KR20240039877A - Equipment failure prediction diagnostic device and method therefor - Google Patents

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KR20240039877A
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failure prediction
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KR1020220118752A
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박기원
조성용
이명교
김현진
박병훈
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현대자동차주식회사
기아 주식회사
현대오토에버 주식회사
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Abstract

본 발명은 설비 고장 예측 진단 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 진단 대상 설비의 종류에 대응되며, 진단 대상 설비의 데이터가 입력되는 복수의 입력 채널을 갖는 적어도 하나의 개별 보드가 장착되는 설비 데이터 수집부; 및 설비 데이터 수집부에 전력을 공급하고, 복수의 입력 채널 중 적어도 하나로부터 입력된 진단 대상 설비의 데이터를 해당 채널에 대응되는 진단 모델로 실시간 데이터 판정을 수행하는 공통 보드를 구비하는 설비 데이터 처리부;를 포함하되, 설비 데이터 수집부와 설비 데이터 처리부는, 직렬 통신 인터페이스로 연결되며, 일체형으로 결합된 설비 고장 예측 진단 장치가 소개된다.The present invention relates to a device for predicting and diagnosing equipment failure and a method thereof, and includes a facility data collection unit equipped with at least one individual board corresponding to the type of facility to be diagnosed and having a plurality of input channels through which data of the facility to be diagnosed is input. ; and a facility data processing unit including a common board that supplies power to the facility data collection unit and performs real-time data determination on data on diagnostic target equipment input from at least one of a plurality of input channels using a diagnostic model corresponding to the channel; Including, the equipment data collection unit and the equipment data processing unit are connected through a serial communication interface, and an integrated equipment failure prediction and diagnosis device is introduced.

Description

설비 고장 예측 진단 장치 및 그 방법{EQUIPMENT FAILURE PREDICTION DIAGNOSTIC DEVICE AND METHOD THEREFOR}Equipment failure prediction diagnosis device and method {EQUIPMENT FAILURE PREDICTION DIAGNOSTIC DEVICE AND METHOD THEREFOR}

본 발명은 설비 데이터 수집부와 설비 데이터 처리부가 일체형으로 결합되도록 하여 장치를 소형화하고, 라인 적용의 확장성과 보전성을 확보하기 위한 설비 고장 예측 진단 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a facility failure prediction and diagnosis device and method for miniaturizing the device by integrating a facility data collection unit and a facility data processing unit and ensuring scalability and maintainability of line application.

설비 분야에서는 해당 설비의 현재 상태 진단 및 고장 예측을 위해 고장 예지 관리(Prognostics and Health Management: PHM)가 적용되고 있는 추세이다. 고장 예지 관리는 비용의 절감뿐만 아니라 안정적으로 시스템을 동작시킬 수 있도록 하며, 비용 효율적이고 다운 타임(Down time) 없는 유지 보수를 실현하기 위해 빠르게 성장하고 있다.In the equipment field, Prognostics and Health Management (PHM) is being applied to diagnose the current condition of the equipment and predict failure. Predictive failure management not only reduces costs, but also allows the system to operate stably, and is rapidly growing to realize cost-effective, downtime-free maintenance.

또한, 클라우드 컴퓨팅의 데이터 센터가 물리적으로 떨어져 있는 곳에서 중앙 집중형으로 데이터를 관리하는 것과 달리, 기기(Device, Things)와 가까운 네트워크의 가장자리(Edge)에서 컴퓨팅을 지원하는 것으로 각각의 기기에서 개별 데이터를 분석하고 활용할 수 있게 해주는 엣지(Edge) 시스템이 사용된다.In addition, unlike cloud computing's data center that manages data centrally in a physically distant location, computing is supported at the edge of the network close to devices (things), allowing each device to An edge system is used that allows data to be analyzed and utilized.

한편, 일반적인 설비 고장 예측 진단 장치는 엣지 컴퓨팅을 수행하기 위한 시스템이 모두 분리되어 있으며, 엣지 컴퓨팅 기능 수행을 위해서는 진단 대상 설비로부터 데이터를 수집하는 장치와 수집된 데이터를 처리하는 장치가 개별적으로 존재하였으며, 두 장치 간의 연결은 USB(Universal Serial Bus) 방식이나 이더넷(Ethernet) 등의 유선 통신을 이용하는 것이 일반적이다. 그러나, USB 연결은 속도가 느리며, 이더넷 방식 또한 데이터 유실이 발생할 수 있는 문제가 있다. 결국, 개별 장치간의 연결 방식은 하나의 시스템으로 구성하였을 때보다 보전성이나 확장성이 떨어지는 문제가 발생한다.Meanwhile, in a typical equipment failure prediction and diagnosis device, the systems for performing edge computing are all separate, and in order to perform the edge computing function, there are separate devices for collecting data from the equipment being diagnosed and a device for processing the collected data. , The connection between two devices generally uses wired communication such as USB (Universal Serial Bus) or Ethernet. However, the USB connection is slow, and the Ethernet method also has problems that may result in data loss. Ultimately, the connection method between individual devices has problems with lower maintainability and scalability than when configured as a single system.

이에, 엣지 컴퓨팅을 수행하기 위한 시스템을 하나의 장치에 소형화하고, 데이터를 고속으로 전송하면서 데이터의 유실 및 노이즈가 발생하지 않도록 하기 위한 방안을 필요로 한다.Accordingly, a method is needed to miniaturize a system for performing edge computing into a single device and to prevent data loss and noise while transmitting data at high speed.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.The matters described as background technology above are only for the purpose of improving understanding of the background of the present invention, and should not be taken as acknowledgment that they correspond to prior art already known to those skilled in the art.

KRKR 10-2019-0091868 10-2019-0091868 AA

본 발명은, 설비 데이터 수집부와 설비 데이터 처리부가 일체형으로 결합된 구조를 통해 장치를 소형화하여 비용을 절감하고, 설비의 상태 진단을 실시간으로 하여 예지 보전을 가능하도록 하고, 라인 적용의 확장성과 보전성을 확보하기 위한 설비 고장 예측 진단 장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention reduces costs by miniaturizing the device through a structure in which the equipment data collection unit and the equipment data processing unit are integrated, enables predictive maintenance by diagnosing the condition of the equipment in real time, and provides expandability and maintainability of line applications. The purpose is to provide a facility failure prediction diagnostic device and method to ensure.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명은, 진단 대상 설비의 종류에 대응되며, 진단 대상 설비의 데이터가 입력되는 복수의 입력 채널을 갖는 적어도 하나의 개별 보드가 장착되는 설비 데이터 수집부; 및 설비 데이터 수집부에 전력을 공급하고, 복수의 입력 채널 중 적어도 하나로부터 입력된 진단 대상 설비의 데이터를 해당 채널에 대응되는 진단 모델로 실시간 데이터 판정을 수행하는 공통 보드를 구비하는 설비 데이터 처리부;를 포함하되, 설비 데이터 수집부와 설비 데이터 처리부는, 직렬 통신 인터페이스로 연결되며, 일체형으로 결합된 설비 고장 예측 진단 장치를 포함할 수 있다.As a means to solve the above technical problem, the present invention includes: a facility data collection unit equipped with at least one individual board corresponding to the type of facility to be diagnosed and having a plurality of input channels through which data of the facility to be diagnosed is input; and a facility data processing unit including a common board that supplies power to the facility data collection unit and performs real-time data determination on data on diagnostic target equipment input from at least one of a plurality of input channels using a diagnostic model corresponding to the channel; Including, the equipment data collection unit and the equipment data processing unit are connected through a serial communication interface and may include a facility failure prediction diagnosis device integrated into the device.

예를 들어, 설비 데이터 처리부는 수집된 데이터를 외부 서버에 전송하되, 외부 서버는, 처리된 데이터를 기반으로 설비의 상태 진단을 수행하고, 설비의 고장 또는 수명을 예측하며 설비의 교체 시기를 산출하는 방식으로 데이터를 판정하는 PHM(Prognostics and Health Management) 서버를 포함할 수 있다.For example, the equipment data processing unit transmits the collected data to an external server, and the external server diagnoses the condition of the equipment based on the processed data, predicts equipment failure or lifespan, and calculates the replacement time of the equipment. It may include a Prognostics and Health Management (PHM) server that determines data in a manner that does this.

예를 들어, 외부 서버는, 설비의 상태 진단 및 수명 예측 알고리즘 중 적어도 하나에 대응되는 복수의 진단 모델이 저장되며, 설비 데이터 처리부는, 공통 보드에서 인식된 설비의 종류에 대응되는 진단 모델을 외부 서버로부터 제공받을 수 있다.For example, the external server stores a plurality of diagnostic models corresponding to at least one of the equipment status diagnosis and life prediction algorithms, and the equipment data processing unit stores the external diagnostic model corresponding to the type of equipment recognized on the common board. It can be provided from the server.

예를 들어, 설비 데이터 수집부는, 복수의 입력 채널 중 적어도 하나를 통해 입력된 데이터를 디지털 신호로 변환하고, 변환된 데이터를 파싱하여 버퍼에 저장할 수 있다.For example, the equipment data collection unit may convert data input through at least one of a plurality of input channels into a digital signal, parse the converted data, and store it in a buffer.

예를 들어, 버퍼는, 제1 샘플링 레이트로 파싱된 파싱 데이터를 저장하는 제1 버퍼; 및 제1 샘플링 레이트보다 낮은 제2 샘플링 레이트로 다운 샘플링된 파싱 데이터를 저장하는 제2 버퍼;를 포함할 수 있다.For example, the buffer may include: a first buffer storing parsed data parsed at a first sampling rate; and a second buffer storing parsed data down-sampled at a second sampling rate lower than the first sampling rate.

예를 들어, 설비 데이터 처리부는, 제1 버퍼의 데이터는 외부 서버로 전송하고, 제2 버퍼의 데이터는 데이터 베이스에 저장할 수 있다.For example, the equipment data processing unit may transmit data in the first buffer to an external server and store data in the second buffer in a database.

예를 들어, 진단 대상 설비로부터 입력되는 데이터는, 설비로부터 속도 데이터, 진동 데이터, 전류 데이터 및 온도 데이터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.For example, data input from the diagnostic target equipment may include at least one of speed data, vibration data, current data, and temperature data from the equipment.

예를 들어, 적어도 하나의 개별 보드는, 탈부착이 가능하도록 구비될 수 있다.For example, at least one individual board may be provided to be detachable.

예를 들어, 설비 데이터 수집부는, 버퍼에 저장된 누적 데이터가 기 설정된 크기보다 크면, 데이터가 설비 데이터 처리부에서 스레드 처리되도록 데이터 큐(Queue)에 삽입할 수 있다.For example, if the accumulated data stored in the buffer is larger than a preset size, the equipment data collection unit may insert the data into a data queue to be thread-processed by the equipment data processing unit.

예를 들어, 설비 데이터 처리부는, 데이터 큐의 크기가 0 이상인지 판단하고, 데이터 큐의 크기가 0 이상인 경우 데이터 큐에서 데이터를 추출할 수 있다.For example, the facility data processing unit may determine whether the size of the data queue is 0 or more, and extract data from the data queue if the size of the data queue is 0 or more.

예를 들어, 직렬 통신은, SPI 통신을 포함할 수 있다.For example, serial communication may include SPI communication.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 방법으로서 본 발명은, 복수의 입력 채널을 갖는 적어도 하나의 개별 보드가 장착되는 설비 데이터 수집부와 설비 데이터 처리부가 직렬 통신 인터페이스로 연결되며, 일체형으로 결합된 설비 고장 예측 진단 장치를 제어하는 설비 고장 예측 진단 방법에 있어서, 진단 대상 설비의 데이터가 입력되는 단계; 및As a method for solving the above technical problem, the present invention provides a facility failure prediction system in which a facility data collection unit and a facility data processing unit equipped with at least one individual board having a plurality of input channels are connected through a serial communication interface, and are integrated into an integrated facility. A method of predicting and diagnosing equipment failure for controlling a diagnostic device, comprising: inputting data of equipment to be diagnosed; and

복수의 입력 채널 중 적어도 하나로부터 입력된 진단 대상 설비의 데이터를 해당 채널에 대응되는 진단 모델로 실시간 데이터 판정을 수행하는 단계;를 포함할 수 있다.It may include performing real-time data determination on data of a diagnostic target equipment input from at least one of a plurality of input channels using a diagnostic model corresponding to the channel.

예를 들어, 처리된 데이터를 기반으로 설비의 상태 진단을 수행하고, 설비의 고장 또는 수명을 예측하며 설비의 교체 시기를 산출하는 방식으로 데이터를 판정하는 단계;를 더 포함할 수 있다.For example, it may further include determining the data by performing a diagnosis of the condition of the equipment based on the processed data, predicting failure or lifespan of the equipment, and calculating a replacement time for the equipment.

예를 들어, 복수의 입력 채널 중 적어도 하나를 통해 입력된 데이터를 디지털 신호로 변환하고, 변환된 데이터를 파싱하여 버퍼에 저장하는 단계;를 더 포함할 수 있다.For example, the method may further include converting data input through at least one of a plurality of input channels into a digital signal, parsing the converted data, and storing the converted data in a buffer.

예를 들어, 버퍼에 저장된 누적 데이터가 기 설정된 크기보다 크면, 데이터가 설비 데이터 처리부에서 스레드 처리되도록 데이터 큐(Queue)에 삽입하는 단계;를 더 포함할 수 있다.For example, if the accumulated data stored in the buffer is larger than the preset size, the step of inserting the data into a data queue to be thread-processed in the equipment data processing unit may be further included.

예를 들어, 데이터 큐의 크기가 0 이상인지 판단하고, 데이터 큐의 크기가 0 이상인 경우 데이터 큐에서 데이터를 추출하는 단계;를 더 포함할 수 있다.For example, the method may further include determining whether the size of the data queue is 0 or more, and extracting data from the data queue if the size of the data queue is 0 or more.

본 발명 설비 고장 예측 진단 장치 및 그 방법에 따르면, 설비 데이터 수집부와 설비 데이터 처리부가 일체형으로 결합된 구조를 통해 장치를 소형화하여 비용을 절감하고, 설비의 상태 진단을 실시간으로 하여 예지 보전을 가능하도록 하고, 라인 적용의 확장성과 보전성을 확보할 수 있게 된다. 또한, 일체형으로 결합된 구조를 통해 외부 커넥팅 구조와 대비하여 설계 비용을 절감하고, 소형화를 통해 설비와 인접하도록 구성할 수 있게 된다.According to the equipment failure prediction and diagnosis device and method of the present invention, the equipment data collection unit and the equipment data processing unit are integrated into a structure that reduces costs by miniaturizing the device and enables predictive maintenance by diagnosing the condition of the equipment in real time. This makes it possible to secure the scalability and maintainability of line application. In addition, the integrated structure reduces design costs compared to external connecting structures, and allows it to be configured adjacent to equipment through miniaturization.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects that can be obtained from the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below. will be.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 설비 고장 예측 진단 장치를 나타낸 외관 사시도이다.
도 2는 설비 고장 예측 진단 장치를 구성하는 설비 데이터 수집부 및 설비 데이터 처리부의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 입력 채널을 통해 입력되는 데이터의 신뢰성 검증 결과를 나타낸 표이다.
도 4는 전체 시스템의 기능 블럭도이다.
도 5는 설비 데이터 수집부가 디지털 신호로 변환된 데이터를 파싱하여 제1 버퍼 및 제2 버퍼에 저장하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 6은 설비 고장 예측 진단 장치에서 데이터를 수집하고 저장하는 방법이 도시된 순서도이다.
1 is an external perspective view showing an equipment failure prediction and diagnosis device according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a diagram showing the configuration of the equipment data collection unit and equipment data processing unit that constitute the equipment failure prediction and diagnosis device.
Figure 3 is a table showing the reliability verification results of data input through an input channel.
Figure 4 is a functional block diagram of the entire system.
Figure 5 is a diagram showing a process in which the facility data collection unit parses data converted into digital signals and stores them in the first buffer and the second buffer.
Figure 6 is a flowchart showing a method of collecting and storing data in a facility failure prediction and diagnosis device.

본 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 본 발명의 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명에 따른 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. Specific structural and functional descriptions of the embodiments of the present invention disclosed in the present specification or application are merely illustrative for the purpose of explaining the embodiments according to the present invention, and the embodiments according to the present invention may be implemented in various forms. and should not be construed as limited to the embodiments described in this specification or application.

본 발명에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 형태를 가질 수 있으므로 특정실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Since the embodiments according to the present invention can make various changes and have various forms, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the specification or application. However, this is not intended to limit the embodiments according to the concept of the present invention to a specific disclosed form, and should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and unless clearly defined in this specification, should not be interpreted as having an ideal or excessively formal meaning. .

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by explaining preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals in each drawing indicate the same member.

본 발명의 실시예들에 따른 설비 고장 예측 진단 방법을 설명하기 앞서, 실시예들에 적용 가능한 설비 고장 예측 진단 장치(1000)의 구성을 먼저 설명한다. Before explaining the equipment failure prediction and diagnosis method according to the embodiments of the present invention, the configuration of the equipment failure prediction and diagnosis device 1000 applicable to the embodiments will first be described.

도 1 및 도 2는 각각 본 발명의 일 실시형태에 따른 설비 고장 예측 진단 장치(1000)의 외관 사시도 및 설비 고장 예측 진단 장치(1000)를 구성하는 설비 데이터 수집부(400)와 설비 데이터 처리부(500)의 기능도가 도시된다.1 and 2 are respectively a perspective view of the exterior of the equipment failure prediction and diagnosis device 1000 according to an embodiment of the present invention, and the equipment data collection unit 400 and the equipment data processing unit ( The functional diagram of 500) is shown.

도 1은 설비 고장 예측 진단 장치(1000)의 외관 사시도이다. 설비 고장 예측 진단 장치(1000)는 CMS(Condition Monitoring System) 모듈이라 칭하기도 한다. 설비 고장 예측 진단 장치(1000)는 하우징 케이스(100), 냉각핀(200), 설비 데이터 수집부(400), 설비 데이터 처리부(500) 및 외부 연결 포트를 포함할 수 있다. 먼저, 하우징 케이스(100)는 설비 고장 예측 진단 장치(1000)의 외면을 둘러싸며, 알루미늄 재질로 형성되어 설비 고장 예측 진단 장치(1000)를 경량화할 수 있다. 또한, 설비 고장 예측 진단 장치(1000)의 내외부는 볼팅 체결 구조로 연결될 수 있기 때문에 후술할 개별 보드(410, 420)의 탈부착이 용이하다. 또한, 복수의 냉각핀(200)은 하우징 케이스(100)의 외측에 구비되어 CPU(513A) 및 GPU(513B)에서 발생하는 열을 배출시킬 수 있다.Figure 1 is an external perspective view of a facility failure prediction and diagnosis device 1000. The equipment failure prediction and diagnosis device 1000 is also called a CMS (Condition Monitoring System) module. The facility failure prediction and diagnosis device 1000 may include a housing case 100, a cooling fin 200, a facility data collection unit 400, a facility data processing unit 500, and an external connection port. First, the housing case 100 surrounds the outer surface of the equipment failure prediction and diagnosis device 1000 and is made of aluminum, making it possible to lighten the equipment failure prediction and diagnosis device 1000. In addition, since the inside and outside of the equipment failure prediction and diagnosis device 1000 can be connected through a bolting structure, it is easy to attach and detach the individual boards 410 and 420, which will be described later. Additionally, a plurality of cooling fins 200 are provided on the outside of the housing case 100 to discharge heat generated from the CPU 513A and GPU 513B.

또한, 설비 고장 예측 진단 장치(1000)는 엣지 컴퓨팅이 가능한 시스템 구성 대비 하나의 서비스가 하나의 거대한 구조인 모놀리틱(Monolithic) 구조로 제작될 수 있다. 설비 고장 예측 진단 장치(1000)의 형상은 높이가 낮고 폭이 전후 길이보다 길도록 형성되어 있어 무게 중심이 낮아지며, 이에 따라 안정성을 확보할 수 있게 된다. In addition, the equipment failure prediction and diagnosis device 1000 can be manufactured in a monolithic structure where one service is one large structure compared to a system configuration capable of edge computing. The shape of the equipment failure prediction and diagnosis device 1000 is low in height and is formed so that the width is longer than the front-to-back length, thereby lowering the center of gravity and thus ensuring stability.

한편, 설비 고장 예측 진단 장치(1000)에는 외부와의 연결을 위한 외부 연결 포트(300)가 구비될 수 있다. 외부 연결 포트(300)의 종류로는 센서 케이블을 연결하여 데이터를 수집할 수 있는 BNC(Bayonet Neill-Concelman) 커넥터(411) 8ch, VCC(Voltage of Common Collector)/GND(Ground) 포트를 포함하며, 이는 설비 고장 예측 진단 장치(1000)의 전면에 구비될 수 있다. 또한 파워 커넥터, HDMI(High-Definition Multimedia Interface) 연결 포트, USB(Universal Serial Bus) 연결 포트 및 LAN(Local Area Network) 연결 포트는 설비 고장 예측 진단 장치(1000)의 후면에 구비될 수 있다. 또한, 각 입력 채널별 상태를 표시할 수 있는 LED 라이트 및 전원 공급 상태를 표시할 수 있는 LED 라이트는 설비 고장 예측 진단 장치(1000)의 전면에 구비될 수 있다. 지금까지 설명한 외부 연결 포트(300)는 도 1에 도시된 바와 같이 설비 데이터 수집부(400) 측에 구비되는 것이 데이터의 입출력 측면에서 바람직하다.Meanwhile, the equipment failure prediction and diagnosis device 1000 may be provided with an external connection port 300 for connection to the outside. Types of external connection ports 300 include BNC (Bayonet Neill-Concelman) connector 411 8ch, which can collect data by connecting a sensor cable, and VCC (Voltage of Common Collector)/GND (Ground) ports. , which may be provided on the front of the equipment failure prediction and diagnosis device 1000. Additionally, a power connector, an HDMI (High-Definition Multimedia Interface) connection port, a USB (Universal Serial Bus) connection port, and a LAN (Local Area Network) connection port may be provided on the rear of the equipment failure prediction and diagnosis device 1000. Additionally, an LED light capable of displaying the status of each input channel and an LED light capable of displaying the power supply status may be provided on the front of the equipment failure prediction and diagnosis device 1000. The external connection port 300 described so far is preferably provided on the equipment data collection unit 400 side as shown in FIG. 1 in terms of data input and output.

도 2를 참조하면, 설비 고장 예측 진단 장치(1000)를 구성하는 설비 데이터 수집부(400)와 설비 데이터 처리부(500)의 기능 블럭도를 확인할 수 있다. 설비 데이터 수집부(400)는 진단 대상 설비의 종류에 대응되며 복수의 입력 채널을 갖는 적어도 하나의 개별 보드(410, 420)가 장착될 수 있다. 이때, 각각의 개별 보드(410, 420)는 탈부착할 수 있도록 구성되어, 개별 보드(410, 420)의 커스터마이징에 따라 다양한 데이터가 수집되도록 할 수 있다.Referring to FIG. 2, a functional block diagram of the equipment data collection unit 400 and the equipment data processing unit 500, which constitute the equipment failure prediction and diagnosis device 1000, can be seen. The equipment data collection unit 400 may be equipped with at least one individual board 410 or 420 that corresponds to the type of equipment being diagnosed and has a plurality of input channels. At this time, each individual board (410, 420) is configured to be detachable, so that various data can be collected according to customization of the individual boards (410, 420).

또한, 데이터를 직접 수집하여 제어하는 모듈의 패키지가 각각의 개별 보드(410, 420)로 설계될 수 있으며, 복수의 채널, 예컨대 8ch로 회로가 구성되어 진단 대상 설비의 데이터가 입력될 수 있다. 개별 보드(410) 내에 구비된 BNC 커넥터(411)에 마련된 복수의 채널 중 적어도 하나를 통해 진단 대상 설비로부터 데이터가 입력될 수 있고, 취득된 데이터는 ADC(Analog to Digital Converter, 412)를 통해 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환될 수 있다.In addition, the package of the module that directly collects and controls data can be designed as each individual board (410, 420), and the circuit is configured with a plurality of channels, for example, 8 channels, so that data from the equipment to be diagnosed can be input. Data can be input from the diagnostic target equipment through at least one of a plurality of channels provided in the BNC connector 411 provided in the individual board 410, and the acquired data is converted to analog through an ADC (Analog to Digital Converter, 412). A signal can be converted into a digital signal.

또한, 디지털 신호로 변환된 데이터는 감쇠기(413)로 전달되어 장치 관리 전압에 맞추어 감쇠되며, 감쇠된 데이터는 MCU(Micro Controller Unit, 414)에 수집될 수 있다. 수집된 데이터는 파싱되어 컨트롤러(MCU, 414)의 버퍼에 저장될 수 있다. 여기서, 데이터 파싱이란 데이터를 조립해 원하는 데이터로 정제하는 작업을 의미한다.Additionally, the data converted into a digital signal is transmitted to the attenuator 413 and attenuated according to the device management voltage, and the attenuated data can be collected in an MCU (Micro Controller Unit, 414). The collected data may be parsed and stored in the buffer of the controller (MCU, 414). Here, data parsing refers to the task of assembling data and refining it into desired data.

한편, 복수의 입력 채널에 입력되는 진단 대상 설비 데이터는 설비마다 구비된 센서로부터 획득된 속도 데이터, 진동 데이터, 전류 데이터 및 온도 데이터 중 적어도 하나를 포함할 있다. 전술한 데이터의 종류는 예시적인 것으로, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 설비로부터 수집 가능한 데이터라면 그 종류에 한정되지 아니한다. Meanwhile, diagnostic target equipment data input to a plurality of input channels may include at least one of speed data, vibration data, current data, and temperature data obtained from sensors provided for each equipment. The types of data described above are illustrative and are not necessarily limited thereto, and are not limited to the types of data that can be collected from equipment.

입력 채널을 통해 입력되는 진단 대상 설비 데이터의 신뢰성 확보를 위한 시스템을 설명한다. 신뢰성 확인을 위한 시스템은 파워 서플라이를 통해 VCC와 GND를 설비 고장 예측 진단 장치(1000)의 BNC 커넥터(411)와 터미널 블럭에 연결하여 Single Ended GND 형태로 구성될 수 있다. 파워 서플라이로 1V부터 24V까지 1V단위로 증가하면서 전압을 인가했을 때 ADC(412)에서 출력되는 수치를 저장할 수 있고, 8ch 각각의 데이터를 10번씩 받은 평균값을 계산할 수 있다. This explains a system for ensuring the reliability of diagnostic target equipment data input through an input channel. The system for reliability confirmation can be configured in a single ended GND form by connecting VCC and GND to the BNC connector 411 and terminal block of the equipment failure prediction diagnosis device 1000 through a power supply. When applying a voltage from 1V to 24V in 1V increments with a power supply, the value output from the ADC (412) can be stored, and the average value of each 8ch of data received 10 times can be calculated.

이러한 구성을 통해, 신뢰성을 검증한 결과는 도 3과 같다.The results of verifying reliability through this configuration are shown in Figure 3.

검증 과정에서 223값이 24V 인가 시 ADC(412) 값으로 표현되도록 설비 고장 예측 진단 장치의 bit resolution은 24bit로 설정하였다.During the verification process, the bit resolution of the facility failure prediction diagnosis device was set to 24 bits so that the 2 23 value was expressed as the ADC (412) value when 24 V was applied.

구체적으로, 베이스 전압은 0.475V이며 고속 샘플링 레이트 재현여부를 확인하기 위해 샘플링률을 8kS/s와 16kS/s로 나누어 각각 10초씩 수집한 데이터를 확인하였다. 먼저 설비 고장 예측 진단 장치(1000)만 있을 때 플로팅되어 표현되는 ADC(412) 출력 수치의 평균/표준편차를 확인하였고 설비 고장 예측 진단 장치(1000)에 진동센서가 부착되었을 때의 ADC(412) 출력 수치의 평균/표준편차를 확인하여 비교하였다. Specifically, the base voltage was 0.475V, and in order to check whether the high-speed sampling rate could be reproduced, the sampling rate was divided into 8kS/s and 16kS/s, and data collected for 10 seconds each was checked. First, the average/standard deviation of the output values of the ADC (412), which is expressed as a plot when there is only the equipment failure prediction and diagnosis device (1000), was checked, and the ADC (412) when the vibration sensor was attached to the equipment failure prediction and diagnosis device (1000) was checked. The average/standard deviation of the output values were checked and compared.

도 3에 도시된 바와 같이, 플로팅 값은 거의 일정하게 들어오는 것을 통해 설비 고장 예측 진단 장치(1000) 자체의 노이즈는 무시가능한 수준임을 확인할 수 있고, 샘플링률 변화에도 큰 차이는 없음을 확인할 수 있다. 설비 고장 예측 진단 장치(1000)가 진동 센서가 결합된 형태에서는 8kS/s에서 평균과 표준편차의 비율이 0.19%였고 16kS/s에서 평균과 표준편차의 비율이 0.14%로 편차가 거의 없음을 확인할 수 있다. 이로써 진동 센서를 연결하여 수집한 데이터에 대해서도 신뢰성을 확보하였음을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 3, the floating value comes in almost constantly, confirming that the noise of the equipment failure prediction and diagnosis device 1000 itself is at a negligible level, and that there is no significant difference in the sampling rate change. In the form of the facility failure prediction diagnosis device (1000) combined with a vibration sensor, the ratio of the average to the standard deviation was 0.19% at 8kS/s, and the ratio of the average to the standard deviation was 0.14% at 16kS/s, which confirmed that there was almost no deviation. You can. This confirms that reliability has been secured for the data collected by connecting the vibration sensor.

개별 보드(410, 420) 중 하나로, 이더넷 모듈(420)이 구비될 수 있다. 이더넷 모듈의 컨트롤러(MCU, 414) 또한 POE(511B) 방식으로 전원을 공급받을 수 있으며 Giga Ethernet(512H)과 데이터를 교환할 수 있다. 또한 컨트롤러(MCU, 414)는 이더넷 허브 칩셋을 경유하여 복수의 이더넷 커넥터와 연결될 수 있다. 이더넷 커넥터 각각에는 이더넷 케이블을 통해 외부 기기가 연결될 수 있다.As one of the individual boards 410 and 420, an Ethernet module 420 may be provided. The Ethernet module's controller (MCU, 414) can also receive power through POE (511B) and exchange data with Giga Ethernet (512H). Additionally, the controller (MCU, 414) can be connected to a plurality of Ethernet connectors via an Ethernet hub chipset. External devices can be connected to each Ethernet connector through an Ethernet cable.

다시 도 2로 복귀하여, 설비 데이터 처리부(500)에는 복수의 입력 채널 중 적어도 하나로부터 입력된 진단 대상 설비의 데이터를 해당 채널에 대응되는 진단 모델로 실시간 데이터 판정을 수행하는 공통 보드(510)가 구비될 수 있다. 여기서, 공통 보드(510)는 파워단(511), 인터페이스단(512) 및 처리장치단(513)으로 구성될 수 있다. Returning to FIG. 2, the equipment data processing unit 500 includes a common board 510 that performs real-time data determination on the data of the diagnostic target equipment input from at least one of a plurality of input channels using a diagnostic model corresponding to the channel. It can be provided. Here, the common board 510 may be composed of a power stage 511, an interface stage 512, and a processing device stage 513.

구체적으로, 파워단(511)에 RJ-45 규격의 커넥터 포트(511A)를 연결함으로써 POE(Power Of Ethernet, 511B)를 통해 만들어진 전력이 설비 데이터 수집부(400)의 개별 보드(410, 420)로 이동하도록 할 수 있다. 또한, 파워단(511)은 설비 데이터 수집부(400)에 전력을 공급하고, 처리장치단(513)에도 1.1V, 1.5V, 1.8V, 3.3V의 형태로 전력을 공급할 수 있다. 이때, 전력 공급 형태는 전술한 형태로 한정되지 않는다. 또한, 인터페이스단(512)은 LPDDR4(512A)과 DDR 32bit 인터페이스를 통해 처리장치단(513)과 연계 구성될 수 있다. 또한, 인터페이스단(512)은 플래시메모리 및 컨트롤러 통합 패키지로 구성되어 eMMC(Embedded Multi-Media Controller, 512B)과 MMC 인터페이스를 통해 처리장치단(513)과 연계 구성될 수 있다. Specifically, by connecting the RJ-45 standard connector port (511A) to the power terminal 511, the power generated through POE (Power Of Ethernet, 511B) is transmitted to the individual boards 410 and 420 of the equipment data collection unit 400. You can move to . In addition, the power stage 511 supplies power to the equipment data collection unit 400 and can also supply power to the processing device stage 513 in the form of 1.1V, 1.5V, 1.8V, and 3.3V. At this time, the power supply form is not limited to the above-described form. Additionally, the interface stage 512 may be connected to the processing unit 513 through LPDDR4 (512A) and DDR 32bit interface. In addition, the interface stage 512 is composed of a flash memory and controller integrated package and can be connected to the processing unit 513 through an eMMC (Embedded Multi-Media Controller, 512B) and MMC interface.

파워 혹은 채널단의 데이터 수집 상태 알람을 위한 Status LED(512C)는 GPIO(General-Purpose Input/Output)를 통해 연결될 수 있고, 펌웨어를 위한 디버거/다운로더(512D)는 USB와 UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)를 통해 처리장치단(513)과 연결될 수 있다. Status LED (512C) for power or channel data collection status alarm can be connected through GPIO (General-Purpose Input/Output), and debugger/downloader (512D) for firmware can be connected to USB and UART (Universal Asynchronous Receiver/Output). It can be connected to the processing unit 513 through a transmitter.

또한, 데이터 판정 이후 불량 알람을 주기위한 Audio AMP(512E)는 I2S(Intergrated Interchip Sound) 방식으로 처리장치단(513)과 연결될 수 있다. 설비 데이터 수집부(400) 내의 컨트롤러(MCU, 414)와 CPU(513A)의 연계는 후술할 SPI 통신(512F)을 통해 이루어질 수 있으며, RGMII(Reduced Gigabit Media Independent Interface) 방식으로 인터페이스 될 수 있다. 한편, 무선 방식은 Bluetooth, Wifi(512G)를 지원하며, 이더넷 모듈을 위한 Giga Ethernet(512H)이 구성될 수 있다.In addition, the Audio AMP (512E) for providing a defective alarm after data determination can be connected to the processing unit 513 in the I2S (Integrated Interchip Sound) method. The connection between the controller (MCU, 414) and the CPU (513A) in the facility data collection unit 400 can be accomplished through SPI communication (512F), which will be described later, and can be interfaced using RGMII (Reduced Gigabit Media Independent Interface). Meanwhile, the wireless method supports Bluetooth and Wifi (512G), and Giga Ethernet (512H) can be configured for the Ethernet module.

또한, CPU(513A)와 GPU(513B)가 처리장치단(513)을 구성하며, CPU(513A)와 GPU(513B)는 데이터 수집 및 전처리를 실시간으로 명령하고 AI구동 알고리즘을 탑재하여 실시간 데이터 판정을 통한 엣지 컴퓨팅을 수행하도록 할 수 있게 된다.In addition, the CPU (513A) and GPU (513B) constitute the processing unit 513, and the CPU (513A) and GPU (513B) command data collection and preprocessing in real time and are equipped with an AI driving algorithm to determine real-time data. It is possible to perform edge computing through .

또한, 설비 데이터 처리부(500)는 설비 데이터 수집부(400)와 직렬 통신 인터페이스로 연결될 수 있다. 데이터를 고속으로 전송하면서 데이터의 유실 및 노이즈가 없이 처리하기 위해서는 단거리 통신인 직렬 통신 인터페이스를 사용하는 것이 바람직하다. 예시로, 직렬 통신에는 SPI(Serial Peripheral Interface) 통신(512F)이 포함된다. 설비 데이터 처리부(500)는 설비 데이터 수집부(400) 간의 연결에 이더넷과 같은 방식이 고려될 수도 있겠으나, 이더넷 방식은 데이터 전송시 데이터가 유실될 우려가 있어 바람직하지 않다. 그러나 SPI 통신(512F)은 단거리에서의 데이터 전송시 고속으로 실시간 전송할 수 있으며 데이터 유실이 없다는 장점을 가진다. 따라서 SPI 통신(512F)을 사용하면 고속 데이터 처리가 가능하고 AI구동 알고리즘을 통해 설비 데이터 처리부(500)에서 실시간으로 데이터를 판정할 수 있게 된다. 따라서 SPI 통신(512F) 방식이 설비 데이터 수집부(400)와 설비 데이터 처리부(500)가 일체형으로 결합되어 하나의 장치에 구성된 설비 고장 예측 진단 장치(1000)에 적합한 통신 방식이라고 할 수 있다.Additionally, the equipment data processing unit 500 may be connected to the equipment data collection unit 400 through a serial communication interface. In order to transmit data at high speed and process it without data loss or noise, it is desirable to use a serial communication interface, which is short-distance communication. As an example, serial communication includes SPI (Serial Peripheral Interface) communication 512F. A method such as Ethernet may be considered for connection between the facility data processing unit 500 and the facility data collection unit 400, but the Ethernet method is not preferable because there is a risk of data loss during data transmission. However, SPI communication (512F) has the advantage of being able to transmit data in real time at high speed when transmitting data over a short distance and there is no data loss. Therefore, using SPI communication (512F), high-speed data processing is possible, and data can be judged in real time in the facility data processing unit 500 through an AI driving algorithm. Therefore, the SPI communication (512F) method can be said to be a communication method suitable for the facility failure prediction and diagnosis device 1000, which is configured as a single device by combining the facility data collection unit 400 and the facility data processing unit 500.

도 4는 전체 시스템의 기능 블럭도(600)이다. Figure 4 is a functional block diagram 600 of the entire system.

도 4를 참조하면, CPU(513A)의 기능 블럭도(600)는 Linux 기반의 운영체제(610)와 통신규약(620) 그리고 임베디드 SW인 IoT 프레임워크(630)를 포함할 수 있다. 통신규약(620)에는 하이퍼텍스트 전송을 위한 프로토콜인 HTTP(HyperText Transfer Protocol, 621)와 인터넷 정보전달 프로토콜인 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol, 622), 메시지 큐잉 프로토콜인 MQTT(Message Queueing Telemetry Transport, 623)가 존재하며, 이는 예시적인 것으로 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.Referring to FIG. 4, the functional block diagram 600 of the CPU 513A may include a Linux-based operating system 610, a communication protocol 620, and an IoT framework 630, which is embedded SW. The communication protocol 620 includes HTTP (HyperText Transfer Protocol, 621), a protocol for hypertext transmission, TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol, 622), an Internet information transmission protocol, and MQTT (Message Queuing Telemetry), a message queuing protocol. Transport, 623) exists, and this is an example and is not necessarily limited to this.

한편, IoT 프레임워크(630)는 결과 모니터링 파트(631), 데이터 수집/전송 파트(632), 기기 탐색 파트(633), 리소스 관리 파트(634), 데이터 저장 파트(635) 및 관리 파트(636) 로 구성될 수 있다.Meanwhile, the IoT framework 630 includes a result monitoring part 631, a data collection/transmission part 632, a device discovery part 633, a resource management part 634, a data storage part 635, and a management part 636. ) can be composed of.

먼저, 기기 탐색 파트(633)는 설비 고장 예측 진단 장치(1000)와 커넥팅되는 외부 기기를 탐색할 수 있다. 리소스 관리 파트(634)는 CPU(513A)내에 저장된 리소스를 관리할 수 있으며, 데이터 저장 파트(635)는 설비로부터 수집된 데이터가 저장될 수 있다. 또한, 관리 파트(636)에서는 어떤 진단 모델을 탑재하면 될지에 관한 정보를 제공한다. 그리고 데이터를 장치 내에 일부 저장하는 장소의 제공과 장치 내 CPU(513A) 및 GPU(513B)의 점유율을 확인하여 리소스를 관리하는 기능을 수행할 수 있다. 데이터 수집/전송 파트(183B)에서는 설비단으로부터 BNC 커넥터(411)를 통해 수집되는 데이터가 각각의 채널을 통해 수신되어 설비 데이터 수집부(400)의 컨트롤러(MCU, 414) 내부 버퍼를 거쳐 CPU(513A) 내부 버퍼를 통해 실시간으로 수집되고 전송될 수 있다. 진단 모델 탑재 및 판정 파트(650)에서는 외부 서버(2000)로부터 제공받은 공통 보드(510)에서 인식된 설비의 종류에 대응되는 진단 모델을 AI 프레임워크(640)의 가상 머신 위에 탑재하여 채널별로 각기 다른 진단 모델을 제공하는 기능을 수행할 수 있게 된다. 이로써 전송받은 데이터들의 실시간 데이터 판정이 가능하며, 결과 모니터링 파트(183D)에서 모니터링된 결과를 데이터와 함께 시각화하는 동시에 엣지 컴퓨팅 기능을 수행할 수 있게 된다.First, the device search part 633 can search for external devices connected to the facility failure prediction diagnosis device 1000. The resource management part 634 can manage resources stored in the CPU 513A, and the data storage part 635 can store data collected from equipment. Additionally, the management part 636 provides information on which diagnostic model to install. In addition, it is possible to perform a function of managing resources by providing a place to store some data in the device and checking the occupancy rate of the CPU (513A) and GPU (513B) in the device. In the data collection/transmission part (183B), data collected from the equipment end through the BNC connector 411 is received through each channel, passes through the internal buffer of the controller (MCU, 414) of the equipment data collection unit 400, and is transmitted to the CPU ( 513A) Can be collected and transmitted in real time through an internal buffer. In the diagnostic model loading and determination part 650, the diagnostic model corresponding to the type of equipment recognized on the common board 510 provided from the external server 2000 is mounted on the virtual machine of the AI framework 640, and It can perform the function of providing different diagnostic models. This makes it possible to make real-time data judgments on the transmitted data, and to perform edge computing functions while visualizing the results monitored in the result monitoring part (183D) along with the data.

또한, 외부 서버(2000)는 처리된 데이터를 기반으로 설비의 상태 진단을 수행하고, 설비의 고장 또는 수명을 예측하며 설비의 교체 시기를 산출할 수 있는 PHM(Prognostics and Health Management) 서버를 포함할 수 있다. 외부 서버(2000)는 설비 데이터 처리부(500)로부터 전송된 데이터를 기반으로 설비의 예지 보전을 수행할 수 있다. 이때, 외부 서버(2000)에는 설비의 상태 진단 및 수명 예측 알고리즘 중 적어도 하나에 대응되는 복수의 진단 모델이 저장될 수 있고 이를 설비 데이터 처리부(500)에 제공할 수 있다. 이에 따라 설비 데이터 처리부(500)는 저장된 진단 모델 중 공통 보드(510)에서 인식된 설비의 종류에 대응되는 진단 모델을 제공받아 데이터를 실시간으로 판정할 수 있게 된다.In addition, the external server 2000 may include a Prognostics and Health Management (PHM) server that can diagnose the condition of the equipment based on the processed data, predict the failure or life of the equipment, and calculate the replacement time of the equipment. You can. The external server 2000 may perform predictive maintenance of equipment based on data transmitted from the equipment data processing unit 500. At this time, the external server 2000 may store a plurality of diagnostic models corresponding to at least one of the equipment status diagnosis and life prediction algorithms and provide them to the equipment data processing unit 500. Accordingly, the equipment data processing unit 500 is provided with a diagnostic model corresponding to the type of equipment recognized by the common board 510 among the stored diagnostic models and can determine the data in real time.

도 5는 설비 데이터 수집부(400)가 디지털 신호로 변환된 데이터를 파싱하여 제1 버퍼 및 제2 버퍼에 저장하는 과정을 나타낸 도면이다.Figure 5 is a diagram showing a process in which the equipment data collection unit 400 parses data converted into digital signals and stores them in a first buffer and a second buffer.

도 5의 좌측 도면을 참조하면, 설비 데이터 수집부(400)의 데이터가 제1 버퍼 및 제2 버퍼에 나누어 저장되는 과정을 확인할 수 있다. 고속 샘플링 레이트를 구동 가능한 설비 고장 예측 진단 장치(1000)는 최대 초당 16,000개의 샘플을 BNC 커넥터(411)로부터 받아 파싱할 수 있다. 파싱된 파싱 데이터를 누락없이 모두 받기 위해서는 중간 버퍼를 두어 1차적으로 저장을 하고 메시지 큐 방식을 통해 데이터 전송 통제가 필요하다. 이때, 데이터는 데이터 전송 스레드와 데이터 모니터링 스레드로 분할 전송되기 위해 두 버퍼로 나누어 저장될 수 있다. 데이터 전송 스레드에 전송되기 위하여, 고속 샘플링 레이트인 제1 샘플링 레이트로 파싱된 파싱 데이터가 저장되는 제1 버퍼에 저장될 수 있다. 또한, 데이터 모니터링 스레드로 전송되기 위하여, 실시간 데이터 판정에 지연이 없도록 제1 샘플링 레이트보다 낮은 제2 샘플링 레이트로 다운 샘플링되어 제2 버퍼에 저장될 수 있다.Referring to the left drawing of FIG. 5, you can see the process in which the data of the equipment data collection unit 400 is divided into the first buffer and the second buffer and stored. The facility failure prediction diagnosis device 1000 capable of driving a high-speed sampling rate can receive and parse up to 16,000 samples per second from the BNC connector 411. In order to receive all parsed data without missing anything, it is necessary to store it primarily with an intermediate buffer and control data transmission through the message queue method. At this time, the data may be divided into two buffers and stored to be transmitted separately to the data transmission thread and the data monitoring thread. To be transmitted to the data transmission thread, parsed data parsed at a first sampling rate, which is a high-speed sampling rate, may be stored in a first buffer. Additionally, in order to be transmitted to the data monitoring thread, the data may be down-sampled to a second sampling rate lower than the first sampling rate and stored in a second buffer so that there is no delay in determining real-time data.

이때, 스레드라는 CPU(513A)의 공유자원을 활용하기 위하여, 시간 제어로 동기화시켜 데이터에 접근하는 방법을 사용할 수 있다. Pthread에서 제공하는 동기화 메커니즘으로 Mutex를 사용하고 mutex_lock 명령을 통해 데이터 큐에 삽입될 데이터의 양을 정지 또는 전송으로 제어할 수 있다. 데이터 큐는 링(ring) 버퍼를 통해 임시 저장소로 구현되며, 선입선출(FIFO, First In First Out)로 데이터 전송이 이루어질 수 있다. At this time, in order to utilize the shared resources of the CPU (513A) called threads, a method of accessing data by synchronizing with time control can be used. Mutex is used as a synchronization mechanism provided by Pthread, and the amount of data to be inserted into the data queue can be controlled to stop or transfer through the mutex_lock command. The data queue is implemented as temporary storage through a ring buffer, and data can be transmitted using First In First Out (FIFO).

도 5의 좌측 도면을 참조하면, 설비 데이터 처리부(500)는 제1 버퍼의 데이터는 외부 서버(2000)로 전송하고, 제2 버퍼의 데이터는 데이터 베이스에 저장되도록 데이터 베이스에 전송하는 과정을 확인할 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 버퍼 및 제2 버퍼에 임시 저장되었던 데이터들은 각각의 스레드로 전송되기 위해서 큐(Queue) 방식을 이용해 데이터 큐에 선입선출되며, 스레드라는 공유자원에 대한 접근제어를 위해 mutex_lock 명령으로 데이터의 정지(block) 및 데이터의 전송을 제어할 수 있게 된다. 각각의 스레드에서도 mutex_lock 명령으로 제어하여 데이터 전송 및 추출에 필요한 리소스를 자체적으로 조율하여 데이터 로스가 없도록 할 수 있다. 이에 따라 스레드에서 추출된 데이터는 TCP/IP 프로토콜을 통해 외부 서버(2000)나 데이터베이스(DB, 3000)로 전송되어 관리될 수 있게 된다.Referring to the left drawing of FIG. 5, the equipment data processing unit 500 transmits the data in the first buffer to the external server 2000 and confirms the process of transmitting the data in the second buffer to the database so that it is stored in the database. You can. More specifically, the data temporarily stored in the first buffer and the second buffer are first-in-first-out in the data queue using the queue method in order to be transmitted to each thread, and the mutex_lock command is used to control access to the shared resource called the thread. This makes it possible to control data blocking and data transmission. Each thread can also be controlled with the mutex_lock command to automatically adjust the resources required for data transmission and extraction to prevent data loss. Accordingly, the data extracted from the thread can be managed by being transmitted to an external server (2000) or a database (DB, 3000) through the TCP/IP protocol.

상술한 설비 고장 예측 진단 장치(1000)의 구성을 바탕으로 실시예에 따른 설비 고장 예측 진단 방법(S700)을 도 6을 참조하여 설명한다.Based on the configuration of the equipment failure prediction and diagnosis device 1000 described above, a facility failure prediction and diagnosis method (S700) according to an embodiment will be described with reference to FIG. 6.

도 6은 도 1에 따른 복수의 입력 채널을 갖는 적어도 하나의 개별 보드(410, 420)가 장착되는 설비 데이터 수집부(400)와 설비 데이터 처리부(500)가 직렬 통신 인터페이스로 연결된 설비 고장 예측 진단 장치(1000)에서 데이터를 수집하고 저장하는 방법이 도시된 순서도(S700)이다.FIG. 6 shows equipment failure prediction and diagnosis in which the equipment data collection unit 400 and the equipment data processing unit 500, which are equipped with at least one individual board 410 and 420 having a plurality of input channels according to FIG. 1, are connected through a serial communication interface. This is a flowchart (S700) showing a method of collecting and storing data in the device 1000.

먼저, BNC 커넥터(411)로부터 수집되는 데이터는 ADC(412)를 거쳐 디지털 신호로 변환되고, 컨트롤러(MCU, 414)에 임시 저장된 이후 내부 SPI 통신(512F)을 통해 플랫폼 모듈의 CPU(513A)로 전송될 수 있다(S701). 이후, CPU(513A)에서 고속(16kS/s)으로 파싱된 다량의 데이터는 파싱되어 각각 제1 샘플링 레이트로 파싱된 파싱 데이터를 저장하는 제1 버퍼 및 제1 샘플링 레이트보다 낮은 제2 샘플링 레이트로 다운 샘플링된 파싱 데이터를 저장하는 제2 버퍼에 저장되며 누적된다(S702). 데이터는 데이터 전송 스레드와 데이터 모니터링 스레드로 분할 전송되기 위해 두 버퍼로 나누어 저장될 수 있으며, First, the data collected from the BNC connector 411 is converted into a digital signal through the ADC 412, temporarily stored in the controller (MCU, 414), and then transmitted to the CPU (513A) of the platform module through internal SPI communication (512F). Can be transmitted (S701). Thereafter, a large amount of data parsed at high speed (16 kS/s) in the CPU 513A is parsed and stored in a first buffer storing the parsed data parsed at a first sampling rate and a second sampling rate lower than the first sampling rate. It is stored and accumulated in a second buffer that stores the down-sampled parsed data (S702). Data can be stored divided into two buffers to be split and transmitted to the data transmission thread and data monitoring thread.

설비 데이터 수집부(400)는 버퍼에 저장 가능한 수준인지를 확인하기 위하여 제1 버퍼에 저장된 누적 데이터가 기 설정된 크기(N)보다 큰지 판단할 수 있다(S703). 이는, 버퍼에 누적된 데이터 양을 확인하여 버퍼에 저장 가능한 수준인지 확인하기 위함이다. 만약 제1 버퍼에 저장된 누적 데이터가 기 설정된 크기(N)보다 크지 않다고 판단되면, 추가로 데이터를 수신하게 된다(S703의 N). 그러나, 제1 버퍼에 저장된 누적 데이터가 기 설정된 크기(N)보다 크다고 판단되면(S703의 Y) 데이터가 설비 데이터 처리부(500)에서 스레드 처리되도록 데이터 큐(Queue)에 삽입되도록 할 수 있다(S704). 데이터 큐에 모든 데이터가 누적되면, 제1 버퍼는 다음 데이터를 수신하기 위하여 비워지게 된다(S705). 지금까지 설명한 과정은 설비 데이터 수집부(400)가 수행할 수 있다(S701-S705).The equipment data collection unit 400 may determine whether the accumulated data stored in the first buffer is larger than the preset size (N) to check whether the level can be stored in the buffer (S703). This is to check the amount of data accumulated in the buffer and check whether it can be stored in the buffer. If it is determined that the accumulated data stored in the first buffer is not larger than the preset size (N), additional data is received (N in S703). However, if it is determined that the accumulated data stored in the first buffer is larger than the preset size (N) (Y in S703), the data can be inserted into the data queue to be thread-processed in the facility data processing unit 500 (S704) ). When all data is accumulated in the data queue, the first buffer is emptied to receive the next data (S705). The process described so far can be performed by the equipment data collection unit 400 (S701-S705).

버퍼가 비워진 이후, 설비 데이터 처리부(500)가 데이터를 외부 서버(2000) 및 데이터베이스(DB, 3000)에 전송하는 과정에 대하여 서술한다.After the buffer is emptied, the process by which the equipment data processing unit 500 transmits data to the external server 2000 and the database (DB, 3000) will be described.

설비 데이터 처리부(500)는 데이터 큐의 현재 크기를 확인하고 CPU(513A)에서 데이터 수집을 준비할 수 있다(S710). 데이터 큐의 크기가 0 이상인지 판단하여 데이터 큐에서 데이터를 추출할지 결정할 수 있다(S711). 데이터 큐의 크기가 0 미만인 경우, 데이터 큐의 크기를 계속 확인한다(S711의 N). 그러나, 데이터 큐의 크기가 0 이상인 경우(S711의 Y), 데이터 큐에서 데이터를 추출할 수 있다(S712). 이때, 데이터 큐에 데이터가 있으면 mutex_lock 명령을 동시에 활용하여 데이터 큐로부터 시간 동기화 접근제어를 수행하여 데이터를 추출할 수 있다. The facility data processing unit 500 may check the current size of the data queue and prepare for data collection in the CPU 513A (S710). It is possible to determine whether to extract data from the data queue by determining whether the size of the data queue is 0 or more (S711). If the size of the data queue is less than 0, continue to check the size of the data queue (N in S711). However, if the size of the data queue is 0 or more (Y in S711), data can be extracted from the data queue (S712). At this time, if there is data in the data queue, the data can be extracted by performing time synchronization access control from the data queue by simultaneously using the mutex_lock command.

이후, 추출된 데이터는 TCP/IP 프로토콜을 통해 서버로 송신된다(S713). 설비 데이터 처리부(500)는 외부 서버(2000)로부터 데이터 수신 결과를 수신하며, 데이터 큐로부터 새로운 데이터 추출을 다시 준비할 수 있다(S714). 위와 같은 데이터 처리 과정에 따라, 설비 데이터 처리부(500)는 진단 대상 설비의 데이터를 해당 채널에 대응되는 진단 모델로 실시간 데이터 판정을 원활하게 수행할 수 있게 된다.Afterwards, the extracted data is sent to the server through the TCP/IP protocol (S713). The facility data processing unit 500 may receive the data reception result from the external server 2000 and prepare again to extract new data from the data queue (S714). According to the above data processing process, the equipment data processing unit 500 can smoothly perform real-time data judgment on the data of the diagnostic target equipment using a diagnostic model corresponding to the corresponding channel.

결국 설비 데이터 수집부와 설비 데이터 처리부가 일체형으로 결합된 구조를 통해 장치를 소형화하여 비용을 절감하고, AI 알고리즘을 통해 설비의 상태 진단을 실시간으로 하여 설비의 예지 보전이 가능하도록 하고, 라인 적용의 확장성과 보전성을 확보할 수 있게 된다. Ultimately, costs are reduced by miniaturizing the device through a structure in which the facility data collection unit and the facility data processing unit are integrated into one unit, and the condition of the facility is diagnosed in real time through an AI algorithm, enabling predictive maintenance of the facility and line application. Scalability and maintainability can be secured.

한편, 전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.Meanwhile, the above-described present invention can be implemented as computer-readable code on a program-recorded medium. Computer-readable media includes all types of recording devices that store data that can be read by a computer system. Examples of computer-readable media include HDD (Hard Disk Drive), SSD (Solid State Disk), SDD (Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage device, etc. There is. Accordingly, the above detailed description should not be construed as restrictive in all respects and should be considered illustrative. The scope of the present invention should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention.

100 : 하우징 케이스 200 : 냉각핀
300 : 외부 연결 포트 400 : 설비 데이터 수집부
500 : 설비 데이터 처리부 410, 420 : 개별 보드
411 : BNC 커넥터 412 : ADC
413 : 감쇠기 414 : 컨트롤러(MCU)
510 : 공통 보드 511 : 파워단
511A : 커넥터 포트 511B : POE
512 : 인터페이스단 512A : LPDDR4
512B : eMMC 512C : Status LED
512D : 디버거/다운로더 512E : Audio AMP
512F : SPI 통신 512G : Bluetooth, Wifi
512H : Giga Ethernet 513 : 처리장치단
513A : CPU 513B : GPU
610 : 운영체제 620 : 통신규약
621 : HTTP 622 : TCP/IP
623 : MQTT 630 : IOT 프레임워크
631 : 결과 모니터링 파트 632 : 데이터 수집/전송 파트
633 : 기기 탐색 파트 634 : 리소스 관리 파트
635 : 데이터 저장 파트 636 : 관리 파트
640 : AI 프레임워크 650 : 진단 모델 탑재 및 판정 파트
1000 : 설비 고장 예측 진단 장치 2000 : 외부 서버
3000 : 데이터베이스(DB)
100: housing case 200: cooling fin
300: External connection port 400: Equipment data collection unit
500: Equipment data processing unit 410, 420: Individual board
411: BNC connector 412: ADC
413: Attenuator 414: Controller (MCU)
510: common board 511: power stage
511A: Connector Port 511B: POE
512: Interface 512A: LPDDR4
512B: eMMC 512C: Status LED
512D: Debugger/Downloader 512E: Audio AMP
512F: SPI communication 512G: Bluetooth, Wifi
512H: Giga Ethernet 513: Processing device stage
513A: CPU 513B: GPU
610: Operating system 620: Communication protocol
621: HTTP 622: TCP/IP
623: MQTT 630: IOT framework
631: Result monitoring part 632: Data collection/transmission part
633: Device discovery part 634: Resource management part
635: Data storage part 636: Management part
640: AI framework 650: Diagnostic model loading and judgment part
1000: Equipment failure prediction and diagnosis device 2000: External server
3000: Database (DB)

Claims (16)

진단 대상 설비의 종류에 대응되며, 진단 대상 설비의 데이터가 입력되는 복수의 입력 채널을 갖는 적어도 하나의 개별 보드가 장착되는 설비 데이터 수집부; 및
설비 데이터 수집부에 전력을 공급하고, 복수의 입력 채널 중 적어도 하나로부터 입력된 진단 대상 설비의 데이터를 해당 채널에 대응되는 진단 모델로 실시간 데이터 판정을 수행하는 공통 보드를 구비하는 설비 데이터 처리부;를 포함하되,
설비 데이터 수집부와 설비 데이터 처리부는,
직렬 통신 인터페이스로 연결되며, 일체형으로 결합된 설비 고장 예측 진단 장치.
A facility data collection unit equipped with at least one individual board corresponding to the type of facility to be diagnosed and having a plurality of input channels through which data of the facility to be diagnosed is input; and
A facility data processing unit that supplies power to the facility data collection unit and includes a common board that performs real-time data determination on data on diagnostic target equipment input from at least one of a plurality of input channels using a diagnostic model corresponding to the channel; Including,
The equipment data collection department and the equipment data processing department,
It is connected through a serial communication interface and is an integrated equipment failure prediction diagnostic device.
청구항 1에 있어서,
설비 데이터 처리부는 수집된 데이터를 외부 서버에 전송하되,
외부 서버는,
처리된 데이터를 기반으로 설비의 상태 진단을 수행하고, 설비의 고장 또는 수명을 예측하며 설비의 교체 시기를 산출하는 방식으로 데이터를 판정하는 PHM(Prognostics and Health Management) 서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 설비 고장 예측 진단 장치.
In claim 1,
The facility data processing department transmits the collected data to an external server,
The external server is
Characterized by including a PHM (Prognostics and Health Management) server that determines the data by performing a diagnosis of the condition of the equipment based on the processed data, predicting the failure or life of the equipment, and calculating the replacement time of the equipment. Equipment failure prediction diagnostic device.
청구항 2에 있어서,
외부 서버는,
설비의 상태 진단 및 수명 예측 알고리즘 중 적어도 하나에 대응되는 복수의 진단 모델이 저장되며,
설비 데이터 처리부는,
공통 보드에서 인식된 설비의 종류에 대응되는 진단 모델을 외부 서버로부터 제공받는 것을 특징으로 하는 설비 고장 예측 진단 장치.
In claim 2,
The external server is
A plurality of diagnostic models corresponding to at least one of the equipment condition diagnosis and life prediction algorithms are stored,
Equipment data processing department,
A facility failure prediction diagnostic device characterized in that a diagnostic model corresponding to the type of facility recognized on a common board is provided from an external server.
청구항 2에 있어서,
설비 데이터 수집부는,
복수의 입력 채널 중 적어도 하나를 통해 입력된 데이터를 디지털 신호로 변환하고, 변환된 데이터를 파싱하여 버퍼에 저장하는 것을 특징으로 하는 설비 고장 예측 진단 장치.
In claim 2,
Equipment data collection department,
An equipment failure prediction and diagnosis device that converts data input through at least one of a plurality of input channels into a digital signal, parses the converted data, and stores it in a buffer.
청구항 4에 있어서,
버퍼는,
제1 샘플링 레이트로 파싱된 파싱 데이터를 저장하는 제1 버퍼; 및
제1 샘플링 레이트보다 낮은 제2 샘플링 레이트로 다운 샘플링된 파싱 데이터를 저장하는 제2 버퍼;를 포함하는 것을 특징으로 하는 설비 고장 예측 진단 장치.
In claim 4,
The buffer is,
a first buffer storing parsed data parsed at a first sampling rate; and
A facility failure prediction and diagnosis device comprising a second buffer that stores parsed data down-sampled at a second sampling rate lower than the first sampling rate.
청구항 5에 있어서,
설비 데이터 처리부는,
제1 버퍼의 데이터는 외부 서버로 전송하고, 제2 버퍼의 데이터는 데이터 베이스에 저장하는 것을 특징으로 하는 설비 고장 예측 진단 장치.
In claim 5,
Equipment data processing department,
A facility failure prediction and diagnosis device characterized in that the data in the first buffer is transmitted to an external server, and the data in the second buffer is stored in a database.
청구항 1에 있어서,
진단 대상 설비로부터 입력되는 데이터는,
설비로부터 속도 데이터, 진동 데이터, 전류 데이터 및 온도 데이터 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 설비 고장 예측 진단 장치.
In claim 1,
The data input from the equipment subject to diagnosis is:
A facility failure prediction and diagnosis device comprising at least one of speed data, vibration data, current data, and temperature data from the facility.
청구항 1에 있어서,
적어도 하나의 개별 보드는,
탈부착이 가능하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 설비 고장 예측 진단 장치.
In claim 1,
At least one individual board:
A facility failure prediction diagnostic device characterized in that it is provided in a detachable manner.
청구항 4에 있어서,
설비 데이터 수집부는,
버퍼에 저장된 누적 데이터가 기 설정된 크기보다 크면, 데이터가 설비 데이터 처리부에서 스레드 처리되도록 데이터 큐(Queue)에 삽입하는 것을 특징으로 하는 설비 고장 예측 진단 장치.
In claim 4,
Equipment data collection department,
If the accumulated data stored in the buffer is larger than the preset size, the equipment failure prediction and diagnosis device is characterized in that the data is inserted into a data queue to be threaded in the equipment data processing unit.
청구항 9에 있어서,
설비 데이터 처리부는,
데이터 큐의 크기가 0 이상인지 판단하고, 데이터 큐의 크기가 0 이상인 경우 데이터 큐에서 데이터를 추출하는 것을 특징으로 하는 설비 고장 예측 진단 장치.
In claim 9,
Equipment data processing department,
A facility failure prediction diagnosis device that determines whether the size of the data queue is 0 or more, and extracts data from the data queue if the size of the data queue is 0 or more.
청구항 1에 있어서,
직렬 통신은, SPI 통신을 포함하는 것을 특징으로 하는 설비 고장 예측 진단 장치.
In claim 1,
An equipment failure prediction and diagnosis device wherein serial communication includes SPI communication.
복수의 입력 채널을 갖는 적어도 하나의 개별 보드가 장착되는 설비 데이터 수집부와 설비 데이터 처리부가 직렬 통신 인터페이스로 연결되며, 일체형으로 결합된 설비 고장 예측 진단 장치를 제어하는 설비 고장 예측 진단 방법에 있어서,
진단 대상 설비의 데이터가 입력되는 단계; 및
복수의 입력 채널 중 적어도 하나로부터 입력된 진단 대상 설비의 데이터를 해당 채널에 대응되는 진단 모델로 실시간 데이터 판정을 수행하는 단계;를 포함하는 설비 고장 예측 진단 방법.
In the equipment failure prediction and diagnosis method, wherein the equipment data collection unit and the equipment data processing unit, which are equipped with at least one individual board having a plurality of input channels, are connected through a serial communication interface and control an integrated equipment failure prediction and diagnosis device,
Entering data on equipment to be diagnosed; and
A facility failure prediction diagnosis method comprising: performing real-time data determination on data of a diagnostic target facility input from at least one of a plurality of input channels using a diagnostic model corresponding to the corresponding channel.
청구항 12에 있어서,
처리된 데이터를 기반으로 설비의 상태 진단을 수행하고, 설비의 고장 또는 수명을 예측하며 설비의 교체 시기를 산출하는 방식으로 데이터를 판정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 설비 고장 예측 진단 방법.
In claim 12,
Diagnosing the condition of the equipment based on the processed data, predicting the failure or life of the equipment, and determining the data in a way to calculate the replacement time of the equipment. A facility failure prediction diagnosis method further comprising: .
청구항 12에 있어서,
복수의 입력 채널 중 적어도 하나를 통해 입력된 데이터를 디지털 신호로 변환하고, 변환된 데이터를 파싱하여 버퍼에 저장하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 설비 고장 예측 진단 방법.
In claim 12,
A method for predicting and diagnosing equipment failure, further comprising converting data input through at least one of a plurality of input channels into a digital signal, parsing the converted data, and storing the converted data in a buffer.
청구항 14에 있어서,
버퍼에 저장된 누적 데이터가 기 설정된 크기보다 크면, 데이터가 설비 데이터 처리부에서 스레드 처리되도록 데이터 큐(Queue)에 삽입하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 설비 고장 예측 진단 방법.
In claim 14,
If the accumulated data stored in the buffer is larger than the preset size, inserting the data into a data queue to be thread-processed by the equipment data processing unit. Equipment failure prediction diagnosis method further comprising:
청구항 15에 있어서,
데이터 큐의 크기가 0 이상인지 판단하고, 데이터 큐의 크기가 0 이상인 경우 데이터 큐에서 데이터를 추출하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 설비 고장 예측 진단 방법.


In claim 15,
A method for predicting and diagnosing equipment failure, further comprising determining whether the size of the data queue is 0 or more, and extracting data from the data queue if the size of the data queue is 0 or more.


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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190091868A (en) 2018-01-29 2019-08-07 한국전자통신연구원 System and method for machine learning prognostics and health management(phm) based on feature vector data of rolling stock parts

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9606520B2 (en) * 2009-06-22 2017-03-28 Johnson Controls Technology Company Automated fault detection and diagnostics in a building management system
CN110073301A (en) * 2017-08-02 2019-07-30 强力物联网投资组合2016有限公司 The detection method and system under data collection environment in industrial Internet of Things with large data sets
KR102472134B1 (en) * 2018-03-29 2022-11-29 삼성전자주식회사 Equipment diagnosis system and method based on deep learning
KR102356263B1 (en) * 2020-02-12 2022-01-28 한전케이디엔주식회사 Power facility management system and method
KR20220057146A (en) * 2020-10-29 2022-05-09 위즈코어 주식회사 ON-DEVICE HIGH-SPEED EVENT COMPLEX ANALYSIS AND SYNCHRONIZATION METHOD OF IoT TIME SERIES DATA APPLICABLE TO SMART FACTORY AND SYSTEM THAT PERFORMS IT

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190091868A (en) 2018-01-29 2019-08-07 한국전자통신연구원 System and method for machine learning prognostics and health management(phm) based on feature vector data of rolling stock parts

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