제품에 따라 상이한 생산공정과 각 공정에서 발생하는 다양한 정보를 관리하는 제조실행시스템(MES) 구현을 위해서는 제조 시스템의 특성을 고려한 데이터 수집 시스템(Data Acquisition System)이 필요하다. 본 논문에서는 작업지시부터 작업실적보고 사이에서 발생하는 생산현장 정보를 실시간으로 수집하고 처리하여 MES 에 제공하는 설비정보 수집 시스템을 소개한다. 제안 시스템은 다양한 설비 정보를 실시간으로 처리하는 데이터 파서모듈, 이를 작업실적정보로 생성하는 데이터 맵퍼 모듈, 생성된 작업실적정보를 상위 시스템인 MES, ERP 에 제공하는 SOA 기반 데이터 연동 모듈로 구성된다. 시스템의 시범적용 결과, 설비나 공정의 추가, 변경에도 쉽게 재구성 가능하고 유지보수가 용이하였다.
제품에 따라 상이한 생산공정과 각 공정에서 발생하는 다양한 정보를 관리하는 제조실행시스템(MES) 구현을 위해서는 제조 시스템의 특성을 고려한 데이터 수집 시스템(Data Acquisition System)이 필요하다. 본 논문에서는 작업지시부터 작업실적보고 사이에서 발생하는 생산현장 정보를 실시간으로 수집하고 처리하여 MES 에 제공하는 설비정보 수집 시스템을 소개한다. 제안 시스템은 다양한 설비 정보를 실시간으로 처리하는 데이터 파서 모듈, 이를 작업실적정보로 생성하는 데이터 맵퍼 모듈, 생성된 작업실적정보를 상위 시스템인 MES, ERP 에 제공하는 SOA 기반 데이터 연동 모듈로 구성된다. 시스템의 시범적용 결과, 설비나 공정의 추가, 변경에도 쉽게 재구성 가능하고 유지보수가 용이하였다.
The processes for manufacturing a product differ depending on the characteristics of the product, and the information used or generated by the processes also varies. To implement a flexible and configurable Manufacturing Execution System (MES), a Data Acquisition System (DAS) that takes into conside...
The processes for manufacturing a product differ depending on the characteristics of the product, and the information used or generated by the processes also varies. To implement a flexible and configurable Manufacturing Execution System (MES), a Data Acquisition System (DAS) that takes into consideration the characteristics of the manufacturing system is required. In this study, we design an information acquisition system that can process the information on equipments of a shop floor in real-time and that is adaptive to the changes in the shop floor. The system has a data parser module for flexible processing of the equipment status, a data mapper module to link the equipment status with a manufacturing process, and an SOA-based data integration module to transmit the processed information to other information systems such as MES and ERP. From the results of pilot study, its maintenance is easy even if new equipment or new manufacturing processes are adopted or if the equipments are rearranged.
The processes for manufacturing a product differ depending on the characteristics of the product, and the information used or generated by the processes also varies. To implement a flexible and configurable Manufacturing Execution System (MES), a Data Acquisition System (DAS) that takes into consideration the characteristics of the manufacturing system is required. In this study, we design an information acquisition system that can process the information on equipments of a shop floor in real-time and that is adaptive to the changes in the shop floor. The system has a data parser module for flexible processing of the equipment status, a data mapper module to link the equipment status with a manufacturing process, and an SOA-based data integration module to transmit the processed information to other information systems such as MES and ERP. From the results of pilot study, its maintenance is easy even if new equipment or new manufacturing processes are adopted or if the equipments are rearranged.
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문제 정의
본 논문에서는 생산현장 정보를 실시간으로 수집 및 처리하기 위한 설비정보 수집 시스템의 설계 및 시범적용을 소개하였다.
본 논문에서는 생산현장에서 발생하는 정보를 실시간으로 수집하고 처리할 수 있는 설비정보 수집 시스템을 소개하고자 한다. 주요 내용으로는 시스템 요구사항 분석을 통해 설계된 설비정보 수집 시스템 구조, 생산현장의 유연성 및 다양성을 지원하기 위한 구성 모듈, 수집된 정보를 관리하기 위한 설비정보 데이터베이스, 설비정보와 MES, ERP 등의 상위시스템과의 연동 방안, 생산현장의 시범적용 결과를 포함한다.
제안 방법
설비정보 데이터베이스는 MS-SQL Server 2008 을 사용하였다. 데이터베이스 모델링은 관계형 데이터베이스 모델을 사용하여 수행하였으며 데이터베이스 관련 프로그램은 표준 SQL 기반의 프로그래밍이 가능하도록 구현하였다. 이를 통하여 타 DBMS 와의 호환이 가능하고 기업에서 사용 중인 기존 DBMS 에서도 설비정보 데이터베이스가 구축될 수 있도록 하였다.
이를 통하여 타 DBMS 와의 호환이 가능하고 기업에서 사용 중인 기존 DBMS 에서도 설비정보 데이터베이스가 구축될 수 있도록 하였다. 또한 최소한의 필수정보를 중심으로 데이터베이스 구조를 설계하여 향후 확장 및 타 시스템(MES, ERP)과의 연동이 용이하도록 하였다. 설비정보 수집 시스템의 데이터베이스 구조는 Fig.
6 의 사용자 인터페이스에서 입력하여 구축하였다. 설비상태 정보 추출을 위한 인터페이스는 현장의 온도계와의 직접적인 인터페이스가 불가능하여 센서 기반의 인터페이스와 HMI 를 이용하여 설비의 상태정보인 온도를 추출하고 모니터링 하며, 이를 완성된 제품의 성능을 평가하는 공정에 적용하여 구성하였다. Fig.
시범적용은 사용 중인 ERP 와 독립적인 운영을 목표로 하였으며 설비정보 데이터베이스, 설비정보 수집 시스템은 한국기계연구원 내의 DBMS 와 시스템을 인터넷으로 연결하여 사용하였다. 시스템 운영에 필요한 기준정보인 검사공정의 작업자 정보, 코드정보, 설비정보, 공정정보, 제품정보 등을 Fig.
설비정보 수집 시스템은 작업지시부터 작업실적보고 사이의 발생하는 정보를 실시간으로 관리하여 생산현장 정보의 무결성을 보장하고 기존 시스템의 문제점인 상위 시스템인 MES 와 생산현장 정보의 실시간 연계를 지원한다. 제조업체의 정보화 수준 및 규모에 따라 적용을 달리할 수 있도록 모듈화된 구조를 적용하였으며 독립적인 시스템으로 운영이 가능하도록 설계하였다. 생산현장의 다양성을 지원하기 위하여 생산 설비와의 연결 및 설비정보 수집을 위한 PLC 기반, 센서 기반, 작업자 Key-In 인터페이스를 제공한다.
본 논문에서는 생산현장에서 발생하는 정보를 실시간으로 수집하고 처리할 수 있는 설비정보 수집 시스템을 소개하고자 한다. 주요 내용으로는 시스템 요구사항 분석을 통해 설계된 설비정보 수집 시스템 구조, 생산현장의 유연성 및 다양성을 지원하기 위한 구성 모듈, 수집된 정보를 관리하기 위한 설비정보 데이터베이스, 설비정보와 MES, ERP 등의 상위시스템과의 연동 방안, 생산현장의 시범적용 결과를 포함한다.
이론/모형
MES 와 생산현장의 개별 시스템들과의 관계 및 종속성을 표현하기 위해 사용되는 참조 모델은 MESA (Manufacturing Enterprise Solution Association)와 ISA(International Society of Automation)에서 제시한 ANSI/ISA-95 모델로 국제표준 IEC/ISO 62264로 채택되었다. ISA-95 모델을 기반으로 B2MML (Business to Manufacturing Markup Language)과 같은 연구를 통해 시스템 간의 인터페이스 표준화 및 SOA 기반 서비스화가 진행되고 있다.
다양한 생산설비에서 제공되는 정보를 효율적으로 가공하고 저장하기 위하여 데이터 파서(Data Parser)를 이용한다. 설비로부터 수집된 데이터는 Fig.
전송되는 설비 데이터의 규약이 변경될 경우에는 저장된 데이터 패킷 원본을 재분석하여 상태정보를 추출한다. 데이터 파서를 통해 처리되는 정보는 PLC 기반 및 센서 기반 인터페이스에서 제공되는 설비별 고유 데이터이며 비표준화된 포맷으로 구성된 데이터 처리를 위해 정규표현식(regular expression)을 사용한다.
성능/효과
또한 상위 시스템인 MES, 생산현장의 HMI 와의 연동을 위하여 SOA 기반의 인터페이스를 사용한다. 생산현장의 시범적용을 통하여 시스템 기능 및 성능을 검증하였으며 설비나 공정의 추가, 변경에 따른 재구성과 유지보수가 용이함을 확인하였다.
8 은 설비정보 수집 시스템을 통해 집계된 일일 제품별 생산수량으로 검사된 쿨러 수를 나타내는 웹 기반의 사용자 인터페이스이다. 시범 적용 결과, 별도의 시스템 구축이나 추가 없이 설비정보를 모니터링 할 수 있는 설비정보 수집 시스템 구축이 가능하였다.
후속연구
향후에는 PLC 기반 인터페이스 및 작업자 Keyin 인터페이스를 생산현장 내의 다양한 생산설비 및 공정에 대하여 적용하고, 다양한 산업분야로의 확대 적용 및 시스템 구축을 수행할 예정이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
설비정보 수집 시스템이 사용되는 목적은?
MES 는 생산현장과 상위시스템(ERP 등) 간의 교량 역할을 수행하면서 생산현장 상태에 대한 실시간 정보제공을 통해 관리자와 작업자의 의사결정을 지원하는 기능을 한다. 설비정보 수집 시스템은 작업지시부터 작업실적보고 사이의 발생하는 정보를 실시간으로 수집하고 처리하여 생산현장 데이터의 무결성을 보장하기 위하여 사용된다. Fig.
MES의 기능은?
MES 는 생산현장과 상위시스템(ERP 등) 간의 교량 역할을 수행하면서 생산현장 상태에 대한 실시간 정보제공을 통해 관리자와 작업자의 의사결정을 지원하는 기능을 한다. 설비정보 수집 시스템은 작업지시부터 작업실적보고 사이의 발생하는 정보를 실시간으로 수집하고 처리하여 생산현장 데이터의 무결성을 보장하기 위하여 사용된다.
생산 현장의 유연성 및 다양성 지원 설비정보 수집 시스템의 구성은?
본 논문에서는 작업지시부터 작업실적보고 사이에서 발생하는 생산현장 정보를 실시간으로 수집하고 처리하여 MES 에 제공하는 설비정보 수집 시스템을 소개한다. 제안 시스템은 다양한 설비 정보를 실시간으로 처리하는 데이터 파서 모듈, 이를 작업실적정보로 생성하는 데이터 맵퍼 모듈, 생성된 작업실적정보를 상위 시스템인 MES, ERP 에 제공하는 SOA 기반 데이터 연동 모듈로 구성된다. 시스템의 시범적용 결과, 설비나 공정의 추가, 변경에도 쉽게 재구성 가능하고 유지보수가 용이하였다.
참고문헌 (9)
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