KR20200103341A - Method for evauating a maintanance of machine - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 기계 설비의 유지 보수 평가 방법에 관한 것으로 보다 상세하게는, 기계 설비의 유지 보수 작업의 적정성을 평가할 수 있는 기계 설비의 유지 보수 평가 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a maintenance evaluation method of mechanical equipment, and more particularly, to a maintenance evaluation method of a mechanical equipment capable of evaluating the appropriateness of maintenance work of the mechanical equipment.
기계의 신뢰성은 어떤 부품, 제품 또는 시스템이 요구되는 기간동안 주어진 사용 환경(작동) 조건에서 설계된 기능을 고장없이 유지되는 특성(또는 작동되는 확률)을 의미한다. The reliability of a machine refers to the characteristic (or probability of operating) that a component, product or system maintains a designed function without failure under a given operating environment (operation) condition for a required period of time.
도 1은 기계의 신뢰성 개념을 설명하기 위한 도면이다(출처: 한국기계연구원 신뢰성 평가센터). 도 1을 참조하면, 제품의 상용화 단계에서 신뢰성 평가는 요구 성능, 내환경성, 수명(내구성), 안전성 등을 종합적으로 평가하고 이 과정에서 발생되는 고장 및 수명 문제를 분석하여 설계 및 성능 개선 또는 신뢰성 인증을 지원하는 ‘종합품질 보증’시스템을 의미한다. 1 is a diagram for explaining the concept of reliability of a machine (source: Korea Institute of Machinery and Materials Reliability Evaluation Center). 1, in the commercialization stage of a product, reliability evaluation comprehensively evaluates required performance, environmental resistance, life (durability), safety, etc., and analyzes failures and life problems occurring in this process to improve design and performance or reliability. It means a'comprehensive quality assurance' system that supports certification.
신뢰성 인증을 위한 시험 평가는 i) 수명시험 조건 설계 및 수명 데이터 분석, 시험시간 단축을 위해서 사용조건보다 가혹한 조건에서 시험하는 가속시험을 포함하는 수명 시험 ii) 진동, 온도, 가속도, 먼지, 충격 등의 시험조건에서 진행되는 내환경성 시험 iii) 인장, 압축, 피로시험, 임펄스 시험 및 내압시험, 구동장치 효율 시험, 각종 기계류 및 메가트로닉스 부품의 성능시험을 포함하는 성능시험 iv) 3차원 형상 측정, 평탄도 및 표면조도 측정 등을 포함하는 정밀 측정 등을 통해 이루어진다. Test evaluation for reliability certification includes i) design of life test conditions, analysis of life data, and life test including acceleration tests that are tested under conditions harsher than use conditions to shorten test time. ii) Vibration, temperature, acceleration, dust, impact, etc. Iii) Tensile, compression, fatigue test, impulse test and withstand pressure test, performance test including performance test of driving device efficiency, performance test of various machinery and megatronic parts iv) 3D shape measurement, It is made through precise measurement including measurement of flatness and surface roughness.
이와 같은 신뢰성 인증을 통과한 제품은 상용화되어 현장에 설치되어 운영된다. Products that pass such reliability certification are commercialized and installed and operated on site.
다만, 현장에 설치된 제품은 시험 평가 조건과 다른 조건에서 운영된다는 사정, 제품의 유지/보수가 적절하지 않는 이유, 그 외 규명되지 않는 기계적 특성 및 시험 평가 조건에 반영되지 않는 인자가 존재하는 이유 등으로 제조사가 보증하는 수명이 보장되지 않을 수 있다. 그리고, 예측치 못한 기계적 결함에 의해 제품 불량, 인명 사고, 경제적 손실이 발생한다. However, the reason that the product installed on the site is operated under conditions different from the test and evaluation conditions, the reason why the maintenance/repair of the product is not appropriate, other mechanical properties that are not identified, and the reason that there are factors that are not reflected in the test evaluation conditions, etc. As a result, the lifetime guaranteed by the manufacturer may not be guaranteed. In addition, product defects, human accidents, and economic losses occur due to unexpected mechanical defects.
이와 같은 기계적 결함에 의한 사고를 방지하고자 다양한 기계 설비 상태 모니터링 기술이 제안된 바 있다. In order to prevent accidents caused by such mechanical defects, various techniques for monitoring the condition of machine facilities have been proposed.
한국등록특허 제10-1797402호는 주파수 분석 및 학습 기능에 기반하여 기계적 결함을 진단하는 기술을 제안한다. Korean Patent No. 10-1797402 proposes a technique for diagnosing mechanical defects based on frequency analysis and learning functions.
한국등록특허 제10-1936283호는 기계적 결함에 관한 지표 데이터를 측정하여 고장 이력 및 원인과 함께 시계열적으로 매칭하여 저장하고 지표 데이터로부터 진단을 위해 미리 설정된 복수 개의 특징값을 추출하고, 추출된 특징값을 이용하여 지표 데이터에 대한 기계 학습을 통해 결함의 유형을 분류하고 결함 계측 대상 설비에 대한 열화 과정의 시계열적인 지표 데이터를 새롭게 입력 받고, 새롭게 입력된 열화 과정의 지표데이터로부터 예측을 위해 미리 설정된 복수 개의 특징값을 추출하고 추출된 특징값을 이용하여 열화 과정을 클러스터링하고 분류된 구간 내에서 예측 인자을 추출하여 회귀모델을 생성하여 생성된 회귀 모델을 이용하여 결함 예측 대상 설비의 잔류 수명을 산출하는 기술을 제안한다. Korean Patent Registration No. 10-1936283 measures index data on mechanical defects, matches the failure history and cause, and stores them in time series, extracts a plurality of preset feature values for diagnosis from the index data, and extracts the features. It classifies the type of defect through machine learning on the indicator data using the value, receives newly inputted time-series indicator data of the deterioration process for the facility to be measured for defects, and is preset for prediction from the newly input indicator data of the deterioration process. Extracting a plurality of feature values, clustering the deterioration process using the extracted feature values, and generating a regression model by extracting a predictor within the classified section, and calculating the residual life of the facility to predict defects using the generated regression model. Suggest a technique.
이와 같이, 기존 기술은 다양한 알고리즘을 이용해 기계 설비의 결함 여부를 판정하거나 수명을 예측하는 방식이다. 현재 기계 설비의 상태 정보를 수집하기 위한 네트워크(예를 들어, IOT 망)를 구축하고 그 네트워크를 통해 수집된 상태 정보를 분석하여 기계 설비의 고장 및 수명을 예측하는 기술로 기계 설비 모니터링 기술은 진화하고 있다. 고장 및 수명 예측을 위해 빅데이터 기술, 인공지능 기술 등이 적극적으로 적용되고 있다. As such, the existing technology is a method of determining whether a machine facility is defective or predicting its lifespan using various algorithms. Machine facility monitoring technology has evolved as a technology that predicts the failure and life of mechanical facilities by establishing a network (for example, an IOT network) to collect status information of current machine facilities and analyzing the status information collected through the network. Are doing. Big data technology and artificial intelligence technology are being actively applied to predict failure and lifespan.
다만, 아직 고장 및 수명 예측 기술은 불완전성이 존재할 수 밖에 없다. 이는 규명되지 않는 기계적 특성 및 시험 평가 조건에 반영되지 않는 인자는 반드시 기계 설비에 존재할 수 밖에 없기 때문이다. 그리고, 고장 및 수명 예측 기술을 고도화시키는 것은 그에 따른 비용이 발생하고, 기계 설비 또는 모니터링 설비의 가격을 상승시키는 요인으로 작용한다. However, there is still incomplete failure and life prediction technology. This is because mechanical properties that are not identified and factors that are not reflected in the test evaluation conditions must necessarily exist in the machine equipment. And, the advancement of the failure and life prediction technology incurs a corresponding cost and acts as a factor that increases the price of a machine facility or a monitoring facility.
그리고, 현재 모든 기계 설비 장비에 대하여 고장 및 수명 예측을 위한 정밀 기술을 개발하는 것은 시장 환경 상 어려운 점이 있다. In addition, it is difficult in the market environment to develop precision technology for predicting failure and life of all mechanical equipment.
현재 4차 산업의 트랜드를 타고 다양한 산업 분야에서 빅데이터 기술, 인공 지능 기술, 센서 네트워크 기술 등을 활용한 다양한 설비 고장 및 수명 예측 기술 들이 등장하고 있다. Following the current trend of the 4th industry, various facilities failure and life prediction technologies using big data technology, artificial intelligence technology, and sensor network technology are emerging in various industrial fields.
고도의 기계 설비 진단 기술이 정착되기 위한 고장 및 수명 예측 기술의 과도기적 단계에서 기계 설비 진단 기술의 불완전성을 해소하기 위한 기술이 필요하다. There is a need for technology to solve the incompleteness of the mechanical equipment diagnosis technology in the transitional stage of the failure and life prediction technology for the establishment of advanced mechanical equipment diagnosis technology.
기계 설비를 장시간 사용하고 불측의 사고를 방지하기 위해, 주기적으로 기계 설비의 유지 보수가 진행된다. 유지 보수를 통해 유지 보수 전보다 기계 실비의 성능을 향상시킬 수 있다. 다만, 그 유지 보수가 얼마나 적합하게 이루어졌는지에 대한 평가가 불가능하다. In order to use the machine equipment for a long time and prevent unexpected accidents, maintenance of the machine equipment is carried out periodically. Through maintenance, the performance of actual machine cost can be improved compared to before maintenance. However, it is impossible to evaluate how appropriately the maintenance was performed.
본 발명은 기계 설비의 유지 보수의 적합성에 대하여 평가할 수 있는 기계 설비의 유지 보수 평가 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. An object of the present invention is to provide a method for evaluating maintenance of mechanical equipment capable of evaluating the suitability of maintenance of the mechanical equipment.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기계 설비의 유지 보수 평가 방법은 적합성 평가부가 기계의 유지 보수 후 유지 보수된 상기 기계의 실제 한계 수명을 산출하는 단계; 적합성 평가부가 상기 기계에 대한 유지 보수 적합도를 산출하는 단계; 상기 유지 보수 적합도가 기 설정된 비유 이하인지 여부를 기준으로 유지 보수의 적합 여부를 판정하는 단계를 포함한다. According to a preferred embodiment of the present invention, a method for evaluating maintenance of a machine facility includes: calculating, by a conformance evaluation unit, an actual limit life of the machine maintained after maintenance of the machine; Calculating, by a suitability evaluation unit, a degree of suitability for maintenance of the machine; And determining whether maintenance is suitable based on whether or not the maintenance suitability is equal to or less than a preset analogy.
여기서, 상기 적합성 평가부는 다음의 수학식, Here, the suitability evaluation unit is the following equation,
여기서, ta = 유지 보수 전 가상 한계 수명과 실제 한계 수명 간의 차Where ta = the difference between the virtual limit life and the actual limit life before maintenance
에 따라 유지 보수의 적합도를 산출할 수 있다. According to, the suitability of maintenance can be calculated.
그리고, 상기 적합성 평가부는 상기 산출된 유지 보수의 적합도가 기 설정된 비율 이하이면 유지 보수가 양호하다고 판정할 수 있다. In addition, the suitability evaluation unit may determine that maintenance is good if the calculated suitability of the maintenance is less than or equal to a preset ratio.
본 발명은 가상 수명 곡선과 실측 수명 곡선을 사용해 기계 잔여 수명을 예측하는 것에 의해 기계 잔여 수명 예측 기술의 불확정성에 의해 유지 및 보수 시점의 지연에 따른 피해를 방지할 수 있다. In the present invention, by predicting the remaining life of the machine using the virtual life curve and the measured life curve, it is possible to prevent damage due to delay in maintenance and repair due to the uncertainty of the remaining machine life prediction technology.
본 발명은 가상 한계 수명을 기초로 유지 보수의 적합성을 평가하는 것에 의해 유지 보수 적합성을 기계 운영자가 잘 인지하게 할 수 있고, 유지 보수를 통해 최대한 가상 한계 수명까지 기계를 사용하게 할 수 있다. According to the present invention, by evaluating the suitability of maintenance based on the virtual limit life, it is possible to make the machine operator well aware of the maintenance suitability, and through the maintenance, the machine can be used up to the virtual limit life.
도 1은 기계의 신뢰성 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명이 작용되는 기계 모니터링 시스템의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 이상 진단 및 장치 평가 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 적합성 평가를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기계 설비의 유지 보수 평가 방법에 대한 플로우 차트이다. 1 is a diagram for explaining a reliability concept of a machine.
2 is a schematic diagram of a machine monitoring system in which the present invention is operated.
3 is a diagram for describing a method for diagnosing an abnormality and evaluating an apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
4 is a diagram for explaining conformity evaluation according to an exemplary embodiment of the present invention.
5 is a flowchart of a method for evaluating maintenance of a mechanical facility according to an exemplary embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.In the present invention, various modifications may be made and various embodiments may be provided, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail. However, this is not intended to limit the present invention to a specific embodiment, it is to be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In describing each drawing, similar reference numerals have been used for similar elements. In describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. These terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.For example, without departing from the scope of the present invention, a first element may be referred to as a second element, and similarly, a second element may be referred to as a first element.
및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. The term and/or includes a combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in the middle. Should be.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.On the other hand, when a component is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in the middle.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof, does not preclude in advance.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted as an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in this application. Does not.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기계 모니터링 장치에 대하여 설명한다. 도 2는 본 발명이 작용되는 기계 모니터링 시스템의 개략도이다. 도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 이상 진단 및 장치 평가 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 적합성 평가를 설명하기 위한 도면이다. Hereinafter, a machine monitoring device according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. 2 is a schematic diagram of a machine monitoring system in which the present invention is operated. 3 is a diagram for describing a method for diagnosing an abnormality and evaluating an apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention. 4 is a diagram for explaining conformity evaluation according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면 기계 모니터링 시스템은 기계(10) 및 기계 모니터링 장치(20)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2, the machine monitoring system may include a
기계(10)의 복수의 지점 각각에 제 1 내지 제 n 센서(11-1, 11-2, …, 11-n, 이하, '11’로 통칭)가 설치될 수 있다. 센서(11)는 신뢰성 인증을 위한 평가 항목(진동, 온도, 회전속도, 압력 등)을 센싱하기 위한 위치(외함, 외함 내부, 회전축, 펌프 인입출구 등)에 설치될 수 있다. 센서(11)는 기계의 목표 수명에 영향을 미치는 인자를 검출하기 위한 위치(진동 검출을 위한 기계 케이스, 회전속도 검출을 위한 블레이드축)에 설치될 수 있다. First to nth sensors 11-1, 11-2, ..., 11-n, hereinafter, collectively referred to as '11' may be installed at each of the plurality of points of the
기계 모니터링 장치(20)는 원시데이터 취득부(21), 실측데이터 취득부(22), 수명 곡선 생성부(23), 이상 진단부(24), 장치 평가부(25), 적합성 평가부(26), 디스플레이부(27)를 포함할 수 있다. The
원시데이터 취득부(21)는 후술하는 가상 수명 곡선을 생성하기 위한 원시데이터를 취득하고 가상 수명 곡선을 생성할 수 있다. 이때, 원시데이터는 외부에서 입력되는 정보일 수 있다. 원시데이터는 신뢰성 인증을 위한 평가 단계에서 추출된 평가 항목에 대한 시계열적 센싱 데이터일 수 있다. 원시데이터 취득부(21)는 신뢰성 인증을 위한 평가 단계에서 추출된 평가 항목에 대한 시계열적 센싱 데이터를 목표 수명(예를 들어, 10년) 스케일로 확장하는 것에 의해 가상 수명 곡선을 생성할 수 있다. 신뢰성 인증을 위한 평가 단계에서 추출된 평가 항목에 대한 시계열적 센싱 데이터는 수명 시험에 대한 센싱 데이터일 수 있다. 또는, 기계의 제조사가 실험 또는 시뮬레이션을 통해 마련한 목표 수명 동안의 가상 수명 곡선이 원시데이터 취득부(21)에 제공되고 원시데이터 취득부(21)는 이를 그대로 후술하는 기계 진단을 위한 가상 수명 곡선으로 사용할 수 있다. 원시데이터 취득부(21)는 기계에서 추출한 신뢰성 시험의 시험 항목에 대한 초기값을 기 설정된 수명 함수에 대입하는 것에 의해 생성된 가상 수명 곡선을 입력 받고 그 입력 받은 가상 수명 곡선을 기계 진단을 위한 가상 수명 곡선으로 사용할 수 있다. The raw data acquisition unit 21 can acquire raw data for generating a virtual life curve to be described later and generate a virtual life curve. In this case, the raw data may be information input from the outside. The raw data may be time-series sensing data for an evaluation item extracted in an evaluation step for reliability authentication. The raw data acquisition unit 21 may generate a virtual life curve by extending the time-series sensing data on the evaluation items extracted in the evaluation step for reliability certification to a target life span (eg, 10 years). . Time-series sensing data for an evaluation item extracted in an evaluation step for reliability certification may be sensing data for a life test. Alternatively, a virtual life curve for the target life span prepared by the manufacturer of the machine through experiment or simulation is provided to the raw data acquisition unit 21, and the raw data acquisition unit 21 is used as a virtual life curve for machine diagnosis to be described later. Can be used. The raw data acquisition unit 21 receives the virtual life curve generated by substituting the initial value for the test item of the reliability test extracted from the machine into a preset life function, and converts the received virtual life curve into a virtual life curve for machine diagnosis. Can be used as a life curve.
실측데이터 취득부(22)는 실시간으로 센서(11)로부터 센싱 데이터를 취득할 수 있다. The measured data acquisition unit 22 may acquire sensing data from the sensor 11 in real time.
수명 곡선 생성부(23)는 센서(11)로부터 취득되는 실시간 센싱 데이터를 사용해 실측 수명 곡선을 생성할 수 있다. The life curve generator 23 may generate a measured life curve using real-time sensing data acquired from the sensor 11.
도 3을 참고하면, 실측 수명 곡선은 기계의 설치 이후부터 기 설정된 기간 동안 센서(11)를 통해 수집된 실시간 센싱 데이터를 이용해 공지된 곡선 근사화 기법을 통해 곡선함수의 형태로 생성될 수 있다. 실측 수명 곡선은 기 설정된 갱신 기간 경과시마다, 또는 실시간 갱신될 수 있다. 이때, 기계 설치 시점부터 갱신 시점까지의 센싱 데이터를 곡선 근사화하는 것을 통해 실측 수명 곡선이 생성될 수 있다. 실측 수명 곡선은 기계 전체, 기계 일부 또는 부품에 대한 것일 수 있고 기계 별로 적어도 하나가 구비될 수 있다. Referring to FIG. 3, the measured life curve may be generated in the form of a curve function through a known curve approximation technique using real-time sensing data collected through the sensor 11 for a preset period after installation of the machine. The measured life curve may be updated every time a preset update period elapses or in real time. In this case, the measured life curve may be generated by approximating the sensing data from the time of installation of the machine to the time of update. The measured life curve may be for the whole machine, part of the machine, or parts, and at least one may be provided for each machine.
도 3에서 가상 수명 곡선은 원시데이터 취득부(21)에서 생성된 가상 수명곡선을 의미한다. 가상 수명 곡선은 공인된 신뢰성 인증 기관의 신뢰성 시험 조건에서 시험 항목에 대한 센싱 데이터를 기반으로 작성될 수 있다. 가상 수명 곡선은 신뢰성 시험에서 시험 항목에 대한 시뮬리에션 결과일 수 있다. 가상 수명 곡선은 기계에서 추출한 신뢰성 시험의 시험 항목에 대한 초기값을 기 설정된 수명 함수에 대입하는 것에 의해 생성될 수도 있다. 가상 수명 곡선은 기계 전체, 기계 일부 또는 부품에 대한 것일 수 있고 기계 별로 적어도 하나가 구비될 수 있다. 실측 수명 곡선은 기계가 현장에 설치되어 운영될 때 접하는 모든 환경(주변 온도, 실제 기계 가동 시간, 진동, 유지 보수 등)이 반영된 정보일 수 있다. In FIG. 3, the virtual life curve refers to a virtual life curve generated by the raw data acquisition unit 21. The virtual life curve can be created based on sensing data for test items under the reliability test conditions of an accredited reliability certification body. The imaginary life curve may be a simulation result for a test item in a reliability test. The virtual life curve may be generated by substituting an initial value for the test item of the reliability test extracted from the machine into a preset life function. The virtual life curve may be for the whole machine, part of the machine, or parts, and at least one may be provided for each machine. The measured life curve may be information reflecting all environments (ambient temperature, actual machine operating time, vibration, maintenance, etc.) encountered when a machine is installed and operated on site.
도 3에서 기준 성능값은 기계 제조사에서 제공하는 기계 제작 시점에서 보증하는 기계 전체, 기계 일부 또는 부품의 성능값일 수 있다. 기준 성능값은 기계 전체, 기계 일부 또는 부품 별로 구비될 수 있다. In FIG. 3, the reference performance value may be a performance value of the entire machine, part of the machine, or parts guaranteed at the time of machine manufacturing provided by the machine manufacturer. The reference performance value may be provided for the entire machine, part of the machine, or for each part.
도 3에서 임계 성능값은 기계 또는 부품이 교체되어야 하는 시점을 지시하는 기계 전체, 기계 일부 또는 부품의 성능값일 수 있다. In FIG. 3, the critical performance value may be a performance value of the whole machine, part of the machine, or parts indicating when the machine or part should be replaced.
도 3에서 t는 기계 가동 시간일 수 있다. In FIG. 3, t may be a machine operating time.
도 3에서 tl1은 가상 수명 곡선에 따른 가상 한계 수명을 의미할 수 있다. 도 3에서 tl2는 실측 수명 곡선에 따른 실제 한계 수명을 의미할 수 있다. In FIG. 3, tl1 may mean a virtual limit life according to a virtual life curve. In FIG. 3, tl2 may mean an actual limit life according to the measured life curve.
이상 진단부(24)는 가상 수명 곡선과 실측 수명 곡선을 사용해 기계의 상태를 진단하고 알람을 제공할 수 있다. 이상 상태는 기 설정된 임계 시간 경과 후 센서(11)를 사용한 모니터링 항목(신뢰성 평가 항목) 중 어느 하나가 임계 성능값에 도달할 수 있는 상태를 의미할 수 있다. The abnormality diagnosis unit 24 may diagnose a machine condition and provide an alarm using the virtual life curve and the measured life curve. The abnormal state may mean a state in which any one of the monitoring items (reliability evaluation items) using the sensor 11 can reach the threshold performance value after the lapse of a preset threshold time.
이상 진단부(24)는 실시간으로 수명 곡선 생성부(11)에 의해 생성된 실측 수명 곡선을 사용해 실측 수명 곡선이 임계 성능값에 도달하는 시점(tl2)을 파악할 수 있다. 그리고, 다음의 수학식에 따라 잔여 수명을 파악할 수 있다. The abnormality diagnosis unit 24 may grasp a time point tl2 at which the measured life curve reaches the critical performance value by using the measured life curve generated by the life curve generator 11 in real time. And, the remaining life can be determined according to the following equation.
여기서, here,
t12 = 실측 수명 곡선이 임계 성능값에 도달하는데 시점(달리 표현하면, 기계 설치 시점으로부터 최대 가동 가능 시간)t12 = point at which the measured life curve reaches the critical performance value (in other words, the maximum operating time from the point of machine installation)
tnow = 현재까지의 사용 시간tnow = usage time to date
그리고, 다음의 수학식에 따라 잔여 수명을 교정할 수 있다. And, the remaining life can be corrected according to the following equation.
그리고, 이상 진단부(24)는 교정된 잔여 수명이 기 설정된 임계 잔여 수명 이하이면, 유지 보수를 위한 알람을 제공할 수 있다. 이와 같이, 본 발명은 수명 산정의 기준이 되는 기준 성능값과 임계 성능값에 의해 정의되는 구간에서 가상 수명 곡건과 실측 수명 곡선 간의 차이에서 발생하는 잔여 수명의 불확정성을 고려하여 상기와 같은 수학식에 의해 잔여 수명을 단축할 수 있다. 이에 의해 기계 잔여 수명 예측 기술의 불확정성에 의해 유지 및 보수 시점의 지연에 따른 피해를 방지할 수 있다. 그리고, 본 발명은 기계 잔여 수명 예측 기술의 불확정성을 담보하기 위한 잦은 유지 및 보수를 방지하고 적정한 불확정성의 기준에 근거하여 유지 및 보수 시점을 마진을 두고 안내할 수 있다. In addition, the abnormality diagnosis unit 24 may provide an alarm for maintenance when the corrected remaining life is less than or equal to a preset threshold remaining life. As described above, the present invention uses the above equation in consideration of the uncertainty of the remaining life arising from the difference between the virtual life curve and the measured life curve in the section defined by the reference performance value and the critical performance value, which are the criteria for life calculation. This can shorten the remaining life. As a result, damage due to delays in maintenance and repair time can be prevented due to uncertainty in the machine remaining life prediction technology. In addition, the present invention can prevent frequent maintenance and repair to ensure the uncertainty of the machine's remaining life prediction technology, and guide the maintenance and repair timing with a margin based on an appropriate standard of uncertainty.
기계 평가부(25)는 실시간 가상 수명 곡선에 따른 성능값과 실측 수명 곡선에 따른 성능값 간의 차(Δx)를 산출할 수 있다. 그리고, 기계 평가부(25)는 실측 수명 곡선에 따른 성능값이 실시간 가상 수명 곡선에 따른 성능값 보다 기 설정된 임계 차이 이상 작으면 제품 불량을 알리는 알람을 외부에 제공할 수 있다. The machine evaluation unit 25 may calculate a difference (Δx) between the performance value according to the real-time virtual life curve and the performance value according to the measured life curve. In addition, when the performance value according to the measured life curve is smaller than the performance value according to the real-time virtual life curve by more than a preset threshold difference, the machine evaluation unit 25 may provide an alarm notifying of product defects to the outside.
실시간 가상 수명 곡선에 따른 성능값과 실측 수명 곡선에 따른 성능값 간의 차에 의해 제품 불량을 판정하는 것에 의해, 기계 사용자의 제픔 불량에 의한 불측의 피해를 방지할 수 있고, 기계 사용자가 좀 더 안심하고 기계 구매를 할 수 있다. By determining product defects based on the difference between the performance value according to the real-time virtual life curve and the performance value according to the measured life curve, it is possible to prevent accidental damage caused by product defects by the machine user, and the machine user is more secure. And can buy a machine.
도 4를 참고하면, 적합성 평가부(26)는 유지 보수가 완료된 시점(T보수)에서 실제 한계 수명을 산출할 수 있다. 이를 위해, 적합성 평가부(26)는 유지 보수 전 수명 곡선 생성부(23)에 의해 생성되었던 실제 수명 곡선 방적식에 유지 보수가 완료된 시점에서의 성능값을 초기값으로 대입하는 것에 의해(달리 표현하면, 유지 보수 전 수명 곡선 생성부(23)에 의해 생성되었던 실제 수명 곡선 방적식을 성능값 축을 기준으로 양(+) 방향으로 Δx 만큼 이동) 유지 보수 후 실제 수명 곡선 방정식을 생성할 수 있다. 그리고, 적합성 평가부(26)는 유지 보수 후 실제 수명 곡선 방정식을 사용해 유지 보수 후 한계 수명(tl2-1)을 산출할 수 있다. 그리고, 유지 보수 후 한계 수명(tl2-1)과 교정 전 한계 수명(tl2) 간의 차를 산출하는 것을 통해 유지 보수에 의해 연장된 한계수명(t연장수명)을 산출할 수 있다. 그리고, 다음의 수학식에 따라 유지 보수의 적합도를 산출할 수 있다.Referring to FIG. 4, the suitability evaluation unit 26 may calculate an actual limit life at the time when maintenance is completed (T maintenance). To this end, the suitability evaluation unit 26 substitutes the performance value at the time of completion of maintenance into the actual life curve spinning equation generated by the life curve generation unit 23 before maintenance (in other words, , The actual life curve spinning equation generated by the life curve generation unit 23 before maintenance is moved by Δx in the positive (+) direction based on the performance value axis) After maintenance, the actual life curve equation can be generated. In addition, the suitability evaluation unit 26 may calculate the limit life after maintenance (tl2-1) using the actual life curve equation after maintenance. And, by calculating the difference between the limit life after maintenance (tl2-1) and the limit life before calibration (tl2), the limit life extended by maintenance (t extension life) can be calculated. And, it is possible to calculate the suitability of maintenance according to the following equation.
여기서, ta = 유지 보수 전 가상 한계 수명과 실제 한계 수명 간의 차Where ta = the difference between the virtual limit life and the actual limit life before maintenance
적합성 평가부(26)는 유지 보수의 적합도가 기 설정된 비율(30%) 이하이면 유지 보수가 양호하다고 판정할 수 있다. 이와 같이. 본 발명은 가상 한계 수명을 기초로 유지 보수의 적합성을 평가하는 것에 의해 유지 보수 적합성을 기계 운영자가 잘 인지하게 할 수 있고, 유지 보수를 통해 최대한 가상 한계 수명까지 기계를 사용하게 할 수 있다. The suitability evaluation unit 26 may determine that maintenance is good if the suitability of maintenance is less than or equal to a preset ratio (30%). like this. According to the present invention, by evaluating the suitability of maintenance based on the virtual limit life, it is possible to make the machine operator well aware of the maintenance suitability, and through the maintenance, the machine can be used up to the virtual limit life.
수명 곡선 생성부는 상술한 유지 보수 후 후 실제 수명 곡선 방정식을 유지 보수 후 센서(11)로부터 수집되는 실시간 센싱 데이터를 활용해 지속적으로 업데이트할 수 있다. The life curve generator may continuously update the actual life curve equation after maintenance by using real-time sensing data collected from the sensor 11 after maintenance.
디스플레이부(27)는 도 3 및 도 4의 그래프를 실시간 디스플레이할 수 있다. 디스플레이부(27)는 유지 및 보수를 위한 알람. 제품 불량 알람. 유지 보수에 대한 적합성 평가 결과를 영상으로 출력할 수 있다. The display unit 27 may display the graphs of FIGS. 3 and 4 in real time. The display unit 27 is an alarm for maintenance and repair. Product failure alarm. The result of the conformity assessment for maintenance can be output as a video.
이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기계 설비의 유지 보수 평가 방법에 대하여 설명한다. 도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기계 설비의 유지 보수 평가 방법에 대한 플로우 차트이다. 이하의 설명에 의해 앞서 설명된 기계 모니터링 장치의 구성이 보다 명확해질 수 있다. Hereinafter, a method for evaluating maintenance of a mechanical facility according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5. 5 is a flowchart of a method for evaluating maintenance of a mechanical facility according to an exemplary embodiment of the present invention. The configuration of the machine monitoring device described above may be more clearly defined by the following description.
먼저, 적합성 평가부(26)가 기계의 유지 보수 후 유지 보수된 기계의 실제 한계 수명을 산출할 수 있다(S51). 유지 보수 후 유지 보수된 기계의 실제 한계 수명에 대한 구체적인 사항은 앞서 본 바와 같을 수 있다. First, the suitability evaluation unit 26 may calculate the actual limit life of the machine maintained after maintenance of the machine (S51). Details on the actual limit life of the machine maintained after maintenance may be as previously seen.
그리고, 적합성 평가부(26)가 기계에 대한 유지 보수 적합도를 산출할 수 있다(S52). Then, the suitability evaluation unit 26 may calculate a maintenance suitability for the machine (S52).
상기 적합성 평가부(26)는 다음의 수학식, The suitability evaluation unit 26 is the following equation,
여기서, ta = 유지 보수 전 가상 한계 수명과 실제 한계 수명 간의 차Where ta = the difference between the virtual limit life and the actual limit life before maintenance
에 따라 유지 보수의 적합도를 산출할 수 있다. 적합도 산출에 대한 구체적인 사항은 앞서 본 바와 같을 수 있다. According to, the suitability of maintenance can be calculated. Details on the calculation of the fitness may be as previously described.
그리고, 적합성 평가부(26)는 유지 보수 적합도가 기 설정된 비율 이하인지 여부를 판단할 수 있다(S53). In addition, the suitability evaluation unit 26 may determine whether or not the maintenance suitability is equal to or less than a preset ratio (S53).
S53에서 유지 보수 적합도가 기 설정된 비율 이하인 것으로 판단되면, 적합성 평가부(26)는 유지 보수가 적합하다고 판정할 수 있다(S54). If it is determined in S53 that the maintenance suitability is equal to or less than a preset ratio, the suitability evaluation unit 26 may determine that the maintenance is suitable (S54).
이와 달리, S53에서 유지 보수 적합도가 기 설정된 비율 초과인 것으로 판단되면 유지 보수가 부적합한 것으로 판정할 수 있다(S55). In contrast, if it is determined in S53 that the maintenance suitability exceeds a preset ratio, it may be determined that maintenance is inappropriate (S55).
이때, 적합성 평가부(26)는 유지 보수 적합성에 대한 판정 결과를 디스플레이부(27)를 통해 제공할 수 있다. In this case, the suitability evaluation unit 26 may provide a determination result of the maintenance suitability through the display unit 27.
10: 기계
11-1, 11-2, ..., 11-n: 센서
20: 기계 모니터링 장치
21: 원시데이터 취득부
22: 실측데이터 취득부
23: 수명 곡선 생성부
24: 이상 진단부
25: 기계 평가부
26: 적합성 평가부
27: 디스플레이부10: machine
11-1, 11-2, ..., 11-n: sensor
20: mechanical monitoring device
21: raw data acquisition unit
22: measurement data acquisition unit
23: life curve generator
24: abnormality diagnosis unit
25: machine evaluation unit
26: Conformity Assessment Department
27: display unit
Claims (3)
적합성 평가부가 상기 기계에 대한 유지 보수 적합도를 산출하는 단계;
상기 유지 보수 적합도가 기 설정된 비유 이하인지 여부를 기준으로 유지 보수의 적합 여부를 판정하는 단계를 포함하는 기계 설비의 유지 보수 평가 방법.
Calculating, by a suitability evaluation unit, an actual limit life of the machine maintained after maintenance of the machine;
Calculating, by a suitability evaluation unit, a degree of suitability for maintenance of the machine;
And determining whether maintenance is suitable based on whether the maintenance suitability is equal to or less than a preset analogy.
상기 적합성 평가부는 다음의 수학식,
여기서, ta = 유지 보수 전 가상 한계 수명과 실제 한계 수명 간의 차
에 따라 유지 보수의 적합도를 산출하는 것을 특징으로 하는 기계 설비의 유지 보수 평가 방법.
The method of claim 1,
The conformity evaluation unit is the following equation,
Where ta = the difference between the virtual limit life and the actual limit life before maintenance
Maintenance evaluation method of a mechanical equipment, characterized in that calculating the suitability of maintenance according to.
상기 적합성 평가부는 상기 산출된 유지 보수의 적합도가 기 설정된 비율 이하이면 유지 보수가 양호하다고 판정하는 것을 특징으로 하는 기계 설비의 유지 보수 평가 방법.
The method of claim 2,
And the suitability evaluation unit determines that maintenance is good if the calculated suitability of the maintenance is less than or equal to a preset ratio.
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WO2022039491A1 (en) | 2020-08-18 | 2022-02-24 | 주식회사 엘지화학 | Method for manufacturing positive electrode active material |
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KR101797402B1 (en) | 2016-12-07 | 2017-11-15 | 울산대학교 산학협력단 | Method and apparatus for diagnosing machine defects |
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