필터류를 이용한 철강공장 압연 생산 데이터의 취득과 머신러닝의 효율화로 예방적 유지보수 방안 연구 (A study on the acquisition of steel mill rolling production data using filters and preventive maintenance methods by improving the efficiency of machine learning)

서지정보

· 발행기관 : 한국산학기술학회
· 수록지 정보 : 한국산학기술학회논문지 / 24권 / 4호 / 1 ~ 12페이지
· 저자명 : 조현성

초록

개발된 칼만필터와 베이지안 기계학습을 응용한 예방적 유지보수 모델의 필요성은 정의된 수준의 가용성과 안정성을 유지하면서 총 유지 관리 비용을 최소화하는 것이다. 본 연구는 복잡한 수리 가능한 시스템에서 비용을 최적화하고기계의 유효 수명을 향상시키기 위한 예방적 유지보수 스케줄링 모델을 제안한다. 유지보수 비용에는 임의 고장으로 인한 손실 비용, 수리 비용, 교체 비용 및 계획된 총 다운타임 비용이 포함된다. 검사, 수리 및 교체와 같은 다단계 예방유지 관리 조치는 전체 계획 기간에 포함된다. 제철공장의 스마트팩토리 생산관리시스템에서 추출한 압연공정의 데이터를 기반으로 최적화 모델을 이용하였으며 최적의 솔루션을 제공하기 위해 시뮬레이션을 수행하였다. 데이터분석 프로그래밍 언어 R은 오픈 소스 플랫폼이며 RStudio는 R프로그램 작성 및 실행을 위한 통합 개발환경 프로그램(IDE)이다.
16GB RAM 및 Windows 10 Pro가 탑재된 Intel Core i5에서 실행되는 작업공간에서 R의 프로그램을 사용하여 칼만필터와 베이지안 기계학습 알고리즘을 응용했다. 제안된 알고리즘과 수학적 모델을 제 4차 산업혁명의 스마트팩토리에서 활용할 경우 유지보수 비용을 8~10%의 절감을 목표로 원가절감을 통한 기업경쟁력의 향상이 기대된다.

영어초록

This study proposes a predictive maintenance scheduling model to optimize the cost and improve useful life of machines in complex repairable systems. A preventive maintenance model was applied using a developed Kalman filter and Bayesian machine learning to minimize the total maintenance cost while maintaining a defined level of availability and stability. Maintenance costs include loss costs due to random failures, repair costs, replacement costs, and total planned downtime costs. Multi-level preventive maintenance measures such as inspection, repair, and replacement are included in the overall planning period. An optimization model was used based on data from a rolling process extracted from a smart-factory production-management system for a steel mill. A simulation was performed to provide an optimal solution. A program in R was used to apply the Kalman filter and Bayesian machine learning algorithm. To provide an optimal solution using an optimization model, a Kalman filter and a Bayesian machine learning algorithm were applied using R. If the proposed algorithm and mathematical model are used in a smart factory, it could improve competitiveness through cost reduction by reducing maintenance costs by 8-10%.

참고자료

· 없음