오픈 소스 기반 스마트 공장용 사이버물리시스템 구현
저자
발행사항
서울 : 연세대학교 공학대학원, 2016
학위논문사항
학위논문(석사)-- 연세대학교 공학대학원 : 산업정보경영 전공 2016. 8
발행연도
2016
작성언어
한국어
주제어
발행국(도시)
서울
기타서명
Open source-based implementation of a cyber-physical system for smart factory
형태사항
vii, 49장 : 삽화 ; 26 cm
일반주기명
지도교수: 김창욱
소장기관
With the 4th industrial revolution, manufacturing faces new a wave. After financial crisis, as importance of manufacturing has been recognized, nations around the world have announced policies to revive the manufacturing. Also, domestic government carries ‘manufacturing 3.0 policy’, which has a purpose to spread smart factories in order to revive the manufacturing.
However, small and middle businesses have negative opinions to found smart factories because of lack of success cases and economical reasons. Therefore, in order to spread the smart factories, it has been raised, as priority assignments that standards should be enacted to secure compatibility between factories and systems and platform of each level should be developed.
Therefore, this study suggested and implemented cyber physical system architecture for the smart factories based on open source in order to help spread the smart factories.
This study designed and implemented a system, which could monitor production processes in the factories by gathering and analyzing sensor’s data in real time based on open source.
The system consisted of Data Source, Data Collector, Data Layer, Event Process Module, Analysis Module, and Visualization Module. The Data Source has the sensor data. The Data Collector gathers the sensor data by using Kafka. The Data Layer saves the collected sensor data, by using ElasticSearch and HDFS, and a learning model to be needed for analysis. The Event Process Module decides whether the data would be analyzed or not by using Storm and it analyzes the data by using R of the Analysis Module. Finally, the Visualization Module makes the gathered and analyzed data visualized by using Kibana.
This study expects that this research could be scaffolding for small and middle businesses to implement smart factories of each level with low costs.
4차 산업혁명과 함께 제조업에 새로운 바람이 불어오고 있다. 금융위기 이후 제조업의 중요성이 인식되면서 세계 각국에서 제조업의 부흥을 위한 정책을 발표하고 있다. 국내 역시 제조업의 부활을 위한 스마트 공장 확산이 목표인 ‘제조업 3.0’ 정책을 추진하고 있다.
하지만 중소기업들은 성공 사례 부족과 경제적인 이유로 스마트 공장 구축에 부정적인 의견을 보이고 있다. 따라서 스마트 공장 확산을 위해 공장, 시스템간 호환성 확보를 위한 표준 확립, 공장 수준별 플랫폼 개발이 최우선의 과제로 떠오르고 있다.
따라서 본 연구는 스마트 공장 확산에 도움이 될 수 있도록 오픈 소스 기반으로 스마트 공장용 사이버 물리 시스템 아키텍처를 제시하고 구현하였다.
본 시스템은 오픈 소스를 활용하여 센서 데이터를 실시간으로 수집, 분석하여 공장 생산과정을 모니터링 할 수 있는 시스템을 설계하고 구현 하였다.
시스템은 Data Source, Data Collector, Data Layer, Event Process Module, Analysis Module, Visualization Module으로 구성하였다. Data Source에는 센서 데이터가 존재하고, Data Collector에서는 Kafka를 사용하여 센서 데이터를 수집한다. Data Layer는 ElasticSearch와 HDFS를 사용하여 수집된 센서 데이터와 분석에 필요한 학습모형을 저장하였다. Event Process Module은 Storm을 사용하여 데이터 분석 여부를 결정하고, Analysis Module의 R을 통해 데이터를 분석하였다. 마지막으로 Visualization Module은 Kibana를 사용하여 수집/분석된 데이터를 시각화 하였다.
본 논문을 통해 중소기업은 저비용으로, 공정 수준별로 스마트 공장을 구현할 수 있는 발판이 되기를 바라며 스마트 공장 표준 확립에 도움이 되길 바란다.
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