WO2023277544A1

WO2023277544A1 - 시간에 대한 정속 정의를 통한 기기의 예지 보전방법

Info

Publication number: WO2023277544A1
Application number: PCT/KR2022/009254
Authority: WO
Inventors: 이영규
Original assignee: 주식회사 아이티공간
Priority date: 2021-07-01
Filing date: 2022-06-28
Publication date: 2023-01-05
Also published as: KR102477712B1

Abstract

본 발명은 시간에 대한 정속 정의를 통한 기기의 예지 보전방법으로서, 정보 수집단계, 정속구간 수집단계, 평균값 수집단계, 임계값 설정단계, 및 검출단계를 포함할 수 있다.

Description

시간에 대한 정속 정의를 통한 기기의 예지 보전방법

본 발명은 시간에 대한 정속 정의를 통한 기기의 예지 보전방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기기가 구동 상태에서 작업공정을 수행하는데 소요되는 에너지 파형의 시작시점부터 종료시점 사이의 시간 값을 추출하고, 그 추출된 시간 값을 기반으로 설정 수집되는 시간 정속구간을 통해 시간 정속구간의 시간 평균값에 대한 임계값과 시간 기울기에 대한 임계값을 설정한 후, 기기의 실시간 구동 상태에서 수집되는 시간 정속구간의 시간 평균값을 시간 평균값에 대한 임계값 및 시간 기울기에 대한 임계값과 대비하여 기기의 이상징후가 의심되는 조건이 만족되면 경보하여 적합한 시기에 기기의 정비 및 교체를 수행할 수 있도록 유도하여 기기의 고장으로 인한 막대한 손실을 미연에 예방할 수 있는 시간에 대한 정속 정의를 통한 기기의 예지 보전방법에 관한 것이다.

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 기기가 구동 상태에서 작업공정을 수행하는데 소요되는 에너지 파형의 시작시점부터 종료시점 사이의 시간 값을 추출하고, 그 추출된 시간 값을 기반으로 설정 수집되는 시간 정속구간을 통해 시간 정속구간의 시간 평균값에 대한 임계값과 시간 기울기에 대한 임계값을 설정한 후, 기기의 실시간 구동 상태에서 수집되는 시간 정속구간의 시간 평균값을 시간 평균값에 대한 임계값 및 시간 기울기에 대한 임계값과 대비하여 기기의 이상징후가 의심되는 조건이 만족되면 경보하여 적합한 시기에 기기의 정비 및 교체를 수행할 수 있도록 유도하여 기기의 고장으로 인한 막대한 손실을 미연에 예방할 수 있는 시간에 대한 정속 정의를 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 시간에 대한 정속 정의를 통한 기기의 예지 보전방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 시간에 대한 정속 정의를 통한 기기의 예지 보전방법은 기기가 구동 상태에서 하나의 작업공정을 수행하는데 소요되는 에너지 크기가 시간의 흐름에 따라 변화되는 에너지 파형 정보를 측정하되, 그 측정되는 에너지 파형이 시작되는 시작시점으로부터 종료되는 종료시점 사이의 시간을 시간 값으로 수집하는 정보 수집단계(S10);와, 상기 정보 수집단계(S10)를 통해 수집되는 기기에서 반복적으로 수행되는 작업공정 각각의 에너지 파형에 대한 시간 값을 시간의 흐름에 따라 배치하되, 그 배치되는 시간 값을 기반으로 일정 단위 시간의 시간 정속구간을 반복적으로 설정 수집하는 정속구간 수집단계(S20);와, 상기 시간 정속구간에 포함되는 시간 값에 대한 평균값을 반복적으로 수집하는 평균값 수집단계(S30);와, 상기 시간 정속구간의 평균값에 대한 시간 임계값을 설정하는 임계값 설정단계(S40);와, 기기의 실시간 구동 상태에서 반복적으로 수행되는 작업공정의 에너지 파형에 대한 시간 값을 기반으로 일정 단위 시간의 시간 정속구간을 반복적으로 설정 수집하고, 그 수집된 시간 정속구간에 포함되는 시간 값에 대한 평균값이 상기 시간 임계값을 초과하면 경보하여 기기의 점검 관리를 유도하는 검출단계(S50);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 정속구간 수집단계(S20)는 상기 정보 수집단계(S10)에서 수집되는 정보를 기반으로 기기에서 반복적으로 수행되는 작업공정 각각의 시간 값을 시간의 흐름에 따라 배치하는 배치과정(S21)과, 시간 정속구간을 설정하기 위한 상한값과 하한값 및 시간 정속구간의 단위 시간을 설정하는 설정과정(S22)과, 시간의 흐름에 따라 배치되는 시간 값이 설정된 단위 시간 동안 상기 상한값과 하한값을 초과하지 않는 구간을 시간 정속구간으로 하고, 그 시간 정속구간을 반복적으로 수집하는 구간 수집과정(S23)으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 정보 수집단계(S10)와 정속구간 수집단계(S20) 및 평균값 수집단계(S30)에서 반복적으로 설정 수집되는 시간 정속구간의 평균값을 시간의 흐름에 따라 배치하고, 그 배치된 평균값을 서로 직선으로 연결한 후, 그 직선의 기울기를 통해 시간 기울기 정보를 수집하는 시간 기울기 정보 수집단계(S60);를 더 포함하되, 상기 임계값 설정단계(S40)에서 시간 정속구간의 평균값에 대한 시간 기울기의 임계값을 설정하며, 상기 검출단계(S50)에서는 기기의 실시간 구동 상태에서 반복적으로 수행되는 작업공정에 대한 시간 값을 기반으로 설정 수집되는 시간 정속구간에 대한 평균값을 시간의 흐름에 따라 배치하고, 그 배치된 시간 정속구간의 평균값을 서로 직선으로 연결하여 시간 기울기 값을 추출하되, 그 추출된 시간 기울기 값이 상기 시간 기울기의 임계값을 초과하면 경보하여 기기의 점검 관리를 유도하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 평균값 수집단계(S30)를 대신하여 상기 정보 수집단계(S10)와 정속구간 수집단계(S20)에서 반복적으로 설정 수집되는 시간 정속구간에서 구간이 시작되는 시작지점과 구간이 종료되는 종료지점 및 구간 내의 임의의 지점 중에서 어느 하나의 지점을 선택하고, 반복 수집되는 다수의 상기 시간 정속구간에서 선택된 지점에 대한 값을 임의 측정값으로 반복 수집하는 임의 측정값 수집단계(S70);를 더 포함하되, 상기 임계값 설정단계(S40)에서는 시간 정속구간에서 수집되는 임의 측정값에 대한 임의 임계값을 설정하며, 상기 검출단계(S50)에서는 기기의 실시간 구동 상태에서 반복적으로 수행되는 작업공정에 대한 시간 값을 기반으로 설정 수집되는 시간 정속구간에서 상기 임의 측정값 수집단계(S70)에서 선택된 임의의 지점에 대한 임의 측정값을 추출하고, 그 추출된 임의 측정값이 상기 임의 임계값을 초과하면 경보하여 기기의 점검 관리를 유도하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 임의 측정값 수집단계(S70)에서 반복적으로 수집되는 상기 시간 정속구간의 임의 측정값을 시간의 흐름에 따라 배치하고, 그 배치된 임의 측정값을 서로 직선으로 연결한 후, 그 직선의 기울기를 통해 임의 기울기 정보를 수집하는 임의 기울기 정보 수집단계(S80);를 더 포함하되, 상기 임계값 설정단계(S40)에서 시간 정속구간의 임의 측정값에 대한 임의 기울기의 임계값을 설정하며, 상기 검출단계(S50)에서는 기기의 실시간 구동 상태에서 반복적으로 수행되는 작업공정에 대한 시간 값을 기반으로 설정되는 시간 정속구간에 대한 임의 측정값을 시간의 흐름에 따라 배치하고, 그 배치된 시간 정속구간의 임의 측정값을 서로 직선으로 연결하여 임의 기울기 값을 추출하되, 그 추출된 임의 기울기 값이 상기 임의 기울기의 임계값을 초과하면 경보하여 기기의 점검 관리를 유도하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 정보 수집단계(S10)와 정속구간 수집단계(S20)에서 수집되는 시간 값을 기반으로 시간 정속구간을 반복적으로 설정 수집하되, 상기 평균값 수집단계(S30)을 대신하여 적어도 둘 이상의 시간 정속구간이 포함될 수 있는 단위 시간의 검출구간을 설정하고, 그 검출구간에 포함될 수 있는 시간 정속구간의 최대 개수를 산출하는 산출단계(S90);를 더 포함하되, 상기 임계값 설정단계(S40)에서는 상기 산출단계(S90)를 통해 검출구간에 대한 시간 정속구간의 최대 개수를 기반으로 검출구간에 포함되는 시간 정속구간 개수에 대한 임계 개수를 설정하고, 상기 검출단계(S50)에서는 기기의 실시간 구동 상태에서 반복적으로 수행되는 작업공정에 대한 시간 값을 기반으로 일정 단위 시간의 시간 정속구간을 수집하되, 상기 검출구간의 단위 시간 내에 검출된 시간 정속구간의 개수가 상기 임계 개수 미만이면 경보하여 기기의 점검 관리를 유도하는 것을 특징으로 한다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 시간에 대한 정속 정의를 통한 기기의 예지 보전방법에 의하면, 기기가 구동 상태에서 작업공정을 수행하는데 소요되는 에너지 파형의 시작시점부터 종료시점 사이의 시간 값을 추출하고, 그 추출된 시간 값을 기반으로 설정 수집되는 시간 정속구간을 통해 시간 정속구간의 시간 평균값에 대한 임계값과 시간 기울기에 대한 임계값을 설정한 후, 기기의 실시간 구동 상태에서 수집되는 시간 정속구간의 시간 평균값을 시간 평균값에 대한 임계값 및 시간 기울기에 대한 임계값과 대비하여 기기의 이상징후가 의심되는 조건이 만족되면 경보하여 적합한 시기에 기기의 정비 및 교체를 수행할 수 있도록 유도하여 기기의 고장으로 인한 막대한 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 시간에 대한 정속 정의를 통한 기기의 예지 보전방법의 블럭도이다.

도 2 내지 도 13은 도 1에 도시된 시간에 대한 정속 정의를 통한 기기의 예지 보전방법을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시간에 대한 정속 정의를 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 13은 본 발명의 실시예에 따른 시간에 대한 정속 정의를 통한 기기의 예지 보전방법을 도시한 것으로, 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 시간에 대한 정속 정의를 통한 기기의 예지 보전방법의 블럭도를, 도 2 내지 도 13은 도 1에 도시된 시간에 대한 정속 정의를 통한 기기의 예지 보전방법을 설명하기 위한 도면을 각각 나타낸 것이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 시간에 대한 정속 정의를 통한 기기의 예지 보전방법(100)은 정보 수집단계(S10)와, 정속구간 수집단계(S20)와, 평균값 수집단계(S30)와, 임계값 설정단계(S40)와, 검출단계(S50)를 포함하고 있다.

상기 정보 수집단계(S10)는 기기가 구동 상태에서 하나의 작업공정을 수행하는데 소요되는 에너지 크기가 시간의 흐름에 따라 변화되는 에너지 파형 정보를 측정하되, 그 측정되는 에너지 파형이 시작되는 시작시점으로부터 종료되는 종료시점 사이의 시간을 시간 값으로 수집하는 단계이다.

통상적으로 대형 설비에 설치되어 유기적으로 동작하는 기기는 특정 작업공정을 반복적으로 수행하게 되는데, 이때 작업공정을 수행하는데 소요되는 기기의 에너지로 전류(전원), 공급전원의 주파수, 기기에서 발생되는 진동, 소음 등이 선택적으로 사용될 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.

여기서, 에너지 파형의 시간 값이라 함은 에너지 파형이 시작되는 시작시점(기기를 통해 작업공정이 시작되는 시점)으로부터 에너지 파형이 종료되는 종료시점(기기를 통해 작업공정이 종료되는 시점)까지의 시간 길이에 대한 시간 값인데, 통상 기기에서 한 번의 작업공정이 완료되더라도 반복적인 작업공정을 수행하기 위해 완전하게 정지되지 않고 대기하는 기기에 낮은 전류 값이 유지되므로 기기로부터 반복되는 에너지 파형에 대해 시간 값을 용이하게 획득하기 위해서는 소정의 크기를 갖는 기준 값을 설정한 상태에서 에너지 파형이 기준 값 이상으로 증가하는 시점을 시작시점으로 하고 기준 값 미만으로 도달하는 시점을 종료시점으로 하여 작업공정에 대한 에너지 파형으로부터 용이하게 시간 값을 획득하도록 함이 바람직하다.

상기 정속구간 수집단계(S20)는 상기 정보 수집단계(S10)를 통해 수집되는 기기에서 반복적으로 수행되는 작업공정 각각의 에너지 파형에 대한 시간 값을 시간의 흐름에 따라 배치하되, 그 배치되는 시간 값을 기반으로 일정 단위 시간의 시간 정속구간을 반복적으로 설정 수집하는 단계로,

배치과정(S21)과, 설정과정(S22)과, 구간 수집과정(S23)으로 이루어진다.

상기 배치과정(S21)은 상기 정보 수집단계(S10)에서 수집되는 정보를 기반으로 기기에서 반복적으로 수행되는 작업공정 각각의 시간 값을 시간의 흐름에 따라 배치하는 과정이다.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이 기기가 반복적으로 작업공정을 수행하게 되면 반복적으로 시간 값을 수집할 수 있는데, 그 수집되는 다수의 시간 값을 시간의 흐름에 따라 배치하면 도 3과 같이 나타낼 수 있다.

상기 설정과정(S22)은 시간 정속구간을 설정하기 위한 상한값과 하한값 및 시간 정속구간의 단위 시간을 설정하는 과정이다.

여기서, 상기 상한값과 하한값 및 시간 정속구간의 단위 시간은 기기의 구동조건, 사용환경 등의 요소를 고려하여 적합한 값으로 다양하게 형성될 수 있음은 물론이며, 상기 시간 정속구단의 단위 시간은 적어도 둘 이상의 시간 값이 포함되는 시간으로 설정하되 적게는 수초로 많게는 일, 월, 년 등의 시간 단위로 설정할 수 있다.

상기 구간 수집과정(S23)은 시간의 흐름에 따라 배치되는 시간 값이 설정된 단위 시간 동안 상기 상한값과 하한값을 초과하지 않는 구간을 시간 정속구간으로 하고, 그 시간 정속구간을 반복적으로 수집하는 과정이다.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이 시간 값이 설정된 상기 상한값과 하한값을 초과하지 않으면서 상기 단위 시간을 유지하면, 그 단위 시간의 구간을 상기 시간 정속구간으로 하며, 이러한 상기 시간 정속구간을 반복하여 수집한다.

이때, 상기 단위 시간 내에 상기 시간 값이 상기 상한값 또는 하한값을 초과하면, 그 초과 부분은 배제하고 상기 상한 또는 하한값을 초과한 시간 값 다음의 시간 값부터 다시 상기 시간 정속구간을 추적 수집하도록 한다.

상기와 같은 과정을 통해 기기가 반복적으로 수행하는 작업공정에 대한 시간 값을 기반으로 상기 시간 정속구간을 반복적으로 설정 수집하게 된다.

상기 평균값 수집단계(S30)는 상기 시간 정속구간에 포함되는 시간 값에 대한 평균값을 반복적으로 수집하는 단계이다.

즉, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 정속구간 수집단계(S20)의 과정을 통해 반복적으로 수집되는 상기 시간 정속구간에 포함되는 시간 값들에 대한 평균값을 수집하는 과정으로, 이렇게 수집되는 평균값에 대한 정보는 후설될 상기 임계값 설정단계(S40)에서 상기 시간 정속구간의 평균값에 대한 임계값을 설정하는 기반이 된다.

상기 임계값 설정단계(S40)는 상기 시간 정속구간의 평균값에 대한 시간 임계값을 설정하는 단계이다.

여기서, 상기 시간 정속구간의 평균값에 대한 시간 임계값은 상기 시간 정속구간의 시간 평균값이 비정상적으로 증대하거나 감소하면 경보하기 위한 값으로 기기의 종류, 사용환경, 수명 및 시간 정속구간의 크기 등을 고려하여 다양한 크기의 값으로 다양한 개수로 설정할 수 있는데, 일 예로 상기 평균값에 대한 시간 임계값을 경보 임계값, 위험 임계값 등으로 구분하여 설정하여 경보에 대한 수위를 다양하게 형성하여 기기의 이상징후를 경보할 수 있음은 물론이다.

상기 검출단계(S50)는 기기의 실시간 구동 상태에서 반복적으로 수행되는 작업공정의 에너지 파형에 대한 시간 값을 기반으로 일정 단위 시간의 시간 정속구간을 반복적으로 설정 수집하고, 그 수집된 시간 정속구간에 포함되는 시간 값에 대한 평균값이 상기 시간 임계값을 초과하면 경보하여 기기의 점검 관리를 유도하는 단계이다.

즉, 도 6에 도시된 바와 같이 기기의 실시간 구동 상태에서 반복적으로 수집되는 시간 정속구간의 시간 값에 대한 평균값이 상기 임계값 설정단계(S40)에서 설정된 시간 정속구간의 평균값에 대한 시간 임계값을 초과하지 않으면 기기를 안정적인 상태로 검출하고, 반대로 상기 시간 정속구간의 평균값이 상기 시간 임계값을 초과하면 기기를 다소 불안정한 상태로 검출 경보하여 기기의 고장이 발생하기 전에 미리 기기의 이상징후를 검출하여 기기의 점검 및 관리를 유도하는 방식으로 갑작스런 기기의 고장으로 인해 설비의 전체적인 가동이 중단되어 발생할 수 있는 경제적인 손실을 미연에 방지할 수 있도록 유도한다.

또한, 상기 정보 수집단계(S10)와 정속구간 수집단계(S20) 및 평균값 수집단계(S30)에서 반복적으로 설정 수집되는 시간 정속구간의 평균값을 시간의 흐름에 따라 배치하고, 그 배치된 평균값을 서로 직선으로 연결한 후, 그 직선의 기울기를 통해 시간 기울기 정보를 수집하는 시간 기울기 정보 수집단계(S60);를 더 포함한다.

즉, 도 5와 도시된 바와 같이 시간 정속구간의 시간 값에 대한 평균값을 시간의 흐름에 따라 배치한 후에 직선으로 연결하면, 도 7에 도시된 바와 같이 나타낼 수 있다.

이때, 상기 시간 정속구간의 평균값을 연결하는 직선의 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(S40)에서 시간 정속구간의 평균값에 대한 시간 기울기의 임계값을 설정한다.

여기서, 상기 시간 정속구간의 평균값에 대한 시간 기울기 임계값은 상기 시간 정속구간의 평균값과 인접하는 다른 시간 정속구간의 평균값을 서로 연결하는 직선의 기울기 값이 비정상적으로 증대되는 경우에 경보하기 위한 값으로 기기의 종류, 사용환경, 수명 및 시간 정속구간의 평균값 등을 고려하여 다양한 크기의 기울기 값으로 설정할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 시간 정속구간의 평균값에 대한 시간 기울기 임계값을 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, 상기 검출단계(S50)에서는 기기의 실시간 구동 상태에서 반복적으로 수행되는 작업공정에 대한 시간 값을 기반으로 설정 수집되는 시간 정속구간에 대한 평균값을 시간의 흐름에 따라 배치하고, 그 배치된 시간 정속구간의 평균값을 서로 직선으로 연결하여 시간 기울기 값을 추출하되, 그 추출된 시간 기울기 값이 상기 시간 기울기의 임계값을 초과하면 경보하여 기기의 점검 관리를 유도한다.

즉, 도 8에 도시된 바와 같이 기기의 실시간 구동 상태에서 반복적으로 수집되는 시간 정속구간의 시간 값에 대한 평균값을 서로 연결하는 직선의 기울기 값이 상기 임계값 설정단계(S40)에서 설정된 상기 시간 기울기 임계값을 초과하지 않으면 기기를 안정적인 상태로 검출하고, 반대로 상기 시간 정속구간의 평균값을 서로 연결하는 직선의 기울기 값이 상기 시간 기울기 임계값을 초과하면 기기를 다소 불안정한 상태로 검출 경보하여 기기의 고장이 발생하기 전에 미리 기기의 이상징후를 검출하여 기기의 점검 및 관리를 유도하는 방식으로 갑작스런 기기의 고장으로 인해 설비의 전체적인 가동이 중단되어 발생할 수 있는 경제적인 손실을 미연에 방지할 수 있도록 유도한다.

일 예로, 도 8은 시간 기울기 임계값이 5°로 설정되고, 그 설정된 시간 기울기 임계값에 대해 기기의 실시간 시간 정속구간의 평균값을 연결하는 직선의 기울기 값을 대비하여 기기의 이상징후를 비교 검출한 것이다.

한편, 상기 평균값 수집단계(S30)를 대신하여 상기 정보 수집단계(S10)와 정속구간 수집단계(S20)에서 반복적으로 설정 수집되는 시간 정속구간에서 구간이 시작되는 시작지점과 구간이 종료되는 종료지점 및 구간 내의 임의의 지점 중에서 어느 하나의 지점을 선택하고, 반복 수집되는 다수의 상기 시간 정속구간에서 선택된 지점에 대한 값을 임의 측정값으로 반복 수집하는 임의 측정값 수집단계(S70);를 더 포함한다.

즉, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 임의 측정값 수집단계(S70)는 시간 정속구간의 임의 특정 지점을 선택하고, 그 지점에 대한 임의 측정값(시간 값)을 시간 정속구간들에서 반복적으로 수집 획득하도록 한다.

이렇게 획득되는 다수의 시간 값(임의 측정값)들은 기기의 이상징후를 검출하는 기반이 된다.

여기서, 상기 시간 정속구간의 임의의 지점으로 중간 지점을 선택하여 상기 시간 정속구간의 중간 지점에 해당하는 시간 값을 반복하여 수집 획득하였으나, 이러한 지점으로 한정하여 선택하는 것은 물론 아니며, 기기의 사용조건, 환경 등의 요인을 고려하여 다양한 지점의 시간 값을 선택 사용할 수 있음은 물론이다.

그런 후, 상기 임계값 설정단계(S40)에서는 시간 정속구간에서 수집되는 임의 측정값에 대한 임의 임계값을 설정한다.

여기서, 상기 시간 정속구간의 임의 측정값에 대한 임의 임계값은 상기 시간 정속구간에서 선택된 임의의 지점에 대한 시간 값이 비정상적으로 증대하거나 감소하는 경우에 경보하기 위한 값으로 기기의 종류, 사용환경, 수명 및 시간 정속구간의 크기 등을 고려하여 다양한 크기의 값으로 다양한 개수로 설정할 수 있는데, 일 예로 상기 시간 정속구간의 임의 지점에 대한 임의 임계값을 경보 임계값, 위험 임계값 등으로 구분하여 설정하여 경보에 대한 수위를 다양하게 형성하여 기기의 이상징후를 경보할 수 있음은 물론이다.

그런 후, 상기 검출단계(S50)에서는 기기의 실시간 구동 상태에서 반복적으로 수행되는 작업공정에 대한 시간 값을 기반으로 설정 수집되는 시간 정속구간에서 상기 임의 측정값 수집단계(S70)에서 선택된 임의의 지점에 대한 임의 측정값을 추출하고, 그 추출된 임의 측정값이 상기 임의 임계값을 초과하면 경보하여 기기의 점검 관리를 유도한다.

여기서, 기기의 실시간 구동 상태에서 수집되는 시간 정속구간에서의 임의의 지점 역시 상기 임의 측정값 수집단계(S70)에서 선택된 시간 정속구간의 중간 지점으로 동일하게 선택되어 실시간 수집되는 시간 정속구간의 중간 지점에 대한 임의 측정값(시간 값)이 추출 수집됨은 물론이다.

즉, 도 10에 도시된 바와 같이 기기의 실시간 구동 상태에서 반복적으로 수집되는 시간 정속구간에서 임의의 지점에 대한 시간 값(임의 측정값)이 상기 임계값 설정단계(S40)에서 설정된 상기 임의 임계값을 초과하지 않으면 기기를 안정적인 상태로 검출하고, 반대로 상기 시간 정속구간의 임의의 지점에 대한 시간 값이 상기 임의 임계값을 초과하면 기기를 다소 불안정한 상태로 검출 경보하여 기기의 고장이 발생하기 전에 미리 기기의 이상징후를 검출하여 기기의 점검 및 관리를 유도하는 방식으로 갑작스런 기기의 고장으로 인해 설비의 전체적인 가동이 중단되어 발생할 수 있는 경제적인 손실을 미연에 방지할 수 있도록 유도한다.

또한, 상기 임의 측정값 수집단계(S70)에서 반복적으로 수집되는 상기 시간 정속구간의 임의 측정값을 시간의 흐름에 따라 배치하고, 그 배치된 임의 측정값을 서로 직선으로 연결한 후, 그 직선의 기울기를 통해 임의 기울기 정보를 수집하는 임의 기울기 정보 수집단계(S80);를 더 포함한다.

즉, 도 9에 도시된 바와 같이 시간 정속구간의 임의 지점에 대한 임의 측정값을 시간의 흐름에 따라 배치한 후에 직선으로 연결하면, 도 11에 도시된 바와 같이 나타낼 수 있다.

이때, 상기 시간 정속구간의 임의 측정값을 연결하는 직선의 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(S40)에서 시간 정속구간의 임의 측정값에 대한 임의 기울기의 임계값을 설정한다.

여기서, 상기 시간 정속구간의 임의 측정값에 대한 임의 기울기의 임계값은 상기 시간 정속구간의 임의 측정값과 인접하는 다른 시간 정속구간의 임의 측정값을 서로 연결하는 직선의 기울기 값이 비정상적으로 증대되는 경우에 경보하기 위한 값으로 기기의 종류, 사용환경, 수명 및 시간 정속구간의 임의 측정값 등을 고려하여 다양한 크기의 기울기 값으로 설정할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 시간 정속구간의 임의 측정값에 대한 임의 기울기의 임계값은 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, 상기 검출단계(S50)에서는 기기의 실시간 구동 상태에서 반복적으로 수행되는 작업공정에 대한 시간 값을 기반으로 설정되는 시간 정속구간에 대한 임의 측정값을 시간의 흐름에 따라 배치하고, 그 배치된 시간 정속구간의 임의 측정값을 서로 직선으로 연결하여 임의 기울기 값을 추출하되, 그 추출된 임의 기울기 값이 상기 임의 기울기의 임계값을 초과하면 경보하여 기기의 점검 관리를 유도한다.

즉, 도 12에 도시된 바와 같이 기기의 실시간 구동 상태에서 반복적으로 수집되는 시간 정속구간의 임의 측정값을 서로 연결하는 직선의 기울기 값이 상기 임계값 설정단계(S40)에서 설정된 임의 기울기 임계값을 초과하지 않으면 기기를 안정적인 상태로 검출하고, 반대로 상기 시간 정속구간의 임의 측정값을 서로 연결하는 직선의 기울기 값이 상기 임의 기울기 임계값을 초과하면 기기를 다소 불안정한 상태로 검출 경보하여 기기의 고장이 발생하기 전에 미리 기기의 이상징후를 검출하여 기기의 점검 및 관리를 유도하는 방식으로 갑작스런 기기의 고장으로 인해 설비의 전체적인 가동이 중단되어 발생할 수 있는 경제적인 손실을 미연에 방지할 수 있도록 유도한다.

일 예로, 도 12는 임의 기울기 임계값이 4°로 설정되고, 그 설정된 임의 기울기 임계값에 대해 기기의 실시간 시간 정속구간의 임의 측정값을 연결하는 직선의 기울기 값을 대비하여 기기의 이상징후를 비교 검출한 것이다.

한편, 상기 정보 수집단계(S10)와 정속구간 수집단계(S20)에서 수집되는 시간 값을 기반으로 시간 정속구간을 반복적으로 설정 수집하되,

상기 평균값 수집단계(S30)을 대신하여 적어도 둘 이상의 시간 정속구간이 포함될 수 있는 단위 시간의 검출구간을 설정하고, 그 검출구간에 포함될 수 있는 시간 정속구간의 최대 개수를 산출하는 산출단계(S90);를 더 포함한다.

일 예로, 상기 정속구간 수집단계(S20)에서 수집되는 시간 정속구간의 단위 시간이 1분이고, 상기 산출단계(S90)에서 검출구간의 단위 시간을 1시간(60분)으로 설정하면, 설정된 상기 검출구간의 단위 시간 내에 최대로 검출될 수 있는 시간 정속구간의 최대 개수는 자연스럽게 60개로 산출된다.

여기서, 상기 검출구간은 적어도 둘 이상의 시간 정속구간이 포함될 수 있는 단위 시간으로 설정되는데, 이러한 검출구간의 단위 시간은 기기의 종류, 구동조건, 사용환경 등의 요소를 고려하여 다양한 시간으로 설정될 수 있음은 물론이다.

그런 후, 상기 임계값 설정단계(S40)에서는 상기 산출단계(S90)를 통해 검출구간에 대한 시간 정속구간의 최대 개수를 기반으로 검출구간에 포함되는 시간 정속구간 개수에 대한 임계 개수를 설정한다.

여기서, 상기 검출구간의 시간 정속구간의 개수에 대한 임계 개수는 기기의 이상징후를 검출하기 위한 임계 개수로 기기의 종류, 사용환경, 수명, 검출구간의 단위 시간 등을 고려하여 다양한 개수로 설정될 수 있는데, 상기와 같이 일 예로 1분의 단위 시간을 갖는 시간 정속구간을 최대 60개를 포함할 수 있는 1시간의 상기 검출구간에 대하여 시간 정속구간 개수에 대한 임계 개수로 57개로 설정하며, 이때, 설정되는 임계 개수는 일 예로 설정되는 개수이다.

이러한 상기 임계 개수는 경보 임계 개수, 위험 임계 개수 등으로 구분 설정하여 경보에 대한 수위를 다양하게 형성하여 기기의 이상징후를 경보할 수 있음은 물론이다.

그런 후, 상기 검출단계(S50)에서는 기기의 실시간 구동 상태에서 반복적으로 수행되는 작업공정에 대한 시간 값을 기반으로 일정 단위 시간의 시간 정속구간을 수집하되, 상기 검출구간의 단위 시간 내에 검출된 시간 정속구간의 개수가 상기 임계 개수 미만이면 경보하여 기기의 점검 관리를 유도한다.

통상 기기에 부하, 손상, 노후 등이 형성되다 보면 시간 정속구간을 설정하기 위한 상한 또는 하한값을 벗어나는 시간 값이 자주 존재하게 되고, 이러한 시간 값은 설정되는 시간 정속구간의 잦은 배제를 유도하게 되므로 일정 단위 시간의 검출구간 내에 포함되는 시간 정속구간의 개수가 점차 줄어들면 기기의 건전성(상태)이 좋지 않은 것으로 볼 수 있다.

즉, 도 13에 도시된 바와 같이 기기의 실시간 구동 상태에서 반복적으로 수집되는 시간 값을 기반으로 1분 단위 시간의 시간 정속구간을 반복적으로 수집하되, 60분 단위 시간의 검출구간 내에 포함되는 시간 정속구간의 개수가 상기 임계값 설정단계(S40)에서 설정된 임계 개수 이상이면 기기를 안정적인 상태로 검출하고, 반대로 상기 검출구간 내에 포함되는 시간 정속구간의 개수가 상기 임계 개수 미만이면 기기를 다소 불안정한 상태로 검출 경보하여 기기의 고장이 발생하기 전에 미리 기기의 이상징후를 검출하여 기기의 점검 및 관리를 유도하는 방식으로 갑작스런 기기의 고장으로 인해 설비의 전체적인 가동이 중단되어 발생할 수 있는 경제적인 손실을 미연에 방지할 수 있도록 유도한다.

상기와 같은 과정으로 기기의 이상징후를 예지하는 본 발명의 시간에 대한 정속 정의를 통한 기기의 예지 보전방법(100)은 기기가 구동 상태에서 작업공정을 수행하는데 소요되는 에너지 파형의 시작시점부터 종료시점 사이의 시간 값을 추출하고, 그 추출된 시간 값을 기반으로 설정 수집되는 시간 정속구간을 통해 시간 정속구간의 시간 평균값에 대한 임계값과 시간 기울기에 대한 임계값을 설정한 후, 기기의 실시간 구동 상태에서 수집되는 시간 정속구간의 시간 평균값을 시간 평균값에 대한 임계값 및 시간 기울기에 대한 임계값과 대비하여 기기의 이상징후가 의심되는 조건이 만족되면 경보하여 적합한 시기에 기기의 정비 및 교체를 수행할 수 있도록 유도하여 기기의 고장으로 인한 막대한 손실을 미연에 예방할 수 있는 효과가 있다.

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.

본 발명은 생산 공장 내에서 기기의 자동화 공정을 위해 사용되는 각종 기기에 이용가능하다.

Claims

기기가 구동 상태에서 하나의 작업공정을 수행하는데 소요되는 에너지 크기가 시간의 흐름에 따라 변화되는 에너지 파형 정보를 측정하되, 그 측정되는 에너지 파형이 시작되는 시작시점으로부터 종료되는 종료시점 사이의 시간을 시간 값으로 수집하는 정보 수집단계;

상기 정보 수집단계를 통해 수집되는 기기에서 반복적으로 수행되는 작업공정 각각의 에너지 파형에 대한 시간 값을 시간의 흐름에 따라 배치하되, 그 배치되는 시간 값을 기반으로 일정 단위 시간의 시간 정속구간을 반복적으로 설정 수집하는 정속구간 수집단계;

상기 시간 정속구간에 포함되는 시간 값에 대한 평균값을 반복적으로 수집하는 평균값 수집단계;

상기 시간 정속구간의 평균값에 대한 시간 임계값을 설정하는 임계값 설정단계; 및

기기의 실시간 구동 상태에서 반복적으로 수행되는 작업공정의 에너지 파형에 대한 시간 값을 기반으로 일정 단위 시간의 시간 정속구간을 반복적으로 설정 수집하고, 그 수집된 시간 정속구간에 포함되는 시간 값에 대한 평균값이 상기 시간 임계값을 초과하면 경보하여 기기의 점검 관리를 유도하는 검출단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 시간에 대한 정속 정의를 통한 기기의 예지 보전방법.
제 1 항에 있어서,

상기 정속구간 수집단계는,

상기 정보 수집단계에서 수집되는 정보를 기반으로 기기에서 반복적으로 수행되는 작업공정 각각의 시간 값을 시간의 흐름에 따라 배치하는 배치과정;

시간 정속구간을 설정하기 위한 상한값과 하한값 및 시간 정속구간의 단위 시간을 설정하는 설정과정; 및

시간의 흐름에 따라 배치되는 시간 값이 설정된 단위 시간 동안 상기 상한값과 하한값을 초과하지 않는 구간을 시간 정속구간으로 하고, 그 시간 정속구간을 반복적으로 수집하는 구간 수집과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 시간에 대한 정속 정의를 통한 기기의 예지 보전방법.
제 1 항에 있어서,

상기 정보 수집단계, 상기 정속구간 수집단계 및 상기 평균값 수집단계에서 반복적으로 설정 수집되는 시간 정속구간의 평균값을 시간의 흐름에 따라 배치하고, 그 배치된 평균값을 서로 직선으로 연결한 후, 그 직선의 기울기를 통해 시간 기울기 정보를 수집하는 시간 기울기 정보 수집단계;를 더 포함하고,

상기 임계값 설정단계에서 시간 정속구간의 평균값에 대한 시간 기울기의 임계값을 설정하며,

상기 검출단계에서는 기기의 실시간 구동 상태에서 반복적으로 수행되는 작업공정에 대한 시간 값을 기반으로 설정 수집되는 시간 정속구간에 대한 평균값을 시간의 흐름에 따라 배치하고, 그 배치된 시간 정속구간의 평균값을 서로 직선으로 연결하여 시간 기울기 값을 추출하되, 그 추출된 시간 기울기 값이 상기 시간 기울기의 임계값을 초과하면 경보하여 기기의 점검 관리를 유도하는 것을 특징으로 하는 시간에 대한 정속 정의를 통한 기기의 예지 보전방법.
제 1 항에 있어서,

상기 평균값 수집단계를 대신하여 상기 정보 수집단계와 상기 정속구간 수집단계에서 반복적으로 설정 수집되는 시간 정속구간에서 구간이 시작되는 시작지점과 구간이 종료되는 종료지점 및 구간 내의 임의의 지점 중에서 어느 하나의 지점을 선택하고, 반복 수집되는 다수의 상기 시간 정속구간에서 선택된 지점에 대한 값을 임의 측정값으로 반복 수집하는 임의 측정값 수집단계;를 더 포함하고,

상기 임계값 설정단계에서는 시간 정속구간에서 수집되는 임의 측정값에 대한 임의 임계값을 설정하며,

상기 검출단계에서는 기기의 실시간 구동 상태에서 반복적으로 수행되는 작업공정에 대한 시간 값을 기반으로 설정 수집되는 시간 정속구간에서 상기 임의 측정값 수집단계에서 선택된 임의의 지점에 대한 임의 측정값을 추출하고, 추출된 임의 측정값이 상기 임의 임계값을 초과하면 경보하여 기기의 점검 관리를 유도하는 것을 특징으로 하는 시간에 대한 정속 정의를 통한 기기의 예지 보전방법.
제 4 항에 있어서,

상기 임의 측정값 수집단계에서 반복적으로 수집되는 상기 시간 정속구간의 임의 측정값을 시간의 흐름에 따라 배치하고, 그 배치된 임의 측정값을 서로 직선으로 연결한 후, 그 직선의 기울기를 통해 임의 기울기 정보를 수집하는 임의 기울기 정보 수집단계;를 더 포함하고,

상기 임계값 설정단계에서 시간 정속구간의 임의 측정값에 대한 임의 기울기의 임계값을 설정하며,

상기 검출단계에서는 기기의 실시간 구동 상태에서 반복적으로 수행되는 작업공정에 대한 시간 값을 기반으로 설정되는 시간 정속구간에 대한 임의 측정값을 시간의 흐름에 따라 배치하고, 그 배치된 시간 정속구간의 임의 측정값을 서로 직선으로 연결하여 임의 기울기 값을 추출하되, 그 추출된 임의 기울기 값이 상기 임의 기울기의 임계값을 초과하면 경보하여 기기의 점검 관리를 유도하는 것을 특징으로 하는 시간에 대한 정속 정의를 통한 기기의 예지 보전방법.
제 2 항에 있어서,

상기 정보 수집단계와 상기 정속구간 수집단계에서 수집되는 시간 값을 기반으로 시간 정속구간을 반복적으로 설정 수집하고,

상기 평균값 수집단계을 대신하여 적어도 둘 이상의 시간 정속구간이 포함될 수 있는 단위 시간의 검출구간을 설정하고, 그 검출구간에 포함될 수 있는 시간 정속구간의 최대 개수를 산출하는 산출단계;를 더 포함하고,

상기 임계값 설정단계에서는 상기 산출단계를 통해 검출구간에 대한 시간 정속구간의 최대 개수를 기반으로 검출구간에 포함되는 시간 정속구간 개수에 대한 임계 개수를 설정하고,

상기 검출단계에서는 기기의 실시간 구동 상태에서 반복적으로 수행되는 작업공정에 대한 시간 값을 기반으로 일정 단위 시간의 시간 정속구간을 수집하되, 상기 검출구간의 단위 시간 내에 검출된 시간 정속구간의 개수가 상기 임계 개수 미만이면 경보하여 기기의 점검 관리를 유도하는 것을 특징으로 하는 시간에 대한 정속 정의를 통한 기기의 예지 보전방법.