스마트공장의 에너지 절감을 위한 빅데이터 분석 및 효율화 방안
- Alternative Title
- Big Data Analysis and Efficiency Measures for Energy Saving in Smart Factories
- Abstract
- Research and interest in manufacturing innovation and energy saving in smart factories applying advanced ICT technologies such as IoT, big data and artificial intelligence are increasing. In particular, for small and medium-sized manufacturing companies, productivity improvement and abnormality detection through manufacturing innovation are essential to realizing smart factories. Most of the existing studies focus on building an integrated platform for productivity improvement and abnormality detection by attaching IoT sensors to equipment at the production site of the manufacturing industry. However, this thesis proposes the development of an integrated platform for energy saving and anomaly detection targeting the forging process among smart factories in the manufacturing industry.
Most of the existing studies are related to smart factory construction for general manufacturing industries, but this thesis is proposed integrated system for data collection and productivity improvement for energy saving and anomaly detection detection by attaching IoT devices necessary in the actual field of a forging factory. We propose a system in terms of energy saving, anomaly detection, and productivity efficiency for the collected big data from smart factories based on IoT. First, our system is designed element technologies for configuring an integrated system for data collection in smart factories, and based on these contents, we propose a system that provides necessary information to managers and expresses various information. Second, based on the data collected by the proposed integrated system, we propose the improvement method of energy efficiency through basic unit analysis for energy saving. Third, we also propose a design method for detecting anomalies targeting data collected by each facility in the forging process.
Similar to previous studies, our research has similar energy saving and anomaly detection methods for smart factories, but the advantage of our research is based on data transmitted in real time based on IoT for forging factories, and we propose an integrated system by designing our own model for energy reduction and anomaly detection for energy saving of each unit.
- Author(s)
- 김태연
- Issued Date
- 2023
- Awarded Date
- 2023-02
- Type
- Dissertation
- Keyword
- Smart factory, Energy Saving, Big data analysis, IoT.
- Publisher
- 부경대학교
- URI
- https://repository.pknu.ac.kr:8443/handle/2021.oak/33105
http://pknu.dcollection.net/common/orgView/200000671760
- Affiliation
- 부경대학교 대학원
- Department
- 대학원 정보시스템협동과정
- Advisor
- 김창수
- Table Of Contents
- Ⅰ. 서론 1
1.1 연구배경 1
1.2 연구방법 4
Ⅱ. 관련연구 6
2.1 에너지 절감을 위한 IoT 현황 및 스마트공장 6
2.1.1 에너지 효율화 현황 6
2.1.2 에너지 절감 IoT 연계 현황 7
2.1.3 스마트 구축 현황 8
2.2 IoT 정보수집과 빅데이터 분석 기법 10
2.2.1 IoT 플랫폼 시장 현황 10
2.2.2 빅데이터 분석 기법 현황 10
2.2.3 IoT 정보수집과 빅데이터 연계 기법 12
2.3 스마트공장 설비별 IoT 센서 플랫폼 구축 13
2.3.1 스마트공장에서 적용 기술 분류 13
2.3.2 스마트공장 요소 기술 13
2.4 스마트공장 실시간 모니터링 시스템 15
2.4.1 스마트공장 에너지 모니터링 시스템 16
2.4.2 IoT 기반 실시간 모니터링 시스템 17
2.5 에너지 절감 인공지능 기반 효율화 방안 18
2.5.1 국외 에너지 절감 기법 현황 18
2.5.2 국외 에너지 절감 기법 현황 19
2.6 단조공정의 에너지 절감 효율화 현황 19
2.6.1 단조공정 작업의 특성과 작업계획 시스템 20
2.6.2 단조공장 에너지 모니터링 시스템 구성 방법 22
2.7 IoT 기반 공장 에너지 관리 시스템 24
2.7.1 IoT 기반 에너지 관리 시스템 현황 24
2.7.2 소규모 공장 IoT 기반 에너지 관리 시스템 개발 25
2.8 스마트공장 빅데이터 분석 기술 현황 27
2.8.1 스마트공장 빅데이터 분석 플랫폼 개발 현황 27
2.8.2 제조업 스마트공장 플랫폼 구축 사례 29
Ⅲ. 스마트공장의 IoT 기반 데이터 수집 플랫폼 32
3.1 스마트공장의 데이터 수집을 위한 시스템 구성 32
3.1.1 스마트공장 데이터 수집 시스템 구성 32
3.1.2 IoT기반 데이터 수집 네트워크 구성 및 서버 구성도 34
3.2 데이터 수집 및 통합 모니터링 시스템 36
3.2.1 실시간 모니터링 시스템 구성 36
3.2.2 서비스 플랫폼 서비스 시스템 구성 40
3.2.3 시스템 개발 환경 38
Ⅳ. IoT기반 에너지 절감 및 이상 감지 시스템 41
4..1 IoT기반 에너지 절감 통합 시스템 41
4..1.1 IoT기반 단조공정 통합 시스템 구성 41
4.1.2 단조공정 설비별 데이터 수집 모듈 43
4.1.3 단조공정의 데이터 수집 및 에너지 사용 분석 45
4.1.4 호기별 에너지 데이터 수집 모니터링 시스템 52
4.1.5 에너지 절감을 위한 원단위 분석 55
4.2 IoT 기반 이 상감지 시스템 57
4.2.1 예측모델 기반 이상감지 모니터링 수행 시스템 57
Ⅴ. IoT기반 에너지 절감 기존 연구 분석 60
5.1 제안 시스템과 기존 연구 비교 분석 60
5.1.1 제안 시스템의 개선 내용 60
5.1.2 제안 시스템과 기존 연구들과 비교 분석 62
5.1.3 제안 시스템의 성능 향상 분석 64
Ⅵ. 결론 65
참고문헌 67
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- Doctor
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