WO2017010821A1 - 차체 조립 라인의 구동부 모니터링 방법 및 그 장치 - Google Patents

차체 조립 라인의 구동부 모니터링 방법 및 그 장치 Download PDF

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WO2017010821A1
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이영규
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주식회사 아이티공간
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Definitions

  • the present invention relates to a method and apparatus for monitoring a driving unit of a vehicle assembly line, and more particularly, to a method and apparatus for monitoring a driving unit of a vehicle assembly line capable of predicting an abnormal symptom by monitoring the operating state of a plurality of driving unit equipment in real time.
  • the automobile production process includes the engine and transmission process to complete the engine body, the press process to make the exterior of the vehicle, the body process to assemble and weld the panels of each part of the vehicle to form the finished vehicle, and to prevent corrosion and appearance. It consists of a painting process, an assembly process of mounting and final finishing the interior and exterior design parts.
  • FIG. 1 is a view showing a general automobile assembly line.
  • a vehicle assembly line has a transfer line along each process stage.
  • the continuous transfer of the vehicle body by the vehicle transfer truck and the reciprocating transfer of the vehicle body by the hanger transfer are performed in conjunction, and the vehicle body assembly process is a continuous automation process.
  • Oil analysis method is a method of diagnosing a facility by analyzing the oil used in the facility to identify a state of wear or deterioration, but there is a problem of inaccuracy.
  • Vibration analysis method detects defects by detecting displacement and acceleration from vibration of each part of the facility, but the introduction cost is very expensive and irregular fluctuations, fluctuations per minute, irregular vibrations and fluctuations of up, down, left and right are difficult to detect and real-time measurement. This is impossible.
  • the vibration analysis method is applied to an expensive system with a basic amount of 200 to 300 million in 10 rotary machines.
  • a small plant usually requires hundreds of drives, which in turn requires billions of dollars and is difficult to practically apply in body assembly plants.
  • there is a problem of manpower cost because a professional engineer who can interpret the FFT vibration analysis theory must be placed at all times.
  • the present invention provides a driving unit monitoring method of a vehicle body assembly line for monitoring a plurality of driving units that the driving and rest periods are repeatedly driven, based on the current value according to the time measured in the normal state of the driving unit for each of the driving units, Stores information about the time length of the operation section, the peak current of the operation section, the average current of the constant speed section included in the operation section, and the integrated area of the current for each sub-division by dividing the operation section as initial data of the driving unit. And information on the time length of the operation section, the peak current, the average current of the constant speed section, and the integral area for each sub-section, for each operation section observed during operation of the driver. Storing each information of the observation data and preset information corresponding to each information of the initial data. System level and compared to the individual, to provide a vehicle body assembly line, the driving method of monitoring comprises the step of providing the status information for monitoring the drive unit by the monitoring parameter.
  • the monitoring factor for the integral area comparing the integrated area of the n-th sub-section in the operating section with a threshold level corresponding to the integral area of the n-th sub-section in the normal state, and then at least When the integral area of one sub-section deviates from the threshold level, it may be determined that the monitoring factor for the integral area for the driving unit is in an abnormal state.
  • the risk level is differentially calculated by comparing observation data corresponding to the monitoring factor for each monitoring factor with a preset threshold level and corresponding to the calculated risk level.
  • the providing of the status monitoring information may include separately calculating and storing the risk level for the monitoring factor as one of M risk levels for each of a plurality of operation sections observed in time order with respect to the driving unit, and storing the monitoring factor. If it is determined that the m th risk level is stored more than the reference number for, the m + 1 th risk level is updated one level higher than the m th and additional alarm information for the updated risk level may be output.
  • the providing of the state monitoring information may include providing a current graph over time for the driving unit individually, and corresponding to the peak current or the average current on a plurality of operation sections which are presented in chronological order within the graph. Can be provided by displaying the current trend lines connected to each other.
  • the providing of the state monitoring information may include displaying the positions of the plurality of driving units by linking icons of the driving unit and unique codes of the driving unit on a layout diagram corresponding to a vehicle assembly line, and corresponding driving units for each icon.
  • the instantaneous current value of, the first lamp corresponding to the communication state of the drive unit, the second lamp corresponding to the state monitoring result of the drive unit, wherein the second lamp, the total monitoring factors for the drive unit If all are in the normal range, the first color may be displayed, and if at least one of the entire monitoring factors is out of the normal range, the second color may be displayed as the representative state of the corresponding driving unit.
  • the present invention in the drive unit monitoring apparatus of the vehicle body assembly line for monitoring a plurality of drive unit that is repeatedly driven operation and rest period, based on the current value according to the time measured in the steady state of the drive unit for each drive unit
  • the initial data of the driving unit may include information on a time length of the operation section, a peak current of the operation section, an average current of the constant speed section included in the operation section, and an integrated area of the current for each sub-section that divides the operation section.
  • Observation data storage unit for storing the observation data for each monitoring factor, and each information of the observation data to the initial data; In response to each information of the emitter group compared to the set threshold level by an individual and provides the driver monitoring device of a vehicle body assembly line which includes the monitoring information providing unit for providing status information of the monitoring by the monitoring driving factor.
  • the driving unit monitoring method and apparatus thereof of the vehicle assembly line by comparing the operating state of the plurality of driving unit equipment located in the remote place with the initial normal state in real time to monitor the current state of the plurality of driving units and to detect abnormal signs and failures. Diagnosis can be made in advance, and compared with the existing facility diagnosis technology, it is possible to effectively monitor and diagnose the state of numerous remote drive devices at a low cost.
  • the present invention it is possible to determine in advance the signs of abnormality of each drive unit before a large accident occurs, so that the maintenance and replacement of parts of the individual drive unit can be timely made, significantly reducing the failure rate of the wear failure period Can be.
  • the initial installation or demonstration process of the drive unit it is possible to prevent the problem caused by the installation failure in advance.
  • FIG. 1 is a view showing a general automobile assembly line.
  • FIG. 2 is a block diagram of a driving unit monitoring apparatus of a vehicle assembly line according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating four monitoring factors used for driving unit monitoring in an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a driving unit monitoring method using the apparatus of FIG. 2.
  • FIG. 5 is an exemplary view of a screen for providing status monitoring information of a driver in an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a diagnostic graph according to the number of occurrences of each drive by the risk level in an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an exemplary view of a display screen according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a conceptual diagram of a method for measuring work required time using an embodiment of the present invention.
  • FIG 9 is a graph showing a failure cycle of the driving unit according to the exemplary embodiment of the present invention.
  • driving unit monitoring device 110 initial data storage unit
  • To compare individual level to implement the monitoring method of driving a vehicle body assembly line which includes the step of providing the status information for monitoring the drive unit by the monitoring parameter.
  • the present invention relates to a driving unit monitoring device of a vehicle assembly line, which can monitor in real time the operating state of a large number of driving units (ex, motor) required for the continuous automation process of automobile body assembly, and can diagnose in advance the abnormal signs and failures of each driving unit. Provide a method.
  • Embodiment of the present invention collects the current value measured from each drive unit equipment and provides real-time monitoring information, such as the operating status of the individual drive unit based on the collected current value.
  • the driving unit performs a continuous automation process in the body assembly line while operating in a repeating operation section and the rest section.
  • the operation section and the idle section may be distinguished by a current value sensed by the driver device.
  • the driving unit monitoring apparatus 100 collects current values in real time from the plurality of driving units 10 during the vehicle body assembly process.
  • Each driver 10 includes a sensor for sensing a current value, and the sensing data is collected by the field data collector 20 and then transmitted to the driver monitoring apparatus 100 through a communication network.
  • the sensing value is an example of wired transmission but may be replaced by wireless transmission.
  • sensing information may be wirelessly transmitted through an IoT-based RF sensor installed or mounted in each driver 10.
  • the driving unit monitoring apparatus 100 may correspond to a management server, and provides a monitoring status and notification information to a user (manager) through a display unit (monitor).
  • the information may be provided to a user authenticated user terminal (eg, PC, laptop, smart phone, smart device) by a wired or wireless method.
  • the driving unit monitoring apparatus 100 includes an initial data storage unit 110, an observation data storage unit 120, and a monitoring information providing unit 130.
  • the initial data storage unit 110 stores initial data based on the current value according to the time obtained in the initial steady state of the driving unit 10 (time length of the operation section, peak current of the operation section, and the constant speed section of the operation section.
  • the average current and the integrated area of the current for each sub-division in which the operation section is divided) are stored for each driving unit 10.
  • the reason for constructing the initial data separately for each driving unit is that the output may be different according to the type of the driving unit, and even the driving unit of the same group may have a slightly different value corresponding to the normal range for each individual device. to be.
  • drives of the same group may commonly use initial data based on initial specification information of a product or current values obtained from one drive sample.
  • 3 is a diagram illustrating four monitoring factors used for driving unit monitoring in an embodiment of the present invention.
  • 3A to 3D show graphs of measurement of current values (vertical axis) over time (horizontal axis) divided into steady state and abnormal state.
  • FIG. 3 (a) is a graph showing the length of time in the operation section.
  • the time length in the operation section means that the current value reaches below the reference value again from the start time when the current value of the driving unit 10 increases above the reference value. Means the length between end points.
  • FIG. 3A illustrates a case where the length of time of the operation section increases by more than a predetermined range on the basis of the steady state in an abnormal state. On the contrary, the case where the length of the operation section is shorter than the normal state may correspond to an abnormal state.
  • FIG. 3B is a graph showing peak current in an operation section, and illustrates that the peak value is increased by a predetermined range or more based on the steady state in an abnormal state. Of course, if the peak value decreases in reverse, it may also correspond to an abnormal state.
  • 3 (c) is a graph showing the average current of the constant speed section included in the operation section, and illustrates the case where the average current of the constant speed section increases by more than a predetermined range based on the steady state.
  • the constant speed section of the driving unit (motor) means a stabilization section in which the current value becomes flat within the error range after the initial peak current.
  • FIG. 3D is a graph showing an integrated area of current for each sub-division by dividing the operating section by a predetermined time unit, and illustrates an example in which a section from t0 to t3 is divided into nine sub-sections for convenience of description. .
  • the integrated area of the current represents the integration of the current value with time.
  • the time length of the operation section is the same, but it can be seen that the deviation occurred in the integrated area of each sub-section.
  • the value of the integral area of each sub-section is individually compared with a value within a preset normal range of the corresponding sub-section, and if there is any sub-section in which the area increases or decreases by more than the normal range, The monitoring factor is determined to be abnormal.
  • the initial data corresponding to each monitoring factor is constructed in advance for each drive unit 10.
  • the initial data is the basic data for setting the threshold level for determining the abnormal state for each factor.
  • the allowable normal range can be set up and down on the basis of the peak current value of the initial steady state, and the upper and lower limits of the normal range can be set to the upper and lower threshold levels.
  • the threshold level of the multi-stage may be set up and down depending on the degree of deviation from the upper or lower limit for the normal range.
  • the threshold level may be set manually based on information entered by the user or may be set automatically in the system.
  • the observation data storage unit 120 monitors information on the time length of the operation section, the peak current, the average current of the constant speed section, and the integral area for each sub section for each operation section observed during the operation of the driving unit 10. Save as data. That is, the observation data storage unit 120 stores the observation data for each monitoring factor in real time based on the information currently measured for each of the driving units 10. The observation data storage unit 120 may acquire and store observation data for each operation section (cycle).
  • the monitoring information providing unit 130 separately compares each piece of information of the observation data with a predetermined threshold level corresponding to each piece of information of the initial data, and based on a result of comparison with each threshold level, for each monitoring factor. Provides status monitoring information of the driver 10.
  • the monitoring information provider 130 compares the observation data with the initial data for each of the four monitoring factors, but compares the threshold level with each factor determined by the initial data.
  • the normal range may be determined up and down based on the peak current in the initial steady state, and the multi-level threshold level may be set according to the degree of deviation from the normal range.
  • the upper and lower threshold levels of the multi-stage may be set according to the degree of deviation from the normal range to the upper and lower portions, respectively. There may be various modifications in how the threshold level is set based on the value in the steady state.
  • the monitoring information providing unit 130 may provide driving state monitoring information of each driving unit 10 in the form of a graph, a table, text, etc., and may provide monitoring information by mapping the IDs of the individual driving units 10. .
  • the monitoring information provided for each driving unit may be stored in a separate information storage unit (not shown) so that individual history inquiry and management may be performed.
  • Such information storage units may include the data storage units 110 and 120 described above. Together can be managed in the form of integrated DB.
  • the integrated DB may store performance standard data and life cycle data that can be constructed based on the driving state information of the driving unit 10.
  • the present embodiment may include a predictive maintenance unit (not shown).
  • the predictive maintenance unit provides performance standard data, life cycle data, and residual life data based on the monitoring result of the driving unit 10, and informs the time of maintenance and replacement of the driving unit 10 based on the caution or warning state. It can increase the service life.
  • the monitoring information provider 130 may also provide the predictive maintenance function described above.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a driving unit monitoring method using the apparatus of FIG. 2.
  • the initial data storage unit 110 for each of the driving units 10, based on the current value according to time measured in the normal state of the driving unit 10, the time length A of the operation section and the peak of the operation section.
  • the monitoring factor of the driving unit 10 is confirmed or calculated by checking or calculating information on the current B, the average current C of the constant speed section included in the operation section, and the integrated area D of the current for each sub section that divides the operation section. It is stored as the initial data (S410).
  • the definitions of the four monitoring factors A to D refer to the contents of FIG. 3.
  • the observation data storage unit 120 may include a time length A, a peak current B, an average current C of a constant speed section, and a sub for each individual operation section observed when the driving unit 10 operates. Information on the integrated area D for each section is stored as observation data for each monitoring factor (S420).
  • the monitoring information provider 130 separately compares each piece of information of the observation data with a preset threshold level corresponding to each piece of information of the initial data, and provides the state monitoring information of the driving unit 10 for each monitoring factor based on this. (S430).
  • the entire monitoring factor may be a normal state, the entire monitoring factor may be an abnormal state, or only some monitoring factors may be an abnormal state.
  • step S430 the peak current of the driving unit 10 measured in the current cycle is compared with a threshold level (critical peak current) obtained from an initial steady state peak current. It is judged that there is an abnormality in the current factor.
  • the abnormal state can be subdivided into states such as normal, caution, monitoring, warning, and failure.
  • the factor of the length of time is not abnormal.
  • the factor of the average current in the constant speed section may also be determined according to the above principle.
  • the sub-section has been described as a section obtained by dividing the operation section by a predetermined time unit according to the time sequence as shown in FIG.
  • step S430 when comparing the monitoring factors of the integral areas for each subdivision, the integral area of the nth subsection in the initial steady state is obtained by comparing the integral area of the nth subsection in the operation section measured in the current cycle of the driving unit 10. After comparing each of the threshold levels (critical areas) corresponding to, and if the integral area of at least one subsection out of the total N subsections deviates from the threshold level, the monitoring factor for the integral area in the current cycle is abnormal. You can judge.
  • the factor of the time length of the operation section is abnormal, since the number of divisions of the sub-section may also be larger or smaller than the initial normal state, the factor of the integration area for each sub-section may also be determined to be an abnormal state.
  • the monitoring factor of the peak current is determined to be abnormal, while the monitoring factor of the integral area may or may not be. It may not. This is because even if the peak current is out of normal, the area of the sub-region can be calculated into the normal range.
  • the sensitivity of the normality determination may vary depending on the length of the division of the sub-zone. For example, when the interval of the sub-zone is wide, even if the peak current bounces temporarily, the integrated area of the sub-zone may be determined to be normal.
  • only one of four factors may appear in an abnormal state when the driving unit is driven, and two or more may appear in an abnormal state in a complicated manner.
  • the number of factors in which an abnormal state occurs for each cycle may be different. This may be affected by temporary or long term errors of the drive, ambient noise, equipment obsolescence, and the like.
  • the monitoring information providing unit 130 compares the observation data corresponding to the monitoring factors for each of the four monitoring factors with a preset multi-level (M) threshold level, and differentially calculates the risk level and calculates the corresponding risk level.
  • Alarm information corresponding to the command can be output.
  • the alarm information corresponding to each class may be output to the display unit.
  • alarm information can be provided separately for each monitoring factor.
  • the monitoring information provider 130 provides the state monitoring information of each driver 10 in the form of at least one of a text, a table, and a graph, and the driver 10 selected from the user terminal among the plurality of drivers 10. Status monitoring information for can be provided separately by monitoring factors.
  • the user terminal may correspond to wired or wireless means connected to the management server 100, and may select a list of inquiry targets from a list of various driving units.
  • FIG. 5 is an exemplary view of a screen for providing status monitoring information of a driver in an embodiment of the present invention.
  • a peak point and a constant speed point (an average current point of a constant speed section or a start point of a constant speed section) of a current value may be tracked and displayed for each cycle.
  • it provides a multi-select popup function that can individually pop-up by multi-selecting the driving unit to be monitored.
  • the operation S430 may provide determination information for each monitoring factor in each operation section of the driver 10. That is, corresponding to the point of the arbitrary operation section (cycle) on the graph of FIG. 5, the normal status and abnormal state information for each monitoring factor are provided in the form of a table or the like. For example, when a cursor enters a particular cycle point, that information may be exposed automatically, or the information may disappear again when the cursor moves out.
  • the monitoring information providing unit 130 separately provides a current graph over time for the driving unit 10.
  • the monitoring information providing unit 130 may provide a peak current or an average current over a plurality of operating periods (cycles) that appear in chronological order within the graph.
  • the current trend lines connecting the corresponding points to each other may be displayed together in the form of a broken line. Accordingly, it is possible to easily check the temporal trend of the peak current and the average current.
  • the monitoring information provider 130 may accumulate the risk level of the monitoring factor determined in each cycle of the driving unit 10 and reproduce the notification information based on the risk level. This will be described in detail as follows.
  • the monitoring information providing unit 130 separately calculates and stores a risk level for the monitoring factor as one of M risk levels for each of a plurality of operation sections (cycles) observed in the chronological order with respect to the driving unit 10. For example, for one drive, a risk rating is calculated for each monitoring factor in the first cycle, a risk rating for each monitoring factor in the second cycle, and it is repeated for each subsequent cycle. Save the result (cumulative). If during the first to third cycles the peak current monitoring factors are determined to be attention, attention, and attention ratings respectively, the attention rating will accumulate three times for the peak current.
  • the monitoring information provider 130 is confirmed that the m-th risk level is stored more than the reference number for the monitoring factor, update to the m + 1 th risk level one step higher than the m-th and to the updated risk level Outputs additional alarm information.
  • the monitoring factor of the peak current for the corresponding drive is promoted to the monitoring rating, not the attention rating, even if the judgment result in the latest cycle is the attention rating. Can be provided as a result.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a diagnostic graph according to the number of occurrences of each drive by the risk level in an embodiment of the present invention. For convenience of description, FIG. 6 is assumed based on the cumulative number of individual risk classes obtained by comparing the factor of peak current for each cycle with each threshold level.
  • abnormal state diagnosis compares steady state current with real time current.
  • Each cycle generates a corresponding hazard class signal and the cumulative number of occurrences is counted by statistical process control (SPC).
  • SPC statistical process control
  • the risk level may be updated if the number of occurrences of the corresponding risk level is greater than or equal to the threshold number (the reference number).
  • the threshold number the reference number
  • the exemplary embodiment of the present invention may simply provide a diagnosis result of an abnormal state for each cycle section, the information of the abnormal state based on the number of times is additional alarm information based on the risk level accumulated for each cycle until recently. You can also provide Of course, if the monitoring results after a certain time elapsed based on the upgraded time point, and if the normal grade accumulates more than the threshold number of times, the corresponding monitoring factor may be restored to caution or normal grade again.
  • Additional notifications based on the cumulative number of risk levels can be associated with the Heini's law.
  • Heine's law states that 25 minor incidents occur before any major accident, and more than 300 abnormal symptoms occur before they are discovered.
  • the embodiment of the present invention detects and notifies the problems measured by each monitoring factor in advance, and further accumulates and manages the number of detections thereof, so that the precautions (ex, maintenance) for the driving unit equipment before any major event occurs. , Replacement) has the advantage that can be induced.
  • the monitoring information providing unit 130 associates an icon corresponding to the driving unit 10 with a unique code of the driving unit 10 on a layout diagram corresponding to a vehicle body assembly line. Mark the position of.
  • a unique code ID for each driver 10 and an actual name are matched to each other and expressed as a driver list.
  • the monitoring information provider 130 may include an instantaneous current value of the driver 10, a first lamp corresponding to the communication state of the driver 10, and the driver 10 for each icon of the driver 10. The second lamp corresponding to the state monitoring result of) is displayed.
  • the second lamp may be driven by changing its own color of the driving unit icon (square shape).
  • the second lamp displays the first color (ex, white) as a representative state of the corresponding driving unit when all the monitoring factors for the corresponding driving unit 10 are all in the normal range, and at least one of the all monitoring factors indicates the normal range. If out, the second color (ex, red) may be displayed as a representative state of the corresponding driving unit.
  • the worst color may be represented as a representative state by using orange, red, etc. according to the deviation from the normal range.
  • the monitoring information providing unit 130 may generate an alarm corresponding to the corresponding driving unit 10 when the rising width of the current value is greater than or equal to the reference width for the set time. This is because a sudden increase in the current value above the limit is likely to be caused by a risky accident.
  • the working time in the body assembly process is directly related to the unit per hour (UPH) of the assembly line. Therefore, it is required to measure the working time of the assembly process when constructing and remodeling the body assembly line. Checking the operating time of the drive unit 10 required for the continuous automation process in real time can accurately measure the work time of the assembly line.
  • FIG. 8 is a conceptual diagram of a method for measuring work required time using an embodiment of the present invention.
  • the drive unit 10 operates a work start time timer, and a program for integrating the work time is operated.
  • a period from the start of the operation of the driving unit 10 to the next start of the operation is defined as 1cycle.
  • This cycle represents the time required for the operator to maintain the quality conditions under normal working conditions and conditions and to perform one unit of work at the normal working speed.
  • the accumulated measurement time data up to the end of the work is recorded in the storage device of the corresponding work time.
  • FIG. 8 illustrates only 3 cycles before the end of the operation.
  • the embodiment of the present invention may provide a method for measuring the time required to work on a vehicle body assembly line as well as a predictive maintenance method for determining an operating state of the driving unit 10.
  • FIG. 9 is a graph showing a failure cycle of the driving unit according to the exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 has a mixture of three basic types of failure rates: a decreasing failure rate (DFR), a constant failure rate (CFR), and an increasing failure rate (IFR).
  • DFR decreasing failure rate
  • CFR constant failure rate
  • IFR increasing failure rate
  • the failure rate due to initial installation failure and the failure rate due to wear failure after 20% can be improved by a total of more than 40% by reducing the failure rate by 20%.
  • the driving unit monitoring method and apparatus of the vehicle assembly line according to the present invention compares the operating state of the plurality of driving unit equipment located in the remote with the initial normal state in real time to monitor the current state of the plurality of driving unit and the abnormal signs and Faults can be diagnosed in advance, and 40 times (4,000%) lower cost than existing facility diagnosis technology can effectively monitor and diagnose the status of numerous remote drive equipment.
  • a maximum of 400 driving unit information per one data record can be processed at a high speed at 30 mmsec at the same time to build a database 100 times more effective than vibration analysis.
  • line stoppages can be prevented, minimizing economic and human losses, as well as improving the utilization of drive industrial facilities, thereby maximizing the resulting economic benefits.

Abstract

본 발명은 차체 조립 라인의 구동부 모니터링 방법 및 그 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 동작 및 휴지 구간이 반복 구동되는 복수의 구동부를 감시하는 구동부 모니터링 방법에 있어서, 상기 구동부 별로, 구동부의 정상 상태에서 측정한 시간에 따른 전류 값을 기초로, 동작 구간의 시간 길이, 동작 구간의 피크 전류, 동작 구간에 포함된 정속 구간의 평균 전류, 동작 구간을 분할한 서브 구간별 전류의 적분 면적에 관한 정보를 구동부의 초기 데이터로 저장하는 단계와, 구동부의 동작 시에 관측되는 동작 구간마다, 동작 구간의 시간 길이, 피크 전류, 정속 구간의 평균 전류, 서브 구간별 적분 면적에 관한 정보를 감시 인자별 관측 데이터로 저장하는 단계, 및 관측 데이터의 각 정보를 초기 데이터의 각 정보에 대응하여 기 설정된 임계 레벨과 개별 비교하여, 상기 감시 인자별로 구동부의 상태 모니터링 정보를 제공하는 단계를 포함하는 구동부 모니터링 방법을 제공한다. 본 발명에 따르면, 원격지에 위치한 복수의 구동부 장비의 운전 상태를 초기 정상 상태와 비교하여 복수의 구동부에 대한 현재 상태를 실시간 감시하고 이상 징후와 고장을 미리 진단할 수 있으며, 기존의 설비 진단기술에 비해 저렴한 비용으로 원격지의 수많은 구동부 장비의 상태를 효과적으로 감시 및 진단할 수 있다.

Description

차체 조립 라인의 구동부 모니터링 방법 및 그 장치
본 발명은 차체 조립 라인의 구동부 모니터링 방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복수의 구동부 장비의 운전 상태를 실시간 감시하여 이상 징후를 예측할 수 있는 차체 조립 라인의 구동부 모니터링 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
일반적으로 자동차 생산 공정은 엔진 본체를 완성하는 엔진 및 트랜스미션 공정, 자동차의 외형을 만드는 프레스 공정, 자동차의 각 부분의 패널들을 조립 및 용접하여 완성차의 모양을 만들어 내는 차체 공정, 부식방지 및 외관 처리를 위한 도장 공정, 실내외 의장 부품을 장착하고 최종 마무리하는 조립 공정 등으로 이루어진다.
도 1은 일반적인 자동차 조립 라인을 나타낸 도면이다. 도 1과 같이 자동차 조립 라인은 각 공정 스테이지를 따라 이송 라인이 조성되어 있다. 이송 라인을 따라 설치된 레일에는 차체 이송용 대차에 의한 차체의 연속 이송과 행거식 트랜스퍼에 의한 차체의 왕복 이송이 연계적으로 수행되면서, 차체 조립 공정이 연속 자동화 공정으로 이루어진다.
자동차 차체 조립의 연속 자동화 공정을 위해서는 다수의 차체 이송용 대차와 다수의 행거식 트랜스퍼의 작동에 필요한 수많은 구동부(모터)의 안정적인 동작이 매우 중요하다. 차체 조립 공장에 사용되는 구동부의 개수는 공장의 규모에 따라 변동성이 있지만 대략 수백 개가 필요하다. 이 중에서 하나만 고장이 발생하더라도 공장의 연속 자동화 공정이 중단되며 그로 인한 막대한 리스크가 발생한다. 구동부 고장으로 인한 다운 타임의 발생 시, 수리 비용은 물론이며 설비 중단으로 낭비되는 운영비 및 비즈니스 효과에 엄청난 손실이 예상된다.
최근 고용노동부와 산업안전관리공단의 자료에 따르면, 연간 산업 안전 사고로 인한 안전 사고 피해자는 10여만 명 수준이며 이를 비용으로 환산하면 연간 18조 원의 손실로 집계된다. 대부분 공장 및 산업 현장은 공정 과부하 등에 의해 기계 결함 사고가 유발되어 화재, 폭발, 누출 등과 같은 대형 사고로 이어지고 있다.
이러한 예기치 않은 구동부 장비의 이상으로 인한 다운 타임 비용을 피하기 위한 방법으로, 사전 예지 보전 시스템의 도입이 시급한 실정이다. 이미 예지 보전이라는 명목하에 다양한 노력을 기울이고 있지만 보다 효율적인 예지 보전을 위해 더욱 높은 차원의 프로세스의 개발이 요구된다.
종래에 사용되는 산업 시설 구동부 등의 설비 기기 진단 기술로는 진동법, 유분석법 등이 있다. 유분석법은 설비에 사용되는 기름을 분석하여 마모나 열화 상태를 파악하여 설비를 진단하는 방법이지만 정확성이 떨어지는 문제점이 있다. 진동분석법은 설비의 각 부위별 진동으로부터 변위량, 가속도를 검출하여 결함을 파악하는 방법이지만, 도입 비용이 매우 고가이며 불규칙적 변동, 초당 분당 변동, 상하좌우의 불규칙 진동과 변동은 검출이 어렵고 리얼타임 측정이 불가능하다.
더욱이, 진동 분석법은 회전기기 10개소에 기본 2~3억이 들어갈 만큼 고가의 시스템이 적용된다. 보통 작은 공장 한 개만 하더라도 수백 개의 구동부가 필요하므로 이 경우 수십억의 비용이 지출되어야 하며 차체 조립 공장에서는 현실적으로 적용이 어렵다. 또한 FFT 진동분석 이론의 해석이 가능한 전문 기술인이 상시 배치되어야 하므로 인력 비용의 문제가 발생한다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 한국공개특허 제2011-0072123호(2011.06.29 공개)에 개시되어 있다.
본 발명은, 기존의 설비 진단 기술과 대비하여 저렴한 비용으로 복수의 구동부 장비의 상태를 원격지에서 효과적으로 감시 및 진단할 수 있는 차체 조립 라인의 구동부 모니터링 방법 및 그 장치를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은, 동작 및 휴지 구간이 반복 구동되는 복수의 구동부를 감시하기 위한 차체 조립 라인의 구동부 모니터링 방법에 있어서, 상기 구동부 별로, 상기 구동부의 정상 상태에서 측정한 시간에 따른 전류 값을 기초로, 상기 동작 구간의 시간 길이, 상기 동작 구간의 피크 전류, 상기 동작 구간에 포함된 정속 구간의 평균 전류, 상기 동작 구간을 분할한 서브 구간별 전류의 적분 면적에 관한 정보를 상기 구동부의 초기 데이터로 저장하는 단계와, 상기 구동부의 동작 시에 관측되는 상기 동작 구간마다, 상기 동작 구간의 시간 길이, 상기 피크 전류, 상기 정속 구간의 평균 전류, 상기 서브 구간별 적분 면적에 관한 정보를 감시 인자별 관측 데이터로 저장하는 단계, 및 상기 관측 데이터의 각 정보를 상기 초기 데이터의 각 정보에 대응하여 기 설정된 임계 레벨과 개별 비교하여, 상기 감시 인자별로 상기 구동부의 상태 모니터링 정보를 제공하는 단계를 포함하는 차체 조립 라인의 구동부 모니터링 방법을 제공한다.
여기서, 상기 서브 구간은 상기 동작 구간을 시간 순서에 따라 일정 시간 단위로 분할하여 얻은 구간이며, 상기 시간 순서에 따라 고유의 인덱스(n=1,…,N)가 부여되고, 상기 상태 모니터링 정보를 제공하는 단계는, 상기 적분 면적에 관한 감시 인자의 경우, 상기 동작 구간 내의 n번째 서브 구간의 적분 면적을 상기 정상 상태에서의 n번째 서브 구간의 적분 면적에 대응하는 임계 레벨과 비교한 다음, 적어도 하나의 서브 구간의 적분 면적이 해당 임계 레벨을 이탈한 경우, 상기 구동부에 대한 상기 적분 면적에 관한 감시 인자를 이상 상태인 것으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 상태 모니터링 정보를 제공하는 단계는, 상기 감시 인자별로 상기 감시 인자에 해당하는 관측 데이터를 기 설정된 다단의 임계 레벨과 비교하여 위험 등급을 차등적으로 산정하고 상기 산정한 해당 위험 등급에 대응하는 알람 정보를 출력하며, 상기 구동부의 상태 모니터링 정보를 텍스트, 테이블, 그래프 중 적어도 하나의 형태로 제공하되, 상기 복수의 구동부 중 사용자 단말로부터 선택받은 구동부에 대한 상태 모니터링 정보를 상기 감시 인자별로 제공할 수 있다.
또한, 상기 상태 모니터링 정보를 제공하는 단계는, 상기 구동부에 대하여 시간 순으로 관측되는 복수의 동작 구간마다 상기 감시 인자에 대한 상기 위험 등급을 M개의 위험 등급 중 하나로 개별 산정하여 저장하고, 상기 감시 인자에 대하여 m번째 위험 등급이 기준 횟수 이상으로 저장된 것으로 확인되면, 상기 m번째 보다 한 단계 높은 m+1 번째 위험 등급으로 갱신하고 상기 갱신한 위험 등급에 대한 추가 알람 정보를 출력할 수 있다.
또한, 상기 상태 모니터링 정보를 제공하는 단계는, 상기 구동부에 대한 시간에 따른 전류 그래프를 개별적으로 제공하되, 상기 그래프 내에 시간 순으로 나타나는 복수의 동작 구간 상의 상기 피크 전류 또는 상기 평균 전류에 대응하는 지점을 서로 연결한 전류 트렌드 라인을 함께 표시하여 제공할 수 있다.
또한, 상기 상태 모니터링 정보를 제공하는 단계는, 차체 조립 라인에 대응하는 레이아웃 도면 상에 상기 구동부의 아이콘과 상기 구동부의 고유 코드를 연계하여 상기 복수의 구동부의 위치를 표시하되, 상기 아이콘 별로 해당 구동부의 순시 전류 값, 상기 해당 구동부의 통신 상태에 대응하는 제1 램프, 상기 해당 구동부의 상태 모니터링 결과에 대응하는 제2 램프를 표시하며, 상기 제2 램프는, 상기 해당 구동부에 대한 전체 감시 인자들이 모두 정상 범위이면 제1 색상을, 상기 전체 감시 인자 중 적어도 하나가 상기 정상 범위를 벗어나면 제2 색상을 상기 해당 구동부의 대표 상태로 표시할 수 있다.
그리고, 본 발명은, 동작 및 휴지 구간이 반복 구동되는 복수의 구동부를 감시하기 위한 차체 조립 라인의 구동부 모니터링 장치에 있어서, 상기 구동부 별로, 상기 구동부의 정상 상태에서 측정한 시간에 따른 전류 값을 기초로, 상기 동작 구간의 시간 길이, 상기 동작 구간의 피크 전류, 상기 동작 구간에 포함된 정속 구간의 평균 전류, 상기 동작 구간을 분할한 서브 구간별 전류의 적분 면적에 관한 정보를 상기 구동부의 초기 데이터로 저장하는 초기 데이터 저장부와, 상기 구동부의 동작 시에 관측되는 상기 동작 구간마다, 상기 동작 구간의 시간 길이, 상기 피크 전류, 상기 정속 구간의 평균 전류, 상기 서브 구간별 적분 면적에 관한 정보를 감시 인자별 관측 데이터로 저장하는 관측 데이터 저장부, 및 상기 관측 데이터의 각 정보를 상기 초기 데이터의 각 정보에 대응하여 기 설정된 임계 레벨과 개별 비교하여, 상기 감시 인자별로 상기 구동부의 상태 모니터링 정보를 제공하는 모니터링 정보 제공부를 포함하는 차체 조립 라인의 구동부 모니터링 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 차체 조립 라인의 구동부 모니터링 방법 및 그 장치에 따르면, 원격지에 위치한 복수의 구동부 장비의 운전 상태를 초기 정상 상태와 비교하여 복수의 구동부에 대한 현재 상태를 실시간 감시하고 이상 징후와 고장을 미리 진단할 수 있으며, 기존의 설비 진단기술에 비해 저렴한 비용으로 원격지의 수많은 구동부 장비의 상태를 효과적으로 감시 및 진단할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 대형 사고가 발생하기 전에 각 구동부의 이상 징후를 미리 판단하여, 개별 구동부 장비의 정비 및 부품 교체가 적시에 이루어질 수 있도록 알릴 수 있으며, 마모 고장 기간의 고장률을 획기적으로 줄일 수 있다. 또한, 구동부의 초기 설치 또는 시연 과정에서 설치 불량에 의한 문제를 사전에 예방할 수 있다.
도 1은 일반적인 자동차 조립 라인을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차체 조립 라인의 구동부 모니터링 장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에서 구동부 모니터링에 사용되는 네 가지 감시 인자를 설명하는 도면이다.
도 4는 도 2의 장치를 이용한 구동부 모니터링 방법의 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에서 구동부의 상태 모니터링 정보를 제공하는 화면의 예시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에서 구동부의 위험 등급별 발생 횟수에 따른 진단 그래프를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 화면의 예시도이다.
도 8은 본 발명의 실시예를 이용한 작업 소요시간 측정 방법의 개념도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 구동부의 고장 주기 발생 그래프이다.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
100: 구동부 모니터링 장치 110: 초기 데이터 저장부
120: 관측 데이터 저장부 130: 모니터링 정보 제공부
본 발명은 동작 및 휴지 구간이 반복 구동되는 복수의 구동부를 감시하기 위한 차체 조립 라인의 구동부 모니터링 방법에 있어서, 상기 구동부 별로, 상기 구동부의 정상 상태에서 측정한 시간에 따른 전류 값을 기초로, 상기 동작 구간의 시간 길이, 상기 동작 구간의 피크 전류, 상기 동작 구간에 포함된 정속 구간의 평균 전류, 상기 동작 구간을 분할한 서브 구간별 전류의 적분 면적에 관한 정보를 상기 구동부의 초기 데이터로 저장하는 단계와 상기 구동부의 동작 시에 관측되는 상기 동작 구간마다, 상기 동작 구간의 시간 길이, 상기 피크 전류, 상기 정속 구간의 평균 전류, 상기 서브 구간별 적분 면적에 관한 정보를 감시 인자별 관측 데이터로 저장하는 단계 및 상기 관측 데이터의 각 정보를 상기 초기 데이터의 각 정보에 대응하여 기 설정된 임계 레벨과 개별 비교하여, 상기 감시 인자별로 상기 구동부의 상태 모니터링 정보를 제공하는 단계를 포함하는 차체 조립 라인의 구동부 모니터링 방법을 구현한 것이다.
본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
본 발명은 차체 조립 라인의 구동부 모니터링 장치에 관한 것으로서, 자동차 차체 조립의 연속 자동화 공정에 필요한 수많은 구동부(ex, 모터)의 운전 상태를 실시간 감시하고 각 구동부의 이상 징후와 고장을 미리 진단할 수 있는 방법을 제공한다.
일반적으로 공장에 설치된 각종 설비들은 시시각각 실시간으로 수많은 데이터를 생산하고 있으며 이러한 데이터 속에는 설비의 상태를 파악할 수 있는 직접적 또는 간접적인 귀중한 정보가 포함되어 있다.
본 발명의 실시예는 각각의 구동부 장비로부터 계측되는 전류 값을 수집하며 수집된 전류 값을 기초로 개별 구동부의 동작 상태 등의 모니터링 정보를 실시간 제공한다. 구동부 장비는 동작 구간과 휴지 구간이 반복되는 형태로 동작하면서 차체 조립 라인에서 연속 자동화 공정을 수행한다. 동작 구간과 휴지 구간은 구동부 장비에서 센싱되는 전류 값에 의해 구분될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차체 조립 라인의 구동부 모니터링 장치의 구성도이다. 구동부 모니터링 장치(100)는 차체 조립 공정 중에 복수의 구동부(10)로부터 전류 값을 실시간 수집한다. 각 구동부(10)에는 전류 값의 센싱을 위한 센서가 구비되며 센싱 데이터는 현장 데이터 수집부(20)에 수집된 이후 통신망을 거쳐 구동부 모니터링 장치(100)에 전달된다.
도 2의 경우 설명의 편의상 센싱 값이 유선 전송되는 것을 예시한 것이나 무선 전송으로 대체될 수도 있다. 또한, 무선 방식의 경우 각 구동부(10)에 설치 또는 탑재되는 IoT 기반의 RF 센서를 통하여 센싱 정보를 무선 전송할 수도 있다.
본 발명의 실시예에서 구동부 모니터링 장치(100)는 관리 서버에 해당될 수 있으며, 모니터링 상황 및 알림 정보 등을 디스플레이부(모니터)를 통해 사용자(관리자)에게 제공한다. 이외에도 사용자 인증된 유저 단말(ex, PC, 노트북, 스마트 폰, 스마트 기기)에게 해당 정보들을 유무선의 방법으로 제공할 수 있다.
구동부 모니터링 장치(100)는 초기 데이터 저장부(110), 관측 데이터 저장부(120), 모니터링 정보 제공부(130)를 포함한다.
초기 데이터 저장부(110)는 구동부(10)의 초기 정상 상태에서 얻은 시간에 따른 전류 값에 기초로 하는 초기 데이터(동작 구간의 시간 길이, 동작 구간의 피크 전류, 동작 구간에 포함된 정속 구간의 평균 전류, 동작 구간을 분할한 서브 구간별 전류의 적분 면적)를 각각의 구동부(10) 별로 저장하고 있다. 상술한 초기 데이터와 관련한 네 가지 요소는 추후 상세히 설명할 것이다.
본 발명의 실시예에서 구동부 별로 초기 데이터를 개별 구축하는 이유는 구동부의 종류에 따라 출력이 상이할 수 있고 동일 군의 구동부라 할지라도 개별 장치마다 정상 범위에 해당하는 값이 조금씩 상이할 수 있기 때문이다. 물론, 차체 조립 공장 내에 구동부 장비가 수백 개 이상 요구되는 것을 감안하면, 동일 군의 구동부는 제품의 초기 규격 정보 또는 하나의 구동부 샘플로부터 얻은 전류 값에 기초한 초기 데이터를 공통으로 사용할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에서 구동부 모니터링에 사용되는 네 가지 감시 인자를 설명하는 도면이다. 도 3의 (a)~(d)는 모두 시간(가로축)에 따른 전류 값(세로축)의 측정 그래프를 정상 상태와 이상 상태로 구분하여 도시하고 있다.
도 3의 (a)는 동작 구간의 시간 길이를 나타낸 그래프로서, 동작 구간의 시간 길이란, 구동부(10)의 전류 값이 기준 값 이상으로 증가하는 시작 시점으로부터 전류 값이 다시 기준 값 미만에 도달하는 종료 시점 사이의 길이를 의미한다. 동작 구간 이후에는 전류 값이 기준 값 미만을 유지하는 휴지 구간과 상기 동작 구간이 다시 반복되는 형태를 가진다. 도 3의 (a)는 동작 구간의 시간 길이가 정상 상태를 기준으로 일정 범위 이상 증가한 경우를 이상 상태로 도시하고 있다. 물론 반대로 동작 구간의 길이가 정상 상태보다 짧아지는 경우도 이상 상태에 해당될 수 있다.
도 3의 (b)는 동작 구간의 피크 전류를 나타낸 그래프로서, 피크 값이 정상 상태 기준으로 일정 범위 이상 증가한 것을 이상 상태로 예시하고 있다. 물론 피크 값이 반대로 감소하는 경우도 이상 상태에 해당될 수 있다.
도 3의 (c)는 동작 구간에 포함된 정속 구간의 평균 전류를 나타낸 그래프로서, 정속 구간의 평균 전류가 정상 상태를 기준으로 일정 범위 이상 증가한 경우를 이상 상태로 예시한 것이다. 물론, 그 반대로 정속 구간의 평균 전류가 감소한 경우도 이상 상태에 해당될 수 있다. 구동부(모터)의 정속 구간이란, 초기의 피크 전류 이후 전류 값이 오차 범위 내로 플랫하게 되는 안정화 구간을 의미한다.
도 3의 (d)는 동작 구간을 일정 시간 단위로 분할한 서브 구간별 전류의 적분 면적을 나타낸 그래프로서, 설명의 편의를 위해 t0~t3 까지의 구간을 9개의 서브 구간으로 분할한 것을 예시한다. 서브 구간은 동작 구간의 시작 시점을 기점으로 하여 시간 순서에 따라 동작 구간을 일정 시간 단위로 분할하여 얻으며 시간 순서에 따라 고유의 인덱스(n=1,…,N)가 부여될 수 있다. 전류의 적분 면적이란 시간에 따라 전류 값을 적분한 것을 나타낸다.
도시된 두 개의 그래프를 보면, 동작 구간의 시간 길이는 동일하지만, 개개의 서브 구간별 적분 면적에는 편차가 발생한 것을 알 수 있다. 본 실시예의 경우, 각 서브 구간별 적분 면적의 값을 해당 서브 구간의 기 설정된 정상 범위 내의 값과 개별 비교하여, 정상 범위보다 면적이 일정 이상 증가 또는 감소한 서브 구간이 하나라도 존재하면 적분 면적에 대한 감시 인자를 이상 상태로 판단한다.
이러한 본 발명의 실시예는 각 구동부(10)마다 각 감시 인자에 대응하는 초기 데이터를 사전에 구축한다. 초기 데이터는 인자별 이상 상태 판정을 위한 임계 레벨을 설정하는데 기초 자료가 된다. 예를 들어, 초기 정상 상태의 피크 전류 값을 기준으로 상하로 허용 가능한 정상 범위를 설정하고, 정상 범위의 상한과 하한을 상하의 각 임계 레벨로 설정할 수 있다. 또한 정상 범위에 대한 상한 또는 하한을 이탈한 정도에 따라 다단의 임계 레벨이 상하로 설정될 수도 있다. 임계 레벨은 사용자에 의해 입력된 정보를 기초로 수동으로 설정될 수도 있고 시스템에서 자동으로 설정될 수도 있다.
관측 데이터 저장부(120)는 구동부(10)의 동작 시에 관측되는 동작 구간마다, 동작 구간의 시간 길이, 피크 전류, 정속 구간의 평균 전류, 서브 구간별 적분 면적에 관한 정보를 감시 인자별 관측 데이터로 저장한다. 즉, 관측 데이터 저장부(120)는 구동부(10) 각각에 대해, 현재 계측된 정보를 바탕으로 감시 인자별 관측 데이터를 실시간 저장하는데, 동작 구간(사이클)마다 관측 데이터를 획득하여 저장하면 된다.
모니터링 정보 제공부(130)는 상기 관측 데이터의 각 정보를 상기 초기 데이터의 각 정보에 대응하여 기 설정된 임계 레벨과 개별 비교하고, 각 임계 레벨과의 비교 결과를 기초로, 각각의 감시 인자별로 상기 구동부(10)의 상태 모니터링 정보를 제공한다.
즉, 모니터링 정보 제공부(130)는 네 가지 감시 인자 별로 관측 데이터를 초기 데이터와 비교하되, 초기 데이터에 의해 결정된 각 인자별 임계 레벨과 비교한다. 예를 들어, 피크 전류 인자의 경우, 초기 정상 상태의 피크 전류를 기준으로 상하로 정상 범위가 결정될 수 있으며, 정상 범위로부터 이탈한 정도에 따라 다단의 임계 레벨이 설정될 수 있다. 물론, 정상 범위로부터 상부 및 하부로 이탈한 정도에 따라 다단의 상한 및 하한 임계 레벨들이 각각 설정될 수 있다. 정상 상태에서의 값을 기초로 임계 레벨이 설정되는 방법은 다양한 변형 예가 존재할 수 있다.
모니터링 정보 제공부(130)는 각 구동부(10)의 운전 상태 모니터링 정보를 그래프, 테이블, 텍스트 등의 형태로 제공할 수 있으며, 개별 구동부(10)의 아이디 별로 모니터링 정보를 매핑하여 제공할 수 있다.
여기서, 각 구동부 별로 제공하는 모니터링 정보의 경우 개개의 이력 조회 및 관리가 가능하도록 별도의 정보 저장부(미도시)에 저장될 수 있는데, 이러한 정보 저장부는 상술한 각각의 데이터 저장부(110,120)와 함께 통합 DB의 형태로 관리될 수 있다. 물론 통합 DB는 구동부(10)의 운전 상태 정보를 바탕으로 구축 가능한 성능 표준 데이터 및 수명 주기 데이터를 저장할 수도 있다.
이외에도, 본 실시예는 예지 보전부(미도시)를 구비할 수 있다. 예지 보전부는 구동부(10)의 모니터링 결과를 기반으로 성능 표준 데이터, 수명 주기 데이터, 잔여 수명 데이터를 제공하고, 주의나 경고 상태 등을 바탕으로 구동부(10)의 정비 및 부품 교체 시기를 알려서 기계의 사용 수명을 증가시킬 수 있게 한다. 물론, 모니터링 정보 제공부(130)는 상술한 예지 보전 기능을 함께 제공할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 구동부 모니터링 방법에 관하여 상세히 설명한다. 도 4는 도 2의 장치를 이용한 구동부 모니터링 방법의 흐름도이다.
먼저, 초기 데이터 저장부(110)는 각각의 구동부(10) 별로, 구동부(10)의 정상 상태에서 측정한 시간에 따른 전류 값을 기초로, 동작 구간의 시간 길이(A), 동작 구간의 피크 전류(B), 동작 구간에 포함된 정속 구간의 평균 전류(C), 동작 구간을 분할한 서브 구간별 전류의 적분 면적(D)에 관한 정보를 확인 또는 연산하여, 구동부(10)의 감시 인자별 초기 데이터로 저장한다(S410). 여기서 네 가지 감시 인자들(A 내지 D)에 대한 정의는 앞서 도 3의 내용을 참조한다.
이와 같이 초기 데이터가 구축되면, 이후 구동부(10)의 동작 시마다 관측 데이터를 확보한다. 즉, 관측 데이터 저장부(120)는 구동부(10)의 동작 시에 관측되는 개별 동작 구간마다, 동작 구간의 시간 길이(A), 피크 전류(B), 정속 구간의 평균 전류(C), 서브 구간별 적분 면적(D)에 관한 정보를 감시 인자별 관측 데이터로 저장한다(S420).
이후, 모니터링 정보 제공부(130)는 상기 관측 데이터의 각 정보를 상기 초기 데이터의 각 정보에 대응하여 기 설정된 임계 레벨과 개별 비교하고 이를 바탕으로 구동부(10)의 상태 모니터링 정보를 감시 인자별로 제공한다(S430).
여기서, 현재 구동부(10)의 상태에 따라, 전체 감시 인자가 정상 상태일 수도 있고 전체 감시 인자가 이상 상태일 수도 있으며, 일부 감시 인자만 이상 상태일 수도 있다.
예를 들어, S430 단계는, 현재 사이클에서 측정한 구동부(10)의 피크 전류를 초기 정상 상태의 피크 전류로부터 얻은 임계 레벨(임계 피크 전류)과 비교하고, 임계 레벨을 이탈하면, 현재 사이클에서 피크 전류의 인자에 이상이 있다고 판단한다. 여기서, 이탈 정도에 따라, 정상, 주의, 감시, 경고, 고장 등의 상태로 이상 상태를 세분화할 수 있다.
또한, 구동부(10)의 현재 사이클에서 측정한 동작 구간의 시간 길이를 초기 정상 상태에 데이터에 기반한 임계 레벨(임계 시간 길이)과 비교한 결과, 임계 레벨을 이탈하지 않았다면, 현재 사이클에서 동작 구간의 시간 길이에 대한 인자는 이상이 없다고 판단할 수 있다. 정속 구간의 평균 전류의 인자 또한 상기와 같은 원리에 따른 판단을 수행하면 된다.
여기서, 서브구간별 적분 면적에 관한 감시 인자의 경우는 다음의 방법을 사용한다. 구동부(10)의 현재 사이클에서 측정한 동작 구간은 임의 시간 단위에 따라 복수의 서브 구간으로 분할되며 각각의 고유 인덱스(n=1,…,N)가 부가될 수 있다. 여기서 서브 구간은 도 3의 (d)와 같이 동작 구간을 시간 순서에 따라 일정 시간 단위로 분할하여 얻은 구간임을 설명한 바 있다.
S430 단계에서, 서브구간별 적분 면적의 감시 인자의 비교 시에는, 구동부(10)의 현재 사이클에서 측정한 동작 구간 내의 n번째 서브 구간의 적분 면적을 초기 정상 상태에서의 n번째 서브 구간의 적분 면적에 대응하는 임계 레벨(임계 면적)과 각각 비교한 다음, 총 N개의 서브 구간 중에서 적어도 하나의 서브 구간의 적분 면적이 해당 임계 레벨을 이탈하면, 현재 사이클에서 적분 면적에 관한 감시 인자에는 이상이 있다고 판단할 수 있다.
여기서, 동작 구간의 시간 길이의 인자가 이상이라면 서브 구간의 분할 개수 또한 초기 정상 상태보다 크거나 작아질 수 있기 때문에, 서브 구간별 적분 면적의 인자 또한 이상 상태로 판단될 수 있다.
물론, 정속 구간의 평균 전류가 정상이고 동작 구간의 시간 길이도 변화가 없으나 피크 전류는 크게 증가한 경우, 피크 전류의 감시 인자는 이상 상태로 판단되는 반면, 적분 면적의 감시 인자는 이상 상태일 수도 그렇지 않을 수도 있다. 이는 피크 전류가 정상을 이탈하였다 하더라도 해당 서브 구역의 면적은 정상 범위로 연산될 수 있기 때문이다. 여기서, 정상 여부 판단의 민감도는 서브 구역의 분할 길이에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어 서브 구역의 구간이 넓으면 피크 전류가 일시적으로 튀어도 해당 서브 구역의 적분 면적은 정상으로 판정될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 구동부의 구동 시에 네 가지 인자 중 한 가지만 이상 상태로 나타날 수 있고 두 개 이상이 복잡적으로 이상 상태로 나타날 수 있다. 또한, 한 대의 구동부를 각 사이클마다 관측한 결과, 각 사이클마다 이상 상태가 발생한 인자의 개수가 상이하게 나타날 수 있다. 이는 구동부의 일시 또는 장기적 오류, 주변의 노이즈, 장비 노후화 등에 의해 영향을 받을 수 있다.
이하에서는 모니터링 정보 제공 단계에 관하여 더욱 상세히 설명한다.
모니터링 정보 제공부(130)는 상기 네 가지 감시 인자별로 상기 감시 인자에 해당하는 관측 데이터를 기 설정된 다단(M개)의 임계 레벨과 비교하여 위험 등급을 차등적으로 산정하고, 산정한 해당 위험 등급에 대응하는 알람 정보를 출력할 수 있다.
예를 들어, 임의 감시 인자의 관측 데이터가 제1 임계 레벨을 이탈하면 주의 등급, 제2 임계 레벨을 이탈하면 감시 등급, 제3 임계 레벨을 이탈하면 경고 등급, 제4 임계 레벨을 이탈하면 고장 등급 등으로 구분하고, 각 등급에 대응하는 알람 정보를 디스플레이부에 출력할 수 있다. 물론 이러한 알람 정보는 각 감시 인자 별로 개별 제공할 수 있다.
여기서, 모니터링 정보 제공부(130)는 각 구동부(10)의 상태 모니터링 정보를 텍스트, 테이블, 그래프 중 적어도 하나의 형태로 제공하되, 복수의 구동부(10) 중 사용자 단말로부터 선택받은 구동부(10)에 대한 상태 모니터링 정보를 감시 인자별로 구분하여 제공할 수 있다. 사용자 단말은 관리 서버(100)에 연결된 유무선의 수단에 해당될 수 있으며, 여러 구동부 목록 중 조회 대상의 목록을 선택할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에서 구동부의 상태 모니터링 정보를 제공하는 화면의 예시도이다. 좌측 상단에는 장비 선택을 위한 콤보 박스가 존재하는데, 도 5는 제공 가능한 복수의 구동부 장비 목록 중에서 B/R MASTER SERVO에 해당하는 구동부 장비가 사용자 단말에 의해 선택되어 그에 대한 실시간 순시 전류 값이 제공되는 화면을 나타낸다.
도 5를 참조하면, S430 단계는 각 사이클마다 전류 값의 피크 지점과 정속 지점(정속 구간의 평균 전류 지점 혹은 정속 구간의 시작 지점)을 트래킹하여 표시할 수 있다. 또한, 현재 선택한 구동부에 대한 조회 시점의 설정이 가능하고 현재뿐만 아니라 과거 데이터까지 조회가 가능하며, 화면의 축소 또는 확대를 통해 그래프가 보여지는 스케일 조절이 가능하다. 이외에도, 모니터링 대상이 되는 구동부를 다중 선택하여 동시에 개별 팝업할 수 있는 다중 선택 팝업 기능을 제공한다.
물론, 이외에도, S430 단계는 구동부(10)의 각 동작 구간마다, 감시 인자별 판단 정보를 제공할 수 있다. 즉, 도 5의 그래프 상에서 임의 동작 구간(사이클)의 지점에 대응하여, 감시 인자별 정상 여부 및 이상 상태 정보 등을 테이블 등의 형태로 제공한다. 예를 들어, 특정 사이클 지점에 커서가 들어오면 해당 정보가 자동으로 노출될 수도 있고 커서가 밖으로 이동하면 해당 정보가 다시 사라질 수 있다.
또한, S430 단계에서 모니터링 정보 제공부(130)는 구동부(10)에 대한 시간에 따른 전류 그래프를 개별적으로 제공하되, 그래프 내에 시간 순으로 나타나는 복수의 동작 구간(사이클) 상의 피크 전류 또는 평균 전류에 대응하는 지점을 서로 연결한 전류 트렌드 라인을, 꺾은선 등의 형태로 함께 표시하여 제공할 수 있다. 이에 따라, 피크 전류, 평균 전류의 시간적 추이를 손쉽게 확인할 수 있다.
한편, 모니터링 정보 제공부(130)는 구동부(10)의 각 사이클마다 판단되어 지는 감시 인자의 위험 등급을 누적하고, 이에 기반한 알림 정보를 재생산할 수 있다. 이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
모니터링 정보 제공부(130)는 상기 구동부(10)에 대하여 시간 순으로 관측되는 복수의 동작 구간(사이클)마다 상기 감시 인자에 대한 위험 등급을 M개의 위험 등급 중 하나로 개별 산정하여 저장한다. 예를 들어, 구동부 한대에 대해, 제1 사이클에서 각 감시 인자별로 위험 등급을 산정하고, 그 다음의 제2 사이클에서 각 감시 인자별로 위험 등급을 산정하며, 이후에 도래하는 각 사이클에서도 이를 반복하여 결과를 저장(누적)한다. 만일 제1 내지 제3 사이클 동안, 피크 전류의 감시 인자가 주의, 주의, 주의 등급으로 각각 판단된다면, 피크 전류의 경우 주의 등급이 3회 누적되게 될 것이다.
이후, 모니터링 정보 제공부(130)는 해당 감시 인자에 대해 m번째 위험 등급이 기준 횟수 이상으로 저장된 것으로 확인되면, m번째 보다 한 단계 높은 m+1 번째 위험 등급으로 갱신하고 상기 갱신한 위험 등급에 대한 추가 알람 정보를 출력한다. 예를 들어, 피크 전류의 감시 인자에 대해, 주의 등급이 10회 이상 누적되면, 최근 사이클에서의 판단 결과가 주의 등급이라 하더라도 해당 구동부에 대한 피크 전류의 감시 인자는 주의 등급이 아닌 감시 등급으로 승급한 결과로 제공할 수 있다. 물론, 이외에도, 최근 사이클에서의 판단 결과(주의 등급)과 누적 횟수에 기반한 판단 결과(감시 등급)을 병행하여 제공할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에서 구동부의 위험 등급별 발생 횟수에 따른 진단 그래프를 나타낸 도면이다. 설명의 편의를 위해 도 6은 각 사이클별 피크 전류의 인자를 각각의 임계 레벨과 비교하여 얻은 개별 위험 등급의 누적 횟수에 기반한 것으로 가정한다.
기본적으로 이상 상태 진단은 정상 상태의 전류와 실시간 전류를 비교하여 분석한다. 각 사이클마다 그에 해당하는 위험 등급의 신호를 발생하고 누적 발생 횟수를 통계적 기법(SPC; statistical process control)에 의해 카운트한다. 여기서 해당 위험 등급의 발생 횟수를 임계 횟수(기준 횟수)와 비교하여 임계 횟수 이상이면 위험 등급을 갱신할 수 있다. 이때 각 등급마다, 비교되는 임계 횟수가 차등적으로 설정될 수도 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예는 단순히 각 사이클 구간마다 이상 상태의 진단 결과를 제공할 수도 있지만, 최근까지 각 사이클별 누적한 위험 등급을 바탕으로 횟수에 기반하는 이상 상태의 정보를 추가적인 알람 정보로 제공할 수도 있다. 물론, 승급된 시점을 기준으로 일정 시간 경과 이후 다시 모니터링한 결과, 정상 등급이 임계 횟수 이상으로 누적되는 것이 확인되면 해당 감시 인자에 대해서는 다시 주의 또는 정상 등급으로 회복시킬 수도 있다.
이상과 같은 위험 등급의 누적 횟수에 기반한 추가적인 알림 기능은 하이니 법칙와 연관지어 볼 수 있다. 하이니 법칙은 어떠한 큰 대형사고가 일어나기 전에 사소한 사건이 25가지가 나타나고, 그 25 가지 사건이 발견되기 이전에는 300가지가 넘는 이상징후가 발생한다는 것이다. 본 발명의 실시예는 각 감시 인자별로 계측되는 문제들을 사전에 감지하여 알리며 이들의 감지 횟수를 누적하여 추가적으로 알리고 관리함에 따라, 어떠한 큰 사건이 발생하기 이전에 구동부 장비에 대한 사전 조치(ex, 정비, 교체)가 이루어지도록 유도할 수 있는 이점이 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 화면의 예시도이다. 도 7을 참조하면, 모니터링 정보 제공부(130)는 차체 조립 라인에 대응하는 레이아웃 도면 상에, 구동부(10)에 해당하는 아이콘을 구동부(10)의 고유 코드와 연계하여 복수의 구동부(10)의 위치를 표시한다. 이외에도 도면 하단과 같이 각 구동부(10)에 대한 고유 코드(ID)와 실제 이름을 매칭하여 구동부 리스트로 표현한다.
또한, 도 7에서 모니터링 정보 제공부(130)는 구동부(10)의 각 아이콘 별로 해당 구동부(10)의 순시 전류 값, 해당 구동부(10)의 통신 상태에 대응하는 제1 램프, 해당 구동부(10)의 상태 모니터링 결과에 대응하는 제2 램프를 표시한다.
여기서, 제2 램프의 경우, 구동부 아이콘(사각형 모양)의 자체 색상을 변경하는 방법으로 구동될 수 있다. 또한, 제2 램프는, 해당 구동부(10)에 대한 전체 감시 인자들이 모두 정상 범위이면 제1 색상(ex, 흰색)을 해당 구동부의 대표 상태로 표시하고, 전체 감시 인자 중 적어도 하나가 정상 범위를 벗어나면 제2 색상(ex, 적색)을 해당 구동부의 대표 상태로 표시할 수 있다. 여기서 정상 범위를 벗어나는 정도에 따른 주황색, 적색 등을 이용하여 가장 나쁜 상태의 색상을 대표 상태로 표시할 수도 있다.
이상과 같은 구성에 따르면, 현장의 전체 레이아웃에서 각 구동부의 위치뿐만 아니라, 구동부의 상태 정보를 직관적으로 확인할 수 있게 하며, 정비나 교체 작업이 필요한 구동부의 확인이 용이하게 한다.
본 발명의 실시예에서 모니터링 정보 제공부(130)는 상술한 것 이외에도 설정된 시간 동안 전류 값의 상승 폭이 기준 폭 이상이면 해당 구동부(10)에 대응하여 알람을 발생시킬 수도 있다. 이는 한도 이상의 급작스런 전류 값 상승은 리스크가 큰 사고로 인해 발생할 확률이 높기 때문이다.
또한, 시간에 따른 전류 값으로부터 동작 및 휴지 구간을 판단하며, 이로부터 차체 조립 공정에서의 작업 소요 시간을 측정할 수 있다. 일반적으로 차체 조립 공정에서의 작업 소요시간은 조립 라인의 단위 시간당 생산 대수(UPH: unit per hour)와 직결되는 요소이다. 따라서 차체 조립라인의 신설 및 개조 시에는 조립공정의 작업 소요 시간 측정이 요구된다. 연속 자동화 공정에 필요한 구동부(10)의 동작 시간을 실시간으로 확인하면 조립 라인의 작업소요 시간을 정확히 측정할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예를 이용한 작업 소요시간 측정 방법의 개념도이다. 차체 조립 라인의 작업 시작 신호가 구동부(10)로 입력되면 구동부(10)는 작업 시작 시간 타이머가 작동되고, 작업시간을 적산하는 프로그램이 작동된다. 구동부(10)의 동작 시작 시점부터 다음 동작 시작 시점의 구간을 1cycle로 정의한다. 이 1cycle은 정상적인 작업 환경과 조건 하에서 작업자가 품질 조건을 유지하며 정상적인 작업속도로 1단위의 작업을 수행하는데 필요한 시간을 나타낸다. 작업 종료 시점까지 적산된 측정 시간 데이터는 해당 공정 작업시간의 기억 장치에 기록한다. 도 8의 경우 설명의 편의를 위해 작업 종료 전까지 총 3 cycle만을 예시하고 있다.
일반적으로 구동부(10)의 수명이 다되어감에 따라 마모 고장이 급속도로 일어나고, 구동부(10)의 동작 전류 값이 천천히 증가하거나 감소하는 현상이 발생하게 된다. 따라서, 구동부의 1cycle 시간, 전체 작업 소요 시간, 그리고 정속 구간에 도달하는 시간(기울기 변화)이 증가하면 구동부(10)가 이상 상태인 것으로 판단할 수도 있다.
이상과 같이, 본 발명의 실시예는 구동부(10)의 동작 상태를 판단하는 예지 보전 방법뿐만 아니라 차체 조립 라인 작업 소요 시간 측정 방법을 제공할 수 있다. 원격지에서 작업의 시작과 완료를 실시간 체크하고, 작업 소요 시간을 자동 적산하여 데이터베이스에 저장하고, 매일 1cycle 시간 및 전체 작업 소요 시간을 컴퓨터로 분석함에 따라, 조립 라인의 단위 시간당 생산 대수를 확인할 수 있으며, 이를 기초로 단위 시간당 생산 대수를 향상시키는 방법을 모색할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 구동부의 고장 주기 발생 그래프이다. 도 9는 고장률의 3가지 기본형인 DFR(Decreasing Failure Rate), CFR(Constant Failure Rate), IFR(Increasing Failure Rate)이 혼합된 형태를 가지고 있다. 일반적으로 기계는 초기 설치 시에 설치 불량에 의한 고장이 잦았다가 가동 후에는 서서히 안정을 되찾은 이후, 수명이 다되어감에 따라 마모 고장이 급속도로 일어나는 추세를 보인다.
본 발명의 실시예는 마모 고장이 급속도로 늘어나는 지점에서 고장 등의 문제를 사전에 인식 또는 예측하고 적절한 보전 계획의 수립이 가능하기 때문에, 기계의 정비 및 부품 교체가 적시에 이루어질 수 있도록 하여 마모 고장 기간의 고장률을 획기적으로 줄일 수 있으며, 초기 설치 불량에 의한 문제도 줄일 수 있다. 이러한 발명의 실시예에 따르면 초기 설치 불량에 의한 고장률과 추후 마모 고장에 의한 고장률을 20%씩 줄여서 고장률을 총 40% 이상 개선할 수 있다.
이상과 같은 본 발명에 따른 차체 조립 라인의 구동부 모니터링 방법 및 그 장치는, 원격지에 위치한 복수의 구동부 장비의 운전 상태를 초기 정상 상태와 비교하여 복수의 구동부에 대한 현재 상태를 실시간 감시하고 이상 징후와 고장을 미리 진단할 수 있으며, 기존의 설비 진단기술에 비해 40배(4,000%) 저렴한 비용으로 원격지의 수많은 구동부 장비의 상태를 효과적으로 감시 및 진단할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 대형 사고가 발생하기 전에 각 구동부의 이상 징후를 미리 판단하여, 개별 구동부 장비의 정비 및 부품 교체가 적시에 이루어질 수 있도록 알릴 수 있고, 마모 고장 기간의 고장률을 획기적으로 줄일 수 있으며, 구동부의 초기 설치 또는 시연 과정에서 설치 불량에 의한 문제를 사전에 예방할 수 있다.
더욱이, 본 발명에 따르면, 한 개의 데이터 레코드당 최대 400개의 구동부 정보를 동시에 30mmsec로 고속처리하여 진동 분석 대비 100배 효과적인 데이터베이스를 구축할 수 있다. 이로 인해 일상의 산업 시설 구동부 운전 상황을 파악하고 이상 징후를 미연에 감지 보완함으로 적절한 보전계획의 수립이 가능해진다. 또한 라인 정지를 방지할 수 있어 경제적 손실과 인명 손실을 최소화화고 구동부 산업 시설의 가동율 향상을 보장하여 그로 인한 경제적 이익을 극대화할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 동작 및 휴지 구간이 반복 구동되는 복수의 구동부를 감시하기 위한 차체 조립 라인의 구동부 모니터링 방법에 있어서,
    상기 구동부 별로, 상기 구동부의 정상 상태에서 측정한 시간에 따른 전류 값을 기초로, 상기 동작 구간의 시간 길이, 상기 동작 구간의 피크 전류, 상기 동작 구간에 포함된 정속 구간의 평균 전류, 상기 동작 구간을 분할한 서브 구간별 전류의 적분 면적에 관한 정보를 상기 구동부의 초기 데이터로 저장하는 단계;
    상기 구동부의 동작 시에 관측되는 상기 동작 구간마다, 상기 동작 구간의 시간 길이, 상기 피크 전류, 상기 정속 구간의 평균 전류, 상기 서브 구간별 적분 면적에 관한 정보를 감시 인자별 관측 데이터로 저장하는 단계; 및
    상기 관측 데이터의 각 정보를 상기 초기 데이터의 각 정보에 대응하여 기 설정된 임계 레벨과 개별 비교하여, 상기 감시 인자별로 상기 구동부의 상태 모니터링 정보를 제공하는 단계를 포함하는 차체 조립 라인의 구동부 모니터링 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 서브 구간은 상기 동작 구간을 시간 순서에 따라 일정 시간 단위로 분할하여 얻은 구간이며, 상기 시간 순서에 따라 고유의 인덱스(n=1,…,N)가 부여되고,
    상기 구동부의 상태 모니터링 정보를 제공하는 단계는,
    상기 적분 면적에 관한 감시 인자의 경우, 상기 동작 구간 내의 n번째 서브 구간의 적분 면적을 상기 정상 상태에서의 n번째 서브 구간의 적분 면적에 대응하는 임계 레벨과 비교한 다음, 적어도 하나의 서브 구간의 적분 면적이 해당 임계 레벨을 이탈한 경우, 상기 구동부에 대한 상기 적분 면적에 관한 감시 인자를 이상 상태인 것으로 판단하는 차체 조립 라인의 구동부 모니터링 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 구동부의 상태 모니터링 정보를 제공하는 단계는,
    상기 감시 인자별로 상기 감시 인자에 해당하는 관측 데이터를 기 설정된 다단의 임계 레벨과 비교하여 위험 등급을 차등적으로 산정하고 상기 산정한 해당 위험 등급에 대응하는 알람 정보를 출력하며,
    상기 구동부의 상태 모니터링 정보를 텍스트, 테이블, 그래프 중 적어도 하나의 형태로 제공하되, 상기 복수의 구동부 중 사용자 단말로부터 선택받은 구동부에 대한 상태 모니터링 정보를 상기 감시 인자별로 제공하는 차체 조립 라인의 구동부 모니터링 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 구동부의 상태 모니터링 정보를 제공하는 단계는,
    상기 구동부에 대하여 시간 순으로 관측되는 복수의 동작 구간마다 상기 감시 인자에 대한 상기 위험 등급을 M개의 위험 등급 중 하나로 개별 산정하여 저장하고,
    상기 감시 인자에 대하여 m번째 위험 등급이 기준 횟수 이상으로 저장된 것으로 확인되면, 상기 m번째 보다 한 단계 높은 m+1 번째 위험 등급으로 갱신하고 상기 갱신한 위험 등급에 대한 추가 알람 정보를 출력하는 차체 조립 라인의 구동부 모니터링 방법.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 구동부의 상태 모니터링 정보를 제공하는 단계는,
    상기 구동부에 대한 시간에 따른 전류 그래프를 개별적으로 제공하되, 상기 그래프 내에 시간 순으로 나타나는 복수의 동작 구간 상의 상기 피크 전류 또는 상기 평균 전류에 대응하는 지점을 서로 연결한 전류 트렌드 라인을 함께 표시하여 제공하는 차체 조립 라인의 구동부 모니터링 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 구동부의 상태 모니터링 정보를 제공하는 단계는,
    상기 차체 조립 라인에 대응하는 레이아웃 도면 상에 상기 구동부의 아이콘과 상기 구동부의 고유 코드를 연계하여 상기 복수의 구동부의 위치를 표시하되, 상기 아이콘 별로 해당 구동부의 순시 전류 값, 상기 해당 구동부의 통신 상태에 대응하는 제1 램프, 상기 해당 구동부의 상태 모니터링 결과에 대응하는 제2 램프를 표시하며,
    상기 제2 램프는,
    상기 해당 구동부에 대한 전체 감시 인자들이 모두 정상 범위이면 제1 색상을, 상기 전체 감시 인자 중 적어도 하나가 상기 정상 범위를 벗어나면 제2 색상을 상기 해당 구동부의 대표 상태로 표시하는 차체 조립 라인의 구동부 모니터링 방법.
  7. 동작 및 휴지 구간이 반복 구동되는 복수의 구동부를 감시하기 위한 차체 조립 라인의 구동부 모니터링 장치에 있어서,
    상기 구동부 별로, 상기 구동부의 정상 상태에서 측정한 시간에 따른 전류 값을 기초로, 상기 동작 구간의 시간 길이, 상기 동작 구간의 피크 전류, 상기 동작 구간에 포함된 정속 구간의 평균 전류, 상기 동작 구간을 분할한 서브 구간별 전류의 적분 면적에 관한 정보를 상기 구동부의 초기 데이터로 저장하는 초기 데이터 저장부;
    상기 구동부의 동작 시에 관측되는 상기 동작 구간마다, 상기 동작 구간의 시간 길이, 상기 피크 전류, 상기 정속 구간의 평균 전류, 상기 서브 구간별 적분 면적에 관한 정보를 감시 인자별 관측 데이터로 저장하는 관측 데이터 저장부; 및
    상기 관측 데이터의 각 정보를 상기 초기 데이터의 각 정보에 대응하여 기 설정된 임계 레벨과 개별 비교하여, 상기 감시 인자별로 상기 구동부의 상태 모니터링 정보를 제공하는 모니터링 정보 제공부를 포함하는 차체 조립 라인의 구동부 모니터링 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 서브 구간은 상기 동작 구간을 시간 순서에 따라 일정 시간 단위로 분할하여 얻은 구간이며, 상기 시간 순서에 따라 고유의 인덱스(n=1,…,N)가 부여되고,
    상기 모니터링 정보 제공부는,
    상기 적분 면적에 관한 감시 인자의 경우, 상기 동작 구간 내의 n번째 서브 구간의 적분 면적을 상기 정상 상태에서의 n번째 서브 구간의 적분 면적에 대응하는 임계 레벨과 비교하며, 적어도 하나의 서브 구간의 적분 면적이 해당 임계 레벨을 이탈한 경우, 상기 구동부에 대한 상기 적분 면적에 관한 감시 인자를 이상 상태인 것으로 판단하는 차체 조립 라인의 구동부 모니터링 장치.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 모니터링 정보 제공부는,
    상기 감시 인자별로 상기 감시 인자에 해당하는 관측 데이터를 기 설정된 다단의 임계 레벨과 비교하여 위험 등급을 차등적으로 산정하고 상기 산정한 해당 위험 등급에 대응하는 알람 정보를 출력하며,
    상기 구동부의 상태 모니터링 정보를 텍스트, 테이블, 그래프 중 적어도 하나의 형태로 제공하되, 상기 복수의 구동부 중 사용자 단말로부터 선택받은 구동부에 대한 상태 모니터링 정보를 상기 감시 인자별로 제공하는 차체 조립 라인의 구동부 모니터링 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 모니터링 정보 제공부는,
    상기 구동부에 대하여 시간 순으로 관측되는 복수의 동작 구간마다 상기 감시 인자에 대한 상기 위험 등급을 M개의 위험 등급 중 하나로 개별 산정하여 저장하고,
    상기 감시 인자에 대하여 m번째 위험 등급이 기준 횟수 이상으로 저장된 것으로 확인되면, 상기 m번째 보다 한 단계 높은 m+1 번째 위험 등급으로 갱신하고 상기 갱신한 위험 등급에 대한 추가 알람 정보를 출력하는 차체 조립 라인의 구동부 모니터링 장치.
PCT/KR2016/007656 2015-07-15 2016-07-14 차체 조립 라인의 구동부 모니터링 방법 및 그 장치 WO2017010821A1 (ko)

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