KR102276590B1 - 모듈 조합형 생산 시스템을 위한 자가 설정/제어 방법 - Google Patents

모듈 조합형 생산 시스템을 위한 자가 설정/제어 방법 Download PDF

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Abstract

모듈 조합형 생산 시스템을 위한 자가 설정/제어 방법이 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 모듈 조합형 생산 시스템 설정 방법은, 연결된 모듈형 공정 장비들을 인식하여, 모듈형 공정 장비들의 메타 정보들을 획득하고, 획득한 메타 정보들을 이용하여 모듈형 공정 장비들로 구성되는 모듈 조합형 생산 시스템을 설정한다. 이에 의해, 모듈 조합형 생산 시스템 구축이나 모듈 조합형 생산 시스템을 구성하는 모듈형 공정 장비들을 변경한 경우, 시스템 설정이 자동으로 수행될 수 있다.

Description

모듈 조합형 생산 시스템을 위한 자가 설정/제어 방법{Self-Configuration/Control Method for Module Combination Type Production System}
본 발명은 스마트 공장 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유연 생산 체계를 지원하기 위한 현장 자동화 기술에 관한 것이다.
미래 제조업의 트렌드가 개별 소비자 맞춤 생산까지 확대되면서 다품종 소량생산에 적합한 유연 생산 체계에 대한 관심도 급부상하고 있다.
일반적으로 생산 제품의 종류가 다양해질수록 단위 원가가 상승하기 때문에 유연 생산 체계를 적극 수용하기 어려웠으나, 최근 산업 인터넷, 다기능 로봇, 3D 프린팅, 빅데이터 등 관련 기술이 동시 다발적으로 발전하면서 스마트 유연 생산 체계에 대한 기대가 급증하고 있다.
선진 자동차, 전자 제조사들은 고객 니즈 다변화에 대응하기 위해 오랫동안 유연 생산을 확대하였으며, 최근에는 대량 생산과 고정 설비로 대변되는 화학·기계 등 전통 제조 산업에서도 생존 차원에서 도입을 검토하고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 공정 장비들이 모듈화 되어 있는 모듈 조합형 생산 시스템에서 모듈형 공정 장비들이 독립적으로 자신의 정보를 설정하고 관리하는 자가 설정 방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 모듈 조합형 생산 시스템을 구성하는 모듈형 공정 장비들의 정보를 기반으로, 상위 제어 시스템에서 공정 전체를 통합 관리할 수 있는 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 모듈 조합형 생산 시스템 설정 방법은, 연결된 모듈형 공정 장비들을 인식하는 단계; 모듈형 공정 장비들의 메타 정보들을 획득하는 단계; 및 획득한 메타 정보들을 이용하여, 모듈형 공정 장비들로 구성되는 모듈 조합형 생산 시스템을 설정하는 단계;를 포함한다.
그리고, 획득 단계는, 모듈형 공정 장비들의 메모리들에 접근하여 저장되어 있는 메타 정보들을 읽어들일 수 있다.
또한, 메타 정보는, 모듈형 공정 장비의 타입, 식별자 및 서비스 디스크립션 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
그리고, 인식단계, 획득단계 및 설정단계는, 생산 프로그램을 실행시, 사용자 명령시 및 통신 에러 발생시 중 적어도 하나의 경우에 수행할 수 있다.
또한, 통신 에러는, 모듈 조합형 생산 시스템을 구성하는 모듈형 공정 장비들 중 적어도 하나가 변경된 경우에 발생할 수 있다.
그리고, 모듈 조합형 생산 시스템을 구성하는 모듈형 공정 장비는 추가, 교체 및 제거가 가능할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 모듈 조합형 생산 시스템 설정 방법은, 준비 상태가 아니거나 사용하지 않을 모듈형 공정 장비를 비활성 상태로 설정하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 스마트 공장 시스템은, 모듈형 공정 장비들; 및 연결된 모듈형 공정 장비들을 인식하여, 모듈형 공정 장비들의 메타 정보들을 획득하고, 획득한 메타 정보들을 이용하여 모듈형 공정 장비들로 구성되는 모듈 조합형 생산 시스템을 설정하는 제어 시스템;를 포함한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 모듈형 공정 장비들을 조합하여 모듈 조합형 생산 시스템을 구축하는 경우 자동으로 시스템이 설정되어 시스템 구축이 간편하다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 모듈 조합형 생산 시스템을 구성하는 모듈형 공정 장비들이 변경(추가, 교체, 제거 등)된 경우에도 자동으로 시스템 설정이 변경되므로 시스템 관리도 간편하다.
나아가, 본 발명의 실시예들에 따르면, 모듈 조합형 생산 시스템 구축이나 모듈 조합형 생산 시스템을 구성하는 모듈형 공정 장비들을 변경한 경우, 설정 정보가 자동으로 상위 제어시스템에 전달/반영된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈 조합형 생산 시스템을 위한 모듈형 공정 장비를 도시한 도면,
도 2는, 도 1에 도시된 모듈형 공정 장비들을 조합하여, 모듈 조합형 생산 시스템을 구축하는 방법의 설명에 제공되는 도면,
도 3은 모듈형 공정 장비들을 다양하게 조합하여 모듈 조합형 생산 시스템들을 구축하는 개념의 설명에 제공되는 도면,
도 4는 모듈 조합형 생산 시스템의 자가 설정 방법의 설명에 제공되는 도면, 그리고,
도 5는 모듈형 공정 장비의 설정/구성 정보에 대한 설명에 제공되는 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
유연 생산이 가능한 스마트 공장의 생산 라인은 로딩, 조립, 그리고 검사 등과 같이 다양한 부품 제조의 핵심 공정을 수행할 수 있어야 한다. 이에, 본 발명의 실시예에서는 다수의 모듈형 공정 장비들의 상호 연결을 통해 모듈 조합형 생산 시스템을 구성한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈 조합형 생산 시스템을 위한 모듈형 공정 장비를 도시한 도면이다. 모듈형 공정 장비는, 도 1에 도시된 바와 같이, 부품 제조 공정 작업 수행을 위한 모듈로, 상부단인 기구부(110)와 하부단인 SBB(Smart Based Block)(120)로 구분된다.
기구부(110)는 다양한 공정 장비, 예를 들어, 3축 가공, 부품 핸들링, 부품 분배, 제품 이송 등과 같은 생산 능력을 갖는 장비가 장착되고, 공정 및 작동 상태를 디스플레이할 수 있는 디스플레이 패널이 마련되며, 제품 이송을 위한 컨베이어 벨트가 설치되어 있다.
기구부(110)에는 다양한 업종(기계, 가공, 전자, 사출성형, 제약, 화장품)의 제품 생산에 필요한 기구가 맞춤형으로 장착, 교체, 제거될 수 있다.
SBB(120)는 공정 제어 및 데이터 수집의 역할을 담당하며, 다른 SBB와 물리적으로 연결되고 통신 가능하도록 연결되고, 상위 제어 시스템과도 통신 가능하도록 연결된다.
본 발명의 실시예에 따른 모듈형 공정 장비는 다른 모듈형 공정 장비와 모듈 단위의 조합이 가능하다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 다수의 모듈형 공정 장비들(100-1, 100-2, 100-3)을 블록 조립하듯 결합하여, 유연 생산을 위한 모듈 조합형 생산 시스템을 구축할 수 있다.
보다 일반적으로는, 도 3에 도시된 바와 같이, 모듈형 공정 장비들(100-1, 100-2, 100-3, 100-4, ... 100-N)로 모듈 조합형 생산 시스템들(생산 라인들)을 구성하여 제품 생산에 필요한 모듈을 그때 그때 조립식으로 붙이고, 고객의 니즈에 맞추어 유동적으로 추가, 교체, 제거가 가능하여 맞춤형 생산이 가능한 것이다.
나아가, 주력 제품의 수요가 감소하고 다른 제품의 수요가 증가할 경우, 또는 모듈형 공정 장비의 일부에 고장이 발생했을 경우 모듈형 공정 장비를 재구성함(교체, 재배열 등)으로써 유연하게 조정할 수 있다.
한편, 모듈형 공정 장비들(100-1, 100-2, 100-3, 100-4, ... 100-N)은 자신의 설정/구성 정보를 메타 정보로 저장/관리하는 메모리와 메모리에 저장된 정보를 외부로 전달할 수 있는 네트워크 인터페이스를 내장하고 있다.
모듈 조합형 생산 시스템이 구축되거나 구성이 변경되는 경우, 모듈 조합형 생산 시스템을 구성하는 모듈형 공정 장비들은 자동으로 자신의 설정/구성 정보를 상위 제어 시스템에 전달하여 모듈 조합형 생산 시스템의 자동 설정이 이루어질 수 있도록 한다.
한편, 모듈형 공정 장비들(100-1, 100-2, ... 100-N)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 생산 관리자(200)로부터 생산 요청이 발생하는 경우, SOA(Service-Oriented Architecture)를 따르는 통신 시스템을 통해 연결되어 동작하며, 하드웨어는 실시간 기반의 통신으로 제어된다.
생산 관리자(200)는 모듈 조합형 생산 시스템에 대한 운용, 제어 및 관리를 수행하는 상위 제어 시스템이다. 구체적으로, 생산 관리자(200)는 모듈 조합형 생산 시스템을 구성하는 모듈형 공정 장비들(100-1, 100-2, ... 100-N)의 생산 능력에 맞추어 생산 업무를 계획하고, 제품 생산을 위한 흐름 및 단계를 구현한다.
다양한 기계/기구, 센서, 액츄에이터, 입력, 출력, 드라이버 등으로 구성되는 모듈형 공정 장비들(100-1, 100-2, ... 100-N)을 설정/제어하기 위해, 생산 관리자(200)는 모듈형 공정 장비들(100-1, 100-2, ... 100-N)의 메모리들(150-1, 150-2, ... 150-N)로부터 설정/구성 정보들을 획득하여, 모듈 조합형 생산 시스템에 대한 설정을 수행한다.
모듈 조합형 생산 시스템에 의한 생산 프로그램을 실행하기 전에, 생산 관리자(200)는 조합형 생산 시스템을 구성하는 모듈형 공정 장비들(100-1, 100-2, ... 100-N)이 준비(Ready) 상태인지 먼저 확인하고, 준비 상태가 아니거나 사용하지 않을 모듈형 공정 장비는 비활성화 상태로 설정 정보를 변경한다.
다음, 생산 관리자(200)는 조합형 생산 시스템을 재설정하는데, 그 과정은 다음과 같다.
1) 버스 스캔
생산 관리자(200)는 버스 시스템에서 인식되는 모든 모듈형 공정 장비들(100-1, 100-2, ... 100-N)의 메모리들(150-1, 150-2, ... 150-N)을 찾아낸다.
2) 설정/구성 정보 획득
생산 관리자(200)는 찾아낸 메모리들(150-1, 150-2, ... 150-N)에 순차적으로 접근하여 저장된 메타 정보인 모듈형 공정 장비들(100-1, 100-2, ... 100-N)의 설정/구성 정보들을 획득한다.
도 5에는 메모리(150)에 저장되어 있는 설정/구성 정보를 자세히 나타내었다. 설정/구성 정보에는, 장비 타입 ID, 장비 ID, SOA 서비스 디스크립션이 포함된다.
장비 타입 ID는 생산 관리자(200)에게 모듈형 공정 장비의 타입이 무엇인지 알려주기 위한 정보이다. 장비 ID는 모듈형 공정 장비의 고유한 정보, 이를 테면, S/N이다. 동일 타입의 모듈형 공정 장비가 여러 대 사용되는 경우를 위해 필요하다.
SOA 서비스 디스크립션은 모듈형 공정 장비의 규격이 어떠한지, 어떻게 동작하고, 어떻게 통신하며, 어떻게 구성된 생산 데이터를 생성하는지에 대한 정보이다.
3) SOA 통신
SOA 통신이 설정되면, 제공되는 표준 서비스들은 메모리들(150-1, 150-2, ... 150-N)에 정의된 모듈형 공정 장비들(100-1, 100-2, ... 100-N)에 특화된 서비스로 확장된다.
4) SOA 서비스
모듈형 공정 장비들(100-1, 100-2, ... 100-N)은 런 모드로 전환하고, 생산 관리자(200)는 모듈형 공정 장비들(100-1, 100-2, ... 100-N)을 SOA 서비스들로 전환한다.
한편, 조합형 생산 시스템에 대한 재설정은, 사용자 명령에 의해 수동으로 실행될 수도 있고, 동작 중에 모듈형 공정 장비가 변경되어 통신 에러가 발생한 경우에도 실행될 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 장치와 방법의 기능을 수행하게 하는 컴퓨터 프로그램을 수록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에도 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있음은 물론이다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 기술적 사상은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 형태로 구현될 수도 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터에 의해 읽을 수 있고 데이터를 저장할 수 있는 어떤 데이터 저장 장치이더라도 가능하다. 예를 들어, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광디스크, 하드 디스크 드라이브, 등이 될 수 있음은 물론이다. 또한, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 또는 프로그램은 컴퓨터간에 연결된 네트워크를 통해 전송될 수도 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
100-1, 100-2, 100-3, 100-4, ... 100-N : 모듈형 공정 장비
150-1, 150-2, 150-3 : 메모리
200 : 생산 관리자

Claims (8)

  1. 연결된 모듈형 공정 장비들을 인식하는 단계;
    모듈형 공정 장비들의 메타 정보들을 획득하는 단계;
    획득한 메타 정보들을 이용하여, 모듈형 공정 장비들로 구성되는 모듈 조합형 생산 시스템을 설정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈 조합형 생산 시스템 설정 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    획득 단계는,
    모듈형 공정 장비들의 메모리들에 접근하여 저장되어 있는 메타 정보들을 읽어들이는 것을 특징으로 하는 모듈 조합형 생산 시스템 설정 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    메타 정보는,
    모듈형 공정 장비의 타입, 식별자 및 서비스 디스크립션 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈 조합형 생산 시스템 설정 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    인식단계, 획득단계 및 설정단계는,
    생산 프로그램을 실행시, 사용자 명령시 및 통신 에러 발생시 중 적어도 하나의 경우에 수행하는 것을 특징으로 하는 모듈 조합형 생산 시스템 설정 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    통신 에러는,
    모듈 조합형 생산 시스템을 구성하는 모듈형 공정 장비들 중 적어도 하나가 변경된 경우에 발생하는 것을 특징으로 하는 모듈 조합형 생산 시스템 설정 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    모듈 조합형 생산 시스템을 구성하는 모듈형 공정 장비는 추가, 교체 및 제거가 가능한 것을 특징으로 하는 모듈 조합형 생산 시스템 설정 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    준비 상태가 아니거나 사용하지 않을 모듈형 공정 장비를 비활성 상태로 설정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈 조합형 생산 시스템 설정 방법.
  8. 모듈형 공정 장비들; 및
    연결된 모듈형 공정 장비들을 인식하여, 모듈형 공정 장비들의 메타 정보들을 획득하고, 획득한 메타 정보들을 이용하여 모듈형 공정 장비들로 구성되는 모듈 조합형 생산 시스템을 설정하는 제어 시스템;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 공장 시스템.
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