중 녹색은 앞서 설명한 과거의 데이터에 기반하여 추천되는 기준 사이클 타임인 가중 평균 사이클 타임을 나타낸다.
곡선 그래프 중 노란색은 각각의 각 시간대(막대 차트)에 기록된 전체 사이클 타임들 중 최대 사이클 타임을 나타내며, 붉은 색은 기록된 최소 사이클 타임을 나타낸다.
가동시간(Uptime)은 샷 수와 사이클 타임의 곱으로 계산한 생산시간을 나타낸다.
가동시간 목표(Uptime target)값은 가동시간 분석의 기준값으로 사용되며, 생산현장에서 가용가능한 공정시간을 나타내며 사용자가 입력하는 항목이다.
노란색 막대는 사용자가 설정한 L1 범위(보통 기준 값의 3%로 설정함)를 벗어난 상태를 나타낸다.
붉은색 막대는 사용자가 설정한 L2 범위(보통 기준 값의 5%로 설정함)를 벗어난 상태를 나타낸다.
푸른색 막대는 가동시간이 생산현장에서 가용 가능한 공정시간과 유사하다는 것을 나타낸다.
상기 3%와 5% 값은 사용자가 기존의 데이터 분석을 바탕으로 설정한 값이며, 이는 변경될 수 있다.
도 17은 사이클 타임 분석에서 L1과 L2가 사용자가 설정한 사이클 타임 범위로써 사용자가 입력한 어프로브드 사이클 타임(Approved cycle time) 혹은 과거의 데이터에 기반한 가중 사이클 타임(Weighted approved cycle time)을 기준 값으로 사용한 분석 범위를 나타낸다.
그리고 오차막대를 이용하여 최대, 최소 사이클 타임을 나타내고, 편차를 시각적으로 나타내며, 최빈 사이클 타임 값을 숫자로 표시한다.
본 발명의 또 다른 하나의 실시 예는 복수의 서비스 대상 회사 또는 개인 중에서 해당 회사에 생산되고 있는 부품 ID, 부품명 및 현재 생산 상태 등을 화면 상에 표시하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 하나의 실시 예는 부품 ID를 클릭할 경우에 해당 부품의 생산 정보를 확인할 수 있는 화면을 표시하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 하나의 실시 예는 복수의 서비스 대상 회사 또는 개인 중에서 해당 회사의 복수의 부품들을 생산하는 금형 ID 및 금형의 현재 상태 등을 화면 상에 표시하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 하나의 실시 예는 금형 ID를 클릭할 경우에, 금형에서 생산하는 해당 부품의 생산 정보를 확인할 수 있는 모니터상에 표시하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 하나의 실시 예로, 금형에 대한 보고 화면 상에는 샷 수, 사이클타임, 업타임, 진동신호 및 온도에 대한 분석 레포트를 화면 상에서 확인할 수 있도록 구성되고, 모든 데이터는 월별, 주별, 일별, 시간별로 검색하여 확인할 수 있는 화면을 표시하는 단계를 포함할 수 있다.
도 18은 측정된 온도 데이터를 나타내며, 오차막대를 이용하여 최대, 최소 온도를 나타내고, 편차를 시각적으로 나타내며 평균 온도 값을 표시한다.
도 18에서, 센서모듈을 통해 수집되어 관리서버, 서버 또는 클라우드 서버 시스템에 저장된 데이터들 중 금형 온도에 대해 분석하여 앱 플랫폼에서 모니터 상에 표시하는 기능을 나타낸 것이다.
도 19는 도 18에서의 특정 시간 대의 온도 값을 클릭하면, 그 시간대에서 측정된 전체 온도 데이터가 표시된 화면을 보여주는 단계를 포함할 수 있다.
도 20은 해당 회사에서 가지고 있는 다양한 부품들의 금형에 대한 전체 사용 현황을 보여준 것이다.
각 금형들에 대해 사용 가능한 시간(생산현장의 가용공정 시간, 사용자가 입력함.) 대비 실제로 금형을 이용하여 얼마나 생산을 진행하였는지를 모니터상의 화면에 나타내는 단계를 포함한다.
실제로 금형을 이용하여 진행한 생산은 센싱세트의 작동으로 산출된다.
아래에는 각 금형들에 대한 사용량 분석을 나타내며, 목표 생산량을 충족한 날과 충족하지 못한 날, 그리고 해당 금형이 작동하지 않은 날(사용하지 않은 날)을 현재를 기준으로 분석하여 나타내고 전체 생산 비율을 표시한다.
생산량은 시간을 기준으로 분석한다.
도 20에서, 각 금형에 대한 분석 부분의 우측에 있는 그래프는 최근 생산에 대한 사용시간 분석을 막대 그래프로 보여준 것이다.
도 20에서, 녹색은 실제로 금형을 사용하여 제품을 생산한 시간을 나타내며, 노란색은 실제 제품 생산 시간 외에 추가로 제품의 생산이 가능했던 시간을 보여준다. 그리고 계획된 다운타임(Planned downtime)과 초과 생산한 구간에 대한 부분도 표시된다.
도 21의 막대 그래프는 4월 1일부터 4월 28일까지 4주간을 1주일간 단위로 제품 생산한 시간을 도시한 것이다.
도 21에서, 네 개의 막대 그래프에서의 녹색은 실제로 금형을 사용하여 제품을 생산한 시간을 나타내며, 노란색은 실제 제품 생산 시간 외에 추가로 제품의 생산이 가능했던 시간을 보여준다.
도 22는 제품 생산 효율을 나타낸 하나의 예시이며, 화면의 상부는 해당 회사에서 가지고 있는 금형들에 대해 제품 생산시 정상 생산 구간, 웝업(Warm-up) 구간, 쿨다운(Cool-down) 구간, 비정상 생산 구간에 대한 분포 비율을 보여준다.
도 22의 화면 아래부분에는 각각의 금형에 대한 생산 효율을 나타내며, 해당 부분의 경우, 과거 대비 현재 생산의 효율이 얼마나 개선되었는지를 나타낸다.
도 22에서, 각 금형에 대한 분석 부분의 우측에 있는 그래프는 최근의 생산에 대해서 정상 생산 구간, 웝업(Warm-up) 구간, 쿨다운(Cool-down) 구간, 비정상 생산 구간에 대한 막대 그래프를 보여준다.
본 발명의 도 22는 제품 생산 효율을 나타낸 것이며, 해당 회사에서 가지고 있는 금형들에 대해 제품 생산시 정상 생산 구간, 웝업 구간, 쿨다운 구간, 비정상 생산 구간에 대한 분포 비율 및 과거 대비 현재 생산 효율의 개선비율을 화면 상에 보여주는 단계를 포함할 수 있다.
도 22에서, 녹색은 정상 생산을 나타내며, 노란색은 웝업(Warm-up) 구간, 쿨다운(Cool-down) 구간은 회색으로 표시되어 있다. 비정상 생산은 붉은 색으로 표시되어 있다.
그래프 상단의 방사형 화살표를 클릭할 경우, 확대된 막대 그래프분석을 볼 수 있다. 확대된 막대 그래프의 사이클 타임 분석에서는 분석을 진행한 기간이 X축에 표시된다.
도 23의 막대 그래프는 4월 1일부터 4월 28일까지 4주간을 1주일간 단위로 도시한 것이다. 도 23에서, 네 개의 막대 그래프에서의 녹색은 정상생산을 나타내며, 노란색은 웝업(Warm-up)구간을 표시하며, 회색은 쿨다운(Cool-down)구간을 표시한 것이다. 비정상 생산은 붉은 색으로 표시된다.
도 24는 센싱세트를 이용한 데이터 수집부터 앱 플랫폼에서 수집된 데이터 및 분석 정보가 표시되는 과정까지의 흐름도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 24를 개략적으로 설명하면, 세계 각국에서 생산되는 다양한 성형 제품을 관리하기 위하여 복수의 센싱세트가 금형에 부착 설치되고, 센싱세트에서 측정한 신호는 제어용 PCB를 통해서 송수신 터미널로 데이터들이 전송되며, 전송된 데이터들은 통상의 고속 인터넷 WiFi 등의 유무선 통신을 통해서 관리서버, 서버 또는 클라우드 서버 시스템으로 전송되어 메모리 및/또는 데이터베이스에 저장된다.
메모리 및/또는 데이터베이스에 저장된 데이터는 관리서버, 서버 또는 클라우드 서버 시스템에 탑재된 통계적 알고리즘와 AI/ML 알고리즘을 이용하여 다양한 분석을 통해서 사용자들에게 제품의 효율적 감시 및 관리를 할 수 있도록 다양한 서비스를 제공해주고 있다.
앞서 기술한 내용들과 도면에 기초하여 후술될 내용들은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 실시할 수 있을 것이다.
서버 또는 클라우드 서버 시스템에는 저장된 데이터들을 이용하여 성형 공정 중 측정된 싸이클 타임, 금형의 온도 및/또는 진동신호를 이용하여 분석할 수 있도록 수학적 통계 도구/알고리즘 및/또는 AI/ML 알고리즘이 탑재되어 있다.
해당 서버의 메모리 및/또는 데이터베이스에 기록 저장된 데이터는 서버에 탑재된 수학적 통계 도구/알고리즘 및/또는 AI/ML 알고리즘을 이용하여 학습 훈련된 데이터 패턴에 기초하여 성형 제품 각각에 대하여 정상적이 공정으로 생산된 양품 또는 비정상적인 공정으로 생산된 불량품으로 분석 판단하는 단계를 포함한다.
이러한 분석 자료는 본 발명에 따라 설계 제작된 앱 플랫폼 프로그램이 탑재된 관리서버, 서버 또는 클라우드 서버 등을 통해서 원격으로 세계 어느 곳에서나 모니터 상으로 확인할 수 있으며, 실시간으로 데이터를 보여주기 때문에 시기적절하고 정확한 생산 관리와 공정 제어에 활용할 수 있다.
본 발명은 센서모듈을 통해 수집되어 관리서버, 서버 또는 클라우드 서버 시스템에 저정된 데이터들 중 가속도 신호에 대해 분석 알고리즘을 이용하여 분석한 결과를 성형 제품의 품질에 대해 다양하게 앱 플랫폼에 표시하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명은 센서모듈의 펌웨어 프로그램에 내장된 알고리즘을 바탕으로, 시계열 데이터를 특정 피크와 시간 데이터로 변환한 후, 데이터 배열하여 송수신 터미널을 통해서 관리서버, 서버 또는 클라우드 서버 시스템로 전송하여 저장하고, 이를 분석하여 앱 플랫폼의 화면에 표시하는 단계를 포함한다.
도 13에 표시되는 금형의 진동신호 피크 값은 금형 닫힘(형폐), 사출시작, 보압시작(보압절환), 보압종료, 금형 열림(형개) 시점의 크기 값과 시간을 기록하는 단계를 포함하며, 이를 바탕으로 형폐단계, 사출단계, 보압단계, 냉각단계 및 형개단계의 시간 정보와 공정 변화를 파악할 수 있다.
센서모듈에 내장된 가속도 센서에서 측정한 진동신호의 분석을 통해 각 공정 단계별 사출시간, 보압시간, 냉각시간, 사이클 타임을 확인할 수 있으며, 이들 데이터들은 메모리에 탑재된 분석 알고리즘을 통해서 분석 처리한 결과를 보고서 형태로 화면 상에 표시하는 단계를 포함할 수 있다.
센서모듈에 내장된 가속도 센서의 경우에는 금형 닫힘(형폐) 및/또는 금형 열림(형개)의 횟수를 측정하여 샷 횟수를 측정하고, 금형 닫힘(형폐)과 금형 열림(형개)사이의 간격을 측정하여 분석함으로써 정상적인 성형 공정에서 제품이 생산되었는지를 판단하여 모니터 화면 상으로 보여주는 단계를 포함할 수 있다.
센서모듈에 내장된 가속도 센서의 경우에는 금형 닫힘(형폐), 사출시작, 보압시작(보압절환), 보압종료, 금형 열림(형개)의 시간 간격과 각각의 진동신호의 피크 값 모두 성형 제품이 정상적인 공정에서 생산되었는지 여부를 체크하는데 사용할 수 있다.
따라서 본 발명의 하나의 실시예는 가속도 센서에서 측정한 금형 닫힘(형폐), 사출시작, 보압시작(보압절환), 보압종료, 금형 열림(형개) 중 적어도 하나 이상의 진동신호의 진폭의 크기 및/또는 신호사이의 간격을 측정하여 소정의 설정치를 벗어났는지 여부를 판단하여 성형 제품의 공정을 관리하여 화면에 표시하거나 알려주는 단계를 포함할 수 있다.
상기와 같은 방법을 적용하여, 제조 생산 정보가 센서모듈에 의해 수집되어 앱 플랫폼에 표시되기 까지의 흐름은 도 24와 같으며, 본 발명의 구성을 통해 기존에 작업자에 의해 수기 등으로 관리하던 전통적인 방식의 제조 생산 관리에서 벗어나 장소나 거리의 제약 없이 온라인을 통해 실시간으로 제조 생산 정보를 모니터링하고 관리하는 서비스 방법 및 시스템을 제공한다.
본 발명의 명세서 상의 도 20 및 도 22에서, 가로로 검은색 줄로 문자 부분을 칠해서 보이지 않게 한 것은 회사나 부품 등의 정보가 공개되지 않게 하기 위해 삭제한 것을 의미한다.
본 발명의 명세서 상의 상세한 설명 및/또는 도면에 도시되어 있지 아니하나, 저장된 데이터에 기초하여 다양한 화면을 디자인하여 표시할 수 있다.
앞서 기술한 내용을 바탕으로 본 발명의 사출성형제품품질관리 서비스 방법에 대한 특허보호범위를 요약 살펴본다.
본 발명의 하나의 실시 예는 서버를 접속하여 서비스 제공받기 위하여 앱에서 제공하는 소정의 프로그램을 다운로드하는 단계와, 앱에서 제공하는 정보 입력 버튼을 클릭한 후, 해당 금형에 설치된 복수의 센싱세트와 연동되는 금형, 제품, 회사명을 포함하는 서비스 제공을 받기 위한 정보를 입력하여 메모리 또는 데이터베이스에 저장하는 단계와, 입력 저장된 복수의 센싱세트로부터 측정된 신호를 센서모듈 내 내장된 제어용 PCB로 전송하는 단계와, 제어용 PCB에 탑재된 알고리즘으로 데이터를 전처리하는 단계 및 전처리된 데이터를 무선통신으로 송수신 터미널로 전송하고, 전송된 데이터는 인터넷 WiFi 를 포함하는 통신으로 서버에 저장하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 하나의 실시 예로, 센서모듈에 내장된 제어용 PCB는 MCU와 센싱세트를 작동하기 위한 펌웨어 프로그램를 탑재하고, 측정용 PCB의 센서에서 측정된 데이터의 처리속도를 높이고 저장 용량을 줄이기 위하여 펌웨어 알고리즘을 통해 시계열로 하나의 데이터 배열로 편집되어 제어용 PCB에서 송수신 터미널로 데이터를 블루투스를 포함하는 무선통신으로 송수신하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 하나의 실시 예로, 센서모듈의 제어부에서 송수신 터미널로 전송된 데이터는 서버의 메모리 또는 데이터베이스에 저장하는 단계와, 저장된 온도 데이터 중에서 정상적인 생산 구간과 설정된 온도 범위인 안정패턴에 있는 경우에는 정상적인 제품으로 판단하는 단계와, 금형의 온도 변화가 발생하여 설정된 온도 범위인 안정패턴을 벗어나는 경우에는 비정상적인 제품으로 판단하여 화면에 표시 또는 알림메시지를 표시해주는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 하나의 실시 예는 센서모듈로부터 측정된 데이터를 송수신 터미널를 통해 서버에 기록 저장하는 단계와, 통계적 알고리즘와 AI/ML 알고리즘을 탑재하고, 서버에 저장된 데이터에 기초하여 성형 제품의 품질을 분석하여 개인 또는 회사에게 금형에서 생산되는 제품을 관리할 수 있도록 금형 ID, 부품 ID, 센싱세트 ID, 성형 제품별, 홀센서, 온도센서 및 가속도 센서 중 적어도 하나 이상의 정보 또는 데이터에 기초하여 분석된 화면을 보여주는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 하나의 실시 예로, 가속도 센서에서 측정한 진동신호의 경우에, 측정용 PCB에서는 시계열 데이터로 측정하는 단계와, 측정된 데이터는 제어용 PCB에 내장된 MCU와 제어 알고리즘이 탑재된 메모리에서 해당 알고리즘을 적용하여 생산 정보 분석에 필요한 피크 값들만 추출하여 데이터 배열에 포함시키는 단계와, 배열된 데이터는 제어용 PCB의 블루투스 통신을 통해 송수신 터미널로 전송되어 관리 서버, 서버 및 클라우드 서버 중 적어도 하나에 저장하는 단계 및 제품의 관리를 위하여 서버에 저장된 데이터에 기초하여 형개 및 형폐시 발생하는 진동신호의 생성 간격을 분석하여 설정된 범위를 벗어나는 성형 제품에 대하여 모니터 상에 불량 제품으로 표시하거나 안내를 화면 상으로 보여주는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 하나의 실시 예로, 가속도 센서에서 측정한 진동신호의 경우에, 측정용 PCB에서는 시계열 데이터로 측정하는 단계와, 측정된 데이터는 제어용 PCB에 내장된 MCU와 제어 알고리즘이 탑재된 메모리에서 해당 알고리즘을 적용하여 생산 정보 분석에 필요한 피크 값들만 추출하여 데이터 배열에 포함시키는 단계와, 배열된 데이터는 제어용 PCB의 블루투스 통신을 통해 송수신 터미널로 전송되어 관리 서버, 서버 및 클라우드 서버 중 하나에 저장하는 단계 및 저장된 데이터에 기초하여 사출시작, 보압시작 및 보압종료시 발생하는 진동신호의 생성 간격 및 진폭 크기 중 적어도 하나 이상을 분석하여 적어도 하나 이상 설정된 범위를 벗어나는 성형 제품에 대하여 모니터 상에 불량 제품으로 표시하거나 안내를 화면 상으로 보여주는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 하나의 실시 예는 과거 대비 현재의 생산효율을 비교하여 생산관리를 효율적으로 수행하기 위하여 서비스를 제공받고 있는 해당 회사의 금형들에 대해 제품 생산시 정상 생산 구간, 웝업 구간, 쿨다운 구간, 비정상 생산 구간에 대한 분포 비율 및 과거 대비 현재 생산 효율의 개선 비율을 화면 상에 보여주는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 하나의 실시 예는 해당 회사의 각 금형들에 대한 사용량 분석을 나타내며, 목표 생산량을 충족한 날과 충족하지 못한 날 및 해당 금형이 작동하지 않은 날을 기준으로 분석하여 나타내며, 전체 생산 비율을 표시하는 단계와, 각 금형에 대한 분석에서 화면 우측에 있는 그래프는 생산에 대한 사용시간 분석을 막대 그래프를 보여주며, 녹색은 실제로 금형을 사용하여 제품을 생산한 시간을 나타내고, 노란색은 실제 제품 생산 시간 외에 추가로 제품의 생산이 가능했던 시간을 보여주는 화면을 제공하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 하나의 실시 예는 복수의 서비스 대상 회사 또는 개인 중에서 해당 회사에 생산되고 있는 부품 ID, 부품명 및 현재 생산 상태 등을 화면 상에 표시하는 단계와, 상기 부품 ID를 클릭할 경우에, 해당 부품의 생산 정보를 확인할 수 있는 화면을 표시하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 하나의 실시 예는 복수의 서비스 대상 회사 또는 개인 중에서 해당 회사의 복수의 부품들을 생산하는 금형 ID 및 금형의 현재 상태를 화면 상에 표시하는 단계와, 금형 ID를 클릭할 경우에, 금형에서 생산하는 해당 부품의 생산 정보를 확인할 수 있는 화면을 표시하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 하나의 실시 예로, 해당 금형에는 샷 수, 사이클타임, 업타임, 진동신호 및 온도에 대한 분석 레포트를 화면 상에서 확인할 수 있고, 모든 데이터는 월별, 주별, 일별, 시간별로 검색하여 확인할 수 있는 화면을 표시하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 하나의 실시 예는 센서모듈 내에 내장된 홀센서, 온도센서 및 가속도 센서로부터 측정된 원시 데이터 그대로 배열로 수신하고, 데이터 저장과 전송시에 효율적인 측면을 고려하여 센서모듈의 제어용 PCB에 탑재된 제어 프로그램 중 연산 알고리즘을 적용하여 1 패킷 데이터(256 바이트) 내에 설정된 주기 내의 모든 제품 생산 사이클 타임이 시간 순서대로 포함시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 하나의 실시 예로, 관리 서버, 서버 또는 클라우드 서버 시스템에 저장되는 데이터는 크게 두 가지 형태로 구분되며, 센서모듈로부터 측정된 데이터를 가공없이 저장하는 단계 또는 수집된 정보를 필요에 맞게 재가공하여 저장하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 하나의 실시 예는 앱 플랫폼에서 제공하는 소정의 프로그램을 다운로드받고, 프로그램에서 제공하는 소정의 절차를 따라 회원으로 가입하는 단계와, 가입시 서비스를 이용하기 위한 고유 ID를 부여받고, 부여받은 고유 ID를 이용하여 사출성형제품품질관리 서비스 앱에 접근하여 해당 회사 제품의 생산량과 정상적으로 생산이 이루어지는지를 다양한 모니터링 화면을 통해 확인할 수 있는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 하나의 실시 예로, 센서모듈에 내장된 센서에서 측정된 데이터는 MCU와 펌웨어 프로그램을 탑재한 메모리를 통해 금형의 온도와 금형의 진동신호를 측정하는 주기를 변경 설정하는 단계를 구비하되, 펌웨어 프로그램에 설정된 신호 측정 주기는 센서모듈의 수, 서비스 대상 회사의 수, 데이터 저장 용량 및 데이터 량의 처리속도를 고려하여 변경 설정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 하나의 실시 예로, 각각의 부품 또는 제품에 대하여 해당 서버의 메모리 및 데이터베이스에 기록 저장된 데이터는 해당 부품 또는 제품에 대하여 서버에 탑재된 수학적 통계 도구/알고리즘 및/또는 AI/ML 알고리즘을 이용하여 학습 훈련된 데이터 패턴에 기초하여 성형 제품 각각에 대하여 정상적이 공정으로 생산된 양품 또는 비정상적인 공정으로 생산된 불량품으로 분석 판단하여 화면상에 표시해 주는 단계를 포함한다.
앞서 기술한 내용을 바탕으로 본 발명의 사출성형제품품질관리 서비스 시스템에 대한 특허보호범위를 요약 살펴본다.
본 발명의 또 다른 하나의 실시 예는 자석부와, 홀센서, 액정표시부, MCU 및 메모리가 내장되고 제어 프로그램이 탑재된 제어용 PCB와, 온도센서와 가속도 센서가 고정 설치된 측정용 PCB를 내장하고 금형에서 발생한 신호를 측정하는 센싱세트와, 센서모듈의 제어용 PCB에 설치된 블루투스 통신으로 송신하는 센싱세트에서 측정한 데이터를 수신하고, 서버 또는 클라우드 서버에서 보내오는 데이터를 수신하는 송수신 터미널과, 송수신 터미널로부터 수신한 데이터를 저장하고, 저장된 데이터에 기초하여 서버 또는 클라우드 서버에 탑재된 수학적 통계 도구/알고리즘 및/또는 AI/ML 알고리즘을 이용하여 성형 제품 각각에 대하여 정상적이 공정으로 생산된 양품 또는 비정상적인 공정으로 생산된 불량품으로 분석 판단하여 화면에 표시해주는 서버 또는 클라우드 서버로 구성된 사출성형제품품질관리 서비스 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 하나의 실시 예는 센서모듈에 내장된 센서로부터 정확하고 신뢰성을 가진 데이터를 획득하기 위하여 자석의 위치를 고려하여 설치된 홀센서가 고정 설치되는 제어용 PCB는 센서모듈케이스 내부의 상부에 고정 설치되고, 온도를 측정하는 온도센서 및 진동신호를 측정하는 가속도 센서는 측정용 PCB에 고정 설치되어 센서모듈 하부케이스에 고정 설치하며, 센서모듈 하부케이스는 금형 표면에 고정 설치된다.
본 발명의 또 다른 하나의 실시 예는 자석부에 설치된 자석의 자력 세기가 거리의 세제곱에 반비례하여 감소하기 때문에 자석부와 홀센서가 내장된 센서모듈사이의 거리를 설정된 거리 이내에서 고정 설치하되, 제어용 PCB에 배치하여 센서모듈 내 상부에 고정 설치되고, 고온에서 자속밀도가 감소하는 성질 때문에 자석부에 설치되는 자석은 금형 표면으로 소정 간격을 유지시켜 자석부 상부에 고정 설치되어 있다.
본 발명의 또 다른 하나의 실시 예로, 센서모듈에 내장되는 배터리는 배터리 하부에 설치되는 배터리 고정부에 고정 설치되며, 배터리 상부에는 배터리 고정부로부터 배터리가 분리되지 않도록 배터리 고정용 실리콘 부재가 설치되고, 배터리 고정부 하부에는 배터리로 열이 전달되는 것을 최소화하여 배터리의 사용온도 한계치를 초과하지 않도록 하기 위하여 설치된 단열판이 설치되어 있다.
본 발명에 따른 사출성형제품품질관리 서비스 시스템은 이 기술분야에 통상의 기술자라면 앞서 기술한 내용으로부터 다양하게 특허보호범위를 기재하여 권리를 확보할 수 있다.
본 발명은 금형 카운터, 샷 카운터, IoT 센싱세트 또는 엣지 센싱세트 등을 금형에 설치하여 제조 생산 공정의 금형 온도, 샷 수, 사이클 타임, 가속도 신호를 측정하고, 실시간으로 서버/클라우드 서버에 측정된 데이터를 저장하고 분석하여 금형의 위치와 관리자의 위치와 거리에 제약 없이 온라인 앱 플랫폼으로 제조 생산의 공정 정보를 실시간으로 제공하는 제조 생산 공정 모니터링 및 분석 서비스 방법 및 시스템을 제공하여 양호한 제품을 생산할 수 있으므로 산업상 이용 가능성이 매우 높다.
71 : 자석부 72 : 센서모듈
100 : 센싱모듈 101 : 센서모듈 상부 케이스
102 : 센서모듈 조작용 버튼
103 : 센서모듈 정보표시용 액정표시부 커버
104 : 센서모듈 조작용 버튼 실리콘 커버
105 : 센서모듈 제어용 PCB
106 : 센서모듈 베터리 고정용 실리콘 부재
107 : 센서모듈 배터리 108 : 배터리 고정부
109 : 센서모듈 측정용 PCB 110 : 단열판
111 : 센서모듈 설치확인용 버튼 112 : 센서모듈 설치확인용 버튼 커버
113 : 센서모듈 하부 케이스 114 : 센서모듈 조작용 버튼
115 : 센서모듈 정보표시용 액정표시부
116 : 제어용 PCB의 연산 프로세서(MCU)
117 : 홀센서 118 : 가속도 센서
119 : 온도센서 120 : 센서모듈 설치확인용 버튼
150 : 센싱세트 200 : 자석부
201 : 자석부 본체 202 : 자석부 커버
203 : 자석 204 : 자석 수용홈
300 : 금형
400 : 접촉식 온도 측정기로 측정한 금형 온도
500 : 센싱세트로 측정한 금형 온도
600 : 데이터 송수신 단말기
700 : 서버/클라우드 시스템
801 : 금형 온도 분석 기반 비생산구간
802 : 금형 온도 기반 예열구간
803 : 금형 온도 기반 생산구간
804 : 금형 온도 기반 냉각구간
805 : 생산구간 중 양품 가능구간
806 : 생산구간 중 불량 혹은 이상가능성이 있는 구간
100 : 센싱모듈 101 : 센서모듈 상부 케이스
102 : 센서모듈 조작용 버튼
103 : 센서모듈 정보표시용 액정표시부 커버
104 : 센서모듈 조작용 버튼 실리콘 커버
105 : 센서모듈 제어용 PCB
106 : 센서모듈 베터리 고정용 실리콘 부재
107 : 센서모듈 배터리 108 : 배터리 고정부
109 : 센서모듈 측정용 PCB 110 : 단열판
111 : 센서모듈 설치확인용 버튼 112 : 센서모듈 설치확인용 버튼 커버
113 : 센서모듈 하부 케이스 114 : 센서모듈 조작용 버튼
115 : 센서모듈 정보표시용 액정표시부
116 : 제어용 PCB의 연산 프로세서(MCU)
117 : 홀센서 118 : 가속도 센서
119 : 온도센서 120 : 센서모듈 설치확인용 버튼
150 : 센싱세트 200 : 자석부
201 : 자석부 본체 202 : 자석부 커버
203 : 자석 204 : 자석 수용홈
300 : 금형
400 : 접촉식 온도 측정기로 측정한 금형 온도
500 : 센싱세트로 측정한 금형 온도
600 : 데이터 송수신 단말기
700 : 서버/클라우드 시스템
801 : 금형 온도 분석 기반 비생산구간
802 : 금형 온도 기반 예열구간
803 : 금형 온도 기반 생산구간
804 : 금형 온도 기반 냉각구간
805 : 생산구간 중 양품 가능구간
806 : 생산구간 중 불량 혹은 이상가능성이 있는 구간
Claims (20)
- 센싱세트를 이용한 성형 제품 생산 공정을 분석 모니터링할 수 있는 사출성형제품품질관리 서비스 방법에 있어서,
서버를 접속하여 서비스 제공받기 위하여 앱에서 제공하는 소정의 프로그램을 다운로드하는 단계와,
앱에서 제공하는 정보 입력 버튼을 클릭한 후, 해당 금형에 설치된 복수의 센싱세트와 연동되는 금형, 제품, 회사명을 포함하는 서비스 제공을 받기 위한 정보를 입력하여 메모리 또는 데이터베이스에 저장하는 단계와,
입력 저장된 복수의 센싱세트로부터 측정된 신호를 센서모듈 내 내장된 제어용 PCB로 전송하는 단계와,
제어용 PCB에 탑재된 알고리즘으로 데이터를 전처리하는 단계와,
전처리된 데이터를 무선통신으로 송수신 터미널로 전송하고, 전송된 데이터는 인터넷 WiFi 를 포함하는 통신으로 서버에 저장하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 센싱세트를 이용한 성형 제품 생산 공정을 분석 모니터링할 수 있는 사출성형제품품질관리 서비스 방법. - 제1항에 있어서,
센서모듈에 내장된 제어용 PCB는 MCU와 센싱세트를 작동하기 위한 펌웨어 프로그램를 탑재하고,
측정용 PCB의 센서에서 측정된 데이터의 처리속도를 높이고, 저장 용량을 줄이기 위하여 펌웨어 알고리즘을 통해 시계열로 하나의 데이터 배열로 편집되어 제어용 PCB에서 송수신 터미널로 데이터를 송신하는 블루투스를 포함하는 무선통신으로 송수신하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 사출성형제품품질관리 서비스 방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
센서모듈의 제어부에서 송수신 터미널로 전송된 데이터는 서버의 메모리 또는 데이터베이스에 저장하는 단계와,
저장된 온도 데이터 중에서 정상적인 생산 구간과 설정된 온도 범위인 안정패턴에 있는 경우에는 정상적인 제품으로 판단하는 단계와,
금형의 온도 변화가 발생하여 설정된 온도 범위인 안정패턴을 벗어나는 경우에는 비정상적인 제품으로 판단하여 화면에 표시 또는 알림메시지를 표시해주는 단계를 포함함을 특징으로 하는 사출성형제품품질관리 서비스 방법. - 제1항에 있어서,
센서모듈로부터 측정된 데이터를 송수신 터미널를 통해 서버에 기록 저장하는 단계와,
통계적 알고리즘와 AI/ML 알고리즘을 탑재하고, 서버에 저장된 데이터에 기초하여 성형 제품의 품질을 분석하여 개인 또는 회사에게 금형에서 생산되는 제품을 관리할 수 있도록 금형 ID, 부품 ID, 센싱세트 ID, 성형 제품별, 홀센서, 온도센서 및 가속도 센서 중 적어도 하나 이상의 정보 또는 데이터에 기초하여 분석된 화면을 보여주는 단계를 포함함을 특징으로 하는 사출성형제품품질관리 서비스 방법. - 제1항에 있어서,
가속도 센서에서 측정한 진동신호의 경우에, 측정용 PCB에서는 시계열 데이터로 측정하는 단계와,
측정된 데이터는 제어용 PCB에 내장된 MCU와 제어 알고리즘이 탑재된 메모리에서 해당 알고리즘을 적용하여 생산 정보 분석에 필요한 피크 값들만 추출하여 데이터 배열에 포함시키는 단계와,
배열된 데이터는 제어용 PCB의 블루투스 통신을 통해 송수신 터미널로 전송되어 관리 서버, 서버 및 클라우드 서버 중 적어도 하나에 저장하는 단계; 및
제품의 관리를 위하여 서버에 저장된 데이터에 기초하여 형개 및 형폐시 발생하는 진동신호의 생성 간격을 분석하여 설정된 범위를 벗어나는 성형 제품에 대하여 모니터 상에 불량 제품으로 표시하거나 안내를 화면 상으로 보여주는 단계를 포함함을 특징으로 하는 사출성형제품품질관리 서비스 방법. - 제1항에 있어서,
가속도 센서에서 측정한 진동신호의 경우에, 측정용 PCB에서는 시계열 데이터로 측정하는 단계와,
측정된 데이터는 제어용 PCB에 내장된 MCU와 제어 알고리즘이 탑재된 메모리에서 해당 알고리즘을 적용하여 생산 정보 분석에 필요한 피크 값들만 추출하여 데이터 배열에 포함시키는 단계와,
배열된 데이터는 제어용 PCB의 블루투스 통신을 통해 송수신 터미널로 전송되어 관리 서버, 서버 및 클라우드 서버 중 하나에 저장하는 단계와,
저장된 데이터에 기초하여 사출시작, 보압시작 및 보압종료시 발생하는 진동신호의 생성 간격 및 진폭 크기 중 적어도 하나 이상을 분석하여 적어도 하나 이상 설정된 범위를 벗어나는 성형 제품에 대하여 모니터 상에 불량 제품으로 표시하거나 안내를 화면 상으로 보여주는 단계를 포함함을 특징으로 하는 사출성형제품품질관리 서비스 방법. - 제1항에 있어서,
과거 대비 현재의 생산효율을 비교하여 생산관리를 효율적으로 수행하기 위하여 서비스를 제공받고 있는 해당 회사의 금형들에 대해 제품 생산시 정상 생산 구간, 웝업 구간, 쿨다운 구간, 비정상 생산 구간에 대한 분포 비율 및 과거 대비 현재 생산 효율의 개선 비율을 화면 상에 보여주는 단계를 포함함을 특징으로 하는 사출성형제품품질관리 서비스 방법. - 제1항에 있어서,
해당 회사의 각 금형들에 대한 사용량 분석을 수행하며,
목표 생산량을 충족한 날과 충족하지 못한 날 및 해당 금형이 작동하지 않은 날을 기준으로 분석을 수행하고, 전체 생산 비율을 표시하는 단계와,
각 금형에 대한 분석에서 화면 상의 우측에 있는 그래프는 생산에 대한 사용시간 분석을 막대 그래프를 보여주며,
녹색은 실제로 금형을 사용하여 제품을 생산한 시간을 나타내고,
노란색은 실제 제품 생산 시간 외에 추가로 제품의 생산이 가능했던 시간을 보여주는 화면을 제공하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 사출성형제품품질관리 서비스 방법. - 제1항에 있어서,
복수의 서비스 대상 회사 또는 개인 중에서 해당 회사에 생산되고 있는 부품 ID, 부품명 및 현재 생산 상태를 화면 상에 표시하는 단계와,
상기 부품 ID를 클릭할 경우에, 해당 부품의 생산 정보를 확인할 수 있는 화면을 표시하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 사출성형제품품질관리 서비스 방법. - 제1항에 있어서,
복수의 서비스 대상 회사 또는 개인 중에서 해당 회사의 복수의 부품들을 생산하는 금형 ID 및 금형의 현재 상태를 화면 상에 표시하는 단계와,
금형 ID를 클릭할 경우에, 금형에서 생산하는 해당 부품의 생산 정보를 확인할 수 있는 화면을 표시하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 사출성형제품품질관리 서비스 방법. - 제10항에 있어서,
해당 금형에는 샷 수, 사이클타임, 업타임, 진동신호 및 온도에 대한 분석 레포트를 화면 상에서 확인할 수 있고, 모든 데이터는 월별, 주별, 일별, 시간별로 검색하여 확인할 수 있는 화면을 표시하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 사출성형제품품질관리 서비스 방법. - 제1항에 있어서,
센서모듈 내에 내장된 홀센서, 온도센서 및 가속도 센서로부터 측정된 원시 데이터 그대로 시계열로 수신하고,
데이터 저장과 전송시 효율적인 측면을 고려하여 센서모듈의 제어용 PCB에 탑재된 제어 프로그램 중 연산 알고리즘을 적용하여 1 패킷 데이터 내에 설정된 주기 내의 모든 제품 생산 사이클 타임이 시간 순서대로 포함시켜 구성하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 사출성형제품품질관리 서비스 방법. - 제1항에 있어서,
관리 서버, 서버 또는 클라우드 서버 시스템에 저장되는 데이터는 크게 두 가지 형태로 구분되며,
센서모듈로부터 측정된 데이터를 가공없이 저장하는 단계 또는 수집된 정보를 필요에 맞게 재가공하여 저장하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 사출성형제품품질관리 서비스 방법. - 제1항에 있어서,
앱 플랫폼에서 제공하는 소정의 프로그램을 다운로드받고, 프로그램에서 제공하는 소정의 절차를 따라 회원으로 가입하는 단계와,
가입시 서비스를 이용하기 위한 고유 ID를 부여받고, 부여받은 고유 ID를 이용하여 사출성형제품품질관리 서비스 앱에 접근하여 해당 회사 제품의 생산량과 정상적으로 생산이 이루어지는지를 다양한 모니터링 화면을 통해 확인할 수 있는 단계를 포함하는 사출성형제품품질관리 서비스 방법. - 제1항에 있어서,
센서모듈에 내장된 센서에서 측정된 데이터는 MCU와 펌웨어 프로그램을 탑재한 메모리를 통해 금형의 온도와 금형의 진동신호를 측정하는 주기를 변경 설정하는 단계를 구비하되,
펌웨어 프로그램에 설정된 신호 측정 주기는 센서모듈의 수, 서비스 대상 회사의 수, 데이터 저장 용량 및 데이터 량의 처리속도를 고려하여 변경 설정하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 사출성형제품품질관리 서비스 방법. - 제1항에 있어서,
각각의 부품 또는 제품에 대하여 해당 서버의 메모리 및 데이터베이스에 기록 저장되는 데이터는 해당 부품 또는 제품에 대하여 서버에 탑재된 수학적 통계 도구/알고리즘 및/또는 AI/ML 알고리즘을 이용하여 학습 훈련된 데이터 패턴에 기초하여 성형 제품 각각에 대하여 정상적이 공정으로 생산된 양품 또는 비정상적인 공정으로 생산된 불량품으로 분석 판단하여 화면상에 표시해 주는 단계를 포함함을 특징으로 하는 사출성형제품품질관리 서비스 방법. - 사출성형제품품질관리 서비스 제공 시스템에 있어서,
자석부와, 홀센서, 액정표시부, MCU 및 메모리가 내장되고 제어 프로그램이 탑재된 제어용 PCB와, 온도센서와 가속도 센서가 고정 설치된 측정용 PCB를 내장하고 금형에서 발생한 신호를 측정하는 센싱세트와,
센서모듈의 제어용 PCB에 설치된 블루투스 통신으로 송신하는 센싱세트에서 측정한 데이터를 수신하고, 서버 또는 클라우드 서버에서 보내오는 데이터를 수신하는 송수신 터미널과,
송수신 터미널로부터 수신한 데이터를 저장하고, 저장된 데이터에 기초하여 서버 또는 클라우드 서버에 탑재된 수학적 통계 도구, 통계 알고리즘 및 AI/ML 알고리즘 중 적어도 하나 이상을 이용하여 성형 제품 각각에 대하여 정상적이 공정으로 생산된 양품 또는 비정상적인 공정으로 생산된 불량품으로 분석 판단하여 화면에 표시해주는 서버 또는 클라우드 서버로 구성된 사출성형제품품질관리 서비스 제공 시스템. - 제17항에 있어서,
센서모듈에 내장된 센서로부터 정확하고 신뢰성을 가진 데이터를 획득하기 위하여 자석의 위치를 고려하여 설치된 홀센서가 고정 설치되는 제어용 PCB는 센서모듈 케이스 내부의 상부에 고정 설치되고,
온도를 측정하는 온도센서 및 진동신호를 측정하는 가속도 센서는 측정용 PCB에 고정 설치되어 센서모듈 하부케이스에 고정 설치하며,
센서모듈 하부케이스는 금형 표면에 고정 설치됨을 특징으로 하는 하는 사출성형제품품질관리 서비스 제공 시스템. - 제17항 또는 제18항에 있어서,
자석부에 설치된 자석의 자력 세기가 거리의 세제곱에 반비례하여 감소하기 때문에 자석부와 홀센서가 내장된 센서모듈사이의 거리를 설정된 거리 이내에서 고정 설치하되,
제어용 PCB에 배치하여 센서모듈 내 상부에 고정 설치되고,
고온에서 자속밀도가 감소하는 성질 때문에 자석부에 설치되는 자석은 금형 표면으로 소정 간격을 유지시켜 자석부 상부에 고정 설치됨을 특징으로 하는 사출성형제품품질관리 서비스 제공 시스템. - 제17항 또는 제18항에 있어서,
센서모듈에 내장되는 배터리는 배터리 하부에 설치되는 배터리 고정부에 고정 설치되며,
배터리 상부에는 배터리 고정부로부터 배터리가 분리되지 않도록 배터리 고정용 실리콘 부재가 설치되고,
배터리 고정부 하부에는 배터리로 열이 전달되는 것을 최소화하여 배터리의 사용온도 한계치를 초과하지 않도록 하기 위하여 설치된 단열판이 설치됨을 특징으로 하는 하는 사출성형제품품질관리 서비스 제공 시스템.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220059338A KR20230159939A (ko) | 2022-05-16 | 2022-05-16 | 센싱세트를 이용한 성형 제품 생산 공정을 분석 모니터링할 수 있는 사출성형제품품질관리 서비스 방법 및 시스템 |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220059338A KR20230159939A (ko) | 2022-05-16 | 2022-05-16 | 센싱세트를 이용한 성형 제품 생산 공정을 분석 모니터링할 수 있는 사출성형제품품질관리 서비스 방법 및 시스템 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230159939A true KR20230159939A (ko) | 2023-11-23 |
Family
ID=88835417
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220059338A KR20230159939A (ko) | 2022-05-16 | 2022-05-16 | 센싱세트를 이용한 성형 제품 생산 공정을 분석 모니터링할 수 있는 사출성형제품품질관리 서비스 방법 및 시스템 |
Country Status (2)
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| KR (1) | KR20230159939A (ko) |
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- 2022-10-11 WO PCT/KR2022/015235 patent/WO2023224180A1/ko unknown
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| KR102266747B1 (ko) | 2020-08-11 | 2021-06-21 | 피에스텍 주식회사 | 금형 카운터 및 이를 포함하는 금형 관리 시스템 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2023224180A1 (ko) | 2023-11-23 |
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