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KR102734466B1 - Smart factory control system based on ai technique - Google Patents

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KR102734466B1
KR102734466B1 KR1020210162900A KR20210162900A KR102734466B1 KR 102734466 B1 KR102734466 B1 KR 102734466B1 KR 1020210162900 A KR1020210162900 A KR 1020210162900A KR 20210162900 A KR20210162900 A KR 20210162900A KR 102734466 B1 KR102734466 B1 KR 102734466B1
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data
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strength
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송성환
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주식회사 테스트원
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Abstract

본 발명은 스마트 공장의 제조 설비의 공정 운행 기록 데이터를 이용하여 설비의 운영을 효율적으로 제어하는 시스템으로서, 상기 제조 설비의 각 공정별 장치에 구비되어, 공정 운행 기록 데이터를 취득하는 데이터 취득부; 및 상기 데이터 취득부에서 수집된 각각의 장치별 공정 운행 기록 데이터를 분석하여 개선된 공정을 산출하는 AI 분석부를 포함한다.The present invention is a system for efficiently controlling the operation of equipment using process operation record data of manufacturing equipment of a smart factory, comprising: a data acquisition unit provided in each process device of the manufacturing equipment to acquire process operation record data; and an AI analysis unit that analyzes the process operation record data of each device collected by the data acquisition unit to derive an improved process.

Description

스마트 공장 제조 공정 인공지능 제어 시스템{SMART FACTORY CONTROL SYSTEM BASED ON AI TECHNIQUE}{SMART FACTORY CONTROL SYSTEM BASED ON AI TECHNIQUE}

본 발명은 스마트 공장 제조 공정 제어 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로는 IT 장치를 이용하여 공장에서 이루어지는 제조 공정을 효과적으로 제어하는 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a smart factory manufacturing process control system, and more particularly, to a system that effectively controls a manufacturing process performed in a factory using an IT device.

스마트 공장을 구현하는데 필요한 핵심 4대 기술은 "빅데이터, 클라우드, 인공지능, 로봇"이며, 또한 스마트 공장을 구현하는 주요한 특징은 연결성, 유연성, 지능성이라고 할 수 있다.The four core technologies required to implement smart factories are “big data, cloud, artificial intelligence, and robots,” and the main features of implementing smart factories are connectivity, flexibility, and intelligence.

연결성은 제조와 관련된 모든 과정을 실시간으로 연결하여 관리함을 의미하고, 또한 유연성은 제조 환경 변동성에 유연한 대응을 위한 데이터 기반 의사 결정을 의미한다. 그리고 지능성은 검증되지 않은 인적 개입을 최소화하여 품질의 균일성과 운영의 최적화를 완성함에 그 의미를 두고 있다.Connectivity means managing all manufacturing-related processes in real time, and flexibility means data-based decision-making for flexible response to manufacturing environment fluctuations. And intelligence means minimizing unverified human intervention to achieve uniformity of quality and optimization of operations.

근래에는 이와 같은 스마트 공장을 구현하기 위해서 제조 현장에서 발생하는 기존의 제조운영 관리 데이터를 수집/관리/분석 하고 그 결과를 통합하여 데이터 분석하되, 분석된 결과를 기반으로 기계학습 모형 구축한다.Recently, in order to implement such smart factories, existing manufacturing operation management data generated at manufacturing sites are collected/managed/analyzed, and the results are integrated for data analysis, and a machine learning model is built based on the analyzed results.

종래 스마트공장의 가치를 달성하기 위한 일 예로 국내 특허 제10-2016-0171549호를 참조하면, 공정 장치를 모듈화 함으로써 모듈 단위의 조합을 가능하도록 하는 표준 블록 장치를 제공한다. 그러나 중소규모의 제조업에서는 이러한 스마트공장의 가치를 달성하기 위하여 기존의 설비에 추가적인 모듈을 설치하거나, 새로운 설비로 교체함에 따라 비용적, 시스템적 위험요소가 발생하게 된다.As an example of achieving the value of a conventional smart factory, domestic patent No. 10-2016-0171549 provides a standard block device that enables combination of module units by modularizing process devices. However, in small and medium-sized manufacturing companies, in order to achieve the value of such a smart factory, cost and system risks arise as additional modules are installed in existing facilities or replaced with new facilities.

따라서 기존의 설비와 기존 시스템을 교체하지 않고 스마트 공장의 가치를 달성하기 위해서는 기존의 설비 및 시스템으로부터 획득되는 데이터를 이용한 확률기반의 기계학습 시스템의 개발이 요구되고 있는 실정이다.Therefore, in order to achieve the value of a smart factory without replacing existing facilities and systems, the development of a probability-based machine learning system using data obtained from existing facilities and systems is required.

특허문헌 1 : 대한민국 공개특허 제10-2017-0064291호 공개일자 2017년06월09일Patent Document 1: Republic of Korea Publication Patent No. 10-2017-0064291 Publication Date June 9, 2017

본 발명은 IT 장치를 이용하여 공장에서 이루어지는 제조 공정을 효과적으로 제어하는 시스템의 제공을 목적으로 한다.The purpose of the present invention is to provide a system that effectively controls a manufacturing process performed in a factory using an IT device.

위와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 의한 스마트 공장 제조 공정 제어 시스템은, 스마트 공장의 제조 설비의 공정 운행 기록 데이터를 이용하여 설비의 운영을 효율적으로 제어하는 시스템으로서, 상기 제조 설비의 각 공정별 장치에 구비되어, 공정 운행 기록 데이터를 취득하는 데이터 취득부; 및 상기 데이터 취득부에서 수집된 각각의 장치별 공정 운행 기록 데이터를 분석하여 개선된 공정을 산출하는 AI 분석부를 포함한다.In order to achieve the above purpose, a smart factory manufacturing process control system according to one embodiment of the present invention is a system that efficiently controls the operation of equipment by using process operation record data of manufacturing equipment of a smart factory, and includes a data acquisition unit provided in each process device of the manufacturing equipment to acquire process operation record data; and an AI analysis unit that analyzes the process operation record data of each device collected by the data acquisition unit to derive an improved process.

이때, 상기 제조 설비는 주조물을 생산하는 설비로서, 상기 주조물이 원료인 강철 및 기타 원료를 공급하는 공급기; 및 상기 공급기를 통해 공급되는 강철 및 기타 원료를 용용시키는 융용기를 포함할 수 있다.At this time, the manufacturing facility is a facility for producing a casting, and may include a supply device for supplying steel and other raw materials, which are raw materials for the casting; and a melting device for melting the steel and other raw materials supplied through the supply device.

또한, 상기 데이터 취득부는, 상기 공급기에 공급되는 강철 및 기타 원료를 인식하는 원료 인식 센서; 상기 융용기의 온도 및 융용된 원료의 온도를 인식하는 온도 감지 센서; 및 몰드의 강도를 측정하는 강도 측정 센서를 포함할 수 있다.In addition, the data acquisition unit may include a raw material recognition sensor that recognizes steel and other raw materials supplied to the supply unit; a temperature detection sensor that recognizes the temperature of the melting vessel and the temperature of the molten raw material; and a strength measurement sensor that measures the strength of the mold.

아울러, 상기 AI 분석부는, 상기 데이터 취득부의 각 센서로부터 측정 데이터를 수신하는 통신기; 상기 각 센서로부터 측정 데이터를 취합하여 기록하는 공정 데이터 DB; 및 공정 데이터 DB의 데이터를 머신 러닝 기법에 기반한 인공지능 방식으로 분석하여, 개선된 공정을 산출하는 통계기반 학습 도출기를 포함할 수 있다.In addition, the AI analysis unit may include a communication unit that receives measurement data from each sensor of the data acquisition unit; a process data DB that collects and records measurement data from each sensor; and a statistical-based learning derivation unit that analyzes data in the process data DB using an artificial intelligence method based on machine learning techniques to derive an improved process.

본 발명에 따른 스마트 공장 제조 공정 제어 시스템에 의하면, 기존의 제조설비에서 수집되는 운행기록데이터를 분석 및 학습하여 가장 효율적인 자원 활용 공정 조건을 도출할 수 있으며 또한 제조 설비 부하 및 설비고장 등의 장애를 예측하고 방지함으로써 수율 향상 및 품질 관리를 통한 생산성을 향상할 수 있는 효과가 있다.According to the smart factory manufacturing process control system according to the present invention, the most efficient resource utilization process conditions can be derived by analyzing and learning operation record data collected from existing manufacturing facilities, and also productivity can be improved through yield improvement and quality management by predicting and preventing malfunctions such as manufacturing facility load and facility failure.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 공장 공정 제어 시스템의 블록도이다.
도 2는 제조 설비와 데이터 취득부 간의 관계를 설명하는 블록도이다.
도 3은 AI 분석부의 세부 블록도이다.
도 4는 본 발명의 스마트 공장 공정 제어 시스템에서 수행되는 개선된 공정 산출 과정을 설명하는 순서도이다.
도 5 및 도 6은 S400 단계 및 S500 단계를 설명한다.
FIG. 1 is a block diagram of a smart factory process control system according to one embodiment of the present invention.
Figure 2 is a block diagram illustrating the relationship between the manufacturing facility and the data acquisition unit.
Figure 3 is a detailed block diagram of the AI analysis unit.
FIG. 4 is a flowchart illustrating an improved process output process performed in the smart factory process control system of the present invention.
Figures 5 and 6 illustrate steps S400 and S500.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. At this time, it should be noted that the same components in the attached drawings are indicated by the same symbols as much as possible. In addition, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may obscure the gist of the present invention will be omitted. For the same reason, some components in the attached drawings are exaggerated, omitted, or schematically illustrated.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 공장 공정 제어 시스템의 블록도이고, 도 2는 제조 설비와 데이터 취득부 간의 관계를 설명하는 블록도이고, 도 3은 AI 분석부의 세부 블록도이다.FIG. 1 is a block diagram of a smart factory process control system according to one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram explaining the relationship between a manufacturing facility and a data acquisition unit, and FIG. 3 is a detailed block diagram of an AI analysis unit.

도 1 내지 도 3을 참조하면 본 발명에 의한 스마트 공장 제조 공정 인공지능 제어 시스템(1000)은 스마트 공장의 제조 설비의 공정 운행 기록 데이터를 이용하여 설비의 운영을 효율적으로 제어하는 시스템으로서, 데이터 취득부(200) 및 AI 분석부(300)를 포함한다. 본 실시예에서 제조 설비(100)는 주조물을 생산하는 설비일 수 있다.Referring to FIGS. 1 to 3, the smart factory manufacturing process artificial intelligence control system (1000) according to the present invention is a system that efficiently controls the operation of the equipment by using process operation record data of the manufacturing equipment of the smart factory, and includes a data acquisition unit (200) and an AI analysis unit (300). In the present embodiment, the manufacturing equipment (100) may be equipment for producing a casting.

제조 설비(100)는 공급기(110) 및 융용기(120)를 포함한다. 공급기(110)는 주조물의 원료인 강절 및 기타 원료를 공급하는 장치로서, 강철 주괴와 합금에 사용되는 금속 또는 비금속 재질의 원료를 공급한다.The manufacturing facility (100) includes a feeder (110) and a melter (120). The feeder (110) is a device that supplies raw materials for castings, such as steel and other raw materials, and supplies raw materials of metal or non-metal materials used for steel ingots and alloys.

융용기(120)는 공급기(110)를 통해 공급된느 강철 및 기타 원료를 용융시킨다. 전기로 등이 융용기(120)에 해당한다. The melter (120) melts steel and other raw materials supplied through the supply unit (110). An electric furnace, etc. corresponds to the melter (120).

데이터 취득부(200)는 제조 설비(100)의 각 공정별 장치게 구비되어 공정 운행 기록 데이터를 취득한다.The data acquisition unit (200) is equipped with a device for each process of the manufacturing facility (100) to acquire process operation record data.

AI 분석부(300)는 데이터 취득부(200)에서 수집된 각각의 장치별 공정 운행 기록 데이터를 분석하여 개선된 공정을 산출한다.The AI analysis unit (300) analyzes the process operation record data for each device collected from the data acquisition unit (200) to derive an improved process.

구체적으로 데이터 취득부(200)는 원료 인식 센서(210), 온도 감지 센서(220) 및 강도 측정 센서(230)를 포함한다.Specifically, the data acquisition unit (200) includes a raw material recognition sensor (210), a temperature detection sensor (220), and a strength measurement sensor (230).

원료 인식 센서(210)는 공급기(110)에 공급되는 강철 및 기타 원료를 인식한다.The raw material recognition sensor (210) recognizes steel and other raw materials supplied to the feeder (110).

공급기(110)가 사일로 형태인 경우, 원료 인식 센서(210)는 공급되는 각 원료의 무게 및 투입량을 측정하는 센서 형태로 구비될 수 있다. 수작업에 의해 원료가 투입되는 경우 작업자가 융용기(120)에 원료를 투입하기 전에 NFC와 같은 전산 처리가 가능한 태그를 리더기에 강철 주괴의 투입 수량을 인식시키는 방식으로 원료 인식 센서(120)를 대체할 수도 있다.If the feeder (110) is in the form of a silo, the raw material recognition sensor (210) may be provided in the form of a sensor that measures the weight and input amount of each raw material supplied. If the raw material is input manually, the raw material recognition sensor (120) may be replaced by a method in which a computer-processable tag such as NFC is used to recognize the input amount of steel ingots to a reader before the worker inputs the raw material into the melter (120).

공급기(110)가 컨베이어 벨트 형태인 경우, 원료 인식 센서(210)는 컨베이어 벨트 상에 일정 거리 이격되어 배치되는 금속 감지기 형태의 것으로서 구비될 수있다. 강철이 주괴 형태인 경우 컨베이어 벨트로 이송하는 것이 효율적이다. 금속 감지기 방식의 원료 인식 센서(210)는 컨베이어 벨트 상에 배치되어 이송되는 금속 주괴를 1개 단위로 감지한다. 즉, 전기 유도에 따른 자기 반응을 측정하여 통과하는 주괴의 수량을 측정한다.If the feeder (110) is in the form of a conveyor belt, the raw material recognition sensor (210) may be provided as a metal detector type that is placed at a certain distance on the conveyor belt. If the steel is in the form of an ingot, it is efficient to transport it by a conveyor belt. The raw material recognition sensor (210) of the metal detector type is placed on the conveyor belt and detects the transported metal ingots one by one. That is, the quantity of ingots passing through is measured by measuring the magnetic reaction according to electric induction.

온도 감지 센서(220)는 용용기(120)의 온도 및 융용된 원료의 온도를 인식한다. 도시에는 온도 감지 센서(220)가 하나인 것처럼 표시되어 있느나 이는 간결한 도시를 위한 것 뿐으로서 다수의 센서가 용용기(120) 및 융용된 원료가 투입되는 경로에 배치된다. 융용된 원료의 온도 뿐만 아니라 제조 설비가 배치된 실내의 온도, 습도 등을 측정하는 센서가 더 포함될 수 있다.The temperature detection sensor (220) detects the temperature of the melting vessel (120) and the temperature of the molten raw material. Although the illustration shows that there is only one temperature detection sensor (220), this is only for simplicity, and multiple sensors are placed in the melting vessel (120) and the path through which the molten raw material is fed. In addition to the temperature of the molten raw material, sensors for measuring the temperature, humidity, etc. of the room where the manufacturing facility is placed may be further included.

강도 측정 센서(230)는 몰드의 강도를 측정한다. 몰드(M)의 제조 과정, 온도 및 습도 조건에 따라 몰드의 강도가 변화될 수 있다. 강도 측정 센서(230)는 몰드의 강도를 디지털 수치로 변환하여 AI 분석부(300)에 전송한다.The strength measurement sensor (230) measures the strength of the mold. The strength of the mold may change depending on the manufacturing process, temperature, and humidity conditions of the mold (M). The strength measurement sensor (230) converts the strength of the mold into a digital number and transmits it to the AI analysis unit (300).

강도 측정 센서(230)는 탐침 형태의 것으로서, 일정 간격으로 배치된 복수개의 탐침을 설정된 압력으로 몰드(M)에 밀착 시킨다. 탐침에 인가되는 강도 측정 센서(230)는 변위량을 측정하여 몰드(M)의 강도를 측정할 수 있다. 강도 측정 센서(230)는 몰드(M) 내부의 주형 틀에 삽입되는 내부 강도 측정기를 더 포함한다. 내부 강도 측정기는, 공기 주입에 따라 부피가 증가하는 풍선 형태의 몰드 삽입 튜브와 몰드 삽입 튜브에 설정된 압력으로 공기를 주입하는 펌프, 몰드 삽입 튜브의 압력 변화를 측정하는 압력 센서를 포함한다.The strength measuring sensor (230) is in the form of a probe, and a plurality of probes arranged at regular intervals are pressed against the mold (M) with a set pressure. The strength measuring sensor (230) applied to the probe can measure the strength of the mold (M) by measuring the amount of displacement. The strength measuring sensor (230) further includes an internal strength measuring device inserted into a mold frame inside the mold (M). The internal strength measuring device includes a balloon-shaped mold insertion tube whose volume increases according to air injection, a pump that injects air into the mold insertion tube at a set pressure, and a pressure sensor that measures the pressure change of the mold insertion tube.

몰드 삽입 튜브를 공기가 빠진 상태에서 몰드(M) 내부의 주형 틀에 삽입하고 설정된 압력 까지 공기를 주입한다. 공기 주입에 따라 몰드 삽입 튜브가 몰드(M) 내부의 주형 틀에 힘을 인가하게 된다. 이때, 몰드(M) 내부의 주형 틀에 변형이 발생하면 몰드 삽입 튜브의 부피가 증가하게 되고, 압력이 감소하게 된다. 압력 센서는 압력 감소 여부를 측정하여 몰드(M) 내부의 변형 여부를 측정할 수 있다.The mold insertion tube is inserted into the mold frame inside the mold (M) in a deflated state and air is injected up to the set pressure. As the air is injected, the mold insertion tube applies force to the mold frame inside the mold (M). At this time, if the mold frame inside the mold (M) is deformed, the volume of the mold insertion tube increases and the pressure decreases. The pressure sensor can measure whether there is deformation inside the mold (M) by measuring whether the pressure decreases.

한편, 도시 생략되었으나 데이터 취득부(200)는 몰드(M)의 형성을 위한 베이스 도우(즉, 점토)의 점도 등을 측정하는 점도 측정 센서를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, although omitted in the city, the data acquisition unit (200) may further include a viscosity measurement sensor that measures the viscosity of the base dough (i.e., clay) for forming the mold (M).

또한, 주조물의 생산 과정에서 몰드(M)의 변화를 측정하는 다수의 센서가 더 포함될 수 있다. 예를 들어 용탕의 1차 주입량, 2차 주입량을 측정하는 센서, 1차 주입량, 2차 주입량에 따른 몰드(M)의 온도 변화 및 강도 변화를 측정하는 여러 종류의 센서가 더 포함될수 있다.In addition, a plurality of sensors may be further included to measure changes in the mold (M) during the production process of the casting. For example, a sensor for measuring the first injection amount and the second injection amount of the molten metal, and various types of sensors for measuring temperature changes and strength changes in the mold (M) according to the first injection amount and the second injection amount may be further included.

AI 분석부(300)는 통신기(310), DB(320) 및 통계 기반 학습 도출기(330)를 포함한다.The AI analysis unit (300) includes a communication device (310), a DB (320), and a statistical learning derivation device (330).

통신기(310)는 데이터 취득부(200)의 각 센서로부터 측정 데이터를 수신한다. 즉, 원료 인식 센서(210), 온도 감지 센서(220) 및 강도 측정 센서(230)로부터 측정된 데이이터를 수신한다. 원료 인식 센서(210), 온도 감지 센서(220) 및 강도 측정 센서(230)는 통신기(310)와 유선 방식으로 연결될 수도 있고, Wifi 또는 블루투스와 같은 무선 방식으로 연결될 수도 있다.The communication device (310) receives measurement data from each sensor of the data acquisition unit (200). That is, it receives measured data from the raw material recognition sensor (210), the temperature detection sensor (220), and the intensity measurement sensor (230). The raw material recognition sensor (210), the temperature detection sensor (220), and the intensity measurement sensor (230) may be connected to the communication device (310) in a wired manner, or may be connected in a wireless manner such as Wifi or Bluetooth.

공정 데이터 DB(320)는 각 센서로부터 측정 데이터를 취합하여 기록한다. 이때, 일정 시간 단위로 원료 인식 센서(210), 온도 감지 센서(220) 및 강도 측정 센서(230)로부터 데이터를 수집하여 저장하는 것이 바람직하다.The process data DB (320) collects and records measurement data from each sensor. At this time, it is desirable to collect and store data from the raw material recognition sensor (210), temperature detection sensor (220), and strength measurement sensor (230) at regular time intervals.

통계 기반 학습 도출기(330)는 공정 데이터 DB(320)에 수집된 데이터를 머신 러닝 기법에 기반한 인공 지능 방식으로 분석하여, 개선된 공정을 산출한다.The statistical learning derivation unit (330) analyzes data collected in the process data DB (320) using an artificial intelligence method based on machine learning techniques to produce an improved process.

통계 기반 학습 도출기(330)는 연산 모듈(331) 및 제어 모듈(332)을 포함하는 형태로 실시될 수 있다. 단, 연산 모듈(331) 및 제어 모듈(332)은 PC와 같은 전산 장치에서 소프웨어적으로 구현되는 것으로서 하드웨어적으로 구분되는 구성은 아니다. The statistical learning derivation device (330) can be implemented in a form including a calculation module (331) and a control module (332). However, the calculation module (331) and the control module (332) are implemented as software in a computing device such as a PC and are not hardware-separated configurations.

일 실시형태에 따르면 연산 모듈(331)은 공정 데이터 DB(320)에 수집된 통계 데이터에서 공정의 변화량과의 연관 관계를 분석하여 공정 결과(즉, 주조 생산품의 품질)의 변화에 영향을 끼치는 공정 조건을 도출한다.According to one embodiment, the operation module (331) analyzes the correlation between the amount of change in the process and statistical data collected in the process data DB (320) to derive process conditions that affect changes in the process results (i.e., the quality of the casting product).

도 4는 본 발명의 스마트 공장 공정 제어 시스템에서 수행되는 개선된 공정 산출 과정을 설명하는 순서도이고, 도 5 및 도 6은 S400 단계 및 S500 단계를 설명한다. 도 4 및 도 5를 참조하면 연산 모듈(331)은 바로 이전 시점(t-1)의 통계데이터와 현재(t)의 통계데이터로부터 변형량을 연산하며 자체 변형량이 발생하는 경우, 변화된 공정 요인을 중요 공정 조건으로 판단하고 제어 모듈(332)에 중요공정 조건을 송신하되, 제어모듈(332)는 중요 공정 조건을 조정하며 공정 시뮬레이션을 수행한다.(S400 단계에 해당)FIG. 4 is a flowchart explaining an improved process calculation process performed in the smart factory process control system of the present invention, and FIGS. 5 and 6 explain steps S400 and S500. Referring to FIGS. 4 and 5, the calculation module (331) calculates a deformation amount from statistical data of the immediately previous time point (t-1) and statistical data of the present time (t), and when a deformation amount of its own occurs, it determines the changed process factor as an important process condition and transmits the important process condition to the control module (332), and the control module (332) adjusts the important process condition and performs a process simulation. (Corresponding to step S400)

연산 모듈(331)은 제어 모듈(3312)에 의해 조정된 중요 공정 조건의 통계 데이터와 조정 전 공정 조건의 통계데이터를 비교하여 공정결과 평균 변형량을 연산하고, 임계값보다 작은 공정결과 평균 변화량에 따른 공정조건을 중요 공정 조건에서 삭제함으로써 가장 효율적인 자원 활용 공정 조건을 도출한다.The operation module (331) compares the statistical data of the important process conditions adjusted by the control module (3312) with the statistical data of the process conditions before adjustment, calculates the average variation of the process results, and deletes the process conditions according to the average variation of the process results smaller than the threshold value from the important process conditions, thereby deriving the most efficient resource utilization process conditions.

이러한 계산을 통해 용탕의 온도 및 주입 속도 등을 최적화 할 수 있다.These calculations can be used to optimize the temperature and pouring speed of the molten metal.

연산 모듈(331)은 공정에 관해서 상기 제조설비의 부하 및 장애로 인한 몰드(M)에 균열이 발생하는 등의 이벤트가 발생할 경우, 통계데이터로부터 이벤트가 발생한 시점(Tx)과 이벤트가 발생하기 이전 최초의 시점(Tx-1)의 간의 시간편차를 연산하고 복수의 시간편차 간의 평균값을 도출함으로써 이벤트가 발생하는 시점을 예측한다.When an event occurs in the process, such as a crack in a mold (M) due to a load or failure of the manufacturing equipment, the operation module (331) calculates the time difference between the time point (Tx) at which the event occurs and the first time point (Tx-1) before the event occurs from statistical data, and derives an average value between multiple time difference values to predict the time point at which the event occurs.

또한 연산 모듈(331)은 시간편차를 적용하여 상기 이벤트에 영향을 미치는 공정조건을 일정 시간 간격으로 조정하여 제어 모듈(3322)에 송신함으로써 공정에 관한 이벤트에 대응할 수 있도록 한다.(S500 단계에 해당), 즉 이벤트가 발생하지 않도록 예방하는 조건을 산출할 수 있다.In addition, the operation module (331) adjusts the process conditions affecting the event at regular time intervals by applying a time deviation and transmits them to the control module (3322) so that it can respond to an event related to the process (corresponding to step S500). In other words, it can calculate a condition that prevents the event from occurring.

본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.The embodiments of the present invention disclosed in this specification and drawings are merely specific examples presented to easily explain the technical content of the present invention and to help understand the present invention, and are not intended to limit the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains that other modified examples based on the technical idea of the present invention can be implemented in addition to the embodiments disclosed herein.

1000 : 스마트 공장 제조 공정 인공지능 제어 시스템
100 : 제조 설비
200 : 데이터 취득부
300 : AI 분석부
1000: Smart Factory Manufacturing Process Artificial Intelligence Control System
100 : Manufacturing facilities
200 : Data Acquisition Department
300: AI Analysis Department

Claims (5)

스마트 공장의 제조 설비의 공정 운행 기록 데이터를 이용하여 설비의 운영을 효율적으로 제어하는 시스템으로서,
상기 제조 설비의 각 공정별 장치에 구비되어, 공정 운행 기록 데이터를 취득하는 데이터 취득부; 및
상기 데이터 취득부에서 수집된 각각의 장치별 공정 운행 기록 데이터를 분석하여 개선된 공정을 산출하는 AI 분석부를 포함하고,
상기 제조 설비는 주조물을 생산하는 설비로서,
상기 주조물이 원료인 강철 및 기타 원료를 공급하는 공급기; 및
상기 공급기를 통해 공급되는 강철 및 기타 원료를 용용시키는 융용기를 포함하고,
상기 데이터 취득부는,
상기 공급기에 공급되는 강철 및 기타 원료를 인식하는 원료 인식 센서;
상기 융용기의 온도 및 융용된 원료의 온도를 인식하는 온도 감지 센서; 및
몰드의 강도를 측정하는 강도 측정 센서를 포함하고,
상기 AI 분석부는,
상기 데이터 취득부의 각 센서로부터 측정 데이터를 수신하는 통신기;
상기 각 센서로부터 측정 데이터를 취합하여 기록하는 공정 데이터 DB; 및
공정 데이터 DB의 데이터를 머신 러닝 기법에 기반한 인공지능 방식으로 분석하여, 개선된 공정을 산출하는 통계기반 학습 도출기를 포함하고,
상기 공급기는 주괴 형태의 강철을 이송하는 컨베이어 벨트 형태의 것이고,
상기 원료 인식 센서는,
상기 컨베이어 벨트 상에 배치되는 금속 감지기 형태의 것으로서, 이송되는 상기 주괴를 1개 단위로 감지하고,
상기 강도 측정 센서는,
탐침 형태의 것으로서, 일정 간격으로 배치된 복수개의 탐침을 설정된 압력으로 몰드에 밀착 시키고, 상기 탐침에 인가되는 변위량을 측정하여 몰드의 강도를 측정하고,
상기 강도 측정 센서는,
상기 몰드 내부의 주형 틀에 삽입되는 내부 강도 측정기를 더 포함하고,
상기 내부 강도 측정기는,
공기 주입에 따라 부피가 증가하는 풍선 형태의 몰드 삽입 튜브;
상기 몰드 삽입 튜브에 설정된 압력으로 공기를 주입하는 펌프; 및
상기 몰드 삽입 튜브의 압력 변화를 측정하는 압력 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 공장 제조 공정 인공지능 제어 시스템.
A system that efficiently controls the operation of equipment by using process operation record data of manufacturing equipment in a smart factory.
A data acquisition unit equipped in each process device of the above manufacturing facility to acquire process operation record data; and
Includes an AI analysis unit that analyzes process operation record data for each device collected from the above data acquisition unit to derive an improved process.
The above manufacturing facility is a facility for producing castings.
A feeder for supplying steel and other raw materials, which are raw materials for the casting; and
Includes a melting furnace for melting steel and other raw materials supplied through the above-mentioned supply furnace,
The above data acquisition unit,
A raw material recognition sensor that recognizes steel and other raw materials supplied to the above feeder;
A temperature detection sensor that detects the temperature of the melting vessel and the temperature of the melted raw material; and
Includes a strength measuring sensor for measuring the strength of the mold,
The above AI analysis unit,
A communication device that receives measurement data from each sensor of the above data acquisition unit;
Process data DB that collects and records measurement data from each of the above sensors; and
It includes a statistical learning derivation engine that analyzes data in the process data DB using an artificial intelligence method based on machine learning techniques to produce an improved process.
The above feeder is in the form of a conveyor belt that transports steel in the form of ingots,
The above raw material recognition sensor,
A metal detector in the form of a metal detector placed on the conveyor belt detects the conveyed ingots one by one,
The above strength measuring sensor,
As a probe type, a plurality of probes arranged at regular intervals are pressed against the mold with a set pressure, and the strength of the mold is measured by measuring the displacement applied to the probes.
The above strength measuring sensor,
Further comprising an internal strength measuring device inserted into the mold frame within the mold,
The above internal strength meter is,
A balloon-shaped mold insert tube that increases in volume as air is injected;
A pump for injecting air into the mold insertion tube at a set pressure; and
A smart factory manufacturing process artificial intelligence control system characterized by including a pressure sensor that measures pressure changes in the mold insertion tube.
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