KR-20260061530-A - Equipment State Anomaly Detection and Transition Control System

Abstract

본 발명은 설비에서 발생하는 복수의 이종 신호를 기반으로 설비 상태를 판단하고, 상태전이에 따라 설비 또는 외부 장치의 동작을 제어하는 설비 상태 판단 및 통합 운영 제어 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따른 시스템은, 설비에서 발생하는 전기 신호 또는 물리적 변화 신호를 포함하는 복수의 신호를 수집하는 신호 수집부, 상기 복수의 신호에 대하여 시간적 변화, 변동성, 주기성 및 신호 간 상관관계를 포함하는 패턴을 분석하는 신호 패턴 분석부, 상기 분석 결과로부터 상태 특징을 생성하는 상태 특징 생성부, 상기 상태 특징을 기반으로 설비의 상태를 복수 단계로 구분하여 판단하는 상태 판단부, 상기 상태의 시간적 변화 흐름을 기반으로 상태전이를 판단하는 상태전이 판단부, 상기 상태전이에 따라 설비 또는 외부 장치의 동작을 제어하는 운영 제어부, 상기 상태 특징, 상태 판단 결과, 상태전이 결과 및 제어 결과를 동일 이벤트 식별자로 연계 저장하는 증거 기록부, 상기 상태 판단 결과와 실제 후속 상태를 비교하여 신뢰도를 산출하는 신뢰도 평가부, 및 상기 신뢰도 평가 결과에 따라 상태 판단 기준 또는 패턴 분석 기준을 재조정하는 자율 운영 관리부를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명은 설비 신호 외에 공간 변화 신호 또는 인간 또는 생체 관련 간접 신호를 포함하는 복수의 이종 신호를 통합 분석하여 상태를 판단할 수 있으며, 상기 상태전이 결과에 따라 외부 경고 장치, 음향 장치, 조명 장치, 자동화 설비 또는 로봇 시스템을 포함하는 외부 장치의 동작을 제어할 수 있다. 이에 따라 본 발명은 단순 임계값 기반 또는 단일 신호 기반 판단의 한계를 극복하고, 설비 상태, 공간 상태 및 사용자 상태를 통합적으로 반영한 상태전이 기반 운영 제어를 수행할 수 있으며, 판단 및 제어 결과를 증거 기반으로 저장하고 신뢰도를 평가하여 기준을 재조정함으로써 재현 가능하고 검증 가능한 통합 운영 구조를 제공한다.

Inventors

• 구교선
• 구현우

Assignees

• 구교선
• 구현우

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20260417

Claims (9)

1. 설비에서 발생하는 복수의 이종 신호를 기반으로 상태를 판단하고 제어하는 시스템에 있어서, 서로 다른 물리적 특성을 갖는 복수의 신호를 수집하는 신호 수집부; 상기 복수의 신호에 대하여 시간적 변화, 변동성, 주기성 및 신호 간 상관관계를 포함하는 패턴을 분석하는 신호 패턴 분석부; 상기 분석 결과로부터 상태 특징을 생성하는 상태 특징 생성부; 상기 상태 특징을 기반으로 설비의 상태를 복수 단계로 구분하여 판단하는 상태 판단부; 상기 상태의 시간적 변화 흐름을 기반으로 상태전이를 판단하는 상태전이 판단부; 상기 상태전이에 따라 설비 또는 외부 장치의 동작을 제어하는 운영 제어부; 상기 상태 특징, 상태 판단 결과, 상태전이 결과 및 제어 결과를 동일 이벤트 식별자로 연계 저장하는 증거 기록부; 상기 상태 판단 결과와 실제 후속 상태를 비교하여 신뢰도를 산출하는 신뢰도 평가부; 및 상기 신뢰도 평가 결과에 따라 상태 판단 기준 또는 패턴 분석 기준을 재조정하는 자율 운영 관리부; 를 포함하며, 상기 시스템은 설비 신호 외에 공간 변화 신호 또는 인간 또는 생체 관련 간접 신호를 포함하는 복수의 이종 신호를 통합 분석하여 상태를 판단하고, 상기 상태전이 결과에 따라 외부 경고 장치, 음향 장치, 조명 장치, 자동화 설비 또는 로봇 시스템을 포함하는 외부 장치의 동작을 제어하며, 상기 상태전이 판단부를 거치지 않는 경우에는 상기 운영 제어가 수행되지 않도록 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템. 상기 상태 판단 결과는 상태전이 판단을 위한 필수 입력으로 사용되는 것을 특징으로 하는 시스템. 상기 상태 판단 결과 및 상태전이 결과가 상위 운영 시스템의 입력으로 활용되는 것을 특징으로 하는 설비 상태 판단 및 통합 운영 제어 시스템.
2. 설비 상태를 판단하고 제어하는 방법에 있어서, 복수의 이종 신호를 수집하는 단계; 상기 신호의 시간적 변화, 변동성, 주기성 및 상관관계를 분석하는 단계; 상기 분석 결과로부터 상태 특징을 생성하는 단계; 상기 상태 특징을 기반으로 복수 단계의 상태를 판단하는 단계; 상기 상태의 시간적 변화 흐름을 기반으로 상태전이를 판단하는 단계; 상기 상태전이에 따라 설비 또는 외부 장치의 동작을 제어하는 단계; 상기 상태 특징, 상태 판단 결과, 상태전이 결과 및 제어 결과를 동일 이벤트 식별자로 연계 저장하는 단계; 상기 상태 판단 결과와 실제 후속 상태를 비교하여 신뢰도를 산출하는 단계; 및 상기 신뢰도에 따라 상태 판단 기준을 재조정하는 단계; 를 포함하며, 상기 방법은 설비 상태뿐만 아니라 공간 상태 및 사용자 상태를 통합적으로 판단하고, 상기 결과에 따라 외부 경고 시스템 또는 자동화 시스템을 제어하는 것을 특징으로 하는 설비 상태 판단 및 통합 운영 제어 방법.
3. 복수의 설비 및 복수의 외부 장치를 포함하는 시스템에서 상태 기반 운영을 수행하는 플랫폼에 있어서, 각 설비 또는 장치로부터 복수의 이종 신호를 수집하는 데이터 수집 계층; 상기 신호를 기반으로 상태 특징을 생성하고 상태를 판단하는 상태 판단 계층; 상기 상태의 시간적 변화에 따라 상태전이를 판단하는 상태전이 계층; 상기 상태전이에 따라 설비 또는 외부 장치의 동작을 제어하는 운영 제어 계층; 상기 상태 판단 결과, 상태전이 결과 및 제어 결과를 동일 이벤트 식별자로 연계 저장하는 증거 관리 계층; 및 상기 결과를 기반으로 상태 판단 기준을 재조정하는 학습 계층; 을 포함하며, 상기 플랫폼은 설비 상태, 공간 상태 및 사용자 상태를 통합적으로 판단하고, 상기 상태전이에 따라 외부 장치 또는 자동화 시스템의 동작을 결정하는 것을 특징으로 하는 상태전이 기반 통합 운영 플랫폼.
4. 상기 외부 장치는 특정 위치 또는 특정 대상에 대해 선택적으로 경고 또는 제어를 수행하는 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
5. 상기 외부 장치는 자율 이동 또는 물리적 동작을 수행하는 로봇 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
6. 상기 이벤트 식별자는 동일 조건에서 상태 판단 및 제어 결과의 재현 및 검증이 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
7. 상기 이종 신호는 전기 신호, 물리적 신호, 공간 신호 및 생체 간접 신호 중 적어도 둘 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
8. 상기 상태전이는 사전에 정의된 상태 순서에 따라 단계적으로 수행되며, 상기 상태 간 전이는 이전 상태, 지속시간 및 상태 특징의 변화 패턴을 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는 시스템.
9. 상기 플랫폼은 복수의 설비 또는 외부 장치에 대한상태 판단 및 제어를 중앙에서 통합적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 시스템.

Description

설비 상태 패턴 기반 이상 판단 및 상태전이 제어 시스템{Equipment State Anomaly Detection and Transition Control System} 본 발명은 산업 설비, 전력 시스템, 기계 장치 등의 상태를 판단하고 제어하는 기술에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 설비에서 발생하는 전기 신호 및 물리적 신호의 패턴을 분석하여 상태를 판단하고, 상태전이에 따라 운영 제어를 수행하는 시스템에 관한 것이다. 종래의 설비 상태 판단 기술은 주로 임계값 기반 또는 단일 센서 기반 분석에 의존한다. 그러나 이러한 방식은 다음과 같은 문제점을 가진다: 고정 임계값 기반 판단으로 환경 변화 대응 부족 복합 신호 간 관계를 고려하지 못함 이상 상태 발생 전 사전 감지 어려움 단순 경보 중심 구조로 운영 제어 연계 부족 상태 판단 결과의 검증 및 재현 어려움 특히 산업 설비에서는 전류, 전압, 진동, 온도 등의 신호가 복합적으로 작용하며, 단일 기준 또는 단일 신호로는 정확한 상태 판단이 어려운 문제가 존재한다. 따라서 설비에서 발생하는 신호의 패턴 기반 상태 판단 및 상태전이 기반 제어 구조가 요구된다. 도 1: 설비 상태 패턴 기반 이상 판단 및 상태전이 제어시스템 전체 구성도 도2: 상태 판단 흐름도 도3: 상태전이 및 제어 흐름도 도 4: 증거 기록 및 검증 구조도 도 5: 통합 운영 확장 구조도 실시예 1 (공장 설비) 모터 전류, 진동, 온도 신호 수집 패턴 분석을 통해 이상 징후 감지 상태전이 기반 속도 조정 또는 정지 수행 실시예 2 (전력 설비) 전력 사용 패턴 분석 이상 부하 감지 피크 발생 전 제어 수행 본 발명은 다음 분야에 적용 가능하다: 공장 자동화 전력 및 에너지 시스템 스마트빌딩 설비 유지관리 제조 시스템