JP2019530084A - アクティブブラックボックスを利用した工場設備モニタリングシステム及び方法 - Google Patents

アクティブブラックボックスを利用した工場設備モニタリングシステム及び方法 Download PDF

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Abstract

アクティブブラックボックスを利用した工場設備モニタリングシステム及び方法に関するものであり、アクティブブラックボックスが、工場設備と連結されたＣＣＴＶ、及び温度／湿度センサ、照度センサ、並びにＣｏ２センサから収集したデータを、遠隔地に位置した中央管制サーバに伝送し、そのデータをモニタリングした中央管制サーバがリアルタイムで工場設備を制御し、アクティブブラックボックスを介してリアルタイムで収集したデータを蓄積して生成したビッグデータをクラウドサーバに保存して、イベント発生に伴う対応マニュアルを管理し、そのビッグデータをメンテナンス業者が活用できるようにすることにより、イベント発生時に管理者が現場にいなくてもリアルタイム対応が可能であり、工場設備に対する最適なメンテナンスを提供する効果がある。【選択図】図２

Description

本発明は、アクティブブラックボックスを利用した工場設備モニタリングシステム及び方法に関し、さらに詳しくは、中央管制サーバが、工場設備に備えられたアクティブブラックボックスから受信したデータを用いて工場設備の作動状況をリアルタイムでモニタリング（機械全体的な作業の情報及び統計（マシンの状態、生産量、アラーム情報及びツール情報）を確認）、すなわち、装備と工場内のリアルタイム映像確認、リアルタイム温度／湿度の現状及び変化推移の確認、並びに空気の質をモニタリングし、それをモニタリングした中央管制サーバが工場設備をリモートで制御することにより、イベント発生時に迅速な措置を取れるようにする技術に関する。
一般的にネットワークを介した産業管理は一部に限られており、このため、産業施設の全体的な管理がろくにできないため、これによる産業施設の総括的なシステム管理において人力が無駄に使われているのが現状である。
また、人力による産業施設の総括制御が行われるに伴い、リアルタイム制御が難しくなり、産業施設における異常の兆候の発生を事前に防止できず、このため、産業施設の運営に伴う災害、不良、リスクに対して即時対応が困難であるという問題がある。
かかる問題を改善するために、工場や産業現場では、施設や装備をモニタリングするために、ネットワークによるモニタリングシステムを利用している。これにより、管理者が現場に常駐する必要がある不便が軽減され、しかも中央制御室で全体的な現場の状況を監視及び制御することができるので、時間的且つ空間的効率を高めることができる。のみならず、人が近づくのが難しい環境や限られた地域を統合して管理することができるので、その重要性が非常に高まりつつある。
前述したような問題を改善するための先行技術としては、特許文献１が開示されている。
図１を参照すると、上記先行技術は、センサを介して産業現場の対象機器の状態を計測する複数の計測機器と；計測機器と連結されており、計測機器により計測されたデータを、インターネットを介して接続したユーザに提供できるように変換する多数のシリアルゲートウェイと；ユーザがインターネットを介してシリアルゲートウェイに接続して提供されたデータを出力するユーザ端末と；を提供する技術である。
しかし、先行技術の場合、単に産業現場内の対象機器に対する計測データを遠隔地に位置したユーザ端末に提供する方式であって、ユーザ端末が一方的な計測データ受信機能に限定されているため、対象機器の誤作動及び製品不良が発生した場合、ユーザ端末はそれを認識するに過ぎないものなので、最終的には管理者が受動的に対処するしかないという問題がある。
大韓民国公開特許第２０１６−００３４０２３号（（２０１６．０３．２９．公開）、「インターネットベースの統合Ｗｅｂモニタリングシステム」）
本発明の目的は、アクティブブラックボックスが、工場設備と連結されたＣＣＴＶ、温度／湿度センサ、照度センサ、及びＣｏ２センサから収集したデータを、遠隔地に位置した中央管制サーバに伝送し、そのデータをモニタリングした中央管制サーバがリアルタイムで工場設備を制御することにより、イベント（工場設備運営による災害、誤動作及び製品の製造不良）発生時に管理者が現場にいなくてもリアルタイムで対応できるようにする、アクティブブラックボックスを利用した工場設備モニタリングシステム及び方法を提供することである。
また、本発明の他の目的は、アクティブブラックボックスを介してリアルタイムで収集したデータを蓄積して生成したビッグデータを、クラウドサーバに保存して、イベント発生に伴う対応マニュアルを管理し、そのビッグデータをメンテナンス業者が活用できるようにすることにより、工場設備に対する最適なメンテナンスを提供できるようにする、アクティブブラックボックスを利用した工場設備モニタリングシステム及び方法を提供することである。
上記技術的課題を達成するために、本発明に係るアクティブブラックボックスを利用した工場設備モニタリングシステムは、工場設備のプログラマブルロジックコントローラ（ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＬｏｇｉｃＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ：ＰＬＣ）駆動データを収集し、工場設備の作動状態の撮影のために連結されたＣＣＴＶからリアルタイム映像データを収集し、温度／湿度センサ、照度センサ、及びＣｏ２センサから工場設備に対するリアルタイム温度／湿度データ、照度センサデータ及びＣｏ２センサデータを収集して中央管制サーバに伝送し、中央管制サーバまたはモバイル端末から識別ＩＤを含む工場設備制御情報を受信した場合、識別ＩＤと対応する工場設備のＰＬＣ駆動を制御するアクティブブラックボックスと；ＰＬＣ駆動データ、リアルタイム映像データ、温度／湿度データ、照度センサデータ、Ｃｏ２センサデータ及び有害物質データを受信して工場設備それぞれの識別ＩＤ毎に時系列的な推移変化をモニタリングするが、アクティブブラックボックスから誤作動イベント情報またはライン状態イベント情報を受信した場合、既に設定されたマニュアルを索引して、受信した誤作動イベント情報またはライン状態イベント情報と対応する工場設備制御情報を、前記アクティブブラックボックスに伝送する中央管制サーバと；中央管制サーバから工場設備それぞれの識別ＩＤ毎のＰＬＣ駆動データ、リアルタイム映像データ、温度／湿度データ、照度センサデータ、Ｃｏ２センサデータ及び有害物質データを受信してその時系列的な推移変化をモニタリングするが、、誤作動イベント情報またはライン状態イベント情報を受信した場合、これと対応する工場設備の位置座標、装備名称及び装備稼動状態を出力し、管理者から入力された工場設備制御情報をアクティブブラックボックスに伝送するモバイル端末と；を含むことを特徴とする。
また、中央管制サーバは、アクティブブラックボックスから受信した誤作動イベント情報またはライン状態イベント情報を識別ＩＤ毎に分類し、イベント発生の原因／頻度及びメンテナンス履歴を聚合したビッグデータを生成してクラウドサーバにアップロードすることを特徴とする。
また、中央管制サーバから受信したビッグデータ及びイベント発生に伴う対応マニュアルを管理し、収集されたビッグデータをメンテナンス業者サーバと共有して、工場設備のメンテナンスに活用できるようにするクラウドサーバをさらに含むことを特徴とする。
また、アクティブブラックボックスは、工場設備に対するリアルタイム温度／湿度データを収集する温度／湿度センサと；工場設備稼働により排出されるスモッグ、メタンまたは一酸化炭素のうちのいずれか一つを含む有害物質データを収集するガスセンサと；工場設備の駆動経路または工場設備により製造された製品が既に設定されたラインから離脱したことを感知した場合、当該ラインと対応する識別ＩＤを含むライン状態イベント情報を、前記中央管制サーバまたはモバイル端末に伝送するラインセンサと；を含むことを特徴とする。
また、アクティブブラックボックスは、工場設備の内部または製品の移送経路に備えられた照明のそれぞれの照度値を聚合した照度センサデータを収集する照度センサと；工場設備稼働時に発生するＣｏ２値を聚合したＣｏ２センサデータを収集するＣｏ２センサと；をさらに含むことを特徴とする。
また、中央管制サーバは、アクティブブラックボックスから工場設備それぞれの識別ＩＤ毎のＰＬＣ駆動データ、リアルタイム映像データ、温度／湿度データ、照度センサデータ、Ｃｏ２センサデータ及び有害物質データを受信して保存及び管理し、アクティブブラックボックスから受信した誤作動イベント情報またはライン状態イベント情報を、工場設備それぞれの識別ＩＤ毎に保存及び管理する収集モジュールと；収集モジュールから印加されたＰＬＣ駆動データ、リアルタイム映像データ、温度／湿度データ、照度センサデータ、Ｃｏ２センサデータ及び有害物質データの時系列的な推移変化を、工場設備それぞれの識別ＩＤ毎に出力し、収集モジュールから誤作動イベント情報またはライン状態イベント情報を印加された場合、これに対するイベントアラームを出力するとともに、既に設定されたモバイル端末に伝送するモニタリングモジュールと；収集モジュールから誤作動イベント情報またはライン状態イベント情報を印加された場合、既に設定されたマニュアルと対応するように、当該工場設備の作動中止、工場設備の再稼働、以前工程繰り返し実行または以後工程スキップのうちのいずれか一つを含むＰＬＣ駆動制御のための工場設備制御情報を生成する制御モジュールと；収集モジュールから誤作動イベント情報またはライン状態イベント情報を印加された場合、既に登録されたモバイル端末の位置座標を探索して、工場設備から最も近いところに位置したモバイル端末の識別ＩＤを抽出する探索モジュールと；収集モジュールから印加された工場設備それぞれの識別ＩＤ毎のＰＬＣ駆動データ、リアルタイム映像データ、温度／湿度データ、照度センサデータ、Ｃｏ２センサデータ及び有害物質データを、既に登録されたモバイル端末に伝送し、制御モジュールから印加された工場設備制御情報をアクティブブラックボックスに伝送し、収集モジュールから印加された誤作動イベント情報またはライン状態イベント情報を、探索モジュールから印加された識別ＩＤと対応するモバイル端末に伝送する伝送モジュールと；を含むことを特徴とする。
また、中央管制サーバは、同じ地域に位置した複数の工場設備により生産された製品の良品率のそれぞれをＤＢから索引し、索引した良品率と、前記収集モジュールから印加された工場設備それぞれの識別ＩＤ毎の照度センサデータ及びＣｏ２センサデータと、を比較及び分析して、照度センサデータ及びＣｏ２センサデータを基に、どのような環境的要因が良品率に影響を与えるかを導出した相関関係導出情報を生成する品質相関関係導出モジュールと；工場設備のそれぞれにより生産された製品の生産品質データをＤＢから索引し、索引した生産品質データと、前記収集モジュールから印加された温度／湿度データ、照度センサデータ、Ｃｏ２センサデータ及び有害物質データと、を比較して、最適な生産効率を有する工場設備、生産工程及び生産ラインを導出した生産効率分析情報を生成する生産効率分析モジュールと；をさらに含むことを特徴とする。
そして、モバイル端末は、中央管制サーバから工場設備それぞれの識別ＩＤ毎のＰＬＣ駆動データ、リアルタイム映像データ、温度／湿度データ、照度センサデータ、Ｃｏ２センサデータ及び有害物質データを受信し、中央管制サーバから誤作動イベント情報またはライン状態イベント情報を受信する受信モジュールと；受信モジュールから印加されたＰＬＣ駆動データ、リアルタイム映像データ、温度／湿度データ、照度センサデータ、Ｃｏ２センサデータ及び有害物質データの時系列的な推移変化を、工場設備それぞれの識別ＩＤ毎に出力し、受信モジュールから誤作動イベント情報またはライン状態イベント情報を印加された場合、これに対する既に設定されたイベントアラームを出力するモニタリングモジュールと；受信モジュールから誤作動イベント情報またはライン状態イベント情報を印加された場合、既に設定されたマニュアルと対応するように、当該工場設備の作動中止、工場設備の再稼働、以前工程繰り返し実行または以後工程スキップのうちのいずれか一つを含むＰＬＣ駆動制御のための工場設備制御情報を生成する制御モジュールと；制御モジュールから印加された工場設備制御情報を前記アクティブブラックボックスに伝送する伝送モジュールと；を含むことを特徴とする。
一方、前述したシステムをベースにした、本発明に係るアクティブブラックボックスを利用した工場設備モニタリング方法は、アクティブブラックボックスが、工場設備のＰＬＣ駆動データ、リアルタイム映像データ、温度／湿度データ、照度センサデータ、Ｃｏ２センサデータ及び有害物質データを収集して中央管制サーバに伝送するステップ（ａ）と；中央管制サーバが、ＰＬＣ駆動データ、リアルタイム映像データ、温度／湿度データ、照度センサデータ、Ｃｏ２センサデータ及び有害物質データを受信して、工場設備それぞれの識別ＩＤ毎に時系列的な推移変化をモニタリングするステップ（ｂ）と；中央管制サーバが、アクティブブラックボックスから誤作動イベント情報またはライン状態イベント情報を受信したかどうかを判断するステップ（ｃ）と；ステップ（ｃ）の判断結果、誤作動イベント情報またはライン状態イベント情報を受信した場合、中央管制サーバが、既に設定されたマニュアルを索引して、受信した誤作動イベント情報またはライン状態イベント情報と対応する工場設備制御情報をアクティブブラックボックスに伝送するステップ（ｄ）と；アクティブブラックボックスが、中央管制サーバから識別ＩＤを含む工場設備制御情報を受信したかどうかを判断するステップ（ｅ）と；ステップ（ｅ）の判断結果、中央管制サーバから識別ＩＤを含む工場設備制御情報を受信した場合、アクティブブラックボックスが、識別ＩＤと対応する工場設備のＰＬＣ駆動を制御するステップ（ｆ）と；を含むことを特徴とする。
また、ステップ（ｄ）の後、中央管制サーバが、誤作動イベント情報またはライン状態イベント情報を識別ＩＤ毎に分類し、イベント発生の原因／頻度及びメンテナンス履歴を聚合したビッグデータを生成してクラウドサーバにアップロードするステップ（ｇ）をさらに含むことを特徴とする。
そして、ステップ（ｄ）の後、モバイル端末が、中央管制サーバから工場設備それぞれの識別ＩＤ毎のＰＬＣ駆動データ、リアルタイム映像データ、温度／湿度データ、照度センサデータ、Ｃｏ２センサデータ及び有害物質データを受信して、その時系列的な推移変化をモニタリングするステップ（ｈ）と；モバイル端末が、中央管制サーバから誤作動イベント情報またはライン状態イベント情報を受信したかどうかを判断するステップ（ｉ）と；ステップ（ｉ）の判断結果、誤作動イベント情報またはライン状態イベント情報を受信した場合、モバイル端末が、受信した誤作動イベント情報またはライン状態イベント情報と対応する工場設備の位置座標、装備名称及び装備稼動状態を出力するステップ（ｊ）と；モバイル端末が、管理者から入力された工場設備制御情報をアクティブブラックボックスに伝送するステップ（ｋ）と；アクティブブラックボックスが、モバイル端末から工場設備制御情報を受信して工場設備のＰＬＣ駆動を制御するステップ（ｌ）；をさらに含むことを特徴とする。
前述の本発明によれば、アクティブブラックボックスが、工場設備と連結されたＣＣＴＶ、温度／湿度センサ、照度センサ、及びＣｏ２センサから収集したデータを、遠隔地に位置した中央管制サーバに伝送し、そのデータをモニタリングした中央管制サーバがリアルタイムで工場設備を制御することにより、イベント（工場設備運営による災害、誤動作及び製品の製造不良）の発生時に管理者が現場にいなくてもリアルタイムで対応することができるという効果がある。
また、本発明によれば、アクティブブラックボックスを介してリアルタイムで収集したデータを蓄積して生成したビッグデータを、クラウドサーバに保存して、イベント発生に伴う対応マニュアルを管理し、そのビッグデータをメンテナンス業者が活用できるようにすることにより、工場設備に対する最適なメンテナンスを提供することができるという効果がある。
従来のインターネットベースの統合Ｗｅｂモニタリングシステムを示す説明図 本発明に係るアクティブブラックボックスを利用した工場設備モニタリングシステムを示す構成図 本発明に係るアクティブブラックボックスを利用した工場設備モニタリングシステムのアクティブブラックボックスの詳細構成を示す説明図 本発明に係るアクティブブラックボックスを利用した工場設備モニタリングシステムの中央管制サーバの詳細構成を示す説明図 本発明に係るアクティブブラックボックスを利用した工場設備モニタリングシステムの中央管制サーバに備えられたモニタリングモジュールのＵＩを示す例示図 本発明に係るアクティブブラックボックスを利用した工場設備モニタリングシステムの中央管制サーバに備えられたモニタリングモジュールのＵＩを示す例示図 本発明に係るアクティブブラックボックスを利用した工場設備モニタリングシステムの中央管制サーバに備えられたモニタリングモジュールのＵＩを示す例示図 本発明に係るアクティブブラックボックスを利用した工場設備モニタリングシステムの中央管制サーバに備えられたモニタリングモジュールのＵＩを示す例示図 本発明に係るアクティブブラックボックスを利用した工場設備モニタリングシステムの中央管制サーバに備えられたモニタリングモジュールのＵＩを示す例示図 本発明に係るアクティブブラックボックスを利用した工場設備モニタリングシステムの中央管制サーバに備えられたモニタリングモジュールのＵＩを示す例示図 本発明に係るアクティブブラックボックスを利用した工場設備モニタリングシステムの中央管制サーバに備えられたモニタリングモジュールのＵＩを示す例示図 本発明に係るアクティブブラックボックスを利用した工場設備モニタリングシステムの中央管制サーバに備えられたモニタリングモジュールのＵＩを示す例示図 本発明に係るアクティブブラックボックスを利用した工場設備モニタリングシステムの中央管制サーバに備えられたモニタリングモジュールのＵＩを示す例示図 本発明に係るアクティブブラックボックスを利用した工場設備モニタリングシステムの中央管制サーバに備えられたモニタリングモジュールのＵＩを示す例示図 本発明に係るアクティブブラックボックスを利用した工場設備モニタリングシステムの中央管制サーバに備えられたモニタリングモジュールのＵＩを示す例示図 本発明に係るアクティブブラックボックスを利用した工場設備モニタリングシステムの中央管制サーバに備えられたモニタリングモジュールのＵＩを示す例示図 本発明に係るアクティブブラックボックスを利用した工場設備モニタリングシステムのモバイル端末の詳細構成を示す説明図 本発明に係るアクティブブラックボックスを利用した工場設備モニタリングシステムのモバイル端末に備えられたモニタリングモジュールのＵＩを示す例示図 本発明に係るアクティブブラックボックスを利用した工場設備モニタリング方法を示すフローチャート 本発明に係るアクティブブラックボックスを利用した工場設備モニタリング方法のステップＳ４０後の過程を示すフローチャート 本発明に係るアクティブブラックボックスを利用した工場設備モニタリング方法のステップＳ４０の後の他の過程を示すフローチャート
本発明の具体的な特徴及び利点は、添付図面に基づいた以下の詳細な説明からより明らかになる。これに先立ち、本明細書及び請求範囲に使用された用語や単語は発明者が自分の発明を最良の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則に従い、本発明の技術的思想に合う意味と概念に解釈される。また、本発明に係わる公知機能及びその構成についての具体的な説明が本発明の要旨を不必要に曖昧にする可能性があると判断される場合には、その具体的な説明を省略する。
図２に示すように、本発明に係るアクティブブラックボックスを利用した工場設備モニタリングシステムＳは、それぞれ無線通信網を介して接続されるアクティブブラックボックス１０、中央管制サーバ２０、モバイル端末３０及びクラウドサーバ４０を含んで構成される。
まず、アクティブブラックボックス１０は、工場設備のプログラマブルロジックコントローラ（ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＬｏｇｉｃＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ：ＰＬＣ）駆動データを収集し、工場設備の作動状態の撮影のために連結されたＣＣＴＶからリアルタイム映像データを収集し、温度／湿度センサ１１から工場設備に対するリアルタイム温度／湿度データを収集し、ガスセンサ１２から工場設備から発生する有害物質データを収集して、中央管制サーバ２０に伝送し、中央管制サーバ２０またはモバイル端末３０から識別ＩＤを含む工場設備制御情報を受信した場合、前記識別ＩＤと対応する工場設備のＰＬＣ駆動を制御する。
このとき、ＰＬＣ駆動制御とは、識別ＩＤと対応する工場設備の作動中止、工場設備の再稼働、以前工程繰り返し実行または以後工程スキップのうちのいずれか一つであってもよく、本発明のＰＬＣ駆動は、既に設定されたマニュアルに対応するように変更されてもよい。
また、アクティブブラックボックス１０は、工場設備が既に設定された作動以外の作動を行う場合、工場設備と対応する識別ＩＤを含む誤動作イベント情報またはライン状態イベント情報を中央管制サーバ２０に伝送する。
一方、中央管制サーバ２０は、アクティブブラックボックス１０からＰＬＣ駆動データ、リアルタイム映像データ、温度／湿度データ及び有害物質データを受信して、工場設備それぞれの識別ＩＤ毎に時系列的な推移変化をモニタリングするが、誤作動イベント情報またはライン状態イベント情報を受信した場合、既に設定されたマニュアルを索引して、受信した誤作動イベント情報またはライン状態イベント情報と対応する工場設備制御情報をアクティブブラックボックス１０に伝送する。
また、中央管制サーバ２０は、アクティブブラックボックス１０から受信した誤作動イベント情報またはライン状態イベント情報を識別ＩＤ毎に分類して、イベント発生の原因／頻度及びメンテナンス履歴を聚合したビッグデータを生成してクラウドサーバ４０にアップロードする。
一方、モバイル端末３０は、中央管制サーバ２０から工場設備それぞれの識別ＩＤ毎のＰＬＣ駆動データ、リアルタイム映像データ、温度／湿度データ及び有害物質データを受信してその時系列的な推移変化をモニタリングするが、、誤作動イベント情報またはライン状態イベント情報を受信した場合、これと対応する工場設備の位置座標、装備名称及び装備稼動状態を出力し、管理者から入力された工場設備制御情報をアクティブブラックボックス１０に伝送する。ここで、工場設備制御情報とは、前述したように工場設備のＰＬＣ駆動を制御するための情報である。
そして、クラウドサーバ４０は、中央管制サーバ２０から受信したビッグデータ及びイベント発生に伴う対応マニュアルを管理し、収集されたビッグデータをメンテナンス業者サーバと共有して、工場設備のメンテナンスに活用できるように構成される。
以下では、図３を参照して、本発明に係るアクティブブラックボックスを利用した工場設備モニタリングシステムのアクティブブラックボックスの詳細構成について説明する。
具体的には、アクティブブラックボックス１０は、工場設備それぞれのＰＬＣと接続されるが、工場設備が既に設定された作動以外の作動を行う場合、工場設備と対応する識別ＩＤを含む誤動作イベント情報を中央管制サーバ２０またはモバイル端末３０に伝送する。
また、アクティブブラックボックス１０の温度／湿度センサ１１は、工場設備に対するリアルタイム温度／湿度データを収集し、温度測定範囲は−４０℃〜８０℃／０．１℃誤差＜±０．５℃であると想定されるが、本発明の温度測定範囲がこれに限定されるものではない。
また、アクティブブラックボックス１０のガスセンサ１２が収集する有害物質データは、工場設備稼働により排出されるスモッグ、メタンまたは一酸化炭素のうちのいずれか一つを含むと想定されるが、本発明のガスセンサ１２の収集機能は、スモッグ、メタン、一酸化炭素の外に他の有害物質を収集するようにその機能が変更されてもよい。
また、アクティブブラックボックス１０は、ラインセンサ１３を介して工場設備の駆動経路または工場設備により製造された製品が既に設定されたラインから離脱したことを感知した場合、当該ラインと対応する識別ＩＤを含むライン状態イベント情報を中央管制サーバ２０またはモバイル端末３０に伝送する。
また、アクティブブラックボックス１０のラインセンサ１３は、工場設備または工場設備により製造された製品が既に設定された経路を離脱したかどうかを感知するための赤外線感知器または減圧装備を含んで構成されてもよい。
また、アクティブブラックボックス１０の照度センサ１４は、工場設備の内部または製品の移送経路に備えられた照明のそれぞれの照度値を聚合した照度センサデータを収集する。
そして、アクティブブラックボックス１０のＣｏ２センサ１５は、工場設備稼働時に発生するＣｏ２値を聚合したＣｏ２センサデータを収集する。
以下では、図４を参照して、本発明に係るアクティブブラックボックスを利用した工場設備モニタリングシステムの中央管制サーバの詳細構成について説明する。
まず、中央管制サーバ２０の収集モジュール２１は、アクティブブラックボックス１０から工場設備それぞれの識別ＩＤ毎のＰＬＣ駆動データ、リアルタイム映像データ、温度／湿度データ、照度センサデータ、Ｃｏ２センサデータ及び有害物質データを受信して保存及び管理し、アクティブブラックボックス１０から受信した誤作動イベント情報またはライン状態イベント情報を、工場設備それぞれの識別ＩＤ毎に保存及び管理する。
また、中央管制サーバ２０のモニタリングモジュール２２は、収集モジュール２１から印加されたＰＬＣ駆動データ、リアルタイム映像データ、温度／湿度データ、照度センサデータ、Ｃｏ２センサデータ及び有害物質データの時系列的な推移変化を、工場設備それぞれの識別ＩＤ毎に出力し、収集モジュール２１から誤作動イベント情報またはライン状態イベント情報を印加された場合、これに対するイベントアラームを出力するとともに、既に設定されたモバイル端末３０に伝送する。
以下では、図５ａ〜図５ｌを参照して、本発明に係るアクティブブラックボックスを利用した工場設備モニタリングシステムのモニタリングモジュールが、ＰＬＣ駆動データを基にモニタリングを行う出力画面について説明する。
まず、モニタリングモジュール２２は、ＰＬＣ駆動データを基に、図５ａに示すように、工場設備それぞれの識別ＩＤ毎のライン生産量目標、投入、搬出、稼働率、日別生産量、週間生産量、ＴＯＰ障害設備、ＴＯＰ５アラーム、及び保全呼び出しアラームリストを含む総合ステータス情報を出力するように駆動される。
また、モニタリングモジュール２２は、ＰＬＣ駆動データを基に、図５ｂに示すように、総合ステータス情報をチャート別または色別グラフとして出力するように駆動される。
また、モニタリングモジュール２２は、ＰＬＣ駆動データを基に、図５ｃに示すように、総合ステータス情報をＥｘｃｅｌファイルとして保存するかまたは印刷物として出力するように駆動される。
また、モニタリングモジュール２２は、ＰＬＣ駆動データを基に、図５ｄに示すように、工場設備のリアルタイム作動状態とその詳細及びアラームの詳細を出力するように駆動される。
また、モニタリングモジュール２２は、ＰＬＣ駆動データを基に、図５ｅに図示すように、工場設備の作動状態（制御の準備、正常稼働、装備の待機、マニュアルモード、工具交換または保全呼び出し）を時系列的なグラフの形で出力するように駆動される。
また、モニタリングモジュール２２は、ＰＬＣ駆動データを基に、図５ｆに図示すように、工場設備それぞれの識別ＩＤ毎の工程開始日、終了日、工場設備ごとのアラームの発生時刻、終了時刻及び経過時間を出力ように駆動される。
また、モニタリングモジュール２２は、ＰＬＣ駆動データ、誤作動イベント情報またはライン状態イベント情報を基に、図５ｇに図示すように、工場設備それぞれの識別ＩＤ毎の工程開始日、終了日、工場設備ごとの障害の発生時刻、終了時刻及び経過時間を出力するように駆動される。
また、モニタリングモジュール２２は、ＰＬＣ駆動データを基に、図５ｈに示すように、工場設備稼働に応じて工程毎に選択された日付の稼働率、生産量、投入と搬出された個数及び機種を出力するように駆動される。
また、モニタリングモジュール２２は、ＰＬＣ駆動データを基に、図５ｉに示すように、工場設備稼働に伴う生産量を、設定した日別または月別グラフの形で出力するように駆動される。
また、モニタリングモジュール２２は、図５ｊに示すように、収集モジュール２１から印加されたリアルタイム映像データを出力するように駆動される。
また、モニタリングモジュール２２は、図５ｋに示すように、収集モジュール２１から印加された温度／湿度データを基に、工場設備それぞれの識別ＩＤ毎のリアルタイムの温度及び湿度履歴を出力するように駆動される。
また、モニタリングモジュール２２は、図５ｌに示すように、収集モジュール２１から印加された温度／湿度データを基に、工場設備それぞれの識別ＩＤ毎の温度及び湿度履歴を日別グラフの形で出力するように駆動される。
一方、中央管制サーバ２０の制御モジュール２３は、収集モジュール２１から誤作動イベント情報またはライン状態イベント情報を印加された場合、既に設定されたマニュアルと対応するように、当該工場設備の作動中止、工場設備の再稼働、以前工程繰り返し実行または以後工程スキップのうちのいずれか一つを含むＰＬＣ駆動制御のための工場設備制御情報を生成する。
また、中央管制サーバ２０の制御モジュール２３は、収集モジュール２１から印加された誤作動イベント情報またはライン状態イベント情報を、識別ＩＤ毎に分類して、イベント発生の原因／頻度及びメンテナンス履歴を聚合したビッグデータを生成する。
また、中央管制サーバ２０の探索モジュール２４は、収集モジュール２１から誤作動イベント情報またはライン状態イベント情報を印加された場合、既に登録されたモバイル端末３０の位置座標を探索し、工場設備から最も近いところに位置したモバイル端末３０の識別ＩＤを抽出して、伝送モジュール２５に印加する。
このとき、既に登録されたモバイル端末３０は、管理者の端末またはメンテナンス作業者のモバイル端末として設定されてもよい。
また、中央管制サーバ２０の伝送モジュール２５は、収集モジュール２１から印加された工場設備それぞれの識別ＩＤ毎のＰＬＣ駆動データ、リアルタイム映像データ、温度／湿度データ、照度センサデータ、Ｃｏ２センサデータ及び有害物質データを、既に登録されたモバイル端末３０に伝送し、制御モジュール２３から印加された工場設備制御情報を、アクティブブラックボックス１０に伝送し、収集モジュール２１から印加された誤作動イベント情報またはライン状態イベント情報を、探索モジュール２４から印加された識別ＩＤと対応するモバイル端末３０に伝送する。
一方、中央管制サーバ２０の品質相関関係導出モジュール２６は、同一地域に位置した複数の工場設備により生産された製品の良品率のそれぞれをＤＢから索引し、索引した良品率と、収集モジュール２１から印加された工場設備それぞれの識別ＩＤ毎の照度センサデータ及びＣｏ２センサデータと、を比較及び分析して、照度センサデータ及びＣｏ２センサデータを基に、どのような環境的要因が良品率に影響を与えるかを導出した相関関係導出情報を生成する。
そして、中央管制サーバ２０の生産効率分析モジュール２７は、工場設備のそれぞれにより生産された製品の生産品質データをＤＢから索引し、索引した生産品質データと、収集モジュール２１から印加された温度／湿度データ、照度センサデータ、Ｃｏ２センサデータ及び有害物質データと、を比較して、最適な生産効率を有する工場設備、生産工程及び生産ラインを導出した生産効率分析情報を生成する。
以下では、図６を参照して、本発明に係るアクティブブラックボックスを利用した工場設備モニタリングシステムのモバイル端末の詳細構成について説明する。
まず、モバイル端末３０の受信モジュール３１は、中央管制サーバ２０から工場設備それぞれの識別ＩＤ毎のＰＬＣ駆動データ、リアルタイム映像データ、温度／湿度データ、照度センサデータ、Ｃｏ２センサデータ及び有害物質データを受信し、中央管制サーバ２０から誤作動イベント情報またはライン状態イベント情報を受信する。
また、モバイル端末３０のモニタリングモジュール３２は、受信モジュール３１から印加されたＰＬＣ駆動データ、リアルタイム映像データ、温度／湿度データ、照度センサデータ、Ｃｏ２センサデータ及び有害物質データの時系列的な推移変化を、工場設備それぞれの識別ＩＤ毎に出力し、受信モジュール３１から誤作動イベント情報またはライン状態イベント情報を印加された場合、これに対するイベントアラームを出力する。
このとき、モニタリングモジュール３２は、図７に示すように、受信モジュール３１から印加されたＰＬＣ駆動データを基に、工場設備のリアルタイム作動状態とその詳細及びアラームの詳細を出力するように駆動される。
また、モバイル端末３０の制御モジュール３３は、受信モジュール３１から誤作動イベント情報またはライン状態イベント情報を印加された場合、既に設定されたマニュアルと対応するように、当該工場設備の作動中止、工場設備の再稼働、以前工程繰り返し実行または以後工程スキップのうちのいずれか一つを含むＰＬＣ駆動制御のための工場設備制御情報を生成する。このとき、制御モジュール３３は、管理者の操作により工場設備制御情報の入力を受けることができる。
そして、モバイル端末３０の伝送モジュール３４は、制御モジュール３３から印加された工場設備制御情報をアクティブブラックボックス１０に伝送する。
以下では、図８を参照して、本発明に係るアクティブブラックボックスを利用した工場設備モニタリング方法について説明する。
まず、アクティブブラックボックス１０は、工場設備のＰＬＣ駆動データ、リアルタイム映像データ、温度／湿度データ、照度センサデータ、Ｃｏ２センサデータ及び有害物質データを収集して、中央管制サーバ２０に伝送する（Ｓ１０）。
続いて、中央管制サーバ２０は、ＰＬＣ駆動データ、リアルタイム映像データ、温度／湿度データ、照度センサデータ、Ｃｏ２センサデータ及び有害物質データを受信して、工場設備それぞれの識別ＩＤ毎に時系列的な推移変化をモニタリングする（Ｓ２０）。
次いで、中央管制サーバ２０は、アクティブブラックボックス１０から誤作動イベント情報またはライン状態イベント情報を受信したかどうかを判断する（Ｓ３０）。
ステップＳ３０の判断結果、誤作動イベント情報またはライン状態イベント情報を受信した場合、中央管制サーバ２０は、既に設定されたマニュアルを索引して、受信した誤作動イベント情報またはライン状態イベント情報と対応する工場設備制御情報をアクティブブラックボックス１０に伝送する（Ｓ４０）。
続いて、アクティブブラックボックス１０は、中央管制サーバ２０から識別ＩＤを含む工場設備制御情報を受信したかどうかを判断する（Ｓ５０）。
ステップＳ５０の判断結果、中央管制サーバ２０から識別ＩＤを含む工場設備制御情報を受信した場合、アクティブブラックボックス１０は、前記識別ＩＤと対応する工場設備のＰＬＣ駆動を制御する（Ｓ６０）。
以下では、図９を参照して、本発明に係るアクティブブラックボックスを利用した工場設備モニタリング方法のステップＳ４０の後の過程について説明する。
ステップＳ４０の後、中央管制サーバ２０は、誤作動イベント情報またはライン状態イベント情報を識別ＩＤ毎に分類し、イベント発生の原因／頻度及びメンテナンス履歴を聚合したビッグデータを生成してクラウドサーバ４０にアップロードし、ステップＳ５０への手続きを履行する（Ｓ７０）。
以下では、図１０を参照して、本発明に係るアクティブブラックボックスを利用した工場設備モニタリング方法のステップＳ４０の後の他の過程について説明する。
ステップＳ４０の後、モバイル端末３０は、中央管制サーバ２０から工場設備それぞれの識別ＩＤ毎のＰＬＣ駆動データ、リアルタイム映像データ、温度／湿度データ、照度センサデータ、Ｃｏ２センサデータ及び有害物質データを受信してその時系列的な推移変化をモニタリングする（Ｓ８０）。
次いで、モバイル端末３０は、中央管制サーバ２０から誤作動イベント情報またはライン状態イベント情報を受信したかどうかを判断する（Ｓ９０）。
ステップＳ９０の判断結果、誤作動イベント情報またはライン状態イベント情報を受信した場合、モバイル端末３０は、受信した誤作動イベント情報またはライン状態イベント情報と対応する工場設備の位置座標、装備名称及び装備稼動状態を出力する（Ｓ１００）。
その次、モバイル端末３０は、管理者から入力された工場設備制御情報をアクティブブラックボックス１０に伝送する（Ｓ１１０）。
そして、アクティブブラックボックス１０は、モバイル端末３０からそれぞれの識別ＩＤ毎の工場設備制御情報を受信して工場設備のＰＬＣ駆動を制御する（Ｓ１２０）。
上記の説明では、「インデックス」は、検索の意味を含むことができる。また、工場設備は自動化システムと手動システムのために、すべての工場で使用される電気材料を含む工場制御装置(Factorycontrolunit)であることがある。工場制御装置は、センサー、アクチュエータ、ドライブ、CNC（ComputerizedNumericalControl）、PLC（ProgrammableLogicController）、DCS、（DistributedControlSystem）、PCS（ProcessComputerSystem）、HMI（HumanMachineInterface）とSCADA（監視制御およびデータ収集）のうちの少なくとも一つを含むことができる。
以上、本発明の技術的思想を例示するための好ましい実施形態に関連して説明及び図示したが、本発明は、このように図示及び説明された通りの構成及び作用にのみ限定されるものではなく、技術的思想の範疇を逸脱することがなく本発明の多数の変更及び修正が可能である。したがって、そのようなすべての適切な変更及び修正と均等物なども、本発明の範囲に属する。
本発明は、中央管制サーバが、工場設備に備えられたアクティブブラックボックスから受信したデータを用いて工場設備の作動状況をリアルタイムでモニタリング（機械全体的な作業の情報及び統計（マシンの状態、生産量、アラーム情報及びツール情報）を確認）、すなわち、装備と工場内のリアルタイム映像確認、リアルタイム温度／湿度の現状及び変化推移の確認、並びに空気の質をモニタリングし、それをモニタリングした中央管制サーバが工場設備をリモートで制御することにより、イベント発生時に迅速な措置を取れるようにして工場の自動化に貢献する。

Claims (11)

  1. 工場設備モニタリングシステムにおいて、
    工場設備のＰＬＣ駆動データを収集し、工場設備の作動状態の撮影のために連結されたＣＣＴＶからリアルタイム映像データを収集し、温度／湿度センサ、照度センサ、及びＣｏ２センサから工場設備に対するリアルタイム温度／湿度データ、照度センサデータ及びＣｏ２センサデータを収集して中央管制サーバに伝送し、中央管制サーバまたはモバイル端末から識別ＩＤを含む工場設備制御情報を受信した場合、前記識別ＩＤと対応する工場設備のＰＬＣ駆動を制御するアクティブブラックボックスと；
    前記ＰＬＣ駆動データ、リアルタイム映像データ、温度／湿度データ、照度センサデータ、Ｃｏ２センサデータ及び有害物質データを受信して工場設備それぞれの識別ＩＤ毎に時系列的な推移変化をモニタリングするが、前記アクティブブラックボックスから誤作動イベント情報またはライン状態イベント情報を受信した場合、既に設定されたマニュアルを索引して、受信した誤作動イベント情報またはライン状態イベント情報と対応する工場設備制御情報を、前記アクティブブラックボックスに伝送する中央管制サーバと；
    前記中央管制サーバから工場設備それぞれの識別ＩＤ毎のＰＬＣ駆動データ、リアルタイム映像データ、温度／湿度データ、照度センサデータ、Ｃｏ２センサデータ及び有害物質データを受信してその時系列的な推移変化をモニタリングするが、誤作動イベント情報またはライン状態イベント情報を受信した場合、これと対応する工場設備の位置座標、装備名称及び装備稼動状態を出力し、管理者から入力された工場設備制御情報を前記アクティブブラックボックスに伝送するモバイル端末と；を含む
    ことを特徴とするアクティブブラックボックスを利用した工場設備モニタリングシステム。
  2. 前記中央管制サーバは、
    前記アクティブブラックボックスから受信した誤作動イベント情報またはライン状態イベント情報を識別ＩＤ毎に分類し、イベント発生の原因／頻度及びメンテナンス履歴を聚合したビッグデータを生成してクラウドサーバにアップロードする
    請求項１に記載のアクティブブラックボックスを利用した工場設備モニタリングシステム。
  3. 前記中央管制サーバから受信したビッグデータ及びイベント発生に伴う対応マニュアルを管理し、収集されたビッグデータをメンテナンス業者サーバと共有して、工場設備のメンテナンスに活用できるようにするクラウドサーバをさらに含む
    請求項１に記載のアクティブブラックボックスを利用した工場設備モニタリングシステム。
  4. 前記アクティブブラックボックスは、
    前記工場設備に対するリアルタイム温度／湿度データを収集する温度／湿度センサと；
    前記工場設備稼働により排出されるスモッグ、メタン及び一酸化炭素のうちのいずれか一つを含む有害物質データを収集するガスセンサと；
    前記工場設備の駆動経路または工場設備により製造された製品が既に設定されたラインから離脱したことを感知した場合、当該ラインと対応する識別ＩＤを含むライン状態イベント情報を、前記中央管制サーバまたはモバイル端末に伝送するラインセンサと；を含む
    請求項１に記載のアクティブブラックボックスを利用した工場設備モニタリングシステム。
  5. 前記アクティブブラックボックスは、
    工場設備の内部または製品の移送経路に備えられた照明のそれぞれの照度値を聚合した照度センサデータを収集する照度センサと；
    工場設備稼働時に発生するＣｏ２値を聚合したＣｏ２センサデータを収集するＣｏ２センサと；をさらに含む
    請求項４に記載のアクティブブラックボックスを利用した工場設備モニタリングシステム。
  6. 前記中央管制サーバは、
    前記アクティブブラックボックスから工場設備それぞれの識別ＩＤ毎のＰＬＣ駆動データ、リアルタイム映像データ、温度／湿度データ、照度センサデータ、Ｃｏ２センサデータ及び有害物質データを受信して保存及び管理し、前記アクティブブラックボックスから受信した誤作動イベント情報またはライン状態イベント情報を、工場設備それぞれの識別ＩＤ毎に保存及び管理する収集モジュールと；
    前記収集モジュールから印加されたＰＬＣ駆動データ、リアルタイム映像データ、温度／湿度データ、照度センサデータ、Ｃｏ２センサデータ及び有害物質データの時系列的な推移変化を、工場設備それぞれの識別ＩＤ毎に出力し、前記収集モジュールから誤作動イベント情報またはライン状態イベント情報を印加された場合、これに対するイベントアラームを出力するとともに、既に設定されたモバイル端末に伝送するモニタリングモジュールと；
    前記収集モジュールから誤作動イベント情報またはライン状態イベント情報を印加された場合、既に設定されたマニュアルと対応するように、当該工場設備の作動中止、工場設備の再稼働、以前工程繰り返し実行及び以後工程スキップのうちのいずれか一つを含むＰＬＣ駆動制御のための工場設備制御情報を生成する制御モジュールと；
    前記収集モジュールから誤作動イベント情報またはライン状態イベント情報を印加された場合、既に登録されたモバイル端末の位置座標を探索して、工場設備から最も近いところに位置したモバイル端末の識別ＩＤを抽出する探索モジュールと；
    前記収集モジュールから印加された工場設備それぞれの識別ＩＤ毎のＰＬＣ駆動データ、リアルタイム映像データ、温度／湿度データ、照度センサデータ、Ｃｏ２センサデータ及び有害物質データを、既に登録されたモバイル端末に伝送し、前記制御モジュールから印加された工場設備制御情報をアクティブブラックボックスに伝送し、前記収集モジュールから印加された誤作動イベント情報またはライン状態イベント情報を、前記探索モジュールから印加された識別ＩＤと対応するモバイル端末に伝送する伝送モジュールと；を含む
    請求項１に記載のアクティブブラックボックスを利用した工場設備モニタリングシステム。
  7. 前記中央管制サーバは、
    同じ地域に位置した複数の工場設備により生産された製品の良品率のそれぞれをＤＢから索引し、索引した良品率と、前記収集モジュールから印加された工場設備それぞれの識別ＩＤ毎の照度センサデータ及びＣｏ２センサデータと、を比較及び分析して、照度センサデータ及びＣｏ２センサデータを基に、どのような環境的要因が良品率に影響を与えるかを導出した相関関係導出情報を生成する品質相関関係導出モジュールと；
    工場設備のそれぞれにより生産された製品の生産品質データをＤＢから索引し、索引した生産品質データと、前記収集モジュールから印加された温度／湿度データ、照度センサデータ、Ｃｏ２センサデータ及び有害物質データと、を比較して、最適な生産効率を有する工場設備、生産工程及び生産ラインを導出した生産効率分析情報を生成する生産効率分析モジュールと；をさらに含む
    請求項６に記載のアクティブブラックボックスを利用した工場設備モニタリングシステム。
  8. 前記モバイル端末は、
    前記中央管制サーバから工場設備それぞれの識別ＩＤ毎のＰＬＣ駆動データ、リアルタイム映像データ、温度／湿度データ、照度センサデータ、Ｃｏ２センサデータ及び有害物質データを受信し、前記中央管制サーバから誤作動イベント情報またはライン状態イベント情報を受信する受信モジュールと；
    前記受信モジュールから印加されたＰＬＣ駆動データ、リアルタイム映像データ、温度／湿度データ、照度センサデータ、Ｃｏ２センサデータ及び有害物質データの時系列的な推移変化を、工場設備それぞれの識別ＩＤ毎に出力し、前記受信モジュールから誤作動イベント情報またはライン状態イベント情報を印加された場合、これに対する既に設定されたイベントアラームを出力するモニタリングモジュールと；
    前記受信モジュールから誤作動イベント情報またはライン状態イベント情報を印加された場合、既に設定されたマニュアルと対応するように、当該工場設備の作動中止、工場設備の再稼働、以前工程繰り返し実行または以後工程スキップのうちのいずれか一つを含むＰＬＣ駆動制御のための工場設備制御情報を生成する制御モジュールと；
    前記制御モジュールから印加された工場設備制御情報を前記アクティブブラックボックスに伝送する伝送モジュールと；を含む
    請求項１に記載のアクティブブラックボックスを利用した工場設備モニタリングシステム。
  9. 工場設備モニタリング方法において、
    （ａ）アクティブブラックボックスが、工場設備のＰＬＣ駆動データ、リアルタイム映像データ、温度／湿度データ、照度センサデータ、Ｃｏ２センサデータ及び有害物質データを収集して中央管制サーバに伝送するステップと；
    （ｂ）中央管制サーバが、ＰＬＣ駆動データ、リアルタイム映像データ、温度／湿度データ、照度センサデータ、Ｃｏ２センサデータ及び有害物質データを受信して、工場設備それぞれの識別ＩＤ毎に時系列的な推移変化をモニタリングするステップと、
    （ｃ）中央管制サーバが、アクティブブラックボックスから誤作動イベント情報またはライン状態イベント情報を受信したかどうかを判断するステップと；
    （ｄ）前記（ｃ）のステップの判断結果、誤作動イベント情報またはライン状態イベント情報を受信した場合、中央管制サーバが、既に設定されたマニュアルを索引して、受信した誤作動イベント情報またはライン状態イベント情報と対応する工場設備制御情報をアクティブブラックボックスに伝送するステップと、
    （ｅ）アクティブブラックボックスが、中央管制サーバから識別ＩＤを含む工場設備制御情報を受信したかどうかを判断するステップと；
    （ｆ）前記（ｅ）のステップの判断結果、中央管制サーバから識別ＩＤを含む工場設備制御情報を受信した場合、アクティブブラックボックスが、前記識別ＩＤと対応する工場設備のＰＬＣ駆動を制御するステップと；を含む
    ことを特徴とするアクティブブラックボックスを利用した工場設備モニタリング方法。
  10. 前記（ｄ）のステップの後、
    （ｇ）中央管制サーバが、誤作動イベント情報またはライン状態イベント情報を識別ＩＤ毎に分類し、イベント発生の原因／頻度及びメンテナンス履歴を聚合したビッグデータを生成してクラウドサーバにアップロードするステップをさらに含む
    請求項９に記載のアクティブブラックボックスを利用した工場設備モニタリング方法。
  11. 前記（ｄ）のステップの後、
    （ｈ）モバイル端末が、中央管制サーバから工場設備それぞれの識別ＩＤ毎のＰＬＣ駆動データ、リアルタイム映像データ、温度／湿度データ、照度センサデータ、Ｃｏ２センサデータ及び有害物質データを受信して、その時系列的な推移変化をモニタリングするステップと；
    （ｉ）モバイル端末が、中央管制サーバから誤作動イベント情報またはライン状態イベント情報を受信したかどうかを判断するステップと；
    （ｊ）前記（ｉ）のステップの判断結果、誤作動イベント情報またはライン状態イベント情報を受信した場合、モバイル端末が、受信した誤作動イベント情報またはライン状態イベント情報と対応する工場設備の位置座標、装備名称及び装備稼動状態を出力するステップと；
    （ｋ）モバイル端末が、管理者から入力された工場設備制御情報をアクティブブラックボックスに伝送するステップと；
    （ｌ）アクティブブラックボックスが、モバイル端末から工場設備制御情報を受信して工場設備のＰＬＣ駆動を制御するステップと；をさらに含む
    請求項９に記載のアクティブブラックボックスを利用した工場設備モニタリング方法。

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