KR20110107575A - 산업설비 관리시스템 및 이의 운영방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 산업설비 관리시스템 및 이의 운영방법에 관한 것으로서, 산업설비의 설비신호를 수신하여 해당 임계값과 비교하고, 해당 임계값을 벗어난 설비신호가 존재할 경우 해당 임계값을 벗어난 설비신호와 연관된 연관설비의 연관신호를 수집하여 설비신호와 연관신호를 조합시켜 고장과 관련된 패턴을 생성하고, 이 패턴에 대응하여 산업설비 및 연관설비를 연관분석하여 고장 여부 또는 고장 예상 여부를 판단함으로써, 문제가 될 수 있는 산업설비와 이와 관련된 연관설비의 고장 발생의 원인, 위치, 대응방안 등을 신뢰성 높게 관리할 수 있을 뿐만 아니라, 고장이 발생하기 이전에 미리 판단하여 경보함으로써 산업설비 보호 및 산업설비와 연관설비의 연속적인 구동을 보장할 수 있다.

Description

산업설비 관리시스템 및 이의 운영방법{SYSTEM FOR MANAGING PLANT AND METHOD FOR EMPLOYING THEREOF}

본 발명은 산업설비 관리시스템 및 이의 운영방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 산업설비로부터 전송되는 센싱신호 및 가동신호를 연관분석하여 산업설비의 고장 및 고장 예상 여부를 미리 판단하여 경보하는 산업설비 관리시스템 및 이의 운영방법에 관한 것이다.

산업설비의 자동화가 이루어지면서, 산업설비를 효율적으로 관리하기 위한 방안을 필요로 하고 있다. 이에, 산업설비에 센서 등의 진단장비를 마련하거나 산업설비의 가동추이 등을 모니터링하여 고장 여부 등을 실시간으로 체크하고 있다. 또한, 산업설비 각각에 인력을 배치하는 것은 관리비용의 상승을 초래하므로 중앙집중식 관리를 통해 관리비용을 최소화하고 있다. 즉, 각 산업설비들을 네트워크로 연결하여 관리센터에서 모니터링 및 관리할 수 있도록 하고 있다.

그러나, 관리센터에 출력되는 각 산업설비들의 센싱신호 및 가동신호가 단순히 나열되는 방식을 이용하고 있어, 산업설비의 고장 여부 등은 관리자가 직접 추출 및 판단하여야 하는 불편함이 있다. 산업설비가 비교적 소수인 경우에는 산업설비의 고장 여부를 용이하게 추출 및 판단할 수 있으나, 산업설비가 많을 경우에는 관리상 한계에 부딪칠 수밖에 없다.

게다가, 대부분의 경우 산업설비가 이미 고장난 이후에 경보가 발령되므로, 산업설비의 연속적인 가동이 불가능하게 될 뿐만 아니라, 해당 산업설비의 고장으로 인해 인근 산업설비의 가동도 불가능하게 되는 문제가 있다. 중요 산업설비의 경우에는 심각한 피해를 발생시킬 수 있다.

이는 산업설비의 진단장비 또는 가동추이를 통한 단순 판단 방법을 이용하거나 이원화된 관리 체계로 인해 발생하는 문제이다. 이에 대한 일례를 도 1을 통해 설명하기로 한다.

도 1은 기존의 산업설비 관리방식을 나타낸 개념도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 일례로서, 저수조 수위를 관리하는 시스템의 경우에, 모터(1)를 이용하여 공급되는 물의 수위는 상부수위센서(2)와 하부수위센서(3)를 통해 조절되게 된다. 즉, 하부수위센서(3)가 동작하면, 물이 부족하다는 것이므로 관리센터(5)에서 모터(1)를 구동시켜 저수조로 물을 공급하고, 상부수위센서(2)가 동작하면, 물이 충분하다는 것이므로 관리센터(5)에서 모터(1)를 정지시켜 물 공급을 중단한다.

이때, 상부수위센서(2) 또는 하부수위센서(3), 특히 상부수위센서(2)의 고장으로 인해 저수조의 물이 넘치는 경우가 발생할 수 있는데, 이를 위해 경보센서(4)를 추가적으로 마련하고 있다. 이에 저수조의 물이 넘치면 경보센서(4)가 동작됨으로써 관리센터(5)에서 모터(1)의 구동을 정지시킴과 동시에 모니터 또는 스피커(6)를 통해 경보를 수행하게 된다. 이와 같이 경보센서(4)를 통해 저수조에서 물이 계속 넘치는 것을 방지하고 있다. 이후, 경보에 대응하여 해당 관리자가 적절한 대응을 취하면 된다.

그러나, 이러한 관리방식은 저수조에서 물이 넘쳐야만 관리자가 대응을 취할 수 있으므로, 바람직한 방식은 아니라고 할 수 있다.

한편, 저수조 주변의 연관설비에서 물 공급의 이상 또는 밸브(7) 이상으로 인해 모터(1)의 가동추이가 변할 수 있음에도 불구하고, 단순히 모터(1)의 가동시간을 통해 모터(1)의 오동작 여부를 판단하므로 산업설비 관리상의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있다.

이와 같이, 산업설비에 문제가 발생하여야만 경보가 발령되는 문제점이 있으며, 상부수위센서(2), 하부수위센서(3) 및 경보센서(4)로부터 전송된 센싱신호, 모터(1)의 가동추이, 연관설비가 각각 이원화되어 관리됨으로 인해 실질적인 고장이 어디에서 발생하였는지 판단하기 곤란할 뿐만 아니라, 관리자가 산업설비의 고장 여부를 판단하므로 신뢰성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 관리센터로 전송된 센싱신호 및 산업설비로부터 전송된 가동신호를 모니터링하여 임계값을 벗어난 센싱신호 및 가동신호를 추출할 수 있으며, 문제가 될 수 있는 산업설비를 별도의 화면으로 출력하여 가시화할 수 있고, 문제가 될 수 있는 산업설비를 중심으로 연관분석을 통해 구동하여 해당 산업설비에 대한 고장 여부 및 고장 예상 여부를 판단할 뿐만 아니라 연관설비의 고장 여부 및 고장 예상 여부를 판단할 수 있으며, 고장 및 고장이 예상될 경우에 경보를 수행할 수 있는 산업설비 관리시스템 및 이의 운영방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 산업설비 관리시스템은, 수신된 산업설비의 센싱신호 및 가동신호를 포함하는 설비신호들을 해당 임계값과 비교하여 상기 해당 임계값을 벗어난 설비신호의 존재여부를 판단하는 임계값 비교부; 상기 해당 임계값을 벗어난 설비신호와 연관된 연관설비의 연관신호를 수집하는 연관신호 수집부; 상기 설비신호와 연관신호를 조합시켜 고장과 관련된 패턴을 생성하고, 상기 패턴에 대응하여 상기 산업설비 및 연관설비를 연관분석하여 고장 여부 또는 고장 예상 여부를 판단하는 연관도 분석부; 및 상기 고장 여부 및 고장 예상 여부에 관한 리스트를 작성하는 리스트 작성부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 산업설비 및 연관설비는 해당 기능을 수행하는 다수의 센서와, 상기 산업설비 및 연관설비의 가동상태를 계측하는 가동계측기를 구비하고 있다.

한편, 상기 센서, 가동계측기, 산업설비 및 연관설비 상호간의 연관관계의 중요도를 가중치로 설정하는 가중치 처리부를 더 포함하며, 상기 연관도 분석부는 상기 가중치 처리부로부터 전달된 가중치 또는 데이터베이스에 이미 설정된 가중치를 전달받아 연관된 신호들에 대한 가중치를 부여하여 상기 산업설비 또는 연관설비의 상태를 추정하고, 상기 추정의 결과에 대응하여 상기 데이터베이스의 가중치를 변경 및 갱신한다.

또한, 상기 연관도 분석부는, 상기 설비신호에 대해 상기 연관분석을 위한 기준신호로 변환하는 설비신호 처리부; 상기 연관신호에 대해 상기 연관분석을 위한 기준신호로 변환하는 연관신호 처리부; 상기 설비신호 처리부로부터 출력된 신호와 상기 연관신호 처리부로부터 출력된 신호를 전달받아 고장과 관련된 패턴을 생성함과 아울러 연관관계가 있는 각 신호들을 연관화시키는 연관 처리부; 상기 연관 처리부에서 연관된 신호들에 대해 상기 산업설비 또는 연관설비의 상태를 미리 실험된 데이터와 비교하여 고장 여부 및 고장 예상 여부를 추정하는 추정 처리부; 및 상기 추정 처리부로부터 출력된 결과에 대응하여 상기 산업설비 또는 연관설비의 고장 여부 또는 고장 예상 여부를 판단하는 판단 처리부로 구성되는 것이 바람직하다.

이때, 상기 연관 처리부는, 상기 해당 임계값을 벗어난 설비신호에 대해 고장과 관련된 모든 가능한 상황에 대해 패턴을 생성하는 연관패턴 생성부와, 상기 센서, 가동계측기, 산업설비 및 연관설비를 각각 또는 모두 연관화시키는 연관화부로 구성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 연관화부는, 상기 연관패턴 생성부에서 생성된 패턴을 바탕으로 하여 그 상부장비인 상기 산업설비 및 연관설비의 이상여부를 연관화시키는 상부장비 연관화부; 상기 연관패턴 생성부에서 생성된 패턴을 바탕으로 하여 그 동급장비인 상기 센서 및 가동계측기의 이상여부를 연관화시키는 동급장비 연관화부; 및 상기 연관패턴 생성부에서 생성된 패턴을 바탕으로 하여 그 외부장비인 네트워크 장비의 이상여부를 연관화시키는 외부장비 연관화부로 구성되는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 산업설비 관리시스템의 운영방법은, 산업설비의 센싱신호 및 가동신호를 포함하는 설비신호를 수신한 서버가, 상기 설비신호들을 해당 임계값과 비교하여 상기 해당 임계값을 벗어난 설비신호의 존재여부를 판단하는 단계; 상기 서버가 상기 해당 임계값을 벗어난 설비신호와 연관된 연관설비의 연관신호를 수집하는 단계; 상기 서버가 상기 설비신호와 연관신호를 조합시켜 고장과 관련된 패턴을 생성하는 단계; 상기 서버가 상기 패턴에 대응하여 상기 산업설비 및 연관설비를 연관분석하여 고장 여부 또는 고장 예상 여부를 판단하는 단계; 및 상기 서버가 상기 고장 여부 및 고장 예상 여부에 관한 정보를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 연관분석은, 상기 설비신호 및 연관신호에 대해 상기 연관분석을 위한 기준신호로 변환하는 단계; 상기 기준신호를 통해 고장과 관련된 패턴에 대응하여 연관관계가 있는 각 신호들을 연관화시키는 단계; 상기 연관화된 신호들에 대해 상기 산업설비 또는 연관설비의 상태를 미리 실험된 데이터와 비교하여 고장 여부 및 고장 예상 여부를 추정하는 단계; 및 상기 추정된 결과에 따라 상기 산업설비 또는 연관설비의 고장 여부 또는 고장 예상 여부를 판단하는 단계로 이루어진다.

그리고, 상기 연관화는, 상기 패턴을 바탕으로 하여 그 상부장비인 상기 산업설비 및 연관설비의 이상여부를 연관화시키는 단계; 상기 패턴을 바탕으로 하여 그 동급장비인 상기 센서 및 가동계측기의 이상여부를 연관화시키는 단계; 및 상기 패턴을 바탕으로 하여 그 외부장비인 네트워크 장비의 이상여부를 연관화시키는 단계로 이루어지는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 산업설비 관리시스템 및 이의 운영방법은 다음과 같은 효과를 제공한다.

센싱신호 및 가동신호의 분석을 통해 문제가 될 수 있는 산업설비와 이와 관련된 연관설비의 연관분석을 통해 고장 발생의 원인, 위치, 대응방안 등을 판단할 수 있으므로 산업설비의 신뢰성 높은 관리가 가능하다.

또한, 연관분석을 통해 고장이 발생하기 이전에 미리 판단하여 경보함으로써 산업설비를 보호할 수 있을 뿐만 아니라, 산업설비 및 연관설비의 연속적인 구동을 보장할 수 있다.

그리고, 문제가 될 수 있는 산업설비가 모니터상에 시각화됨으로써 관리자가 용이하게 문제를 인식 및 대응할 수 있다.

도 1은 기존의 산업설비 관리방식을 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 산업설비 관리시스템의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 센서와 가동계측기간 연관도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 산업설비간 연관도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 서버의 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 산업설비 관리시스템의 운영방법을 나타낸 흐름도이다.

이하, 본 발명의 산업설비 관리시스템 및 이의 운영방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

여기서, 본 발명에서 설명하는 실시예는 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 이하에서 설명하는 실시예는 하나의 예시로서 이해되어져야 한다.

한편, 도면의 도시에 있어 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략할 수 있으며, 명세서 전체를 통하여 동일한 부분 또는 유사한 기능을 수행하는 부분에 대해서는 동일 도면 부호를 부여할 수 있다. 그리고, 명세서 전체에서, 동일하게 반복되는 구성에 대해서는 중복되는 설명을 생략할 수 있다. 또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “구비” 또는 “구성”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 “~부”, “~기” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 기억장치를 구비한 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 산업설비 관리시스템의 구성도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 산업설비 관리시스템은, 산업설비(P)의 필요위치에 장착되어 센싱신호를 출력하는 센서(11-1, ..., 11-n)와, 산업설비(P)의 가동상태를 계측하여 가동신호를 출력하는 가동계측기(12-1, ..., 12-n)와, 센싱신호 및 가동신호를 수신하여 관리센터(C)로 전달하며, 관리센터(C)로부터 전달된 제어신호를 산업설비(P)로 전달하고, 관리센터(C)로부터 전달된 경보신호를 경보기(14)로 전달하는 중계기(13)와, 중계기(13)로부터 전달된 경보신호에 대응하여 경보를 수행하는 경보기(14)와, 중계기(13)와 인터넷(20)을 연결하여 다수의 산업설비(P)와 관리센터(C)간 송수신되는 송수신 데이터의 경로를 설정하는 라우터(15)와, 네트워크간 연결을 수행하는 인터넷(20)과, 인터넷(20)에 연결되어 관리센터(C)와 다수의 산업설비(P)간 송수신되는 송수신 데이터의 경로를 설정하는 라우터(31)와, 수신된 센싱신호 및 가동신호를 기반으로 연관분석을 통해 실행하여 해당 산업설비(P)로 전달할 경보신호를 포함하는 제어신호를 생성하는 서버(32)와, 산업설비(P) 이력, 고장 이력, 점검 이력에 관한 데이터를 저장하고 있는 데이터베이스(DB)(33)와, 관리자가 모니터링할 수 있으며, 관리자의 조작을 통해 제어신호 및 경보신호를 생성할 수 있는 관리단말(34)로 구성되어 있다.

여기서, 본 실시예에서는 유선망을 이용한 시스템 구성을 제시하고 있으나, 산업설비(P)와 관리센터(C)는 무선통신망을 통해 연결될 수도 있다. 즉, 무선통신망이 중계기(13)와 무선접속되도록 구성하며, 관리센터(C)의 라우터(31)와 유선접속되도록 구성할 수 있다. 물론, 관리센터(C) 역시 무선접속되도록 구성할 수 있다.

그리고, 본 발명의 주요한 기능을 수행하는 서버(32)는 연관분석이 실행되는데, 이 연관분석은 센싱신호 또는 가동신호를 이용하여 고장 여부를 판단할 뿐만 아니라, 연관설비와의 상관관계를 분석하여 연관설비의 고장 여부도 판단한다. 또한, 연관분석은 산업설비(P) 및 연관설비의 고장 예상 여부도 판단한다. 서버(32)의 구성에 대해서는 도 5를 통해 상세히 설명하기로 한다.

한편, 이와 같이 구성된 산업설비 관리시스템은, 산업설비(P)의 센싱신호 및 가동신호에 의해서만 관리되는 것이 아니라, 산업설비(P) 주변의 화재 정보, 습도 정보, 가스 누출 정보, 정전 정보 등을 포함할 수 있다. 즉, 산업설비(P)가 위치하는 곳의 화재 감시, 산업설비(P)의 보안, 산업설비(P)의 가스 누출감시, 산업설비(P)의 정전 등을 모니터링 대상으로 할 수 있다.

또한, 산업설비 관리시스템을 구성하는 센서(11-1, ..., 11-n) 및 가동계측기(12-1, ..., 12-n) 뿐만 아니라, 중계기(13) 및 라우터(15)를 포함한 네트워크 장비에 대한 모니터링도 이루어질 수 있다. 즉, 산업설비(P)의 모니터링 뿐만 아니라, 인터넷(20)으로 연결되어 있는 시스템들의 태스크(Task) 동작 상태, TCP/IP 통신 상태, 라우터(15) 등의 동작 상태를 실시간으로 모니터링할 수 있다. 예를 들어, 통신 설비 점등 및 시그널 감시, 라우터(15)의 동작 상태 감시, 네트워크 장비의 TCP/IP 통신 상태 감시 및 외부에서 원격 감시를 수행할 수 있으며, 이는 클라이언트 서버(32) 구조의 네트워크를 이용하여 각 감시대상의 동작 상태를 웹 브라우저로 구현할 수 있다. 또한, 실시간 감시를 통하여 DB 축적, 동작 상태 분석 및 자기 진단 기능, 일/월/년 등의 보고서 자동작성, 통계자료의 송부 및 이력 관리, 이상 상태가 발생할 경우 경보신호와 그 상황을 화면에 그래픽 출력하며, 경보 발생시 현장 관리자의 이동통신단말기로 즉시 통보가 이루어질 수 있도록 한다. 이와 같이, 네트워크 장비의 모니터링을 통해 센싱신호 및 가동신호의 송수신 상태의 안정성을 더욱 보강할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 센서와 가동계측기간 연관도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 하나의 산업설비(P)에는 다수의 센서(11-1) 및 가동계측기(12-1)가 장착 설치되는데, 이들간에는 연관관계가 존재하게 된다.

센서(11-1)와 가동계측기(12-1, ..., 12-n)간에는 연관관계의 중요도에 따라 상호 가중치가 서로 다르게 부여될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 산업설비간 연관도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 하나의 산업설비군(Ⅰ)은 다수의 산업설비(P)와 연관되어 있으며, 또한 하나의 산업설비군(Ⅰ)은 다른 산업설비군(Ⅱ)과 연관될 수 있다. 한편, 산업설비(P)에는 상기한 바와 같이, 센서(11-1, ..., 11-n) 및 가동계측기(12-1, ..., 12-n)가 각각 장착되어 있다.

A, B, C와 같이 1:1로 산업설비(P)간 연관관계를 가질 수 있으며, B, C와 같이 산업설비(P)를 통해 다수의 산업설비(P)간 연관관계를 가질 수 있고, D와 같이, 산업설비(P)를 통해 다른 산업설비군(Ⅱ)간의 연관관계를 가지거나 산업설비군(Ⅰ, Ⅱ)간 직접적인 연관관계를 가질 수 있다.

한편, 산업설비(P)간 또는 산업설비군(Ⅰ, Ⅱ)간에는 연관관계의 중요도에 따라 상호 가중치가 서로 다르게 부여될 수 있다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 서버의 구성도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 서버(32)는, 수신된 센싱신호 및 가동신호를 임계값과 비교하여 임계값을 벗어난 신호가 있을 경우에 임계값을 벗어난 신호를 출력하는 임계값 비교부(81)와, 임계값을 벗어난 신호의 산업설비(P)와 관련된 연관설비의 센싱신호 및 가동신호를 수집하는 연관신호 수집부(82)와, 임계값을 벗어난 신호의 산업설비(P)와 연관설비의 신호를 연관시켜 해당 산업설비(P)와 연관설비의 상태를 분석하는 연관도 분석부(83)와, 해당 산업설비(P)와 연관설비의 상태로부터 고장 여부 및 고장 예상 여부에 관한 리스트를 작성하는 고장(예상) 리스트 작성부(84)로 구성되어 있다.

여기서, 연관도 분석부(83)는, 임계값을 벗어난 신호에 대해 연관관계 처리를 위한 기준신호로 변환하는 센싱신호 또는 가동신호 처리부(85)와, 연관설비의 센싱신호 및 가동신호에 대해 연관관계 처리를 위한 기준신호로 변환하는 연관신호 처리부(86)와, 센싱신호 또는 가동신호 처리부(85)로부터 전달된 신호와, 연관신호 처리부(86)로부터 전달된 신호를 전달받아 고장과 관련된 패턴을 생성함과 아울러 연관관계가 있는 각 신호들을 연관화시키는 연관 처리부(87)와, 관리단말(34)로부터 전달된 가중치 설정에 대응하여 센서(11-1, ..., 11-n), 가동계측기(12-1, ..., 12-n) 및 산업설비(P) 상호간의 연관관계에 가중치를 설정하는 가중치 처리부(88)와, 가중치 처리부(88)로부터 전달된 가중치 또는 데이터베이스(33)에 이미 설정된 가중치를 고려하여 연관 처리부(87)에서 연관된 신호들에 대해 산업설비(P) 또는 연관설비의 상태를 추정하고, 추정 결과에 대응하여 데이터베이스(33)의 가중치를 변경 및 갱신하는 추정 처리부(89)와, 추정 처리부(89)로부터 출력된 결과에 대응하여 산업설비(P) 또는 연관설비의 고장 여부 또는 고장 예상 여부를 판단하는 판단 처리부(90)로 구성되어 있다.

연관 처리부

연관 처리부(87)는 하나의 센싱신호 또는 가동신호에 대해 고장과 관련된 모든 가능한 상황에 대해 패턴을 생성하는 연관패턴 생성부(91)와, 센서(11-1, ..., 11-n), 가동계측기(12-1, ..., 12-n), 산업설비(P), 연관설비, 그 외 설비를 각각 또는 모두 연관화시키는 연관화부(92)로 구성되어 있다.

연관패턴 생성부(91)는 하나의 센싱신호 또는 가동신호에 대해 모든 가능한 상황(에러, 고장 등)에 대한 패턴을 생성한다. 즉, 연관패턴 생성부(91)는 고장의 발생 원인, 고장의 결과, 고장의 파급 효과, 고장에 대응한 대처 방안 등을 포함하여 가능한 상황들에 대한 패턴을 생성한다.

또한, 연관화부(92)는, 연관패턴 생성부(91)에서 생성된 패턴을 바탕으로 하여 그 상부장비인 산업설비(P) 및 연관설비의 이상여부를 연관화시키는 상부장비 연관화부(93)와, 연관패턴 생성부(91)에서 생성된 패턴을 바탕으로 하여 그 동급장비인 센서(11-1, ..., 11-n) 및 가동계측기(12-1, ..., 12-n)의 이상여부를 연관화시키는 동급장비 연관화부(94)와, 연관패턴 생성부(91)에서 생성된 패턴을 바탕으로 하여 그 외부장비인 네트워크 장비 등의 이상여부를 연관화시키는 외부장비 연관화부(95)로 구성되어 있다.

이와 같이, 연관패턴 생성부(91)에서는 하나의 센싱신호 또는 가동신호로부터 패턴을 생성하는데, 예를 들어, “저수조에 물을 채우기 위해 모터가 1시간 구동되었다”와 같이 정상적인 동작상황에서와 같이 일반적인 패턴을 생성한다. 그런데, 예를 들어 모터의 가동신호가 2시간 이상일 경우에는 모터의 가동과 관련하여 고장의 발생 원인, 고장의 결과, 고장의 파급 효과, 고장에 대응한 대처 방안 등을 포함하는 패턴을 생성한다.

이어서, 이 패턴을 바탕으로 하여 상부장비 연관화, 동급장비 연관화 및 외부장비 연관화를 수행하여 물 공급의 이상여부, 센서(11-1, ..., 11-n)나 가동계측기(12-1, ..., 12-n)의 이상여부, 외부장비의 이상여부를 연관시킨다. 예를 들어, 상부수위센서(11-1, ..., 11-n)에 이상이 있을 경우에는, 경보센서(11-1, ..., 11-n)가 작동하여야만 하는 연관성이 있음에도 불구하고 경보센서(11-1, ..., 11-n)가 작동하지 않았다면 상부수위센서(11-1, ..., 11-n) 및 경보센서(11-1, ..., 11-n)의 이상으로 판단할 수 있으며, 경보센서(11-1, ..., 11-n)가 작동하였음에도 불구하고 모터가 계속 구동하는 것은 모터의 이상으로 판단할 수 있다.

이와 같이, 연관패턴 생성부(91)에서 생성된 패턴은 다양하게 연관화될 수 있으며, 이와 같은 패턴 및 연관화는 데이터베이스화된다. 즉, 설비 이력, 고장 이력, 점검 이력 등을 통해 다양한 패턴 형성이 가능하고, 이 패턴에 대응하여 다양한 연관화를 통해 산업설비(P)에서 발생할 수 있는 모든 고장을 예측할 수 있다.

한편, 연관화에 있어, 상부장비 연관화, 동급장비 연관화 및 외부장비 연관화를 등급화하여 상부장비 연관화를 상급으로, 동급장비 연관화를 중급으로, 외부장비 연관화를 하급으로 구분하여 가중치를 달리 적용할 수 있으며, 상급, 중급 및 하급 상호간의 연관여부도 추론할 수 있다. 이와 같은 연관성을 관리단말(34)에 효과적으로 그래픽처리하여 디스플레이함으로써 고장 계통도를 명확하게 이해하는데 도움을 줄 수 있다.

추정 처리부

패턴 생성 및 연관화를 거친 데이터는 표준화가 이루어지게 되며, 표준화가 이루어진 데이터는 미리 실험된 데이터와의 비교를 통해 산업설비(P) 또는 연관설비의 상태를 추정하게 된다. 여기서, 표준화는 문제의 원인이 되는 중요도 순서를 정리하여 수치화하거나 리스트화한 데이터를 의미한다.

즉, 표준화가 이루어진 데이터를 기초하여 신뢰성 판단을 수행하게 된다. 이때, 표준화된 데이터에 가중치가 부여될 수 있으며, 이 가중치는 관리자에 의해 임의로 변경될 수 있다.

이와 같이, 표준화가 이루어진 데이터와 미리 실험된 데이터를 비교하여 신뢰성을 판단하게 된다. 물론, 이와 같은 추정은 문제가 되는 센싱신호 및 가동신호를 기초로 하므로, 추정 결과가 신뢰성이 낮다고 판단되면, 가중치는 자동으로 감소되게 된다. 이와 같은 가중치의 변동사항을 데이터베이스화하여 하나의 패턴 또는 연관화에 이용한다. 여기서, 가중치를 결정하는 요소로는 고장 형태, 고장 빈도수, 연관화 처리 결과, 고장 적중률 등이 있을 것이다.

한편, 추정 처리부(89)는 고장 시기를 추정하게 되는데, 데이터베이스(33)에 미리 저장된 데이터와 대비하여 그 고장 시기를 예측하게 된다. 이 역시 미리 실험된 데이터를 저장하고 있는 데이터베이스(33)를 이용할 수 있다.

그러면, 여기서 상기와 같이 구성된 시스템을 이용한 본 발명의 산업설비 관리시스템의 운영방법에 대해 설명하기로 한다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 산업설비 관리시스템의 운영방법을 나타낸 흐름도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 먼저, 각 산업설비(P)에서는 산업설비(P) 가동에 따라 센서(11-1, ..., 11-n) 및 가동계측기(12-1, ..., 12-n)로부터 발생되는 센싱신호와 가동신호를 중계기(13) 및 라우터(15)를 경유하여 서버(32)로 전송한다(S1).

이에, 서버(32)에서는 센싱신호와 가동신호를 수신하여, 각 신호들 중에서 임계값을 벗어난 신호가 있는가를 판단한다(S2).

임계값을 벗어난 신호가 있을 경우에는, 임계값을 벗어난 신호에 해당하는 산업설비(P)를 모니터상에 별도로 출력한다(S3). 관리자가 인지하는 과정을 거치기 위한 것이다.

한편, 관리자의 조작제어 또는 관리자의 조작제어와 관계없이, 문제가 될 수 있는 산업설비(P)에 대한 연관분석이 이루어지게 된다. 즉, 문제가 될 수 있는 해당 산업설비(P)의 센싱신호 및 가동신호와 연관신호를 모두 조합하여 연관분석이 이루어지게 된다(S4).

구체적으로, 센싱신호 및 가동신호와 연관신호를 기준신호로 변환하고(S5), 고장과 관련된 패턴을 생성하여(S6) 연관화 과정을 거치게 된다(S7). 이때, 생성된 패턴은 이미 데이터베이스화된 패턴을 이용할 수 있으며, 각각의 고장 패턴에 대응하여 센서(11-1, ..., 11-n), 가동계측기(12-1, ..., 12-n), 산업설비(P), 연관설비, 그 외 설비를 각각 또는 모두 연관화시킨다.

이어서, 패턴 생성 및 연관화를 거친 데이터는 표준화가 이루어지게 되며, 표준화가 이루어진 데이터는 미리 실험된 데이터와의 비교를 통해 산업설비(P) 또는 연관설비의 추정이 이루어지게 된다(S8).

추정이 이루어진 산업설비(P) 또는 연관설비는 미리 데이터베이스(33)에 저장된 데이터와의 비교를 통해 고장 여부를 판단하게 된다(S9). 또한, 고장 예상 여부도 판단하게 된다. 미리 데이터베이스(33)에 저장된 데이터는 구체적인 설정값이거나 추출값일 수 있다.

이와 같이, 연관도 분석부(83)에서 판단된 데이터는 고장 리스트 작성부에서 고장 여부 및 고장 예상 여부를 리스트로 출력하여 관리자에게 통보한다(S10). 이와 함께, 특정 산업설비(P) 또는 관련설비가 고장이라고 판단되면(S11), 즉시 해당 산업설비(P) 또는 관련설비로 경보신호를 전달한다. 이에 경보를 통해 경보가 발생하고, 해당 산업설비(P) 또는 관련설비의 관리자에게 통보가 이루어지게 된다(S12).

만약, 고장 여부 및 고장 예상 여부의 판단 결과, 그 어디에도 해당하지 않을 경우에는 정상으로 판단한다.

이와 같은 과정은 문제 설비라고 판단되어지는 모든 설비에 동일하게 적용된다.

이상에서 몇 가지 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것이 아니고 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다.

11-1, 11-n : 센서
12-1, 12-n : 가동계측기
32 : 서버
33 : 데이터베이스
34 : 관리단말
88 : 연관 처리부
89 : 추정 처리부
90 : 판단 처리부
91 : 연관패턴 생성부
92 : 연관화부

Claims (9)

1. 수신된 산업설비의 센싱신호 및 가동신호를 포함하는 설비신호들을 해당 임계값과 비교하여 상기 해당 임계값을 벗어난 설비신호의 존재여부를 판단하는 임계값 비교부;
   상기 해당 임계값을 벗어난 설비신호와 연관된 연관설비의 연관신호를 수집하는 연관신호 수집부;
   상기 설비신호와 연관신호를 조합시켜 고장과 관련된 패턴을 생성하고, 상기 패턴에 대응하여 상기 산업설비 및 연관설비를 연관분석하여 고장 여부 또는 고장 예상 여부를 판단하는 연관도 분석부; 및
   상기 고장 여부 및 고장 예상 여부에 관한 리스트를 작성하는 리스트 작성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 산업설비 관리시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 산업설비 및 연관설비는 해당 기능을 수행하는 다수의 센서와, 상기 산업설비 및 연관설비의 가동상태를 계측하는 가동계측기를 구비하는 것을 특징으로 하는 산업설비 관리시스템.
3. 제2항에 있어서, 상기 센서, 가동계측기, 산업설비 및 연관설비 상호간의 연관관계의 중요도를 가중치로 설정하는 가중치 처리부를 더 포함하며, 상기 연관도 분석부는 상기 가중치 처리부로부터 전달된 가중치 또는 데이터베이스에 이미 설정된 가중치를 전달받아 연관된 신호들에 대한 가중치를 부여하여 상기 산업설비 또는 연관설비의 상태를 추정하고, 상기 추정의 결과에 대응하여 상기 데이터베이스의 가중치를 변경 및 갱신하는 것을 특징으로 하는 산업설비 관리시스템.
4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 연관도 분석부는,
   상기 설비신호에 대해 상기 연관분석을 위한 기준신호로 변환하는 설비신호 처리부;
   상기 연관신호에 대해 상기 연관분석을 위한 기준신호로 변환하는 연관신호 처리부;
   상기 설비신호 처리부로부터 출력된 신호와 상기 연관신호 처리부로부터 출력된 신호를 전달받아 고장과 관련된 패턴을 생성함과 아울러 연관관계가 있는 각 신호들을 연관화시키는 연관 처리부;
   상기 연관 처리부에서 연관된 신호들에 대해 상기 산업설비 또는 연관설비의 상태를 미리 실험된 데이터와 비교하여 고장 여부 및 고장 예상 여부를 추정하는 추정 처리부; 및
   상기 추정 처리부로부터 출력된 결과에 대응하여 상기 산업설비 또는 연관설비의 고장 여부 또는 고장 예상 여부를 판단하는 판단 처리부로 구성되는 것을 특징으로 하는 산업설비 관리시스템.
5. 제4항에 있어서, 상기 연관 처리부는, 상기 해당 임계값을 벗어난 설비신호에 대해 고장과 관련된 모든 가능한 상황에 대해 패턴을 생성하는 연관패턴 생성부와, 상기 센서, 가동계측기, 산업설비 및 연관설비를 각각 또는 모두 연관화시키는 연관화부로 구성되는 것을 특징으로 하는 산업설비 관리시스템.
6. 제5항에 있어서, 상기 연관화부는,
   상기 연관패턴 생성부에서 생성된 패턴을 바탕으로 하여 그 상부장비인 상기 산업설비 및 연관설비의 이상여부를 연관화시키는 상부장비 연관화부;
   상기 연관패턴 생성부에서 생성된 패턴을 바탕으로 하여 그 동급장비인 상기 센서 및 가동계측기의 이상여부를 연관화시키는 동급장비 연관화부; 및
   상기 연관패턴 생성부에서 생성된 패턴을 바탕으로 하여 그 외부장비인 네트워크 장비의 이상여부를 연관화시키는 외부장비 연관화부로 구성되는 것을 특징으로 산업설비 관리시스템.
7. 산업설비의 센싱신호 및 가동신호를 포함하는 설비신호를 수신한 서버가, 상기 설비신호들을 해당 임계값과 비교하여 상기 해당 임계값을 벗어난 설비신호의 존재여부를 판단하는 단계;
   상기 서버가 상기 해당 임계값을 벗어난 설비신호와 연관된 연관설비의 연관신호를 수집하는 단계;
   상기 서버가 상기 설비신호와 연관신호를 조합시켜 고장과 관련된 패턴을 생성하는 단계;
   상기 서버가 상기 패턴에 대응하여 상기 산업설비 및 연관설비를 연관분석하여 고장 여부 또는 고장 예상 여부를 판단하는 단계; 및
   상기 서버가 상기 고장 여부 및 고장 예상 여부에 관한 정보를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 산업설비 관리시스템의 운영방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 연관분석은,
   상기 설비신호 및 연관신호에 대해 상기 연관분석을 위한 기준신호로 변환하는 단계;
   상기 기준신호를 통해 고장과 관련된 패턴에 대응하여 연관관계가 있는 각 신호들을 연관화시키는 단계;
   상기 연관화된 신호들에 대해 상기 산업설비 또는 연관설비의 상태를 미리 실험된 데이터와 비교하여 고장 여부 및 고장 예상 여부를 추정하는 단계; 및
   상기 추정된 결과에 따라 상기 산업설비 또는 연관설비의 고장 여부 또는 고장 예상 여부를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 산업설비 관리시스템의 운영방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 연관화는,
   상기 패턴을 바탕으로 하여 그 상부장비인 상기 산업설비 및 연관설비의 이상여부를 연관화시키는 단계;
   상기 패턴을 바탕으로 하여 그 동급장비인 상기 센서 및 가동계측기의 이상여부를 연관화시키는 단계; 및
   상기 패턴을 바탕으로 하여 그 외부장비인 네트워크 장비의 이상여부를 연관화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 산업설비 관리시스템의 운영방법.
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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