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FaaS 제조 운영 시스템 및 미들웨어 기술

전수책임자
손지연
참여자
강현철, 김민기, 김지영, 김현, 박준희, 박호진, 배희철, 배희철, 손지연, 이용귀, 이은서, 이학진, 한효녕
기술이전수
1
이전연도
2017
협약과제
15MC7300, 고객-제조-유통 연계 개방형 FaaS IoT서비스플랫폼기술개발, 손지연
16MH4900, 고객-제조-유통 연계 개방형 FaaS IoT서비스플랫폼기술개발, 손지연
17HH5800, 고객-제조-유통 연계 개방형 FaaS IoT서비스플랫폼기술개발, 손지연
본 기술은 개인맞춤생산 지원을 위해 웹을 통해 다양한 신제품 개발 또는 기업고유 부품생산이 필요한 중소제조업체들로부터 소량의 (시)제품 생산 주문을 받아, 맞춤형 제품을 효율적으로 생산하기 위한 IoT기반의 제조운영 및 실행 제어를 수행하는 시스템 기술이다. FaaS(Factory as Service)는 본 기술을 활용한 개인맞춤생산 공장을 개인 또는 기업에게 제조서비스의 형태로 제공하는 개념을 의미한다. 본 기술이전 대상은 FaaS 프로젝트 관리 SW와, 제조운영 SW 및 미들웨어, 제조설비응용 SW로 구성된다. 프로젝트 관리 SW와 FaaS 제조운용시스템은 인터넷으로 연결되어 있고, FaaS 제조운용시스템은 각각의 제조 설비와 WiFI AP로 연결되어 있다. 각 제조설비에는 오픈하드웨어 플랫폼 (라즈베리파이) 기반의 IoT인터페이스 보드가 설비 I/O에 연결되어 있다.
FaaS제조운영시스템과 각 IoT와 결합된 제조 설비는 FaaS미들웨어 기능을 탑재하고 있으며, FaaS제조운영시스템의 설비실행Manager와 통신한다. FaaS프로젝트 관리SW는 프로젝트 관리 기능과 공정설계, 생산/작업설계 수립 및 작업할당 및 생산 모니터링 기능을 제공한다. FaaS제조운용S/W는 FaaS미들웨어 기능이 탑재되어 제조운용을 위한 기능을 담당한다. 각 제조설비는 FaaS미들웨어가 탑재되어 3D프린터, 훈증기, CNC장비, 비전검사기, 로봇, 조립기, 핸들러, 버퍼 등으로 구성될 수 있다. 제조 설비는 FaaS설비운용SW를 통하여 관리 및 제어될 수 있다. FaaS프로젝트 관리SW와 FaaS제조운영서버 및 디지털 제조설비는 기본적으로 REST API기반으로 상호 통신기능을 제공하고 있다.
전 세계적으로 급성장할 것으로 예측되는 개인화 제조 중심의 다품종 소량생산 시장과, 보다 확대될 것으로 예상되는 개인맞춤 생산을 수행하는 build-to-order 생산 서비스 시장을 효과적으로 지원하는 기술 개발이 필요하다. 개인화 제조 서비스를 위한 제품 설계, 공정/작업계획, 일정계획이 유기적으로 결합되어 양방향으로 수행되되어야 한다. 본 기술에서는 개인맞춤 생산을 지원하기 위하여 제조설비 중심의 마이크로 스마트팩토리 제조라인에서 실제 주문에서 제품 및 공정설계, 생산계획, 제조, 모니터링, 설비제어를 위한 기능을 제공하여 최적의 개인화 제조 서비스를 제공할 수 있다.
본 기술은 고객의 맞춤 생산을 위하여 고객 주문에서부터 제품, 공정설계, 생산계획, 생산현황 모니터링을 제공하기 위한 프로젝트 관리 기술을 제공하며, FaaS제조운용시스템은 FaaS 미들웨어 기술이 탑재되어 고객이 주문한 정보를 기반으로 설비를 제어하고 현황을 모니터링 기능을 제공한다. 설비응용 기술은 각 디지털 제조 설비를 제어하고 관리할 수 있다.

1. FaaS 미들웨어 기술
- FaaS 공정설비 들은 모두 FaaS 미들웨어를 탑재하고 있으며, 제조운용시스템의 매니저와 연동하여 설비 초기설정, 제어, 이벤트, 상태정보 제공의 기능을 제공한다.

2. FaaS 프로젝트 관리 기술
- 고객주문, 공정설계, 생산/작업계획, 설비실행, 환경 관리등을 위한 프로젝트 관리 SW기능을 제공한다.
- 프로젝트 관리를 통해 저장된 정보를 기반으로 설비를 제어하고 현황을 모니터링 하는 제조운용 기능을 제공한다

3. FaaS 설비응용 기술
- FaaS 설비응용은 시스템에서 활용되는 8종의 설비를 제어하고 현황을 모니터링 하는 기능을 제공한다.
A. 기술명 : FaaS 제조운영 기술
1. C 기반 제조운영 미들웨어
- 운영대상이 되는 제조설비 및 서버에 탑재되어, 설비의 초기설정, 제어, 이벤트, 상태 정보 관리 기능 제공
2. 제조운영 미들웨어 기반 시스템 관리 기술
- 다품종 소량생산을 위한 제조 설비 및 공정을 제어하고, 공정/생산 현황 모니터링 기능 제공

B. 기술명 : FaaS 프로젝트 관리 기술
3. 생산 주문 입력 및 프로젝트 생성/변경/검색/조회 기능, 환경 설정, 심플공정설계, 생산일정수립/통보 기능, 작업계획 수립/통보, 설비실행 작업할당 기능 제공

C. 기술명 : FaaS 제조설비 제어응용 기술
4. Vapor 설비 제어응용 기술
- 아세톤 훈증 방식의 훈증 설비를 직접 구동하고, 센서 기반으로 모니터링 기능 제공
5. CNC 설비 제어응용 기술
- CNC 설비를 직접 구동하고, 센서 기반으로 모니터링 기능 제공
6 Vision 설비 제어응용 기술
- 카메라 비전 기반의 제품 검사 설비를 직접 구동하고 모니터링 기능 제공
7. Handler 설비 제어응용 기술
- 공정설비간 부품이송을 위한 핸들러를 직접 구동하고, 센서 기반으로 모니터링 기능 제공
8. Assembler 설비 제어응용 기술
- 2축 로봇기반 상하단 조립 공정을 위한 설비를 직접 구동하고 모니터링 기능 제공
9. Robot 설비 제어응용 기술
- 제품 output을 담당하는 6축 로봇 설비를 직접 구동하고, 모니터링 기능 제공
10. Buffer 설비 제어응용 기술
- 제조 설비간 병목의 데드타임 최소화를 위한 버퍼 설비 제어 및 모니터링 기능
11. 3DPrinter 설비 제어응용 기술
- FDM 방식의 3D 프린터 설비를 직접 구동하고, 모니터링 기능 제공
A. 기술명 : FaaS 제조운영 기술
1. C 기반 제조운영 미들웨어
- 설비 자동 설정 기술
- 공정설비 제어 및 이벤트 처리 기술

2. 제조운영 미들웨어 기반 시스템 관리 기술
- 설비 제어명령 변환 기술
- 공정 상태(제품) 모니터링 및 관리 기술
- 공정 설비 상태 모니터링 및 관리 기술

B. 기술명 : FaaS 프로젝트 관리 기술
3. 프로젝트 관리 기술
- 생산주문 프로젝트 생성 관리(변경/검색/조회) 기술
- 제품의 심플 공정 설계(공정 순서, 조립순서) 입력/저장/처리 기술
- 생산 계획 수립 및 통보 기술
- 설비 동적 작업 할당 기술

C. 기술명 : FaaS 제조설비 제어응용 기술
- IoT기반으로 전달된 제어 명령을 해석하여 각각의 제조설비들을 직접 구동하고, 센서 및 설비로부터의 신호들을 수신하여, 이벤트를 생성 및 처리, 전달 기능을 포함

4. Vapor 설비 제어응용 기술
- 아세톤 훈증 방식의 훈증 설비를 직접 구동하고, 센서 기반으로 모니터링 기능 제공
5. CNC 설비 제어응용 기술
- CNC 설비를 직접 구동하고, 센서 기반으로 모니터링 기능 제공
6 Vision 설비 제어응용 기술
- 카메라 비전 기반의 제품 검사 설비를 직접 구동하고 모니터링 기능 제공
7. Handler 설비 제어응용 기술
- 공정설비간 부품이송을 위한 핸들러를 직접 구동하고, 센서 기반으로 모니터링 기능 제공
8. Assembler 설비 제어응용 기술
- 2축 로봇기반 상하단 조립 공정을 위한 설비를 직접 구동하고 모니터링 기능 제공
9. Robot 설비 제어응용 기술
- 제품 output을 담당하는 6축 로봇 설비를 직접 구동하고, 모니터링 기능 제공
10. Buffer 설비 제어응용 기술
- 제조 설비간 병목의 데드타임 최소화를 위한 버퍼 설비 제어 및 모니터링 기능
11. 3DPrinter 설비 제어응용 기술
- FDM 방식의 3D 프린터 설비를 직접 구동하고, 모니터링 기능 제공
● IoT기반의 디지털 제조설비 실시간 모니터링 및 데이터 수집/관리
● 창업기업 및 중소기업의 실제 수요제품을 생산 운영 서비스 구축