KR20200039143A - 김치 제조를 위한 공정 제어 시스템의 동작 방법 - Google Patents

김치 제조를 위한 공정 제어 시스템의 동작 방법 Download PDF

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kimchi
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김지태
조영탁
박기환
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(주)에스지아이시스템
주식회사한성식품
푸드원텍(주)
(주)우리티엔에스
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Abstract

본 발명에 따른 김치 제조를 위한 공정 제어 시스템의 동작 방법은, 이동형 센서로부터 김치 저장고 내의 김치의 pH 농도, 염도, 및 온도 정보를 수신하는 단계, 및 상기 수신된 정보를 이용하여 김치 저장/숙성 공정 및 출고/배송 공정을 관리하는 단계를 포함하고, 상기 김치 저장/숙성 공정은, 김치의 초기 pH와 저장 온도 및 시간 변화에 따른 저장 온도와 pH 변화의 실험 결과에 대한 컨벌루션 신경망(CNN)을 이용하여 김치 숙성 정도를 예측하는 것을 특징으로 한다.

Description

김치 제조를 위한 공정 제어 시스템의 동작 방법{OPERATING METHOD OF PROCESS CONTROL SYSTEM FOR MANUFACTURING KIMCHI}
본 발명은 김치 제조를 위한 공정 제어 시스템의 동작 방법에 관한 것이다.
김치는 우리나라의 대표적인 국민 식품 중 하나이다. 전통적으로 김치는 집에서 직접 담그는 경우가 많았으나 최근에는 김치 공장에서 김치를 제조하여 가정이나 식당에 공급하는 경우가 늘고 있다. 이러한 추세를 반영하여 배추김치의 경우 식품안전관리인증기준(HACCP, Hazard Analysis and Critical Control Point)을 의무화하도록 하고 있으나, 국내 김치 제조 업체의 경우 영세업체가 많고, 제조 시설의 노후화, 품질안전관리 담당자의 부재, 높은 인건비 등으로 김치 생산기반이 취약하고 위생 및 안전관리가 미흡한 문제를 갖고 있다. 중소 김치업체의 영세성, 전문인력 부족, 관리역량 부족 등을 고려할 때 생산 공정을 실시간 모니터링하고 김치 제조 및 숙성 공정을 최적화하는 시스템의 개발이 필요한 실정이다.
등록특허: 10-1900233, 등록일: 2018-09-13, 제목: 복합센서와 저장 창고의 온도 데이터를 이용한 김치 숙성도 예측 시스템.
본 발명의 목적은 효율적인 김치 제조를 위한 공정 제어 시스템의 동작 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 김치 제조를 위한 공정 제어 시스템의 동작 방법은: 이동형 센서로부터 김치 저장고 내의 김치의 pH 농도, 염도, 및 온도 정보를 수신하는 단계; 및 상기 수신된 정보를 이용하여 김치 저장/숙성 공정 및 출고/배송 공정을 관리하는 단계를 포함하고, 상기 김치 저장/숙성 공정은, 김치의 초기 pH와 저장 온도 및 시간 변화에 따른 저장 온도와 pH 변화의 실험 결과에 대한 컨벌루션 신경망(Convolutional Neural Network; CNN)을 이용하여 김치 숙성 정도를 예측하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 김치 제조를 위한 공정 제어 시스템의 동작 방법은, 이동형 센서를 통하여 정보를 수집하고, 수집된 정보를 통하여 김치 숙성/저장 공정 및 출고/배송 공정을 관리함으로써, 최적의 김치를 사용자에게 제공할 수 있다.
이하에 첨부되는 도면들은 본 실시 예에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 실시 예들을 제공한다. 다만, 본 실시예의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시 예로 구성될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 김치 제조 공정 시스템(10)을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 공정 제어 시스템(100)을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 HMI 화면을 예시적으로 보여주는 도면이다. HMI 화면을 통해 김치 제공 공정이 한 눈에 파악될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 김치 제공 고정 시스템(10)의 관리 분야를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 5 본 발명의 절임 공정과 탈수 공정에서 시간 관리를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 세척 공정의 세척수 관리를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 탁도계를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 보충수 제어를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 저장 관리를 예시적으로 보여주는 도면이다
도 10은 본 발명의 실시 예에 공정 제어 시스템(100)에서 생산 관리를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 김치 제조 공정 시스템(10)의 동작을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 공정 제어 시스템(100)의 동작 방법을 예시적으로 보여주는 흐름도이다.
아래에서는 도면들을 이용하여 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 내용을 명확하고 상세하게 기재할 것이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.
용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 혹은 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 혹은 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 혹은 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 혹은 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 혹은 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 혹은 이들을 조합한 것들의 존재 혹은 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 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 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 김치 제조 공정 시스템(10)을 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 1을 참조하면, 김치 제조 공정 시스템(10)은 공정 제어 시스템(100) 및 이동형 센서(200)를 포함할 수 있다.
공정 제어 시스템(100)은 김치 제조에서 배송까지 모든 작업 공정을 제어하도록 구현될 수 있다. 여기서 작업 공정은, 저장 창고에서 선별/절단 공정, 절임 공정, 세척 공정, 이물질선별 공정, 탈수 공정, 양념류 혼합공정, 배합(속넣기) 공정, 금속 검출 공정, 숙성 공정, 포장 공정, 및 출고/배송 공정을 포함할 수 있다.
이동형 센서(200)는 염도, PH 농도, 온도, 양념 비율 등을 감지하고, 감지된 정보를 무선으로 공정 제어 시스템(200)에 전송하고, 자유롭게 이동할 수 있도록 구현될 수 있다. 예를 들어, 이동형 센서(200)는 Kiosk 일 수 있다.
이동형 센서(200)는 표준지표의 모니터링이 가능한 김치 제조현장에 적합도 높은 센싱을 수행할 수 있다. 실시 예에 있어서, 이동형 센서(200)는 표준 지표 측정에 필요한 센서 종류 선정될 수 있다. 예를 들어, 이동형 센서(200)는 절임, 세척 등 김치제조 공정 중에 미생물 제어가 필요한 공정을 중심으로 센서를 선정할 수 있다. 또한, 이동형 센서(200)는 가격, 현장 환경, 응답성, 정밀성, 경제성, 휴대성 등을 고려하여 적합한 센서를 선정할 수 있다.
실시 예에 있어서, 이동형 센서(200)는 선정된 표준 지표 중 가능한 지표를 대상으로 한번에 측정 가능한 복합 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 이동형 센서(200)는 온도, 염도, pH 등 한번에 측정할 수 있다. 여기서 복합 센서는 몇 종류의 센서를 조합하여 복잡한 대상으로부터 고도의 정보를 추출하기 위한 집적화 된 센서를 의미한다. 복합센서의 장점은 대상물로부터 정보를 추출하기 위한 시간과 노력을 절감할 수 있다.
이동형 센서(200)는 규모와 공정에 비 종속적인 센싱 기술 확보를 위해 필요하다. 이동현 센서(200)는 독립적 구조로 자체 운전 가능(센서, Bar Code, 화면 표시장치, 데이터 취득 및 저장 & 전송 장치 등을 포함할 수 있다. 이동형 센서(200)는 설비에 장착, 현장 어디서나 운용 가능하다. 이동형 센서(200)는 김치 공장의 현장에 적응할 수 있도록 습도, 산성에 강한 재질로 구성, 이동 간 충분한 전원 공급 가능한 전원을 갖는다. 이동형 센서(200)는 공급 장치 구축, 중앙 서버로 데이터 전송을 위한 다양한 전송 방법 지원(Wi-Fi, LAN)할 수 있다. Kiosk(키오스크)는 공공장소에 설치되어 이용자에게 효율적인 정보를 제공할 수 있다. Kiosk는 무인 정보 제공시스템이다. Kiosk는 설치 공사 등이 불필요하며 비교적 저렴한 비용으로 도입 가능하다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 공정 제어 시스템(100)을 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 2를 참조하면, 공정 제어 시스템(100)은 공정 감시, 트랜드 감시, 관리 도구, 리포트, 경보 관리, 및 데이터베이스를 포함할 수 있다. 공정감시는 실시간 공정 감시, LOT별 공정 감시, 전체 공정 감시를 포함할 수 있다. 트랜드 감시는 실시간 트랜드, 이력 트랜드를 포함할 수 있다. 관리 도구는 사용자 관리, 그룹 관리, 시스템 관리를 포함할 수 있다. 리포트는 리포트 조회를 포함할 수 있다. 경보 관리는 실시간 정보 이력을 포함할 수 있다. 데이터베이스는 생산 DB, 공정 DB, 이력 DB, 트랜드 DB, 사용자 DB, 그룹 DB, 및 시스템 DB를 포함할 수 있다.
공정 제어 시스템(100)은 통합 운영 소프트웨어에 구동될 수 있다. 공정 제어 시스템(100)은 김치 공정의 운전 상황 파악을 위한 HMI(Human Machine Interfaces)를 이용한 통합 운영 모니터링 기능 구현할 수 있다. 공정 제어 시스템(10)은 현장에서 취득한 공정 데이터를 그래픽 및 문자(Text)로 디스플레이 할 수 있다. 공정 제어 시스템(100)은 공정 데이터에 대한 트랜드 화면 제공을 통한 공정 변화 추이 파악 용이하다. 공정 제어 시스템(100)은 공정의 추가 또는 변경이 생겨도 쉽게 수정 가능한 HMI 구현할 수 있다. 공정 제어 시스템(100)은 센싱 후 신속히 데이터화하고 전송할 수 있는 통신 기능을 포함할 수 있다. 공정 제어 시스템(100)은 각 센싱 부문, 모니터링, 전송 부문이 유기적으로 상시 운영될 수 있는 Watch Dog 기능을 포함할 수 있다. 공정 제어 시스템(100)은 김치 숙성도 예측을 위한 상관 관계 분석 소프트웨어로 구동 될 수 있다. 예를 들어, 공정 제어 시스템(100)은 김치 숙성도 예측을 위한 온도, 염도, pH 간의 상관 관계 분석 Tool 제공할 수 있다. 또한 공정 제어 시스템(100)은 분석한 데이터를 통한 실제 김치 품질과 비교 검토(제2협동과 협업)할 수 있다. 또한, 본 발명의 이동형 센서(200)는 현장 테스트 및 튜닝 할 수 있다.
도 3은 본 발명의 HMI 화면을 예시적으로 보여주는 도면이다. HMI 화면을 통해 김치 제공 공정이 한 눈에 파악될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 김치 제공 고정 시스템(10)의 관리 분야를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 4를 참조하면, 크게 절임 관리, 저장 관리, 탈수 관리, 및 세척수 관리가 진행될 수 있다. 절임 관리는 탱크 번호, 입고 시간, 출고 시간 관리를 포함할 수 있다. 저장 관리는 이동형 센서(200)에 의해 김치의 저장/숙성 공정에서 pH 농도, 염도, 온도 등을 감지하는 것을 포함할 수 있다. 탈수 관리는 대차 번호, 시작 시간, 완료 시간을 관리를 포함할 수 있다. 세척수 관리는 탁도 측정 및 세척수 교체 관리를 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 절임 공정과 탈수 공정에서 시간 관리를 예시적으로 보여주는 도면이다. 공정 제어 시스템(100)은 현장에 설치된 전광판을 통해 절임 및 탈수 시간에 대한 정보를 작업자에게 제공하여 신속하고 정확한 관리를 가능하게 하여 일관된 품질을 유지할 수 있다. 공정 제어 시스템(100)은 탈수 공정에서의 탈수 시간 관리를 통한 일관된 품질을 유지할 수 있다. 공정 제어 시스템(100)은 탈수 공정에서의 탈수 시간(절임 시작 정보 및 절임 종료 시간) 관리를 통한 일관된 품질을 유지할 수 있다. 시간 정보는 바코드 리더기에 의해 무선으로 전송될 수 있다. 블루투스 전송기는 스틱 PC로 수신된 시간 정보를 전송할 수 있다. 스틱 PC로부터 공정 제어 시스템(100)는 절임/탈수 관리를 진행할 수 있다.
대차의 입고/출고 현황을 표시한다. 대차에 부착된 바코드를 바코드 스캐너를 이용하여 읽어, 입고 시 리스트에 표시되며, 출고 시 리스트에서 삭제할 수 있다. 바코드 스캐너의 입력정보를 판단하여 입고/출고를 표시하며, 프로그램이 시작 후 종료될 때까지 진행된 입력/출고 이력이 표시된다. 출고 관련 설정, 공지사항 등의 메시지가 표시될 수 있다. Kiosk 프로그램을 사용하여 설정변경, 공지사항 작성 등의 작업을 할 수 있으며, 작업 완료 후 다운로드하여 현황판 프로그램에 반영될 수 있다.
도 6은 본 발명의 세척 공정의 세척수 관리를 예시적으로 보여주는 도면이다. 공정 제어 시스템(100)은 세척에 사용되는 세척수의 탁도를 실시간 연속적으로 측정하여 세척수 탁도 변화에 따른 교체 주기 및 보충수 수량 조절을 통한 효율적인 세척수의 최적 관리와 비용 절감을 구현한다.
일반적으로 오버플로우 수조는 이물제거를 위한 작업에 간섭이 발생해 탁도 측정을 위한 필요 공간이 충분치 않아 탁도 측정 불가하다. 또한 수조 설치(세척조 하단에서 샘플링) 시 이물에 의한 배관 막힘이 발생하여 연속적인 세척 수 유입이 불가하여 정확한 탁도 측정 불가하다.
도 7는 본 발명의 실시 예에 따른 탁도계를 예시적으로 보여주는 도면이다. 오버플로우 수조에서 샘플링 펌프를 이용하여 세척수가 바로 취득(배관끝에 필터 설치) 될 수 있다. 버블 제거를 위한 완충(버퍼링) 수조 및 찌거기 제거를 위한 블로워(컴프레셔)가 설치될 수 있다. 샘플링 펌프와 블로워가 교차 가동(가동 예: 샘플링 펌프 55분 가동, 블로워 5분 가동)될 수 있다. 2단 세척조도 동일하게 설치(검증 완료 후)한다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 보충수 제어를 예시적으로 보여주는 도면이다. 세척에 사용되는 세척수의 탁도를 실시간 연속적으로 측정하여 세척수 교체 주기 알림, 보충수 수량 조절 방안을 확보하여 효율적인 세척수의 최적 관리와 비용 절감이 기대된다. 사용자는 세척에 사용되는 세척수의 탁도를 휴대용 탁도계를 이용하여 탁도값 측정 및 세척단별 유량값을 기록하여 저장된 데이터를 이용해 효율적인 세척수의 최적 관리와 비용 절감이 기대된다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 저장 관리를 예시적으로 보여주는 도면이다. 복합센서를 이용하여 보관 창고의 저장품의 염도, pH, 온도 등을 측정하여 발효 온도 및 제품 조건 변화에 따른 공정 제어 시스템(100)은 관리의 효율성을 확보할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 김치 숙성도 관리 시스템, 김치 저장고 내에 저장된 적어도 하나의 김치 저장부, 김치 저장부 내에 수용된 김치의 초기 상태를 센싱하는 복합 센서, 김치 저장고의 소정 위치 또는 김치 저장부 위치에서의 온도를 센싱하는 환경 센서, 김치 저장부의 초기 상태와 환경 센서로부터 전달받은 정보를 바탕으로 김치 숙성도를 예측하는 김치 숙성도 예측부, 김치 숙성도 예측 결과를 나타내는 디스플레이부, 및 전반적인 제어를 수행하는 메인 제어부를 포함할 수 있다. 김치 저장고 내에 저장된 김치 저장부는 제조가 완료된 김치를 수용할 수 있다. 김치 저장부는 소정의 김치를 보관하는 용기 형태로 구비될 수 있다. 각각의 김치 저장부는 관리를 위한 개별 ID가 부여될 수 있다. 개별 ID 별로, 저장된 김치의 종류, 김치 제조 일자 등이 메인 제어부에 저장되어 관리될 수 있다.
복합 센서는 김치의 초기 상태를 센싱하는 기능을 수행할 수 있다. 이러한 복합 센서는 pH 센서, 염도 센서 및 온도 센서를 포함할 수 있다. pH 센서는 김치의 pH 수치를 센싱할 수 있다. pH 센서의 일례로서 액체수소 이온농도(활성수소이온)를 측정하는 장치로서, 복합 전극을 피검액에 침수시키면 완충 용액의 반응에 의해 유리 전극(Glass 전극) 양측에서 기전력이 발생되고 기전력에 의해 발생하는 전위차를 이용하여 용액의 pH 수치를 산출하는 센서를 사용할 수 있다. 염도 센서는 김치의 염도를 센싱할 수 있다. 염도(salinity)는 용액에 녹아있는 전해 용해염의 수치를 말하며, 염도는 KCL 용액을 기준으로 상대적인 양을 나타낸다. 염도 센서는 용액의 전도도를 측정하여 산출하는 방법을 사용할 수 있다. 온도 센서는 김치의 온도를 센싱할 수 있다. 온도 센서는 다양한 방식으로 구현될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 있어서, 복합 센서는 각 센서의 프로브를 일체형으로 통합하여 구성할 수 있다. 이 경우 각 센서의 프로브를 하나의 다발로 묶거나, 각 센서의 프로브를 하나의 케이스에 삽입한 형태로 제공할 수 있다. 또한 복합 센서는 자체적으로 무선 송수신 유닛을 구비한 형태로 구비될 수 있다. 또는 복합 센서를 관리자가 휴대하는 태블릿 PC나 모바일 장치 등과 연결하여 복합 센서에서 센싱된 결과를 메인 제어부로 전송할 수 있다. 메인 제어부는 김치 저장부의 개별 ID에 따라 복합 센서에서 센싱된 김치의 초기 상태 정보를 저장할 수 있다. 환경 센서는 김치 저장고 내에 구비될 수 있다. 환경 센서는 환경 온도 센서와 환경 습도 센서를 포함할 수 있다. 이러한 환경 센서는 김치 저장고의 어느 한 위치에 구비될 수 있다. 이러한 환경 센서에 의해 센싱된 김치 저장고 또는 각 김치 저장부의 온도 및/또는 습도 정보는 주기적으로 또는 메인 제어부의 요구가 있을 때 메인 제어부로 전송될 수 있다.
김치 숙성도 예측부는 각 김치 저장부의 개별 ID에 따라 저장된 초기 상태 정보, 저장 시간, 환경 센서의 센싱값을 기초로 김치의 숙성도를 예측할 수 있다. 김치 숙성도 예측부에서의 김치 숙성도 예측은 김치 저장 시간이 경과에 따른 환경 센서의 센싱값의 변화 추이를 고려할 수 있다. 이를 위하여 김치 숙성도 예측부는 김치 숙성 예측 모델을 포함할 수 있다. 김치 숙성 예측 모델은 김치의 종류, 초기의 pH 수치, 염도, 및 온도와, 저장 시간 경과에 따른 환경 센서의 센싱값에 따른 김치 숙성도 데이터를 포함하고, 각 데이터에 따른 김치 숙성 정도를 예측할 수 있는 모델이다. 이에 따라 김치 숙성도 예측부는 각 데이터의 상관관계 분석을 통해 김치의 숙성도를 예측할 수 있다. 김치는 초기 pH가 낮을수록, 초기 염도가 낮을수록, 초기 온도가 높을수록 더 빨리 숙성될 수 있다. 김치 숙성도 예측부의 김치 숙성 예측 모델은 김치의 종류별로 마련될 수 있다. 또한, 김치 숙성 예측 모델은 김치를 김치 저장고에 입고하기 직전의 초기 pH(pH0), 염도(Sa) 및 온도를 초기값으로 하고, 시간 경과에 따른 김치 저장고 또는 김치 저장부의 온도에 따라 김치 숙성도를 예측할 수 있다. 이 경우, 김치 숙성도를 나타내는 지표로서 김치의 pH를 이용할 수 있다. 실시 예에 있어서, 김치 숙성도를 나타내는 지표로서 시간 t에서의 김치의 pH인 pH(t)는, 초기 pH0에서 초기부터 현재까지의 온도값의 변화 및 김치의 염도(Sa)에 따른 pH 감소량을 차감하여 얻을 수 있다.
실시 예에 있어서, 김치 숙성 예측 모델은 컨벌루션 신경망(Convolutional Neural Network; CNN)과 같은 인공 지능 기술을 이용하여 구현될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 김치 숙성 예측 모델을 이용하는 경우, 김치 저장부의 김치의 pH를 반복적으로 센싱 하지 않고서도 김치의 pH를 예측함으로써 김치의 숙성 정도를 예상할 수 있다.
디스플레이부는 김치의 숙성도를 관리자에게 나타내는 기능을 수행할 수 있다. 디스플레이부는 시각 디스플레일 수 있다. 메인 제어부는 각 요소의 작동을 제어할 수 있다. 또한 메인 제어부는 출고 시기와 조건에 따른 김치 숙성도를 관리하는 기능을 수행할 수 있다. 김치 저장고에서 출고 후 최종 소비자에게 도달하기까지의 공정이나 시간에 따라 김치 저장고에서 출고되는 김치의 숙성도는 다를 수 있다. 일례로, 김치의 완전 숙성 상태를 100%라 할 때, 출고되는 김치의 숙성도는 80% 또는 90% 등과 같이 관리될 수 있다. 메인 제어부는 각 김치 저장부의 개별 ID 별로 목표 숙성도를 설정하고, 김치 숙성 예측부에서의 예측 결과가 목표 숙성도에 도달한 경우 또는 도달 예상 시간을 디스플레이부를 통해 관리자에게 제공할 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 공정 제어 시스템(100)에서 생산 관리를 예시적으로 보여주는 도면이다. 공정 제어 시스템(100)은 생산품 저장 및 생산품 출고 관리를 통한 효율적 생산 관리 기술을 확보하여 생산이력관리 등 안전하고 위생적인 김치 생산을 가능하다. 저장품에 대한 숙성도 예측을 통한 효과적인 저장 관리 기술이 확보될 수 있다. 생산품 저장 및 생산품 출고 관리를 통한 효율적 생산 관리 기술이 확보될 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 김치 제조 공정 시스템(10)의 동작을 예시적으로 보여주는 도면이다. 공정 제어 시스템(100)은 품질 관리 정보 시스템(SGI 시스템)으로부터 생산 정보를 수신하고, 입고 정보, 측정 정보, 출하 정보를 전송할 수 있다. 이동형 센서(200)는 저장/숙성 공정 및 출고/배송 공정에서 복합 센서를 이용하여 관련 데이터를 수집할 수 있다. 이동형 센서(200)에서 수집된 정보는 공정 제어 시스템(100)으로 전송될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 김치 제조 공정 시스템(10)은 저장품에 대한 숙성도 예측을 통한 효과적인 저장 관리 기술을 확보하고, 생산품 저장 및 생산품 출고 관리를 통한 효율적 생산 관리 기술을 확보할 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 공정 제어 시스템(100)의 동작 방법을 예시적으로 보여주는 흐름도이다. 도 1 내지 도 12을 참조하면, 공정 제어 시스템(100)의 동작 방법은 다음과 같다.
공정 제어 시스템(100)은 이동형 센서(200)로부터 pH 농도, 염도, 온도 정보를 무선으로 수신할 수 있다(S110). 공정 제어 시스템(100)은 수신된 정보를 근거로 하여 김치 저장/숙성 공정 및 출고/배송 공정을 관리할 수 있다(S120).
본 발명에 따른 단계들 및/또는 동작들은 기술분야의 통상의 기술자에 의해 이해될 수 있는 것과 같이, 다른 순서로, 또는 병렬적으로, 또는 다른 에포크(epoch) 등을 위해 다른 실시 예들에서 동시에 일어날 수 있다.
실시 예에 따라서는, 단계들 및/또는 동작들의 일부 또는 전부는 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체에 저장된 명령, 프로그램, 상호작용 데이터 구조(interactive data structure), 클라이언트 및/또는 서버를 구동하는 하나 이상의 프로세서들을 사용하여 적어도 일부가 구현되거나 또는 수행될 수 있다. 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체는 예시적으로 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 및/또는 그것들의 어떠한 조합일 수 있다. 또한, 본 명세서에서 논의된 "모듈"의 기능은 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 및/또는 그것들의 어떠한 조합으로 구현될 수 있다.
본 발명의 실시 예들의 하나 이상의 동작들/단계들/모듈들을 구현/수행하기 위한 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체 및/또는 수단들은 ASICs(application-specific integrated circuits), 표준 집적 회로들, 마이크로 컨트롤러를 포함하는, 적절한 명령들을 수행하는 컨트롤러, 및/또는 임베디드 컨트롤러, FPGAs(field-programmable gate arrays), CPLDs(complex programmable logic devices), 및 그와 같은 것들을 포함할 수 있지만, 여기에 한정되지는 않는다.
한편, 상술 된 본 발명의 내용은 발명을 실시하기 위한 구체적인 실시 예들에 불과하다. 본 발명은 구체적이고 실제로 이용할 수 있는 수단 자체뿐 아니라, 장차 기술로 활용할 수 있는 추상적이고 개념적인 아이디어인 기술적 사상을 포함할 것이다.
10: 김치 제조 공정 시스템
100: 공정 제어 시스템
200: 이동형 센서

Claims (1)

  1. 김치 제조를 위한 공정 제어 시스템의 동작 방법에 있어서:
    이동형 센서로부터 김치 저장고 내의 김치의 pH 농도, 염도, 및 온도 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 수신된 정보를 이용하여 김치 저장/숙성 공정 및 출고/배송 공정을 관리하는 단계를 포함하고,
    상기 김치 저장/숙성 공정은, 김치의 초기 pH와 저장 온도 및 시간 변화에 따른 저장 온도와 pH 변화의 실험 결과에 대한 컨벌루션 신경망(Convolutional Neural Network; CNN)을 이용하여 김치 숙성 정도를 예측하는 것을 특징으로 하는 방법.
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