WO2021075845A1

WO2021075845A1 - 분포도를 통한 기기의 예지 보전방법

Info

Publication number: WO2021075845A1
Application number: PCT/KR2020/013996
Authority: WO
Inventors: 이영규
Original assignee: 주식회사 아이티공간
Priority date: 2019-10-15
Filing date: 2020-10-14
Publication date: 2021-04-22
Also published as: JP2022543922A; KR102316510B1; KR20210044656A; US20230058122A1; JP7296525B2

Abstract

본 발명은 분포도를 통한 기기의 예지 보전방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 정상적인 상태의 기기가 작업공정을 수행하는데 소요되는 에너지 크기의 변화를 기반으로 피크 값을 추출하고, 그 추출된 피크 값에 분포도를 구축하고, 그 구축된 분포도에서 분포 확률이 낮고 다소 높은 위험성을 갖는 검출구간의 분포 확률의 변화를 기반으로 기기의 이상징후를 미리 예지 검출하여 적합한 시기에 기기의 정비 및 교체를 수행할 수 있도록 유도하여 기기의 고장으로 인한 막대한 금전적인 손실을 미연에 예방할 수 있는 분포도를 통한 기기의 예지 보전방법에 관한 것이다.

Description

분포도를 통한 기기의 예지 보전방법

일반적으로 설비의 자동화 공정을 위해 사용되는 각종 기기들은 안정적인 작동이 매우 중요하다.

일 예로, 대규모 생산 공장의 설비에는 수십, 수백 개의 기기가 설치되어 서로 연동 동작하면서 제품을 연속 생산하게 되는데, 만약 다수의 기기 중에서 어느 하나의 기기가 고장이 발생하면 설비의 동작이 전체적으로 중단되는 엄청난 상황이 발생할 수 있다.

이때는 기기의 고장으로 인한 다운 타임의 발생으로 기기의 수리비용뿐만 아니라, 설비가 중단되는 동안 낭비되는 운영비와 비즈니스 효과에 의해 엄청난 손실이 발생될 수밖에 없다.

최근 고용노동부와 산업안전 관리공단의 자료에 따르면 연간 산업 안전사고로 인한 사상자는 총 10만 명 수준으로 집게 되고 있으며, 이를 비용으로 환산시 연간 18조원의 손실이 발생하고 있다고 집계되고 있다.

이러한 예기치 않은 다운 타임 비용을 피하기 위한 방법으로 사전 예지 보전시스템의 도입이 시급한 실정이다. 이미 예지 보전이라는 명목하에 문제점을 개선하고자 노력하고 있으나 보다 효율적인 예지 보전을 위해 더 차원 높은 예지 보전방법의 개발이 필요한 실정이다.

본 발명은 상기한 바와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 그 목적은 정상적인 상태의 기기가 작업공정을 수행하는데 소요되는 에너지 크기의 변화를 기반으로 피크 값을 추출하고, 그 추출된 피크 값에 분포도를 구축하고, 그 구축된 분포도에서 분포 확률이 낮고 다소 높은 위험성을 갖는 검출구간의 분포 확률의 변화를 기반으로 기기의 이상징후를 미리 예지 검출하여 적합한 시기에 기기의 정비 및 교체를 수행할 수 있도록 유도하여 기기의 고장으로 인한 막대한 금전적인 손실을 미연에 예방할 수 있는 분포도를 통한 기기의 예지 보전방법을 제공함에 있다.

또한, 기기에서 발생하는 이상징후를 효율적으로 검색하기 위해 다양한 검출조건을 제시하고, 그 검출조건을 만족하는 경우에 기기를 이상상태로 검출함으로, 기기에서 발생되는 이상징후를 매우 정밀하고 효과적으로 검출할 수 있을 뿐만 아니라, 검출결과에 대한 우수한 신뢰도를 확보할 수 있는 분포도를 통한 기기의 예지 보전방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 분포도를 통한 기기의 예지 보전방법은 기기가 정상적인 구동 상태에서 하나의 작업공정을 수행하는데 소요되는 에너지 크기가 시간의 흐름에 따라 변화되는 정보를 측정하되, 그 측정되는 에너지 크기의 변화정보에서 에너지의 크기가 가장 큰 값을 피크(peak) 값으로 하여 수집하는 정보 수집단계(S10);와, 상기 정보 수집단계(S10)에서 수집되는 정보를 기반으로 기기에서 반복적으로 수행되는 작업공정 각각에 대하여 피크 값을 모두 수집하고, 그 수집된 피크 값을 기반으로 제1분포도를 구축하되, 설정된 피크 단위 시간 간격으로 기기에서 반복적으로 수행된 동작에 대한 제1분포도를 반복적으로 구축하는 제1분포도 구축단계(S20);와, 상기 제1분포도에서 피크 값의 분포 확률이 높은 구간을 피크 평균구간으로 임의로 설정하고, 그 설정된 피크 평균구간 외의 구간 중에서 선택되는 어느 하나의 구간 또는 둘 이상의 구간을 피크 검출구간으로 설정하는 제1구간 설정단계(S30);와, 상기 정보 수집단계(S10)와 제1분포도 구축단계(S20) 및 제1구간 설정단계(S30)를 통해 반복적으로 수집되는 제1분포도의 피크 검출구간에 대한 분포 확률을 모두 수집하고, 그 수집된 피크 검출구간의 분포 확률 값에 대한 제2분포도를 구축하되, 설정된 분포 단위 시간 간격으로 반복적으로 구축된 제1분포도의 피크 검출구간에 대한 제2분포도를 반복적으로 구축하는 제2분포도 구축단계(S40);와, 상기 제2분포도에서 피크 검출구간의 분포 확률 값의 분포 확률이 높은 구간을 분포 평균구간으로 임의로 설정하고, 그 설정된 분포 평균구간 외의 구간 중에서 선택되는 어느 하나의 구간 또는 둘 이상의 구간을 분포 검출구간으로 설정하는 제2구간 설정단계(S50);와, 상기 분포 검출구간의 분포 확률에 대한 분포 임계값을 설정하는 임계값 설정단계(S60);와, 기기의 실시간 구동상태에서 분포 단위 시간 내에 반복적으로 구축되는 제1분포도의 피크 검출구간에 대한 분포 확률 값의 제2분포도의 분포 검출구간의 분포 확률이 상기 분포 임계값을 초과하면 경보하여 기기의 점검 관리를 유도하는 검출단계(S70);로 이루어지되,

상기 피크 단위 시간은 적어도 둘 이상의 작업공정을 포함하는 시간으로 설정되고, 상기 분포 단위 시간은 적어도 둘 이상의 제1분포도를 포함하는 시간으로 설정되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 정보 수집단계(S10)와 제1분포도 구축단계(S20) 및 제1구간 설정단계(S30)를 통해 반복적으로 수집되는 제1분포도의 정보를 기반으로 상기 임계값 설정단계(S60)에서 상기 피크 검출구간의 분포 확률에 대한 피크 임계값을 설정하고,

상기 검출단계(S70)에서는 기기의 실시간 구동상태에서 피크 단위 시간 내에 반복적으로 수행되는 작업공정에 대한 피크 값을 기반으로 구축된 실시간 분포도에서 피크 검출구간의 분포 확률이 상기 피크 임계값을 초과하면 경보하여 기기의 점검 관리를 유도하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2분포도 구축단계(S40)에서 반복적으로 수집되는 제2분포도의 분포 검출구간에 대한 분포 확률 값을 시간의 흐름에 따라 배치하고, 그 배치된 분포 검출구간의 분포 확률 값을 서로 직선으로 연결한 후, 그 직선의 기울기를 통해 분포 기울기 정보를 수집하고,

상기 정보 수집단계(S10)와 제1분포도 구축단계(S20) 및 제1구간 설정단계(S30)에서 반복적으로 수집되는 제1분포도의 피크 검출구간에 대한 분포 확률 값을 시간의 흐름에 따라 배치하고, 그 배치된 피크 검출구간의 분포 확률 값을 서로 직선으로 연결한 후, 그 직선의 기울기를 통해 피크 기울기 정보를 수집하는 기울기 정보 수집단계(S80);를 더 포함하되,

상기 임계값 설정단계(S60)에서는 분포 검출구간에 대한 분포 기울기의 임계값과, 피크 검출구간에 대한 피크 기울기의 임계값을 각각 설정하며,

상기 검출단계(S70)에서는 기기의 실시간 구동상태에서 반복적으로 수집되는 제2분포도의 분포 검출구간에 대한 분포 확률 값을 시간의 흐름에 따라 배치하고, 그 배치된 분포 검출구간의 분포 확률 값을 서로 직선으로 연결하여 분포 기울기 값을 측정하되, 그 측정된 분포 기울기 값이 상기 분포 기울기의 임계값을 초과하거나, 기기의 실시간 구동상태에서 반복적으로 수집되는 제1분포도의 피크 검출구간에 대한 분포 확률 값을 시간의 흐름에 따라 배치하고, 그 배치된 피크 검출구간의 분포 확률 값을 서로 직선으로 연결하여 피크 기울기 값을 측정하되, 그 측정된 피크 기울기 값이 상기 피크 기울기의 임계값을 초과하면 경보하여 기기의 점검 관리를 유도하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 임계값 설정단계(S60)에서는 분포 검출구간에 대한 분포 평균 기울기의 임계값과, 피크 검출구간에 대한 피크 평균 기울기의 임계값을 각각 더 설정하며,

상기 검출단계(S70)에서는 기기의 실시간 구동상태에서 분포 검출구간에 대한 분포 기울기 값이 2회 이상 포함되는 분포 평균 검출구간을 설정하고, 그 설정된 분포 평균 검출구간에 포함되는 각각의 분포 기울기 값을 수집하여 평균한 분포 평균 기울기 값이 상기 분포 평균 기울기의 임계값을 초과하거나, 기기의 실시간 구동상태에서 피크 검출구간에 대한 피크 기울기 값이 2회 이상 포함되는 피크 평균 검출구간을 설정하고, 그 설정된 피크 평균 검출구간에 포함되는 각각의 피크 기울기 값을 수집하여 평균한 피크 평균 기울기 값이 상기 피크 평균 기울기의 임계값을 초과하면 경보하여 기기의 점검 관리를 유도하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 분포도를 통한 기기의 예지 보전방법에 의하면, 정상적인 상태의 기기가 작업공정을 수행하는데 소요되는 에너지 크기의 변화를 기반으로 피크 값을 추출하고, 그 추출된 피크 값에 분포도를 구축하고, 그 구축된 분포도에서 분포 확률이 낮고 다소 높은 위험성을 갖는 검출구간의 분포 확률의 변화를 기반으로 기기의 이상징후를 미리 예지 검출하여 적합한 시기에 기기의 정비 및 교체를 수행할 수 있도록 유도하여 기기의 고장으로 인한 막대한 금전적인 손실을 미연에 예방할 수 있는 효과가 있다.

또한, 기기에서 발생하는 이상징후를 효율적으로 검색하기 위해 다양한 검출조건을 제시하고, 그 검출조건을 만족하는 경우에 기기를 이상상태로 검출함으로, 기기에서 발생되는 이상징후를 매우 정밀하고 효과적으로 검출할 수 있을 뿐만 아니라, 검출결과에 대한 우수한 신뢰도를 확보할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 분포도를 통한 기기의 예지 보전방법의 블럭도.

도 2 내지 도 14는 도 1에 도시된 분포도를 통한 기기의 예지 보전방법을 설명하기 위한 도면.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

S10. 정보 수집단계 S20. 제1분포도 구축단계

S30. 제1구간 설정단계 S40. 제2분포도 구축단계

S50. 제2구간 설정단계 S60. 임계값 설정단계

S70. 검출단계 S80. 기울기 정보 수집단계

100. 분포도를 통한 기기의 예지 보전방법

본 발명은 기기의 예지 보전방법에 있어서, 기기가 정상적인 구동 상태에서 하나의 작업공정을 수행하는데 소요되는 에너지 크기가 시간의 흐름에 따라 변화되는 정보를 측정하되, 그 측정되는 에너지 크기의 변화정보에서 에너지의 크기가 가장 큰 값을 피크(peak) 값으로 하여 수집하는 정보 수집단계(S10); 상기 정보 수집단계(S10)에서 수집되는 정보를 기반으로 기기에서 반복적으로 수행되는 작업공정 각각에 대하여 피크 값을 모두 수집하고, 그 수집된 피크 값을 기반으로 제1분포도를 구축하되, 설정된 피크 단위 시간 간격으로 기기에서 반복적으로 수행된 동작에 대한 제1분포도를 반복적으로 구축하는 제1분포도 구축단계(S20); 상기 제1분포도에서 피크 값의 분포 확률이 높은 구간을 피크 평균구간으로 임의로 설정하고, 그 설정된 피크 평균구간 외의 구간 중에서 선택되는 어느 하나의 구간 또는 둘 이상의 구간을 피크 검출구간으로 설정하는 제1구간 설정단계(S30); 상기 정보 수집단계(S10)와 제1분포도 구축단계(S20) 및 제1구간 설정단계(S30)를 통해 반복적으로 수집되는 제1분포도의 피크 검출구간에 대한 분포 확률을 모두 수집하고, 그 수집된 피크 검출구간의 분포 확률 값에 대한 제2분포도를 구축하되, 설정된 분포 단위 시간 간격으로 반복적으로 구축된 제1분포도의 피크 검출구간에 대한 제2분포도를 반복적으로 구축하는 제2분포도 구축단계(S40); 상기 제2분포도에서 피크 검출구간의 분포 확률 값의 분포 확률이 높은 구간을 분포 평균구간으로 임의로 설정하고, 그 설정된 분포 평균구간 외의 구간 중에서 선택되는 어느 하나의 구간 또는 둘 이상의 구간을 분포 검출구간으로 설정하는 제2구간 설정단계(S50); 상기 분포 검출구간의 분포 확률에 대한 분포 임계값을 설정하는 임계값 설정단계(S60); 및 기기의 실시간 구동상태에서 분포 단위 시간 내에 반복적으로 구축되는 제1분포도의 피크 검출구간에 대한 분포 확률 값의 제2분포도의 분포 검출구간의 분포 확률이 상기 분포 임계값을 초과하면 경보하여 기기의 점검 관리를 유도하는 검출단계(S70);로 이루어지되, 상기 피크 단위 시간은 적어도 둘 이상의 작업공정을 포함하는 시간으로 설정되고, 상기 분포 단위 시간은 적어도 둘 이상의 제1분포도를 포함하는 시간으로 설정되는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 분포도를 통한 기기의 예지 보전방법을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략한다.

도 1 내지 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 분포도를 통한 기기의 예지 보전방법을 도시한 것으로, 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 분포도를 통한 기기의 예지 보전방법의 블럭도를, 도 2 내지 도 14는 도 1에 도시된 분포도를 통한 기기의 예지 보전방법을 설명하기 위한 도면을 각각 나타낸 것이다.

상기 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 분포도를 통한 기기의 예지 보전방법(100)은 정보 수집단계(S10)와, 제1분포도 구축단계(S20)와, 제1구간 설정단계(S30)와, 제2분포도 구축단계(S40)와, 제2구간 설정단계(S50)와, 임계값 설정단계(S60)와, 검출단계(S70)를 포함하고 있다.

상기 정보 수집단계(S10)는 기기가 정상적인 구동 상태에서 하나의 작업공정을 수행하는데 소요되는 에너지 크기가 시간의 흐름에 따라 변화되는 정보를 측정하되, 그 측정되는 에너지 크기의 변화정보에서 에너지의 크기가 가장 큰 값을 피크(peak) 값으로 하여 수집하는 단계이다.

통상적으로 대형 설비에 설치되어 유기적으로 동작하는 기기는 특정 작업공정을 반복적으로 수행하게 되는데, 이때 기기에 소요되는 에너지로 전류(전원), 공급전원의 주파수, 기기에서 발생되는 진동, 소음 등을 선택적으로 사용할 수 있다.

일 예로, 소재에 구멍을 천공하는 작업공정을 수행하는 천공기와 같은 기기가 작업공정을 수행하는데 소요되는 에너지로 기기로 공급되는 전류를 시간의 흐름에 따라 나타내면, 도 2에 도시된 바와 같은 파형으로 도시된다.

이때, 피크 값은 전류가 가장 크게 형성되는 값을 피크 값으로 하며, 그 피크 값을 상기 제1정보 수집단계(S10)에서 수집하게 된다.

상기 제1분포도 구축단계(S20)는 상기 정보 수집단계(S10)에서 수집되는 정보를 기반으로 기기에서 반복적으로 수행되는 작업공정 각각에 대하여 피크 값을 모두 수집하고, 그 수집된 피크 값을 기반으로 제1분포도를 구축하되, 설정된 피크 단위 시간 간격으로 기기에서 반복적으로 수행된 동작에 대한 제1분포도를 반복적으로 구축하는 단계이다.

즉, 기기가 반복적으로 작업공정을 수행하게 되면, 도 3에 도시된 바와 같이 반복적으로 피크 값을 수집할 수 있는데, 그 수집되는 다수의 피크 값을 기반으로 제1분포도를 구축하면 도 3에 도시된 바와 같다.

여기서, 상기 피크 단위 시간은 적어도 둘 이상의 피크 값이 포함되도록 설정하는 시간으로 기기의 구동조건, 주변환경 등을 고려하여 적게는 수초로 많게는 일, 월, 년 등의 단위로 설정할 수 있다.

상기 제1구간 설정단계(S30)는 상기 제1분포도에서 피크 값의 분포 확률이 높은 구간을 피크 평균구간으로 임의로 설정하고, 그 설정된 피크 평균구간 외의 구간 중에서 선택되는 어느 하나의 구간 또는 둘 이상의 구간을 피크 검출구간으로 설정하는 단계이다.

여기서, 기기가 정상적인 상태에서 분포 확률이 높은 피크 값은 기기의 상태가 다소 안정적인 값으로 볼 수 있으며, 분포 확률이 낮은 피크 값, 즉 피크 값이 너무 크게 형성되거나 반대로 너무 작게 형성된 값은 기기의 상태가 다소 불안정한 값으로 볼 수 있다.

따라서, 도 4에 도시된 바와 같이 제1분포도를 피크 평균구간과 피크 검출구간으로 구획하면, 피크 평균구간은 기기가 안정된 상태의 피크 값이 분포된 영역이며, 피크 검출구간은 기기가 다소 불안정한 상태의 피크 값이 분포된 영역이다.

여기서, 상기 피크 검출구간으로 상기 피크 평균구간 외의 모든 구간, 즉 상기 피크 평균구간의 양측 구간을 피크 검출구간으로 선택하였으나, 이렇게 선택된 구간으로 한정하여 상기 피크 검출구간을 선택하는 것은 물론 아니다.

상기 제2분포도 구축단계(S40)는 상기 정보 수집단계(S10)와 제1분포도 구축단계(S20) 및 제1구간 설정단계(S30)를 통해 반복적으로 수집되는 제1분포도의 피크 검출구간에 대한 분포 확률을 모두 수집하고, 그 수집된 피크 검출구간의 분포 확률 값에 대한 제2분포도를 구축하되, 설정된 분포 단위 시간 간격으로 반복적으로 구축된 제1분포도의 피크 검출구간에 대한 제2분포도를 반복적으로 구축하는 단계이다.

즉, 반복적으로 제1분포도가 구축 수집되면, 도 5에 도시된 바와 같이 다수의 피크 검출구간에 대한 분포 확률 값이 수집되며, 그 수집된 피크 검출구간의 분포 확률 값을 기반으로 제2분포도를 구축하면 도 5와 같다.

여기서, 상기 분포 단위 시간은 적어도 둘 이상의 제1분포도의 피크 검출구간의 분포 확률 값이 포함되도록 설정하는 시간으로 기기의 구동조건, 주변환경 등을 고려하여 적게는 수초로 많게는 일, 월, 년 등의 단위로 설정할 수 있음은 물론이다.

상기 제2구간 설정단계(S50)는 상기 제2분포도에서 피크 검출구간의 분포 확률 값의 분포 확률이 높은 구간을 분포 평균구간으로 임의로 설정하고, 그 설정된 분포 평균구간 외의 구간 중에서 선택되는 어느 하나의 구간 또는 둘 이상의 구간을 분포 검출구간으로 설정하는 단계이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 구축되는 상기 제2분포도는 상기 제1분포도에서 피크 검출구간에 해당하는 기기의 상태가 다소 불안정한 값을 기반으로 구축되는 특성상, 상기 제2분포도의 분포 검출구간의 영역은 기기의 상태가 더욱 불안정한 값들이 분포된 구간으로 볼 수 있다.

상기 임계값 설정단계(S60)는 상기 분포 검출구간의 분포 확률에 대한 분포 임계값을 설정하는 단계이다.

여기서, 상기 분포 임계값은 제2분포도에서 구획된 분포 검출구간의 분포 확률이 비정상적으로 증대되면 경보하기 위한 값으로 기기의 종류, 사용환경, 수명 및 분포 검출구간의 크기(분포확률) 등을 고려하여 다양한 크기의 값으로 설정할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 분포 임계값은 적어도 둘 이상의 임계값, 예를 들어 경보 임계값, 위험 임계값 등으로 구분하여 설정하여 경보에 대한 수위를 다양하게 형성하여 기기의 이상징후를 경보할 수 있음은 물론이다.

상기 검출단계(S70)는 기기의 실시간 구동상태에서 분포 단위 시간 내에 반복적으로 구축되는 제1분포도의 피크 검출구간에 대한 분포 확률 값의 제2분포도의 분포 검출구간의 분포 확률이 상기 분포 임계값을 초과하면 경보하여 기기의 점검 관리를 유도하는 단계이다.

즉, 도 7에 도시된 바와 같이 기기의 실시간 구동상태에서 분포 단위 시간 내의 제1분포도의 피크 검출구간에 대한 분포 확률 값을 기반으로 실시간 제2분포도를 구축하되, 반복적인 분포 단위 시간 간격으로 실시간 제2분포도를 반복적으로 구축하며, 이때 구축되는 실시간 제2분포도의 분포 검출구간에 대한 분포 확률과 상기 임계값 설정단계(S60)에서 설정된 분포 임계값을 비교하여 실시간 제2분포도의 분포 검출구간의 분포 확률이 분포 임계값을 초과하지 않으면 기기를 안정적인 상태로 검출하고, 분포 임계값을 초과하면 기기를 불안정한 상태로 검출 경보하는 방식으로 기기의 고장이 발생하기 전에 기기의 이상징후를 검출하여 기기의 점검 및 관리를 유도하여 갑작스럽게 기기의 고장으로 설비의 전체적인 가동이 중단되어 발생할 수 있는 경제적인 손실을 미연에 방지할 수 있도록 유도한다.

일 예로, 도 7은 분계 임계값이 5%로 설정되고, 그 설정된 분포 임계값에 대해 기기의 실시간 제2분포도의 분포 검출구간의 분포 확률을 대비하여 기기의 이상징후를 비교 검출한 것이다.

한편, 상기 정보 수집단계(S10)와 제1분포도 구축단계(S20) 및 제1구간 설정단계(S30)를 통해 반복적으로 수집되는 제1분포도의 정보를 기반으로 상기 임계값 설정단계(S60)에서 상기 피크 검출구간의 분포 확률에 대한 피크 임계값을 설정하는데, 이때 상기 피크 임계값은 제1분포도에서 구획된 피크 검출구간의 분포 확률이 증대되면 경보하기 위한 값으로 기기의 종류, 사용환경, 수명 및 피크 검출구간의 크기(분포확률) 등을 고려하여 다양한 크기의 값으로 설정할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 피크 임계값은 적어도 둘 이상의 임계값, 예를 들어 경보 임계값, 위험 임계값 등으로 구분하여 설정하여 경보에 대한 수위를 다양하게 형성하여 기기의 이상징후를 경보할 수 있음은 물론이다.

그런 후, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 검출단계(S70)에서는 기기의 실시간 구동상태에서 피크 단위 시간 내에 반복적으로 수행되는 작업공정에 대한 피크 값을 기반으로 구축된 실시간 제1분포도에서 피크 검출구간의 분포 확률이 상기 피크 임계값을 초과하면 경보하여 기기의 점검 관리를 유도하도록 한다.

일 예로, 도 8은 피크 임계값이 10%로 설정되고, 그 설정된 피크 임계값에 대해 기기의 실시간 제1분포도의 피크 검출구간의 분포 확률을 대비하여 기기의 이상징후를 비교 검출한 것이다.

즉, 본 발명의 분포도를 통한 기기의 예지 보전방법(100)은 피크 검출구간의 분포 확률에 대한 피크 임계값과, 분포 검출구간에 대한 분포 임계값을 통해 기기의 이상징후를 보다 정확하고 정밀하게 검출 예지할 수 있으므로 기기의 경보에 대한 우수한 신뢰성을 확보할 수 있다.

한편, 도 9에 도시된 바와 같이 기울기 정보 수집단계(S80)는 상기 제2분포도 구축단계(S40)에서 반복적으로 수집되는 제2분포도의 분포 검출구간에 대한 분포 확률 값을 시간의 흐름에 따라 배치하고, 그 배치된 분포 검출구간의 분포 확률 값을 서로 직선으로 연결한 후, 그 직선의 기울기를 통해 분포 기울기 정보를 수집하고,

도 10에 도시된 바와 같이, 상기 정보 수집단계(S10)와 제1분포도 구축단계(S20) 및 제1구간 설정단계(S30)에서 반복적으로 수집되는 제1분포도의 피크 검출구간에 대한 분포 확률 값을 시간의 흐름에 따라 배치하고, 그 배치된 피크 검출구간의 분포 확률 값을 서로 직선으로 연결한 후, 그 직선의 기울기를 통해 피크 기울기 정보를 수집한다.

여기서, 상기 기울기 값은 기울기가 상승하는 상승 기울기 값(양수)과 기울기가 하강하는 하강 기울기 값(음수)으로 구분할 수 있지만, 모두 절대값으로 기울기 값을 수치화하여 수집한다.

그런 후, 상기 임계값 설정단계(S60)에서는 분포 검출구간에 대한 분포 기울기의 임계값과, 피크 검출구간에 대한 피크 기울기의 임계값을 각각 설정한다.

여기서, 상기 분포 기울기 임계값은 상기 제2분포도에서 구획된 분포 검출구간의 분포 확률 값과 다른 분포 검출구간의 분포 확률 값을 서로 연결하는 직선의 기울기 값이 비정상적으로 증대되는 경우에 경보하기 위한 값이며, 상기 피크 기울기 임계값은 상기 제1분포도에서 구획된 피크 검출구간의 분포 확률 값과 다른 피크 검출구간의 분포 확률 값을 서로 연결하는 직선의 기울기 값이 비정상적으로 증대되는 경우에 경보하기 위한 값이다.

그런 후, 도 11에 도시된 바와 같이 상기 검출단계(S70)에서는 기기의 실시간 구동상태에서 반복적으로 수집되는 제2분포도의 분포 검출구간에 대한 분포 확률 값을 시간의 흐름에 따라 배치하고, 그 배치된 분포 검출구간의 분포 확률 값을 서로 직선으로 연결하여 분포 기울기 값을 측정하되, 그 측정된 분포 기울기 값이 상기 분포 기울기의 임계값을 초과하거나,

도 12에 도시된 바와 같이, 기기의 실시간 구동상태에서 반복적으로 수집되는 제1분포도의 피크 검출구간에 대한 분포 확률 값을 시간의 흐름에 따라 배치하고, 그 배치된 피크 검출구간의 분포 확률 값을 서로 직선으로 연결하여 피크 기울기 값을 측정하되, 그 측정된 피크 기울기 값이 상기 피크 기울기의 임계값을 초과하면 경보하여 기기의 점검 관리를 유도하도록 한다.

도 13에 도시된 바와 같이, 상기 검출단계(S70)에서는 기기의 실시간 구동상태에서 분포 검출구간에 대한 분포 기울기 값이 2회 이상 포함되는 분포 평균 검출구간을 설정하고, 그 설정된 분포 평균 검출구간에 포함되는 각각의 분포 기울기 값을 수집하여 평균한 분포 평균 기울기 값이 상기 분포 평균 기울기의 임계값을 초과하거나,

도 14에 도시된 바와 같이, 기기의 실시간 구동상태에서 피크 검출구간에 대한 피크 기울기 값이 2회 이상 포함되는 피크 평균 검출구간을 설정하고, 그 설정된 피크 평균 검출구간에 포함되는 각각의 피크 기울기 값을 수집하여 평균한 피크 평균 기울기 값이 상기 피크 평균 기울기의 임계값을 초과하면 경보하여 기기의 점검 관리를 유도한다.

상기와 같은 과정으로 기기의 이상징후를 예지하는 본 발명의 분포도를 통한 기기의 예지 보전방법(100)은 정상적인 상태의 기기가 작업공정을 수행하는데 소요되는 에너지 크기의 변화를 기반으로 피크 값을 추출하고, 그 추출된 피크 값에 분포도를 구축하고, 그 구축된 분포도에서 분포 확률이 낮고 다소 높은 위험성을 갖는 검출구간의 분포 확률의 변화를 기반으로 기기의 이상징후를 미리 예지 검출하여 적합한 시기에 기기의 정비 및 교체를 수행할 수 있도록 유도하여 기기의 고장으로 인한 막대한 금전적인 손실을 미연에 예방할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 분포도를 통한 기기의 예지 보전방법(100)은 분포도를 통해 작업공정을 수행하는 하나의 기기의 이상징후를 검출하는 것으로 설명하였으나, 작업공정을 수행하기 위해 다수의 기기가 사용되는 경우에 각각의 기기에 대해 개별적으로 분포도를 구축하여 기기의 이상징후를 검출하거나, 각 기기의 분포도를 합산 조합하여 작업공정을 수행하는 모든 기기의 이상징후를 함께 검출할 수 있음은 물론이다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것으로 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 사상을 해치지 않는 범위 내에서 당업자에 의한 변형이 가능함은 물론이다. 따라서, 본 발명에서 권리를 청구하는 범위는 상세한 설명의 범위 내로 정해지는 것이 아니라 후술되는 청구범위와 이의 기술적 사상에 의해 한정될 것이다.

Claims

기기의 예지 보전방법에 있어서,

기기가 정상적인 구동 상태에서 하나의 작업공정을 수행하는데 소요되는 에너지 크기가 시간의 흐름에 따라 변화되는 정보를 측정하되, 그 측정되는 에너지 크기의 변화정보에서 에너지의 크기가 가장 큰 값을 피크(peak) 값으로 하여 수집하는 정보 수집단계(S10);

상기 정보 수집단계(S10)에서 수집되는 정보를 기반으로 기기에서 반복적으로 수행되는 작업공정 각각에 대하여 피크 값을 모두 수집하고, 그 수집된 피크 값을 기반으로 제1분포도를 구축하되, 설정된 피크 단위 시간 간격으로 기기에서 반복적으로 수행된 동작에 대한 제1분포도를 반복적으로 구축하는 제1분포도 구축단계(S20);

상기 제1분포도에서 피크 값의 분포 확률이 높은 구간을 피크 평균구간으로 임의로 설정하고, 그 설정된 피크 평균구간 외의 구간 중에서 선택되는 어느 하나의 구간 또는 둘 이상의 구간을 피크 검출구간으로 설정하는 제1구간 설정단계(S30);

상기 정보 수집단계(S10)와 제1분포도 구축단계(S20) 및 제1구간 설정단계(S30)를 통해 반복적으로 수집되는 제1분포도의 피크 검출구간에 대한 분포 확률을 모두 수집하고, 그 수집된 피크 검출구간의 분포 확률 값에 대한 제2분포도를 구축하되, 설정된 분포 단위 시간 간격으로 반복적으로 구축된 제1분포도의 피크 검출구간에 대한 제2분포도를 반복적으로 구축하는 제2분포도 구축단계(S40);

상기 제2분포도에서 피크 검출구간의 분포 확률 값의 분포 확률이 높은 구간을 분포 평균구간으로 임의로 설정하고, 그 설정된 분포 평균구간 외의 구간 중에서 선택되는 어느 하나의 구간 또는 둘 이상의 구간을 분포 검출구간으로 설정하는 제2구간 설정단계(S50);

상기 분포 검출구간의 분포 확률에 대한 분포 임계값을 설정하는 임계값 설정단계(S60); 및

기기의 실시간 구동상태에서 분포 단위 시간 내에 반복적으로 구축되는 제1분포도의 피크 검출구간에 대한 분포 확률 값의 제2분포도의 분포 검출구간의 분포 확률이 상기 분포 임계값을 초과하면 경보하여 기기의 점검 관리를 유도하는 검출단계(S70);로 이루어지되,

상기 피크 단위 시간은 적어도 둘 이상의 작업공정을 포함하는 시간으로 설정되고, 상기 분포 단위 시간은 적어도 둘 이상의 제1분포도를 포함하는 시간으로 설정되는 것을 특징으로 하는 분포도를 통한 기기의 예지 보전방법.
제 1 항에 있어서,

상기 정보 수집단계(S10)와 제1분포도 구축단계(S20) 및 제1구간 설정단계(S30)를 통해 반복적으로 수집되는 제1분포도의 정보를 기반으로 상기 임계값 설정단계(S60)에서 상기 피크 검출구간의 분포 확률에 대한 피크 임계값을 설정하고,

상기 검출단계(S70)에서는 기기의 실시간 구동상태에서 피크 단위 시간 내에 반복적으로 수행되는 작업공정에 대한 피크 값을 기반으로 구축된 실시간 제1분포도에서 피크 검출구간의 분포 확률이 상기 피크 임계값을 초과하면 경보하여 기기의 점검 관리를 유도하는 것을 특징으로 하는 분포도를 통한 기기의 예지 보전방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 제2분포도 구축단계(S40)에서 반복적으로 수집되는 제2분포도의 분포 검출구간에 대한 분포 확률 값을 시간의 흐름에 따라 배치하고, 그 배치된 분포 검출구간의 분포 확률 값을 서로 직선으로 연결한 후, 그 직선의 기울기를 통해 분포 기울기 정보를 수집하고,

상기 정보 수집단계(S10)와 제1분포도 구축단계(S20) 및 제1구간 설정단계(S30)에서 반복적으로 수집되는 제1분포도의 피크 검출구간에 대한 분포 확률 값을 시간의 흐름에 따라 배치하고, 그 배치된 피크 검출구간의 분포 확률 값을 서로 직선으로 연결한 후, 그 직선의 기울기를 통해 피크 기울기 정보를 수집하는 기울기 정보 수집단계(S80);를 더 포함하되,

상기 임계값 설정단계(S60)에서는 분포 검출구간에 대한 분포 기울기의 임계값과, 피크 검출구간에 대한 피크 기울기의 임계값을 각각 설정하며,

상기 검출단계(S70)에서는 기기의 실시간 구동상태에서 반복적으로 수집되는 제2분포도의 분포 검출구간에 대한 분포 확률 값을 시간의 흐름에 따라 배치하고, 그 배치된 분포 검출구간의 분포 확률 값을 서로 직선으로 연결하여 분포 기울기 값을 측정하되, 그 측정된 분포 기울기 값이 상기 분포 기울기의 임계값을 초과하거나,

기기의 실시간 구동상태에서 반복적으로 수집되는 제1분포도의 피크 검출구간에 대한 분포 확률 값을 시간의 흐름에 따라 배치하고, 그 배치된 피크 검출구간의 분포 확률 값을 서로 직선으로 연결하여 피크 기울기 값을 측정하되, 그 측정된 피크 기울기 값이 상기 피크 기울기의 임계값을 초과하면 경보하여 기기의 점검 관리를 유도하는 것을 특징으로 하는 분포도를 통한 기기의 예지 보전방법.
제 3 항에 있어서,

상기 임계값 설정단계(S60)에서는 분포 검출구간에 대한 분포 평균 기울기의 임계값과, 피크 검출구간에 대한 피크 평균 기울기의 임계값을 각각 더 설정하며,

상기 검출단계(S70)에서는 기기의 실시간 구동상태에서 분포 검출구간에 대한 분포 기울기 값이 2회 이상 포함되는 분포 평균 검출구간을 설정하고, 그 설정된 분포 평균 검출구간에 포함되는 각각의 분포 기울기 값을 수집하여 평균한 분포 평균 기울기 값이 상기 분포 평균 기울기의 임계값을 초과하거나,

기기의 실시간 구동상태에서 피크 검출구간에 대한 피크 기울기 값이 2회 이상 포함되는 피크 평균 검출구간을 설정하고, 그 설정된 피크 평균 검출구간에 포함되는 각각의 피크 기울기 값을 수집하여 평균한 피크 평균 기울기 값이 상기 피크 평균 기울기의 임계값을 초과하면 경보하여 기기의 점검 관리를 유도하는 것을 특징으로 하는 분포도를 통한 기기의 예지 보전방법.