KR20240074074A - AI-based risk prediction anomaly detection model platform service method - Google Patents

AI-based risk prediction anomaly detection model platform service method Download PDF

Info

Publication number
KR20240074074A
KR20240074074A KR1020220155285A KR20220155285A KR20240074074A KR 20240074074 A KR20240074074 A KR 20240074074A KR 1020220155285 A KR1020220155285 A KR 1020220155285A KR 20220155285 A KR20220155285 A KR 20220155285A KR 20240074074 A KR20240074074 A KR 20240074074A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
production site
process equipment
detection model
risk prediction
data
Prior art date
Application number
KR1020220155285A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
설동철
정우근
김경미
Original Assignee
주식회사 알엠에이
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 알엠에이 filed Critical 주식회사 알엠에이
Priority to KR1020220155285A priority Critical patent/KR20240074074A/en
Publication of KR20240074074A publication Critical patent/KR20240074074A/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02Electric testing or monitoring
    • G05B23/0205Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G05B23/0259Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterized by the response to fault detection
    • G05B23/0283Predictive maintenance, e.g. involving the monitoring of a system and, based on the monitoring results, taking decisions on the maintenance schedule of the monitored system; Estimating remaining useful life [RUL]
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02Electric testing or monitoring
    • G05B23/0205Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G05B23/0218Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterised by the fault detection method dealing with either existing or incipient faults
    • G05B23/0221Preprocessing measurements, e.g. data collection rate adjustment; Standardization of measurements; Time series or signal analysis, e.g. frequency analysis or wavelets; Trustworthiness of measurements; Indexes therefor; Measurements using easily measured parameters to estimate parameters difficult to measure; Virtual sensor creation; De-noising; Sensor fusion; Unconventional preprocessing inherently present in specific fault detection methods like PCA-based methods
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02Electric testing or monitoring
    • G05B23/0205Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G05B23/0218Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterised by the fault detection method dealing with either existing or incipient faults
    • G05B23/0224Process history based detection method, e.g. whereby history implies the availability of large amounts of data
    • G05B23/0227Qualitative history assessment, whereby the type of data acted upon, e.g. waveforms, images or patterns, is not relevant, e.g. rule based assessment; if-then decisions
    • G05B23/0235Qualitative history assessment, whereby the type of data acted upon, e.g. waveforms, images or patterns, is not relevant, e.g. rule based assessment; if-then decisions based on a comparison with predetermined threshold or range, e.g. "classical methods", carried out during normal operation; threshold adaptation or choice; when or how to compare with the threshold
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02Electric testing or monitoring
    • G05B23/0205Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G05B23/0218Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterised by the fault detection method dealing with either existing or incipient faults
    • G05B23/0243Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterised by the fault detection method dealing with either existing or incipient faults model based detection method, e.g. first-principles knowledge model
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06NCOMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N20/00Machine learning
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06QINFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/04Manufacturing
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06QINFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/10Services

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)

Abstract

본 발명은 AI 기반 위험예지 이상징후 탐지모델 플랫폼 서비스 방법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 생산 현장의 이기종 공정설비 데이터를 수집하여 AI 딥러닝 시스템과 연계되도록 인터페이싱하고 AI에 기반하여 생산 현장의 이기종 공정설비 데이터에 대한 빅데이터 분석을 통해 위험예지 및 이상징후를 실시간으로 모니터링함으로써 생산현장 위험 임계정보를 효율적으로 관리할 수 있다.The present invention relates to an AI-based risk prediction anomaly detection model platform service method. According to the present invention, heterogeneous process equipment data at the production site is collected and interfaced with an AI deep learning system, and risk prediction and abnormal signs are predicted in real time through big data analysis of the heterogeneous process equipment data at the production site based on AI. By monitoring, production site risk critical information can be managed efficiently.

Description

AI 기반 위험예지 이상징후 탐지모델 플랫폼 서비스 방법{AI-based risk prediction anomaly detection model platform service method}AI-based risk prediction anomaly detection model platform service method {AI-based risk prediction anomaly detection model platform service method}

본 발명은 AI 기반 위험예지 이상징후 탐지모델 플랫폼 서비스 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an AI-based risk prediction anomaly detection model platform service method.

스마트 제조(smart manufacturing)란 정보와 통신 기술을 현재 제조 과정에 적극 적용하는 기술을 의미하며 전 세계 제조 산업 경제를 혁신적으로 변화시키고 있다.Smart manufacturing refers to a technology that actively applies information and communication technologies to the current manufacturing process, and is revolutionizing the global manufacturing industry economy.

오늘날 부각되고 있는 4차 산업 혁명은 최첨단 정보통신기술(ICT)을 기반으로 스마트 제조 환경을 구축하는 시대를 의미하며, 정확한 정의는 없으나, 미국 연방정부 주도로 설립된 범국가 차원의 R&D 컨소시엄인 SMLC(Smart Manufacturing Leadership Coalition)는 스마트 제조를 '신제품의 신속한 제조, 제품 수요의 적극적 대응, 생산 및 공급 사슬망의 실시간 최적화를 가능하게 하는 첨단 지능형 시스템의 심화 적용(Intensified Application)'이라고 말하고 있다.The Fourth Industrial Revolution, which is emerging today, refers to the era of building a smart manufacturing environment based on cutting-edge information and communication technology (ICT). Although there is no exact definition, SMLC is a national R&D consortium established under the leadership of the U.S. federal government. (Smart Manufacturing Leadership Coalition) refers to smart manufacturing as 'the intensified application of advanced intelligent systems that enable rapid manufacturing of new products, active response to product demand, and real-time optimization of production and supply chain networks.'

이를 통해서, 한층 더 진보한 디지털 기술을 생산 시스템과 접목하는 것을 가능케 하며, 수반되는 기술에는 무선통신 기술, 사물 인터넷 기술, 클라우드 컴퓨팅 기술, 재프로그램이 가능한 로봇 기술, 기계 지능화 기술 등이 있다.Through this, it is possible to combine more advanced digital technologies with production systems, and accompanying technologies include wireless communication technology, Internet of Things technology, cloud computing technology, reprogrammable robot technology, and machine intelligence technology.

이러한 스마트 제조의 최종 결과물은 스마트 공장일 것이며, 이러한 스마트 제조의 핵심은 데이터로서, 데이터의 습득, 관리, 사용 방법이 중요하다.The final result of this smart manufacturing will be a smart factory, and the core of this smart manufacturing is data, and how to acquire, manage, and use data is important.

최근에는 자동화 공정이 발전함에 따라 다양한 센서와 구동장치들이 소개되고 있고, 이들을 활용하여 보다 높은 차원의 자동화 성능과 기능이 시퀀스 프로그램으로 구현되고 있다. 이에 따라, 필연적으로 시퀀스 프로그램의 복잡도는 점차 증가하고 있다.Recently, as automation processes have developed, various sensors and actuators have been introduced, and higher-level automation performance and functions are being implemented through sequence programs using these. Accordingly, the complexity of sequence programs inevitably increases.

이러한 복잡도의 증가에 따라, 자동화 공정에 에러나 오동작이 발생 시 그 원인의 분석이나 복구에 소요되는 시간과 비용도 동시에 증가하고 있다.As complexity increases, the time and cost required to analyze the cause or recover when an error or malfunction occurs in an automated process is also increasing.

특히, 자동화 공정에 오동작 발생 시 오동작 원인의 추적과 조치가 신속하게 이루어지지 않는다면, 기업 입장에서는 큰 손실과 직결되기에 이에 대한 신속한 대응을 가능하게 하는 것이 매우 중요하다.In particular, when a malfunction occurs in an automated process, if the cause of the malfunction is not traced and action is not taken quickly, it is very important to enable a rapid response because it is directly connected to a large loss for the company.

(1) 국내등록특허 제10-2410459 B1(1) Domestic registered patent No. 10-2410459 B1 (2) 국내공개특허 10-2021-0111502 A(2) Domestic published patent 10-2021-0111502 A (3) 국내공개특허 10-2022-0059837 A(3) Domestic published patent 10-2022-0059837 A

본 발명은 전술한 필요성 및/또는 문제점을 해결하는 것을 목적으로 한다.The present invention aims to solve the above-described needs and/or problems.

또한, 생산 현장의 이기종 공정설비 데이터를 수집하여 AI 딥러닝 시스템과 연계되도록 인터페이싱하고 AI에 기반하여 생산 현장의 이기종 공정설비 데이터에 대한 빅데이터 분석을 통해 위험예지 및 이상징후를 실시간으로 모니터링할 수 있도록 한 AI 기반 위험예지 이상징후 탐지모델 플랫폼 서비스 방법을 제공함을 목적으로 한다.In addition, data from heterogeneous process equipment at the production site can be collected and interfaced with an AI deep learning system, and risk prediction and abnormal signs can be monitored in real time through big data analysis of heterogeneous process equipment data at the production site based on AI. The purpose is to provide an AI-based risk prediction anomaly detection model platform service method.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 AI 기반 위험예지 이상징후 탐지모델 플랫폼 서비스 방법의 일측면에 따르면, 생산 현장의 이기종 공정설비 데이터를 수집하는 단계; 상기 수집된 생산 현장의 이기종 공정설비 데이터를 취합하여 AI 딥러닝 시스템과 연계되도록 인터페이싱하는 단계; AI에 기반하여 상기 생산 현장의 이기종 공정설비 데이터에 대한 빅데이터 분석을 수행하는 단계; 및 상기 AI에 기반하여 분석된 생산 현장의 이기종 공정설비 데이터에 기초하여 위험예지 및 이상징후를 실시간으로 모니터링하는 단계를 포함할 수 있다.According to one aspect of the AI-based risk prediction anomaly detection model platform service method according to the present invention to achieve the above object, collecting heterogeneous process equipment data at the production site; Collecting the collected heterogeneous process equipment data from the production site and interfacing them to be linked to an AI deep learning system; Performing big data analysis on heterogeneous process equipment data at the production site based on AI; And it may include predicting risks and monitoring abnormal signs in real time based on heterogeneous process equipment data at the production site analyzed based on the AI.

상기 AI에 기반하여 상기 생산 현장의 이기종 공정설비 데이터에 대한 빅데이터 분석을 수행하는 단계는, 상기 수집된 생산 현장의 이기종 공정설비 데이터를 상기 AI 딥러닝 시스템에서 입력받는 단계; 상기 생산 현장의 이기종 공정설비 데이터에 대한 딥러닝을 통해 정상 범위를 학습하는 단계; 상기 생산 현장의 이기종 공정설비 데이터에 기초하여 AI 기반 위험예지 이상징후 탐지모델을 수정하는 단계; 및 상기 수정된 AI 기반 위험예지 이상징후 탐지모델에 기반하여 상기 생산 현장의 이기종 공정설비 데이터에 대한 빅데이터 분석을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.The step of performing big data analysis on the heterogeneous process equipment data at the production site based on the AI includes receiving the collected heterogeneous process equipment data at the production site as input from the AI deep learning system; Learning the normal range through deep learning on heterogeneous process equipment data at the production site; Modifying an AI-based risk prediction anomaly detection model based on heterogeneous process equipment data at the production site; And it may include performing big data analysis on heterogeneous process equipment data at the production site based on the modified AI-based risk prediction abnormality symptom detection model.

상기 AI에 기반하여 분석된 생산 현장의 이기종 공정설비 데이터에 기초하여 위험예지 및 이상징후를 실시간으로 모니터링하는 단계에서, 상기 딥러닝을 통해 학습된 정상 범위에서 벗어나는 이상징후를 자동탐지할 수 있다.In the step of real-time risk prediction and monitoring of abnormal signs based on heterogeneous process equipment data at the production site analyzed based on the AI, abnormal signs that deviate from the normal range learned through deep learning can be automatically detected.

상기 생산 현장의 이기종 공정설비 데이터에 기초하여 AI 기반 위험예지 이상징후 탐지모델을 수정하는 단계에서, 상기 AI 기반 위험예지 이상징후 탐지모델에 적용되는 특성변수 추출이 불가능한 경우 추가적인 데이터 수집을 통해 반복적 분석이 수행되는 단계를 더 포함할 수 있다.In the step of modifying the AI-based risk prediction anomaly detection model based on the heterogeneous process equipment data at the production site, if it is impossible to extract characteristic variables applied to the AI-based risk prediction anomaly detection model, iterative analysis is performed through additional data collection. This may further include steps to be performed.

상기 AI에 기반하여 분석된 생산 현장의 이기종 공정설비 데이터에 기초하여 위험예지 및 이상징후를 실시간으로 모니터링하는 단계에서, 상기 생산 현장의 이기종 공정설비 데이터가 정상범위 통계치를 벗어난 데이터 트렌드가 감지되는 경우 AI 정보 기반 경보 알람을 발생시키고 경보 알람에 대한 수치를 딥러닝을 활용한 지능형 알고리즘과 연동하여 AI 로직을 통해 변화시킬 수 있다.In the step of real-time monitoring of risk prediction and abnormal signs based on the heterogeneous process equipment data at the production site analyzed based on the AI, if a data trend outside the normal statistical range is detected in the heterogeneous process equipment data at the production site. It is possible to generate an AI information-based warning alarm and change the alarm value through AI logic by linking it with an intelligent algorithm using deep learning.

상기 AI에 기반하여 분석된 생산 현장의 이기종 공정설비 데이터에 기초하여 위험예지 및 이상징후를 실시간으로 모니터링하는 단계에서, 상기 AI 딥러닝 시스템에서 모니터링되는 정보를 생산 현장 시스템 콘트롤러에서 조회하고 해당 공정설비를 제어할 수 있다.In the step of real-time monitoring of risk predictions and abnormal signs based on the heterogeneous process equipment data at the production site analyzed based on the AI, the information monitored by the AI deep learning system is searched by the production site system controller and the corresponding process equipment is checked. can be controlled.

본 발명의 일 실시예에 따른 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.The effects according to an embodiment of the present invention will be described as follows.

본 발명에 의하면, 생산 현장의 이기종 공정설비 데이터를 수집하여 AI 딥러닝 시스템과 연계되도록 인터페이싱하고 AI에 기반하여 생산 현장의 이기종 공정설비 데이터에 대한 빅데이터 분석을 통해 위험예지 및 이상징후를 실시간으로 모니터링함으로써 생산현장 위험 임계정보를 효율적으로 관리할 수 있다.According to the present invention, heterogeneous process equipment data at the production site is collected and interfaced with an AI deep learning system, and risk prediction and abnormal signs are predicted in real time through big data analysis of the heterogeneous process equipment data at the production site based on AI. By monitoring, production site risk critical information can be efficiently managed.

본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 특징을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 AI 기반 위험예지 이상징후 탐지모델 플랫폼 구성의 일예를 나타내는 도면이다.
도 2는 산업 현장의 센서와 릴레이 디바이스 관련 데이터를 수집 분석하여 AI 기반 데이터 취합분석 서비스를 제공하는 일예를 나타내는 도면이다.
도 3은 AI 기반 위험예지 이상징후 탐지모델 플랫폼 서비스 방법을 나타내는 도면이다.
도 4는 AI 기반 경보 알림 발동의 일예를 나타내는 도면이다.
도 5는 일실시예에 따른 AI 분석을 통한 이상탐지로 사전 위험 예지알람을 제공하는 시스템을 전체적으로 도시한 도면
도 6은 일실시예에 따른 AI 분석을 통한 이상탐지로 사전 위험 예지알람을 제공하는 시스템에 적용한 정보 수집 및 분석 장치의 구성을 도시한 블록도
도 7은 일실시예에 따른 AI 분석을 통한 이상탐지로 사전 위험 예지알람을 제공하는 시스템의 동작을 순서대로 도시한 절차 흐름도
The accompanying drawings, which are included as part of the detailed description to aid understanding of the present invention, provide embodiments of the present invention, and together with the detailed description, explain technical features of the present invention.
Figure 1 is a diagram showing an example of the configuration of an AI-based risk prediction anomaly detection model platform according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a diagram showing an example of providing an AI-based data collection and analysis service by collecting and analyzing data related to sensors and relay devices in industrial sites.
Figure 3 is a diagram showing an AI-based risk prediction anomaly detection model platform service method.
Figure 4 is a diagram showing an example of AI-based alarm notification triggering.
Figure 5 is a diagram illustrating the overall system that provides a preliminary risk warning alarm through abnormality detection through AI analysis according to an embodiment.
Figure 6 is a block diagram showing the configuration of an information collection and analysis device applied to a system that provides a preliminary risk warning alarm through abnormality detection through AI analysis according to an embodiment.
Figure 7 is a procedural flowchart sequentially showing the operation of a system that provides a preliminary risk warning alarm through abnormality detection through AI analysis according to an embodiment.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 개시된 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 발명에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Hereinafter, embodiments disclosed in the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. However, identical or similar components will be assigned the same reference numbers regardless of reference numerals, and duplicate descriptions thereof will be omitted. The suffixes “module” and “part” for components used in the following description are given or used interchangeably only for the ease of preparing the specification, and do not have distinct meanings or roles in themselves. Additionally, in describing the embodiments disclosed in the present invention, if it is determined that detailed descriptions of related known technologies may obscure the gist of the embodiments disclosed in the present invention, the detailed descriptions will be omitted. In addition, the attached drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in the present invention, and the technical idea disclosed in the present invention is not limited by the attached drawings, and all changes included in the spirit and technical scope of the present invention are not limited. , should be understood to include equivalents or substitutes.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms containing ordinal numbers, such as first, second, etc., may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is said to be "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected to or connected to the other component, but that other components may exist in between. It should be. On the other hand, when it is mentioned that a component is “directly connected” or “directly connected” to another component, it should be understood that there are no other components in between.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In this application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features. It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the existence or addition of elements, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 AI 기반 위험예지 이상징후 탐지모델 플랫폼 구성의 일예를 나타내는 도면이다.Figure 1 is a diagram showing an example of the configuration of an AI-based risk prediction anomaly detection model platform according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명의 AI 기반 위험예지 이상징후 탐지모델 플랫폼을 스마트 공장에 적용한 지능형 데이터 취합분석 플랫폼을 구현할 수 있다.As shown, an intelligent data collection and analysis platform can be implemented by applying the AI-based risk prediction anomaly detection model platform of the present invention to a smart factory.

본 발명의 AI 기반 위험예지 이상징후 탐지모델 플랫폼은 센서 인터페이스와 미들웨어와 애플리케이션을 포함하여 구성될 수 있다.The AI-based risk prediction anomaly detection model platform of the present invention can be composed of a sensor interface, middleware, and applications.

센서 인터페이스는 HMI(Human-Machine Interface) 모니터링 시스템을 포함하고, HMI(Human-Machine Interface) 모니터링 시스템은 적어도 하나 이상의 공정설비를 포함할 수 있다. 예를 들어, 공정설비로서 원자재 컨베어에는 이동량 측정 센서가 구비될 수 있고 가공머신에는 동작감지 센서가 구비될 수 있다. 또한, 양품/불량 검사기에는 패턴감지 센서가 구비될 수 있고 액츄에이터에는 경광등, 사이렌 등이 구비될 수 있다.The sensor interface includes a human-machine interface (HMI) monitoring system, and the human-machine interface (HMI) monitoring system may include at least one process facility. For example, as processing equipment, a raw material conveyor may be equipped with a movement measurement sensor, and a processing machine may be equipped with a motion detection sensor. Additionally, the good/defective inspection machine may be equipped with a pattern detection sensor, and the actuator may be equipped with a warning light, a siren, etc.

미들웨어는 통합 대쉬보드와 AI 빅데이터 플랫폼 및 데이터취합분석기기를 포함할 수 있다. 통합 대쉬보드는 공정 센서 모니터링, 실시간 상태 분석 및 경보/대응 조치 서비스를 제공할 수 있다. AI 빅데이터 플랫폼은 딥러닝 및 머신러닝 빅데이터 연계 AI 지원, 통계분석 패턴 AI 알고리즘 및 실시간 설비운전정보, 데이터 DB 저장 서비스를 제공할 수 있다. 그리고, 데이터취합분석기기는 데이터 수집과 신호 인터페이스(signal interface), AI 기반 임베디드 모듈 및 IoT 플랫폼 실시간 연계 API 서비스를 제공할 수 있다.Middleware may include an integrated dashboard, AI big data platform, and data collection and analysis device. An integrated dashboard can provide process sensor monitoring, real-time status analysis, and alert/response action services. The AI big data platform can provide AI support linked to deep learning and machine learning big data, statistical analysis pattern AI algorithms, real-time facility operation information, and data DB storage services. Additionally, the data collection and analysis device can provide data collection, signal interface, AI-based embedded module, and IoT platform real-time linked API service.

애플리케이션은 실시간 정보분석, 센서 기준정보, 위험정보 알람 및 품질/안전 관리 서비스를 제공할 수 있다. 이외에 필요에 따라 추가적으로 서비스를 제공할 수 있음은 물론이다.The application can provide real-time information analysis, sensor reference information, risk information alarm, and quality/safety management services. Of course, additional services can be provided as needed.

도 2는 산업 현장의 센서와 릴레이 디바이스 관련 데이터를 수집 분석하여 AI 기반 데이터 취합분석 서비스를 제공하는 일예를 나타내는 도면이다.Figure 2 is a diagram showing an example of providing an AI-based data collection and analysis service by collecting and analyzing data related to sensors and relay devices in industrial sites.

도시된 바와 같이, 산업 현장의 센서들과 스위치, 릴레이 및 PLC와 관련한 생산 현장 공정설비(100)의 데이터를 데이터 수집 분석기기(200)에서 수집하여 분석할 수 있다. 데이터 수집 분석기기는 AI 딥러닝 시스템(300)의 AI 기반 데이터 취합분석 서비스와 연계하여 현장 빅데이터 분석, 이기종 신호처리, 프로토콜 관리 연계, 사전 장애예방 기능, 실시간 관제 모니터링을 수행할 수 있다. AI 기반 데이터 취합분석 서비스는 딥러닝, 통계, 데이터베이스를 포함하는 AI 기반 위험 예측이 가능하고 사전에방 플랫폼, 모니터링 및 통보, 장애 진단 등의 서비스를 제공할 수 있다.As shown, data from industrial site sensors, switches, relays, and production site process equipment 100 related to PLCs can be collected and analyzed by the data collection and analysis device 200. The data collection and analysis device can perform on-site big data analysis, heterogeneous signal processing, protocol management linkage, advance failure prevention function, and real-time control monitoring in conjunction with the AI-based data collection and analysis service of the AI deep learning system 300. The AI-based data collection and analysis service can predict AI-based risks including deep learning, statistics, and databases, and can provide services such as a proactive platform, monitoring and notification, and fault diagnosis.

도 3은 AI 기반 위험예지 이상징후 탐지모델 플랫폼 서비스 방법을 나타내는 도면이고, 도 4는 AI 기반 경보 알림 발동의 일예를 나타내는 도면이다.Figure 3 is a diagram showing an AI-based risk prediction anomaly detection model platform service method, and Figure 4 is a diagram showing an example of AI-based warning notification triggering.

도시된 바와 같이, 현장 데이터를 수집하고 취합한 후 AI 알고리즘을 반영하여 데이터를 분석할 수 있다. 즉, AI 로직, 딥러닝을 통한 데이터 입력이 되면 입력된 데이터 학습을 하고 모델 수정 후 데이터 분석을 할 수 있다. 예를 들어, 실시간 센서 값 및 트랜드를 표시할 수 있다. 또한, 센서 값에 대한 상세한 분석, 최대, 최소, 평균, 변화 등을 표시할 수 있다. 이에 의해, AI 정보 기반 경보 알람을 발생시킬 수 있다.As shown, after collecting and aggregating field data, the data can be analyzed by reflecting the AI algorithm. In other words, when data is input through AI logic and deep learning, the input data can be learned, the model modified, and the data analyzed. For example, it can display real-time sensor values and trends. Additionally, detailed analysis of sensor values, maximum, minimum, average, change, etc. can be displayed. By this, an AI information-based warning alarm can be generated.

위험예지 이상징후 탐지모델을 위한 정의는 정상(Normal)과 이상징후(anomaly)는 각 분야 및 문제마다 다르게 정의되고 사업추진을 위해 필요한 AI 솔루션 수립을 위해서 AI 네트워크를 이용한 분류 모델 정의가 필요할 수 있다. 여기서, 데이터가 어느 범주(Category)에 속하는지를 판단하는 분류에 있어서 이항 분류(Binary Classification)로는 2개의 라벨(Label)을 갖는 데이터가 입력되었을 때 0 또는 1로 분류하고 활성화 함수로 시그모이드 함수(Sigmoid)를 사용(0 또는 1로 출력)하도록 하고 클래스(Class)를 통해 경보 알람이 결정되며, 경보 알람일 경우에는 경보(Alert), 일반 온도이면 정상(Normal)으로 분류될 수 있다.Normal and anomaly are defined differently for each field and problem, and defining a classification model using an AI network may be necessary to establish an AI solution necessary for business promotion. . Here, in classification to determine which category the data belongs to, binary classification is used to classify data with two labels as 0 or 1 when input, and uses the sigmoid function as the activation function. (Sigmoid) is used (output as 0 or 1) and the alarm is determined through the class. If it is an alarm, it can be classified as Alert, and if it is a normal temperature, it can be classified as Normal.

또한, AI 기반 실시간 모니터링 관리로서는 AI를 활용한 빅데이터 분석 기반 데이터별 최적의 현장분석 정보를 제공하며 반복적이고 정형화된 에러와 자동화된 알람 경고를 위해 필요한 스마트 감시기능을 제공할 수 있다.In addition, as AI-based real-time monitoring management, it can provide optimal on-site analysis information for each data based on big data analysis using AI and provide smart monitoring functions necessary for repetitive and standardized errors and automated alarm warnings.

패턴 분석과 객체 탐지(Object Detection) 시각화 빅데이터 머신러닝 등 지능형 AI 알고리즘을 제공하며 사전 발생된 데이터 오류를 개선하고 모니터링과 제어 및 장애발생 예방 알람을 제공하며 현장 데이터를 분석, 활용한 사전 장애 알람 및 경보 시스템을 제공할 수 있다.It provides intelligent AI algorithms such as pattern analysis, object detection, visualization, big data, and machine learning, improves data errors that occur in advance, provides monitoring, control, and failure prevention alarms, and analyzes and utilizes field data to provide advance failure alarms. and an alarm system can be provided.

뿐만 아니라, 데이터의 수집과 분석 그리고 제조현장 통계치를 벗어난 데이터 트렌드가 감지될 경우 알람과 경고에 대한 수치를 딥러닝을 활용한 지능형 알고리즘과 연동하여 알람 경고 수치를 AI 로직을 통해 변화시킬 수 있다.In addition, when data trends are detected that are beyond data collection and analysis and manufacturing site statistics, alarm and warning values can be linked to an intelligent algorithm using deep learning to change alarm warning values through AI logic.

AI 시스템으로 정보가 인터페이스되도록 구현할 수 있으며 AI 시스템에서 나타난 정보를 생산 현장 시스템 콘트롤러에서 조회하고 제어할 수 있도록 구현함으로써 딥러닝과 머신러닝(AI 비지니스 패턴 분석, 위험예지)을 적용하여 현장 데이터에 대한 빅데이터 분석과 지능형 로직의 자동화 솔루션을 구현하여 사전 위험경고 기능을 장착하여 데이터 획득 및 가공을 거쳐 AI 딥러닝을 통한 데이터 입력→데이터 학습→모델 수정→모델(안) 마련의 반복을 통한 모델 생성 실서비스를 구현하고 최적의 해를 찾도록 할 수 있다.Information can be interfaced with the AI system, and the information displayed by the AI system can be viewed and controlled by the production site system controller. Deep learning and machine learning (AI business pattern analysis, risk prediction) can be applied to provide information on field data. Implement an automated solution of big data analysis and intelligent logic, install a prior risk warning function, acquire and process data, input data through AI deep learning → learn data → modify model → create a model through repetition of preparing a model (draft). You can implement real services and find the optimal solution.

머신러닝을 통한 모델 개발 첫단계로서 데이터 수집을 통한 머신러닝 모델 개발 첫 단계는 데이터 수집으로 모델 개발에 기반되는 중요 단계로서 수집된 데이터 특성에 따라 개발 모델에 적용되는 변수추출, 모델선정, 적용기법 선정에 가장 많이 관여하고 있다.As the first step in developing a model through machine learning, the first step in developing a machine learning model through data collection is data collection, which is an important step in model development. Variable extraction, model selection, and application techniques applied to the development model according to the characteristics of the collected data. Most involved in selection.

오랜 시간 운전되어온 공정의 경우 중요 데이터를 기반으로 운영되어 왔기 때문에 비교적 쉽게 공정을 대표하는 데이터를 수집할 수 있으나, 특성변수 추출이 불가능할 경우 추가적인 데이터 수집을 통하여 반복적 분석이 이루어져야 한다.In the case of a process that has been operated for a long time, it is relatively easy to collect data representing the process because it has been operated based on important data. However, if it is impossible to extract characteristic variables, repeated analysis must be performed through additional data collection.

제조 생산현장에서의 온도 속도 유량 등의 데이터를 이기종 취합분석기기인 AI 콘트롤러를 통해 이기종 데이터를 종합하여 이를 AI 딥러닝 시스템상에 자동연계 되도록 구현하여 인터페이스되게 할 수 있다. 그리고 AI 모델링 학습 데이터셋 구현 등 AI 엔진부 시스템 결과를 인터페이스하여 생산현장 데이터에 대한 분석 웹시스템 구현으로 분석 모니터링으로 생산현장 위험 임계정보를 관리 하도록 할 수 있다.Data such as temperature, speed, and flow at a manufacturing production site can be integrated through an AI controller, a heterogeneous collection and analysis device, and interfaced with this data by automatically linking it to the AI deep learning system. In addition, by interfacing the results of the AI engine system, such as implementing AI modeling learning data sets, by implementing an analysis web system for production site data, it is possible to manage production site risk critical information through analysis monitoring.

AI에서 경보알람이 도출되는 기반 제공과 AI 분석 정보 활용 모니터링 기능을 제공하고 AI의 다중회귀 예측모델 개발 API 구현과 빅데이터 클라우드 환경 구현을 세팅하며 딥러닝 기술을 활용하여 정상(normal) 범위를 학습하고 정상범위에서 벗어나는 이상징후(anomaly)를 자동탐지하는 AI 엔진을 제공할 수 있다.Provides a basis for deriving alarms from AI and monitoring functions utilizing AI analysis information, sets up AI multiple regression prediction model development API implementation and big data cloud environment implementation, and learns the normal range using deep learning technology. It is possible to provide an AI engine that automatically detects anomalies that fall outside the normal range.

도 5는 일실시예에 따른 AI 분석을 통한 이상탐지로 사전 위험 예지알람을 제공하는 시스템을 전체적으로 도시한 도면이다.Figure 5 is a diagram illustrating the overall system that provides a preliminary risk warning alarm through abnormality detection through AI analysis according to an embodiment.

도 5는 도시된 바와 같이, 일실시예의 시스템은 크게, 제조 생산현장에 있는 서로 다른 다수개의 공정별로 각기 설치된 설비 기기 즉, 센서 장치(110-1~130-2 등)와, 자가망을 통해 각 센서 장치(110-1~130-2 등)와 연결된 데이터수집분석기(200)를 포함한다. 여기에서, 설비 기기로는 센서 장치(110-1~130-2 등) 이외에도 릴레이나 디바이스, HMI 모니터링장치를 사용하기도 한다. 부가적으로, 상기 자가망은 예를 들어 TCP/IP망, LTE망, 무선 통신망 등을 포함한다.As shown in Figure 5, the system of one embodiment is largely comprised of equipment installed for a plurality of different processes at a manufacturing production site, that is, sensor devices (110-1 to 130-2, etc.), and a self-network. It includes a data collection analyzer 200 connected to each sensor device (110-1 to 130-2, etc.). Here, in addition to sensor devices (110-1 to 130-2, etc.), relays, devices, and HMI monitoring devices are also used as equipment. Additionally, the private network includes, for example, a TCP/IP network, an LTE network, a wireless communication network, etc.

이러한 경우, 일실시예에 따른 시스템은 상기 데이터수집분석기(200)를 통해 제어 기기의 동작을 예를 들어, 냉난방기의 동작을 원격지에서 일괄 제어하는 관리 정보처리장치(PC 포함)와 관리자 단말기를 더 포함한다.In this case, the system according to one embodiment further includes a management information processing device (including a PC) and an administrator terminal that collectively control the operation of the control device, for example, the operation of the air conditioner and the heater, through the data collection and analysis device 200. Includes.

또한, 외부연계처를 연결하여 더 넓은 서비스를 제공하고, 이때 외부연계처는 고장수리처 정보처리장치 등이다.In addition, a wider range of services is provided by connecting external contacts, and in this case, the external contacts include troubleshooting centers, information processing devices, etc.

상기 센서 장치(110-1~130-2 등)는 제조 생산현장에 있는 서로 다른 다수개의 공정별로 또는 설비별로 각기 센서 정보 또는, 제조 정보를 감지하여 상기 데이터수집분석기(200)로 제공한다. 예를 들어, 제조 생산현장에서의 공정별로 각기 온도와 속도, 유량을 포함한 공정상태 정보를 서로 다른 다수개의 기종마다 감지한다.The sensor devices (110-1 to 130-2, etc.) detect sensor information or manufacturing information for each of a plurality of different processes or facilities at a manufacturing production site and provide it to the data collection and analyzer 200. For example, process status information, including temperature, speed, and flow rate, is detected for each process at a manufacturing production site for a number of different models.

상기 데이터수집분석기(200)는 기본적으로 센서 장치(110-1~130-2 등) 등에 의해 감지된 정보를 자가망을 통해 수집한다. 그리고, 상기 데이터수집분석기(200)는 감지된 정보를 통해 공정상황을 각 공정별로 판별하고, 이에 따른 공정상태 또는 설비상태별로 제어 기기의 동작을 상이하게 제어한다.The data collection and analysis device 200 basically collects information detected by sensor devices (110-1 to 130-2, etc.) through its own network. In addition, the data collection and analysis device 200 determines the process status for each process through the sensed information, and controls the operation of the control device differently depending on the process status or facility status.

부가해서, 관리 정보처리장치 또는 데이터수집분석기(200)는 프로그램 화면을 구성하는 기능을 웹서비스로 구성하고, 작업자 PC로 웹개발 인터페이스를 이용한다. 이러한 경우에 웹사용자 인터페이스로부터 웹 화면을 구성하고, 실행하여 동작 가능한 어플리케이션을 생성하는 서비스를 포함한다.In addition, the management information processing device or data collection and analysis device 200 configures the function of configuring the program screen as a web service and uses a web development interface on the worker's PC. In this case, it includes a service that configures a web screen from the web user interface and executes it to create an operable application.

상기 관리자 단말기는 위와 마찬가지로 프로그램 화면을 구성하는 기능을 앱서비스로 구성하고, 작업자 휴대 단말기로 앱개발 인터페이스를 이용한다. 또한, 앱사용자 인터페이스로부터 앱 화면을 구성하고, 실행하여 동작 가능한 어플리케이션을 생성하는 서비스를 포함한다.As above, the administrator terminal configures the function of configuring the program screen as an app service, and uses the app development interface as the worker's portable terminal. Additionally, it includes a service that configures the app screen from the app user interface and executes it to create an operable application.

도 4는 일실시예에 따른 AI 분석을 통한 이상탐지로 사전 위험 예지알람을 제공하는 시스템에 적용한 정보 수집 및 분석 장치의 구성을 도시한 블록도이다.Figure 4 is a block diagram showing the configuration of an information collection and analysis device applied to a system that provides a preliminary risk warning alarm through abnormality detection through AI analysis according to an embodiment.

도 4에 도시한 바와 같이, 일실시예에 따른 데이터수집분석기(200)는 크게, 키신호 입력부(201)와 신호 입출력부(202), 신호 처리부(203), 제어부(204), 저장매체(205), 표시부(206)를 포함한다.As shown in FIG. 4, the data collection and analysis device 200 according to one embodiment is largely comprised of a key signal input unit 201, a signal input/output unit 202, a signal processing unit 203, a control unit 204, and a storage medium ( 205) and a display unit 206.

상기 키신호 입력부(201)는 일실시예에 따른 사전 장애 알림 및 경보를 위한 각종 설정 정보를 예를 들어, 제조 생산현장별로의 공정마다 각기 설치된 설비 기기정보와 제어 기기정보, 회귀분석, 관리자 장치 등에 대한 정보를 사용자 키 조작에 따라 입력받는다.The key signal input unit 201 provides various setting information for advance failure notification and warning according to an embodiment, for example, equipment device information and control device information installed for each process at each manufacturing production site, regression analysis, and manager device. Information about the system, etc. is input according to the user's key operations.

상기 신호 입출력부(202)는 외부의 제조 생산현장별로의 공정마다 각기 설치된 설비 기기(100) 즉, 센서 장치와 릴레이, 디바이스, HMI 모니터링장치와 입출력하여 각종 공정상태 정보와 제어 정보를 전송한다.The signal input/output unit 202 transmits various process status information and control information through input and output to the equipment 100 installed for each process at each external manufacturing production site, that is, sensor devices, relays, devices, and HMI monitoring devices.

상기 신호 처리부(203)는 예를 들어, 이기종 공정상태 정보를 입력받은 경우에 일실시예에 따른 사전 장애 알림 및 경보 포맷에 연계하도록 변환한다. 이외에도 사전 장애 알림 및 경보 포맷에 따라 처리를 할 수 있도록 각종 신호를 변환하기도 한다.For example, when heterogeneous process state information is received, the signal processing unit 203 converts it to link it to a preliminary failure notification and warning format according to an embodiment. In addition, various signals are converted so that they can be processed according to the pre-failure notification and warning format.

상기 제어부(204)는 신호 입출력부(202)의 공정상태 정보에 따라 각 공정별로 공정상황을 확인해서 공정상태 또는 설비상태별로 제어신호를 상이하게 발생하여 제어 기기로 전달한다. 이러한 제어부(204)는 전술한 사전 장애 알림 및 경보 포맷과 연계하여 입력된 신호의 수집과 분석, 그리고 분석된 정보를 외부의 등록 관리자 장치에 전달하는 기능을 수행한다.The control unit 204 checks the process status for each process according to the process status information of the signal input/output unit 202, generates different control signals for each process status or facility status, and transmits them to the control device. This control unit 204 performs the function of collecting and analyzing input signals in connection with the above-described prior failure notification and warning format, and transmitting the analyzed information to an external registration manager device.

상기 저장매체(204)는 상기 제어부(204)의 제어에 의해 각종 설비 기기 등의 장치등록정보와 관리자 설정정보, 사전 장애 알림 및 경보 포맷 등을 저장한다.The storage medium 204 stores device registration information of various equipment, administrator setting information, prior failure notification, and alarm format under the control of the control unit 204.

상기 표시부(205)는 상기 제어부(204)의 제어에 의해 분석 정보를 예컨대, 장애 알림 정보 또는 경보 정보를 표시한다.The display unit 205 displays analysis information, such as failure notification information or alarm information, under the control of the control unit 204.

도 7은 일실시예에 따른 AI 분석을 통한 이상탐지로 사전 위험 예지알람을 제공하는 시스템의 동작을 순서대로 도시한 절차 흐름도이다.Figure 7 is a procedural flowchart sequentially showing the operation of a system that provides a preliminary risk warning alarm through abnormality detection through AI analysis according to an embodiment.

도 7에 도시한 바와 같이, 일실시예는 먼저, 제조 생산현장에 있는 서로 다른 다수개의 공정별로 각기 설치된 현장센서와 릴레이, 디바이스 및 HMI 모니터링장치 중에서 하나 이상으로 공정상태 정보를 수집, 제공하는 설비 기기를 포함한다.As shown in FIG. 7, in one embodiment, first, a facility that collects and provides process status information through one or more of the field sensors, relays, devices, and HMI monitoring devices installed for each of the multiple different processes at the manufacturing production site. Includes devices.

그리고, 상기 설비 기기와 원격지 상에 위치하여, 상기 설비 기기에 의해 제공받은 공정상태 정보를 통해 각 공정의 공정상황을 일괄 분석하여 감시, 관리하는 데이터수집분석기(200)를 포함한다.In addition, it includes a data collection and analyzer 200 that is located remotely from the equipment and monitors and manages the process status of each process by collectively analyzing the process status information provided by the equipment.

또한, 이러한 상태에서 일실시예에 따라 상기 정보 수집 및 분석 장치(200)는 아래와 같이 동작한다.Additionally, in this state, according to one embodiment, the information collection and analysis device 200 operates as follows.

즉, 상기 각 공정의 공정상황을 일괄 분석할 경우, 상기 제조 생산현장에서의 공정별로 각기 온도와 속도, 유량을 포함한 현장의 공정상태 정보를 서로 다른 다수개의 기종마다 나누어서 수집한다.That is, when the process status of each process is collectively analyzed, on-site process status information, including temperature, speed, and flow rate, for each process at the manufacturing production site is collected separately for a plurality of different models.

그리고 나서, 이러한 현장의 공정상태 정보를 기초로, 현장의 공정상태 정보가 온도 정보인 경우에는 현재 지역 및 계절을 확인한다.Then, based on this on-site process status information, if the on-site process status information is temperature information, the current region and season are confirmed.

그리고, 이러한 현장의 공정상태 정보를 기초로, 해당 시점을 기준으로 어제대비 오늘자의 기후 변화폭과, 변화폭이 설정 수치를 넘어가 온도차이 발생값을 확인한다.And, based on this on-site process status information, the extent of climate change as of today compared to yesterday and the temperature difference occurrence value as the extent of change exceeds the set value are confirmed.

또한, 이 현장의 공정상태 정보를 기초로, 해당 공정에 대응하는 학습방식을 추출한다.Additionally, based on the process status information at this site, a learning method corresponding to the process is extracted.

그래서, 각각의 정보를 기반으로 설정 사전 장애 알람 및 경고포맷에 따라 경보 여부를 판별한다.So, based on each information, it is determined whether or not there is an alarm according to the pre-set failure alarm and warning format.

그래서, 이러한 판별 정보를 화면에 출력한다.So, this determination information is output on the screen.

이러한 경우, 상기 사전 장애 알람 및 경고포맷은 아래와 같다.In this case, the pre-failure alarm and warning format is as follows.

먼저, 상기 제조 생산현장에서의 공정별로 각기 온도와 속도, 유량을 포함한 공정상태 정보를 서로 다른 다수개의 기종마다 분류하여 학습용 정보를 획득함으로써, 학습하는 방식을 정의한다.First, a learning method is defined by classifying process status information, including temperature, speed, and flow rate, for each process at the manufacturing production site for a plurality of different models to obtain learning information.

그리고, 이러한 학습용 정보를 획득할 경우에는, 공정상태 정보를 제공받을 경우에 성공확률을 산출하는 시그모이드 함수를 이용한 설정 로지스틱 회귀분석에 의해 공정상태 정보를 분류하여 학습용 정보를 획득한다.And, when obtaining such learning information, the learning information is obtained by classifying the process state information through set logistic regression analysis using a sigmoid function that calculates the probability of success when process state information is provided.

특히, 공정상태 정보가 온도인 경우에는 온도와 기상 환경조건 사이의 선형 관계를 사용하여, 기상 관측 장치에서 측정한 일사량과 외기온도, 풍속 변수의 학습용 정보를 기반으로 지역 및 계절별로 다중회귀분석을 수행한다.In particular, when the process state information is temperature, the linear relationship between temperature and meteorological environmental conditions is used to perform multiple regression analysis by region and season based on learning information of solar radiation, outdoor temperature, and wind speed variables measured by weather observation devices. Perform.

그리고 나서, 상기 다중회귀분석에 의한 정보를 설정 기간동안의 실제 공정상태 온도와 비교하여 검증한다.Then, the information obtained from the multiple regression analysis is verified by comparing it with the actual process temperature during the set period.

이러한 검증정보를 기초로, 어제대비 오늘자 기후 온도가 변화하는 변화폭을 읽어서, 변화폭이 설정 수치를 넘어간 온도차이 발생값에 따라 경보나 알람을 나타내는 온도 예측방식을 만든다.Based on this verification information, the change in today's climate temperature compared to yesterday is read, and a temperature prediction method is created that indicates a warning or alarm according to the temperature difference occurrence value where the change range exceeds the set value.

다음, 서로 다른 다수개의 공정별로 각기 공정특성에 따라 특성변수를 추출하고, 선별한 정보 특성에 따라 지도(분류, 회귀) 또는 비지도(군집) 학습방식으로 나누어서, 공정별로 각기 지도 또는 비지도 학습방식을 선정한다. 예를 들어, 온도 분리공정인 경우에는 회귀 분석방식을 사용한다.Next, characteristic variables are extracted according to the process characteristics for each of the multiple different processes, and divided into supervised (classification, regression) or unsupervised (cluster) learning methods according to the selected information characteristics, and supervised or unsupervised learning for each process. Select a method. For example, in the case of a temperature separation process, a regression analysis method is used.

그래서, 전술한 각종 정보를 기반으로 사전 장애 알람 및 경고포맷을 만든다.Therefore, a preliminary failure alarm and warning format is created based on the various information described above.

그래서, 일실시예는 정보 수집 및 분석 장치의 분석에서, 정상과 이상징후가 각 분야 및 문제마다 다르게 정의되는 점을 고려하여, 산업현장의 이기종 빅데이터 호환을 위한 게이트웨이 구현 기반의 AI 딥러닝을 활용한 통합 정보분석을 제공한다.So, in one embodiment, in the analysis of information collection and analysis devices, AI deep learning based on gateway implementation for heterogeneous big data compatibility in industrial sites is considered, taking into account that normal and abnormal signs are defined differently for each field and problem. Provides integrated information analysis using

그리고, 이러한 분석을 통해 더 나아가서, 공정문제점을 사전에 예방한다.Furthermore, through this analysis, process problems are prevented in advance.

이상과 같이, 일실시예는 정보 수집 및 분석 장치에서 제조 생산현장의 공정별로 또는, 설비별로 각기 구비한 센서와 릴레이, 디바이스, HMI 모니터링장치 등에서 공정상태 정보를 수집하여 공정상황을 일괄 분석한다. 그리고, 이러한 경우, 상기 제조 생산현장에서의 공정별로 각기 온도와 속도, 유량을 포함한 현장의 공정상태 정보를 서로 다른 다수개의 기종마다 나누어서 수집한다.As described above, in one embodiment, the information collection and analysis device collects process status information from sensors, relays, devices, HMI monitoring devices, etc. provided for each process or facility at the manufacturing production site and collectively analyzes the process status. In this case, on-site process status information, including temperature, speed, and flow rate, for each process at the manufacturing production site is collected separately for a plurality of different models.

그리고, 현장의 공정상태 정보를 일실시예에 따른 설정 사전 장애 알람 및 경고포맷에 따라 분석하여 경보 여부를 판별해서, 화면에 출력하므로 관리자 등에게 제공한다.In addition, the on-site process status information is analyzed according to the pre-failure alarm and warning format set according to one embodiment, the presence of an alarm is determined, and it is output on the screen and provided to managers, etc.

따라서, 일실시예는 정보 수집 및 분석 장치의 분석에서 정상과 이상징후가 각 분야 및 문제마다 다르게 정의되는 점을 고려하여, 산업현장의 이기종 빅데이터 호환을 위한 게이트웨이 구현 기반의 AI 딥러닝을 활용한 통합 정보분석을 제공한다.Therefore, in one embodiment, considering that normal and abnormal signs are defined differently in each field and problem in the analysis of information collection and analysis devices, AI deep learning based on gateway implementation is utilized for heterogeneous big data compatibility in industrial sites. Provides integrated information analysis.

그리고, 이러한 분석을 통해 더 나아가서, 공정문제점을 사전에 예방한다.Furthermore, through this analysis, process problems are prevented in advance.

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.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 : 생산 현장 공정설비
200 : 데이터 수집 분석기
300 : AI 딥러닝 시스템
100: Production site process equipment
200: data collection analyzer
300: AI deep learning system

Claims (6)

AI 기반 위험예지 이상징후 탐지모델 플랫폼 서비스 방법으로서,
생산 현장의 이기종 공정설비 데이터를 수집하는 단계;
상기 수집된 생산 현장의 이기종 공정설비 데이터를 취합하여 AI 딥러닝 시스템과 연계되도록 인터페이싱하는 단계;
AI에 기반하여 상기 생산 현장의 이기종 공정설비 데이터에 대한 빅데이터 분석을 수행하는 단계; 및
상기 AI에 기반하여 분석된 생산 현장의 이기종 공정설비 데이터에 기초하여 위험예지 및 이상징후를 실시간으로 모니터링하는 단계를 포함하는 AI 기반 위험예지 이상징후 탐지모델 플랫폼 서비스 방법.

As an AI-based risk prediction anomaly detection model platform service method,
Collecting heterogeneous process equipment data at the production site;
Collecting the collected heterogeneous process equipment data from the production site and interfacing them to be linked to an AI deep learning system;
Performing big data analysis on heterogeneous process equipment data at the production site based on AI; and
An AI-based risk prediction anomaly detection model platform service method comprising the step of predicting risk and monitoring abnormal signs in real time based on heterogeneous process equipment data at the production site analyzed based on the AI.

청구항 1에 있어서,
상기 AI에 기반하여 상기 생산 현장의 이기종 공정설비 데이터에 대한 빅데이터 분석을 수행하는 단계는,
상기 수집된 생산 현장의 이기종 공정설비 데이터를 상기 AI 딥러닝 시스템에서 입력받는 단계;
상기 생산 현장의 이기종 공정설비 데이터에 대한 딥러닝을 통해 정상 범위를 학습하는 단계;
상기 생산 현장의 이기종 공정설비 데이터에 기초하여 AI 기반 위험예지 이상징후 탐지모델을 수정하는 단계; 및
상기 수정된 AI 기반 위험예지 이상징후 탐지모델에 기반하여 상기 생산 현장의 이기종 공정설비 데이터에 대한 빅데이터 분석을 수행하는 단계를 포함하는 AI 기반 위험예지 이상징후 탐지모델 플랫폼 서비스 방법.
In claim 1,
The step of performing big data analysis on heterogeneous process equipment data at the production site based on the AI is:
Receiving the collected heterogeneous process equipment data from the production site as input from the AI deep learning system;
Learning the normal range through deep learning on heterogeneous process equipment data at the production site;
Modifying an AI-based risk prediction anomaly detection model based on heterogeneous process equipment data at the production site; and
An AI-based risk prediction anomaly detection model platform service method comprising the step of performing big data analysis on heterogeneous process equipment data at the production site based on the modified AI-based risk prediction anomaly detection model.
청구항 2에 있어서,
상기 AI에 기반하여 분석된 생산 현장의 이기종 공정설비 데이터에 기초하여 위험예지 및 이상징후를 실시간으로 모니터링하는 단계에서,
상기 딥러닝을 통해 학습된 정상 범위에서 벗어나는 이상징후를 자동탐지하는 AI 기반 위험예지 이상징후 탐지모델 플랫폼 서비스 방법.
In claim 2,
In the step of predicting risks and monitoring abnormal signs in real time based on the heterogeneous process equipment data at the production site analyzed based on the AI,
An AI-based risk prediction anomaly detection model platform service method that automatically detects abnormalities that deviate from the normal range learned through deep learning.
청구항 2에 있어서,
상기 생산 현장의 이기종 공정설비 데이터에 기초하여 AI 기반 위험예지 이상징후 탐지모델을 수정하는 단계에서,
상기 AI 기반 위험예지 이상징후 탐지모델에 적용되는 특성변수 추출이 불가능한 경우 추가적인 데이터 수집을 통해 반복적 분석이 수행되는 단계를 더 포함하는 AI 기반 위험예지 이상징후 탐지모델 플랫폼 서비스 방법.
In claim 2,
In the step of modifying the AI-based risk prediction anomaly detection model based on the heterogeneous process equipment data at the production site,
An AI-based risk prediction anomaly detection model platform service method further comprising performing repetitive analysis through additional data collection when it is impossible to extract characteristic variables applied to the AI-based risk prediction anomaly detection model.
청구항 1에 있어서,
상기 AI에 기반하여 분석된 생산 현장의 이기종 공정설비 데이터에 기초하여 위험예지 및 이상징후를 실시간으로 모니터링하는 단계에서,
상기 생산 현장의 이기종 공정설비 데이터가 정상범위 통계치를 벗어난 데이터 트렌드가 감지되는 경우 AI 정보 기반 경보 알람을 발생시키고 경보 알람에 대한 수치를 딥러닝을 활용한 지능형 알고리즘과 연동하여 AI 로직을 통해 변화시키는 AI 기반 위험예지 이상징후 탐지모델 플랫폼 서비스 방법.
In claim 1,
In the step of predicting risks and monitoring abnormal signs in real time based on the heterogeneous process equipment data at the production site analyzed based on the AI,
When a data trend outside the normal statistical range is detected in the heterogeneous process equipment data at the production site, an AI information-based alarm is generated and the alarm value is changed through AI logic in conjunction with an intelligent algorithm using deep learning. AI-based risk prediction anomaly detection model platform service method.
청구항 1에 있어서,
상기 AI에 기반하여 분석된 생산 현장의 이기종 공정설비 데이터에 기초하여 위험예지 및 이상징후를 실시간으로 모니터링하는 단계에서,
상기 AI 딥러닝 시스템에서 모니터링되는 정보를 생산 현장 시스템 콘트롤러에서 조회하고 해당 공정설비를 제어하는 AI 기반 위험예지 이상징후 탐지모델 플랫폼 서비스 방법.
In claim 1,
In the step of predicting risks and monitoring abnormal signs in real time based on the heterogeneous process equipment data at the production site analyzed based on the AI,
An AI-based risk prediction abnormality detection model platform service method that queries the information monitored in the AI deep learning system from the production site system controller and controls the relevant process equipment.
KR1020220155285A 2022-11-18 2022-11-18 AI-based risk prediction anomaly detection model platform service method KR20240074074A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220155285A KR20240074074A (en) 2022-11-18 2022-11-18 AI-based risk prediction anomaly detection model platform service method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220155285A KR20240074074A (en) 2022-11-18 2022-11-18 AI-based risk prediction anomaly detection model platform service method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240074074A true KR20240074074A (en) 2024-05-28

Family

ID=91277388

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220155285A KR20240074074A (en) 2022-11-18 2022-11-18 AI-based risk prediction anomaly detection model platform service method

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20240074074A (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210111502A (en) 2020-03-03 2021-09-13 권상인 Pre-designated equipment of a facility and Predictive maintenance method using the same
KR20220059837A (en) 2020-11-03 2022-05-10 주식회사 케이티 Method, server and computer program for learning predictive maintenance model to monitor machine status
KR102410459B1 (en) 2021-12-23 2022-06-22 주식회사 지티엘 A satelite antenna positioner with predictive maintenance function

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210111502A (en) 2020-03-03 2021-09-13 권상인 Pre-designated equipment of a facility and Predictive maintenance method using the same
KR20220059837A (en) 2020-11-03 2022-05-10 주식회사 케이티 Method, server and computer program for learning predictive maintenance model to monitor machine status
KR102410459B1 (en) 2021-12-23 2022-06-22 주식회사 지티엘 A satelite antenna positioner with predictive maintenance function

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN116841262A (en) Intelligent factory production on-line monitoring analysis system based on machine vision
CN113614666A (en) System and method for detecting and predicting faults in an industrial process automation system
KR20190088581A (en) Dynamic monitoring system based on FBD machine learning and method thereof
CN112926257A (en) Reciprocating natural gas compressor fault diagnosis system and diagnosis method
CN111260176B (en) Method and system for eliminating fault conditions in a technical installation
RU2649542C1 (en) Method and system of remote monitoring of objects
CN113063611B (en) Equipment monitoring management method and system
US20210232104A1 (en) Method and system for identifying and forecasting the development of faults in equipment
KR20220122923A (en) System for monitoring and acquring data in smart factory
US20220414526A1 (en) Intelligent fault detection system
CN117277592B (en) Protection switching method for monitoring high-voltage circuit signals
CN114498934A (en) Transformer substation monitoring system
Caiazzo et al. An IoT-based and cloud-assisted AI-driven monitoring platform for smart manufacturing: design architecture and experimental validation
WO2019226846A1 (en) Competency gap identification of an operators response to various process control and maintenance conditions
CN116125958A (en) Intelligent factory fault diagnosis and decision-making system based on digital twinning
CN115562144A (en) Major hazard source safety monitoring and early warning management system based on 5G technology
CN117055502A (en) Intelligent control system based on Internet of things and big data analysis
CN115393142A (en) Intelligent park management method and management platform
CN113468022B (en) Automatic operation and maintenance method for centralized monitoring of products
KR20220122922A (en) Data Logger System based on Artificial Intelligence
CN117391675A (en) Data center infrastructure operation and maintenance management method
KR20240074074A (en) AI-based risk prediction anomaly detection model platform service method
CN115222069A (en) Equipment pre-diagnosis maintenance algorithm and intelligent factory management and control architecture integrating same
US11334061B2 (en) Method to detect skill gap of operators making frequent inadvertent changes to the process variables
KR102411915B1 (en) System and method for froviding real time monitering and ai diagnosing abnormality sign for facilities and equipments

Legal Events

Date Code Title Description
AMND Amendment
AMND Amendment
AMND Amendment
X601 Decision of rejection after re-examination