• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권11호
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• pp.650-661
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• 2020

4차 산업혁명의 디지털 전환은 세계 경제의 변화와 혁신을 이끌고 있으며, 수많은 국가들은 스마트공장을 통한 제조업 부흥 및 경제 회복에 집중하고 있다. 본 연구는 성공적인 스마트공장 도입을 위한 기술결정요인을 규명하고 제조운영 및 성과에 미치는 영향을 실증적으로 검증하는데 목적이 있다. 연구에서 정의한 5가지 요인은 ① 센서 네트워크, ② 플랫폼 기술, ③ 정보시스템, ④ 지능형 자동화, ⑤ 안전이며, 스마트공장을 구축한 157개 중소 제조기업을 대상으로 한 구조방정식 기반의 분석결과는 다음과 같다. 첫째, 5대 기술요인 중 센서 네트워크, 플랫폼 기술, 정보시스템이 스마트 제조운영에 유의한 영향을 미쳤다. 둘째, 스마트 제조운영은 기업의 운영적, 환경적 성과를 향상시키는 결과를 나타냈다. 본 연구는 스마트공장을 도입하기 위한 핵심기술을 체계화한 것과 더불어 정부 지원사업의 실효성을 확인하였다는 점에서 가치가 있다. 한편, 신규 도입을 고려하는 실무자에게 효율적, 효과적 의사결정을 지원할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2020년도 제61차 동계학술대회논문집 28권1호
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• pp.73-76
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• 2020

본 논문은 생산 현장에서 필요로 하는 다양한 스마트팩토리 서비스를 현장 근로자가 직접 기획, 설계, 구현 및 적용 가능한 서비스 플랫폼을 제안한다. 이를 위하여 오픈 하드웨어 개발 도구 등을 활용한 IoT 기반 제조데이터 수집과 이를 활용하여 서비스 화면을 구성할 수 있는 개발도구를 설계하고 구현하였으며, 구현된 프로그램으로부터 제조데이터 기반의 다양한 현장 서비스를 근로자가 직접 만들고 배포할 수 있다.

• 시스템엔지니어링학술지
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• 제10권2호
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• pp.51-58
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• 2014

Manufacturing industry is one of the core sectors providing national competitiveness and economical impact Today's manufacturing industry is required to fulfill so called Sustainable Factory paradigm from the perspectives of environmental and social development. To cope with the requirements, researches for achieving sustainability in manufacturing system are actively carried out in the world from various perspectives. In this paper, we analyzed systemic characteristics of sustainable manufacturing system, and developed verification & validation strategy based on traceability between system requirement and functionality. The developed methods were applied to a European Project called the Foundation for the Sustainable Factory of the Future (FoFdation). Specifically, we analyzed and verified the deliverables of FoFdation by deriving systems architecture in terms of Component, Function, and Items. The results indicated that the FoFdation is pretty much compliant with the concept of Ubiquitous Factory, and can be used as an International Reference Model for the Smart Factoy, a world wide hot topic under the paradigm of IOT (Internet-Of-Things), if information processing part is supplemented.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제9권8호
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• pp.171-180
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• 2020

스마트 팩토리는 설계, 개발, 제조 및 유통 등 생산과정 전반이 디지털 자동화 솔루션으로 이루어져 있으며, 내부 설비와 기계에 사물인터넷(IoT)을 설치해 공정 데이터를 실시간으로 수집하고 이를 분석해 스스로 제어할 수 있게 하는 지능형 공장이다. 스마트 팩토리의 장비들은 게임과 같이 가상의 캐릭터가 하나의 객체 단위로 구동되는 것이 아니라 수많은 하드웨어가 물리적으로 조합되어 연동한다. 즉, 특정한 공동의 목표를 위해 다수의 장치가 개별적인 행동을 동시다발적으로 수행해야 한다. 공정 데이터를 실시간으로 수집할 수 있는 스마트 팩토리의 장점을 활용하여, 일반적인 기계 학습이 아닌 강화 학습을 사용하면 미리 요구되는 훈련 데이터 없이 행동 제어를 할 수 있다. 하지만, 현실 세계에서는 물리적 마모, 시간적 문제 등으로 인해 수천만 번 이상의 반복 학습이 불가능하다. 따라서, 본 논문에서는 시뮬레이터를 활용해 스마트 팩토리 분야에서 복잡한 환경 중 하나인 이송 설비에 초점을 둔 그리드 분류 시스템을 개발하고 협력적 다중 에이전트 기반의 강화 학습을 설계하여 효율적인 행동 제어가 가능함을 입증한다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.73-82
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• 2019

스마트팩토리를 구축하기 위해서는 CPPS(Cyber Physical Production System)의 구축은 필수적으로 동반되어야 하는 중요한 시스템이다. CPPS를 통해서 물리적 공장을 디지털 기반의 사이버 세상으로 옮겨오고 이를 지능적, 자율적으로 모니터링하고 제어하는 것이 스마트팩토리의 실체이다. 하지만 기존에 제시된 CPPS의 아키텍처들은 추상적인 모델링 형태의 아키텍처만 제시하고 있으며, 스마트팩토리에서 데이터를 수 집 교환을 위한 국제 표준인 OPC UA Framework(Open Platform Communication Unified Architecture)을 CPPS의 기본적인 체계로 적용한 연구는 부족하였다. 이에 아키텍처 구성 실제 공장에 적용 가능한 CPPS 아키텍처로 분산되어진 필드 데이터를 수집하여 중앙에 집중화 된 서버에서 집중된 데이터 처리가 되어야만 클라우드와 IoT를 모두 포함할 수 있는 CPPS를 구현 가능하다. 본 연구에서는 중앙 처리 OPC UA Framework을 준수한 OPC UA를 기술 체계를 기반으로 중앙의 OPC UA Server를 통해 CPPS 아키텍처를 구현하고 OPC UA 모델링 처리를 통해 CPPS 논리 프로세스와 데이터 처리 프로세스가 자동으로 생성되는 방법을 포함한 CPPS 아키텍처를 제안하고 모델 공장을 실제로 구현하여 그 성능과 가용성에 대해서 연구하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제25권11호
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• pp.1525-1530
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• 2021

스마트 공장의 생산 계획 및 제조 데이터를 이용하여 AI 기반의 효율적인 재고 관리 및 물류 최적화 기술을 적용하면 해당 제조 기업의 생산성 향상과 고객 만족도 향상을 기대할 수 있다. 본 논문에서는 공장의 생산 공정에서부터 데이터를 수집하여 클라우드에 저장하고, 여기에 저장된 제조 데이터를 활용하여 추후 AI 기반의 공급망 최적화 기술을 적용할 수 있는 시스템을 제안하였다. 기존 시스템의 경우는 대략 10종~20종 정도의 데이터 타입을 지원했다면, 제안 시스템은 100종 이상의 데이터 타입을 지원하도록 설계 및 개발된다. 또한 수집 주기의 경우는 매 초당 1~2회의 데이터를 수집할 수 있도록 지원하며, TB 단위의 데이터 수집이 가능하다. 따라서 본 시스템은 자동화된 데이터 수집 체계를 갖추고 있는 스마트 공장 외에 기존의 전통 제조 현장에도 적용할 수 있도록 고안하였다.

• 융합정보논문지
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• 제10권9호
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• pp.8-14
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• 2020

본 연구는 스마트공장시스템이 관리회계에 어떠한 영향을 미치는가를 분석함에 주된 목적이 있다. 국내 108개 중소제조기업으로부터 수집한 데이터를 분석하여 스마트공장시스템의 실행이 관리회계 업무에 중대한 변화를 야기한다는 실증을 도출하고자 하였다. 회귀모형분석을 통하여 스마트공장 특성이 관리회계 범위 중 내부보고, 예산편성, 최신회계기법의 적용, 조직원의 관리회계 직무 등 4개의 측면에서에 긍정적인 영향을 미친다는 결과를 도출하였다. 세부적으로 예산편성의 세분화에 있어서 명세화된 예산편성 소프트웨어의 실행 품질은 유의적 영향을 미치지만 경영환경과 회계기법의 적용간에 부의 상관관계가 발견되었다. 본 연구를 통하여 중소제조기업은 관리회계 실무적 효과를 증진시킬 수 있도록 원가행태의 변동성추적을 통한 생산량, 제품배합결정 등과 같은 경영분석 모듈의 실행에 초점을 두어야 한다는 점을 제안한다.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제23권5호
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• pp.765-771
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• 2020

Automatic lubrication devices are applied in various fields, such as huge machinery, construction machinery or commercial vehicles, to lower maintenance costs and protect the devices. In addition, the automatic lubrication device reduces frequent component failures cause by friction and allows the machine to replace the lubricating oil replenishment work carried out by the manager. However, the automatic lubricating device used in large machinery or commercial vehicles is relatively large, containing a large amount of lubricant in the space to be lubricated. On the other hand, a smart factory, such as a home appliance or cosmetics factory, lacks space to install large automatic lubrication devices, and it is difficult to distribute electricity. Therefore, there is a need for an automatic lubrication device that can be used in various environments that require lubrication. In this paper, a small automatic lubrication device is proposed for smart factories that have changed parts of existing factories, such as electronics factories, to minimize friction arising from mechanical parts, etc. In particular, the structure of lubricating pumps and component parts that are the core of automatic lubrication devices was described so that they could be utilized in various fields. Finally, a test bed environment is established for the proposed automatic lubrication device to evaluate its performance and verify its applicability.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.227-234
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• 2020

본 논문은 제조설비 자율제어를 위한 상태 정의 및 진단 알고리즘을 소개한다. 사이버-물리 시스템 및 디지털 트윈기술을 통한 스마트 공장 시스템은 기존 제조 공장의 생산성 및 안정성을 높일 수 있어 최근 이슈가 되고 있다. 스마트 공장 시스템이 생산성을 향상시키고 작업자로 하여금 더 나은 의사결정을 할 수 있도록 하며 정상적이지 않은 공정 흐름을 제어하기 위한 자율제어 시스템은 스마트 공장 시스템을 구성하는 중요한 기술 중 하나가 된다. 그러나 통합된 수많은 설비 데이터를 기반으로 자율제어 프로세스를 수행하는 것은 상당한 사전 작업이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 제조설비 자율제어를 위한 추상화된 설비 상태를 정의하고 현재 상태를 진단할 수 있는 알고리즘을 제시한다. 이를 통해 통합된 설비 데이터가 아닌 설비 상태를 기반으로 자율제어를 실시하며 더 간단하게 자율제어 프로세스를 진행 할 수 있도록 한다.

• 응용통계연구
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• 제34권1호
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• pp.99-114
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• 2021

반도체 제조 산업에서는 Big Data에 기초한 Smart Factory 도입과 적용이 가시화되면서 생산 공정의 각 단계에서 수집 가능한 다양한 센서(sensor) 데이터를 활용하여 공정 이상 탐지 및 최종 수율 예측 등에 다양한 분석 방법을 시도하고 있다. 현재 반도체 공정은 원료인 잉곳(ingot)에서 패키징(packaging) 작업 이전의 웨이퍼(wafer) 생산까지 500 600개 이상의 세부 공정과 이와 연계된 수천 개의 계측 공정으로 구성된다. 개별 계측 공정 내의 실제 계측 비율은 대상 제품 대비 0.1%에서 최대 5%를 넘지 못하고 계측 시점별로 일정하게 유지할 수 없다. 이러한 이유로 공정 각 단계의 정상 상태를 간접적으로 판단할 수 있는 장비 센서(sensor) 데이터를 활용하여 관리 여부를 판단하고자 하는 노력이 계속되고 있다. 본 연구에서는 장비 센서 데이터 기반의 공정 이상 탐지 프로세스를 정의하고 현재 적용 되고 있는 기술 통계량 기반 진단 방법의 단점을 보완하기 위해 FDA(Functional Data Analysis)방법을 활용하였다. 실제 현장 사례 데이터에 머신러닝을 이용하여 이상 탐지 정확도 비교를 통해 효과성을 검증하였다.