KR20240077277A - 매거진의 적재 용량을 결정하는 장치 및 방법 - Google Patents

매거진의 적재 용량을 결정하는 장치 및 방법 Download PDF

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KR20240077277A
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오현석
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임춘
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Abstract

본 개시의 일 구현예에 따르면, 프로세서, 및 상기 프로세서와 통신 가능하게 연결되며, 매거진의 적재 용량을 결정하는 알고리즘을 저장하는 저장부를 포함하고, 상기 알고리즘은 상기 프로세서에 의해 실행되어, 매거진의 최대 적재 용량과 최소 적재 용량 사이에서 매거진의 적재 용량을 결정하되, 최소 개수의 매거진을 이용하고 각 매거진의 적재 용량이 균일하도록 결정하는, 매거진의 적재 용량을 결정하는 장치를 제공하여, 다음 공정에 연결된 매거진에 전극이 소량만 적재되어 매거진을 짧은 시간만에 교체하여야 하는 문제를 해결하고, 공정의 비가동 시간을 최소화할 수 있다.

Description

매거진의 적재 용량을 결정하는 장치 및 방법{Apparatus and method for determining the load capacity of a magazine}
본 개시는 매거진의 적재 용량을 결정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
이차전지는 충전과 방전이 가능한 배터리이다. 이차전지는 전기에너지의 저장기능을 수행할 수 있어서 미래에 더 사용량이 증가할 예정이다. 이차전지의 전극은 전기에너지가 충전되고 방전되는 경로이다. 전극은 릴(Reel)에 감겨있는 긴 전극소재를 노칭하고 절단하는 공정을 통하여 생산된다. 생산된 전극은 다음 공정으로 이동하기 위하여 매거진에 보관된다. 전극을 적재한 매거진은 다음 공정으로 이동하여 전극을 공급한다. 매거진이 다음 공정에 전극을 모두 제공하면 매거진을 교체하여야 한다. 매거진을 교체하는 시간동안은 다음 공정이 운영되지 못하므로 공정의 비가동이 발생할 수 있다.
KR 10-2344049 B1
본 개시는 공정 사이에서 재료를 전달하는 매거진의 적재 용량을 결정하는 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
본 개시에 따른 매거진의 적재 용량을 결정하는 장치는 프로세서, 및 상기 프로세서와 통신 가능하게 연결되며, 매거진의 적재 용량을 결정하는 알고리즘을 저장하는 저장부를 포함하고, 상기 알고리즘은 상기 프로세서에 의해 실행되어, 매거진의 최대 적재 용량과 최소 적재 용량 사이에서 매거진의 적재 용량을 결정하되, 최소 개수의 매거진을 이용하고 각 매거진의 적재 용량이 균일하도록 결정할 수 있다.
일 구현예(one embodiment)에 따르면 상기 알고리즘은 생산될 재료의 예측개수를 매거진의 개수로 나누어 매거진당 예측 용량을 계산하되, 계산된 매거진당 예측 용량이 최대 적재 용량을 초과하는 경우 상기 매거진의 개수를 하나씩 늘려서 상기 매거진당 예측 용량을 다시 계산하는 과정을 반복하고, 매거진당 예측 용량이 최소 적재 용량과 최대 적재 용량 사이에 포함되면 매거진의 적재 용량을 매거진당 예측 용량으로 결정할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 알고리즘은 상기 매거진의 개수가 정해진 개수를 초과하는지 판단하고, 상기 매거진의 개수가 정해진 개수 이하인 경우 상기 매거진당 예측 용량을 계산하고, 상기 매거진의 개수가 정해진 개수를 초과하는 경우, 상기 매거진의 적재 용량을 최대 적재 용량과 동일하게 결정하여 반복을 탈출할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 알고리즘은 상기 예측개수가 매거진의 최소 적재 용량 이하인 경우, 하나의 매거진에 생산될 재료를 모두 적재하도록 결정할 수 있다.
일 구현예에 따른 매거진의 적재 용량을 결정하는 장치는 상기 생산될 재료의 예측개수를 산출하기 위하여, 릴에 감겨있는 재료의 상태를 관측하여 생성하는 관측데이터를 상기 프로세서로 제공하는 릴관측부를 더 포함하고, 상기 알고리즘은 상기 릴관측부로부터 수신한 관측데이터와 상기 매거진에 적재되는 재료의 정보에 기초하여 상기 릴로부터 생산가능한 재료의 예측개수를 산출할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 릴관측부는 상기 릴에 감겨진 가장 바깥쪽 재료와 릴관측부 사이의 거리를 측정하고 관측데이터를 생성하여 상기 프로세서로 제공하며, 상기 알고리즘은 미리 설정된 재료의 두께, 상기 릴의 가장 바깥쪽 재료와 릴관측부 사이의 거리, 상기 릴관측부와 상기 릴 사이의 거리를 이용하여 릴에 감겨있는 재료의 길이를 예측하고, 상기 릴에 감겨있는 재료의 길이를 절단길이로 나누어 상기 예측개수를 획득할 수 있다.
일 구현예에 따른 매거진의 적재 용량을 결정하는 장치는 상기 최대 적재 용량, 최소 적재 용량, 재료의 두께, 예측개수, 매거진의 적재 용량 중에서 적어도 하나 이상을 사용자에게 표시하는 표시부를 더 포함할 수 있다.
본 개시의 일 구현예에 따른 매거진의 적재 용량을 결정하는 방법은, 생산될 재료의 예측개수를 획득하는 예측단계, 상기 예측개수를 매거진의 개수로 나누어 매거진당 예상 용량을 산출하는 산출단계, 상기 매거진당 예상 용량이 최소 적재 용량과 최대 적재 용량 사이에 포함되는지 판단하는 판단단계, 상기 매거진당 예상 용량이 최대 적재 용량보다 큰 경우 상기 매거진의 개수를 하나 증가시키고 상기 산출단계를 다시 수행하는 매거진 증가단계, 및 상기 매거진당 예상 용량이 최소 적재 용량과 최대 적재 용량 사이에 포함되는 경우 매거진의 적재 용량을 상기 매거진당 예상 용량으로 결정하는 결정단계를 포함할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 예측단계 이후에, 상기 예측개수와 매거진의 최소 적재 용량을 비교하는 단계, 및 상기 예측개수가 매거진의 최소 적재용량 이하인 경우, 하나의 매거진에 생산될 재료를 모두 적재하도록 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 구현예에 따른 매거진의 적재 용량을 결정하는 방법은, 매거진 증가단계 이후에, 상기 매거진의 개수가 정해진 개수를 초과하는지 판단하고, 상기 매거진의 개수가 정해진 개수 이하인 경우 상기 산출단계를 수행하는 반복점검단계, 및 상기 매거진의 개수가 정해진 개수를 초과하는 경우, 상기 매거진의 적재 용량을 최대 적재 용량과 동일하게 결정하여 반복을 탈출하는 반복이탈단계를 더 포함할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 예측단계는 상기 생산될 재료의 예측개수를 산출하기 위하여, 릴관측부가 릴에 감겨있는 재료의 상태를 관측하여 생성하는 관측데이터를 프로세서로 제공하는 릴관측단계, 및 상기 프로세서가 상기 릴관측부로부터 수신한 관측데이터와 상기 매거진에 적재되는 재료의 정보에 기초하여 상기 릴로부터 생산가능한 재료의 예측개수를 획득하는 획득단계를 포함할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 릴관측단계는 릴관측부가 상기 릴에 감겨진 가장 바깥쪽 재료와 릴관측부 사이의 거리를 측정하고 관측데이터를 생성하여 상기 프로세서로 제공하며, 상기 획득단계는 상기 프로세서가 미리 설정된 재료의 두께, 상기 릴의 가장 바깥쪽 재료와 릴관측부 사이의 거리, 상기 릴관측부와 상기 릴 사이의 거리를 이용하여 릴에 감겨있는 재료의 길이를 예측하고, 상기 릴에 감겨있는 재료의 길이를 절단길이로 나누어 상기 예측개수를 획득할 수 있다.
일 구현예에 따른 매거진의 적재 용량을 결정하는 방법은, 상기 최대 적재 용량, 최소 적재 용량, 재료의 두께, 예측개수, 매거진의 적재 용량 중에서 적어도 하나 이상을 표시부를 통해 사용자에게 표시하는 표시단계를 더 포함할 수 있다.
본 개시의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 개시에 따르면 다음 공정에 연결된 매거진에 전극이 소량만 적재되어 매거진을 짧은 시간만에 교체하여야 하는 문제를 해결할 수 있다.
본 개시에 따르면 공정의 비가동 시간을 최소화할 수 있다.
도 1은 일 구현예에 따른 매거진에 재료를 적재하고 이용하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 2는 일 구현예에 따른 매거진의 적재 용량을 결정하는 장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 일 구현예에 따른 매거진의 적재 용량을 결정하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 일 구현예에 따른 매거진의 적재 용량을 결정하는 장치의 표시부에 표시되는 정보를 나타내는 도면이다.
본 개시의 목적, 장점, 및 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 구현예들로부터 더욱 명백해질 것이나, 본 개시가 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 개시를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴(110) 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도면의 구성요소들에 참조부호를 부여함에 있어서, 동일한 구성 요소들은 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조부호가 부여되고, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조부호가 부여됨에 유의하여야 한다.
본 개시의 일 구현예를 설명하기 위해 사용한 용어는 본 개시를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 달리 명시하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다는 것을 알아야 한다.
본 문서에서, "가진다," "가질 수 있다," "포함한다," 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.
"일(one)", "다른(other)", "또다른(another)", "제1(first)", "제2(second)" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
본 문서에 기재된 구현예 및 첨부된 도면은 본 개시를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니다. 본 개시는 구현예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 개시의 일 구현예를 상세히 설명한다.
도 1은 일 구현예에 따른 매거진(130)에 재료(120)를 적재하고 이용하는 과정을 설명하는 도면이다.
본 명세서에서 재료(120)는 이차전지 배터리셀을 제조하기 위한 요소를 포함할 수 있다. 재료(120)는 전극, 분리막, 파우치 필름과 같은 두께가 얇고 면적이 넓은 형태일 수 있다. 재료(120)는 릴(Reel, 120)에 감겨있는 상태로 공급되고, 원하는 길이(L)로 절단(Cutting)하여 매거진(130)에 적재(loading)할 수 있다. 공정 1(Process 1, P1)에서 릴(110)에 감겨있는 재료(120)를 절단하여 매거진(130)에 적재할 수 있다. 공정 1(P1)은 재료(120)를 생산하는 공정이라고 할 수 있다. 공정 1(P1)은 전극생산공정, 분리막생산공정, 파우치필름생산공정 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 공정 1(P1)은 전극생산공정이고 금속판이 릴(110)에서 언와인딩(화살표 A 참조)되고 노칭, 커팅, 불량검사, 개수 카운팅, 적재(loading) 과정을 거쳐 전극이 생산되어 매거진(130)에 적재될 수 있다. 생산된 전극은 정해진 개수만큼 매거진(130)에 적재될 수 있다.
매거진(130)에 적재된 재료(120)는 공정 2(Process 2, P2)에서 이용될 수 있다. 공정 2(P2)는 매거진(130)에 적재된 재료(120)를 언로딩(unloading)하여 재료(120)를 가공하거나 조립하는 공정을 포함할 수 있다. 공정 2(P2)는 매거진(130)에 적재된 재료(120)를 이용하는 공정이라고 할 수 있다. 공정 2(P2)는 전극을 가공하는 Vacuum Dry 공정일 수 있다. 매거진(130)은 공정 1(P1)에서 생산된 재료(120)를 적재하여 공정 2(P2)로 옮기기 위해 이용될 수 있다. 재료(120)를 소진한 매거진(130)을 공정 2(P2)에서 제거하고 재료(120)가 적재된 매거진(130)을 공정 2(P2)에 결합하는 과정에서 공정 2(P2)의 비가동이 발생할 수 있다. 공정 2(P2)에 재료(120)를 공급하는 매거진(130)에 아주 소량의 재료(120)만 적재되어 있는 경우, 매거진(130)을 자주 교체하여야 하므로 공정 2(P2)의 비가동 시간이 증가할 수 있다.
공정 1(P1)에서 매거진(130)에 정해진 수량만큼 매거진(130)에 재료(120)를 적재하는 경우, 릴(110)에 감겨있는 재료(120)가 소진되었을 때 마지막 매거진(130)에 소량의 재료(120)만 적재될 수 있다. 릴(110)에 감겨있는 재료(120)의 길이는 릴(110)마다 다를 수 있고, 재료(120)를 절단하는 길이(L)도 제품마다 다를 수 있기 때문에, 공정 1(P1)에서 매거진(130)에 하나의 정해진 수량까지만 적재하는 경우 마지막 매거진(130)에는 소량의 재료(120)만 적재될 수 있다.
반면, 본 개시의 일 구현예에 따른 매거진의 적재 용량을 결정하는 장치(10)는 하나의 릴(110)에서 생산되는 복수의 재료(120)를 복수의 매거진(130)에 적절하게 분배할 수 있는 매거진의 적재 용량(C)을 결정할 수 있으므로 매우 소량의 재료(120)만 적재되는 매거진(130)이 발생하지 않게 할 수 있다. 따라서 공정 1(P1)에서 본 개시의 일 구현예에 따라 결정된 매거진의 적재 용량(C)만큼 매거진(130)에 재료(120)를 적재하면, 소량의 재료(120)만 적재되는 매거진(130)이 발생하지 않으므로 공정 2(P2)에서 매거진(130)을 자주 교체하지 않아도 되고, 공정 2(P2)의 비가동 시간을 최소화할 수 있다.
도 2는 일 구현예에 따른 매거진의 적재 용량을 결정하는 장치(10)를 나타내는 도면이다.
매거진의 적재 용량을 결정하는 장치(10)는, 프로세서(11), 및 프로세서(11)와 통신 가능하게 연결되며, 매거진의 적재 용량(C)을 결정하는 알고리즘을 저장하는 저장부(12)를 포함할 수 있고, 저장부(12)에 저장된 알고리즘은 프로세서(11)에 의해 실행되어, 매거진(130)의 최대 적재 용량(Cmax)과 최소 적재 용량(Cmin) 사이에서 매거진의 적재 용량(C)을 결정하되, 최소 개수의 매거진(130)을 이용하고 각 매거진의 적재 용량(C)이 균일하도록 결정할 수 있다.
매거진의 적재 용량을 결정하는 장치(10)는 공정 1(P1)에서 재료(120)를 생산하는 장치의 일부로 구현될 수 있다. 예를 들어, 전극생산장치가 일 구현예에 따른 매거진의 적재 용량을 결정하는 장치(10)를 포함할 수 있다. 매거진의 적재 용량을 결정하는 장치(10)는 재료(120)를 생산하는 장치와 독립된 장치로서 원격 제어시스템의 일부로 구현될 수도 있다. 예를 들어, 전극생산장치와 다른 공정의 장치들을 제어하는 원격 제어시스템이 매거진의 적재 용량을 결정하는 장치(10)를 포함할 수 있다. 매거진의 적재 용량을 결정하는 장치(10)는 PC, 컴퓨터 장치, 서버, PLC 등으로 구현될 수 있다.
매거진의 적재 용량을 결정하는 장치(10)의 프로서세는 저장부(12)에 저장된 알고리즘을 읽어들여 실행할 수 있다. 프로세서(11)는 중앙처리유닛(CPU), 프로그래머블 논리 회로(PLC), 필드 프로그램가능 게이트 어레이(FPGA), 주문형 집적회로(ASIC), 시스템온 칩(SOC), 복잡한 프로그램 가능 논리 소자(CPLD) 등의 정보처리 가능한 소자를 포함할 수 있다. 매거진의 적재 용량을 결정하는 장치(10) 하나 또는 복수개의 프로세서(11)를 포함할 수 있다.
저장부(12)는 프로세서(11)에 통신가능하게 연결될 수 있다. 저장부(12)는 메모리, 하드디스크, RAM, ROM, 광학 저장 기기, 자기 저장 기기 등을 포함할 수 있다. 저장부(12)는 일 구현예에 따른 매거진의 적재 용량을 결정하는 장치(10)를 동작시키기 위하여 필요한 명령어, 데이터들을 저장할 수 있다.
매거진의 적재 용량을 결정하는 장치(10)는 통신부(13), 표시부(14), 입출력부, 릴관측부(16) 중에서 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 통신부(13)는 프로세서(11)와 통신 가능하게 연결되며, 유선 또는 무선 네트워크에 연결되어 데이터를 송수신할 수 있다. 통신부(13)는 외부 장치로부터 명령 또는 데이터를 수신하여 프로세서(11)로 제공할 수 있다. 통신부(13)는 프로세서(11)의 지시에 따라 데이터를 외부로 송신할 수 있다. 표시부(14)는 디스플레이, 스피커 등의 출력장치를 포함할 수 있다. 표시부(14)는 매거진의 적재 용량을 결정하는 장치(10)의 현재 설정이나 결정된 매거진의 적재 용량(C) 등을 표시할 수 있다. 입력부(15)는 키보드, 마우스, 버튼, 터치패드, 터치스크린 등의 입력장치를 포함할 수 있다. 사용자는 입력부(15)를 통해 명령이나 데이터를 매거진의 적재 용량을 결정하는 장치(10)에 입력할 수 있다.
매거진의 적재 용량을 결정하는 장치(10)는, 생산될 재료(120)의 예측개수(X)를 산출하기 위하여, 릴(110)에 감겨있는 재료(120)의 상태를 관측하여 생성하는 관측데이터를 프로세서(11)로 제공하는 릴관측부(16)를 더 포함할 수 있다. 릴관측부(16)는 릴(110)에 감겨진 가장 바깥쪽 재료와 릴관측부(16) 사이의 거리(D1)를 측정하고 관측데이터를 생성하여 프로세서(11)로 제공할수 있다. 예측개수(X)는 릴(110)로부터 생산가능한 재료(120)의 개수를 의미한다. 프로세서(11)는 관측데이터를 이용하여 릴(110)로부터 생산가능한 재료(120)의 개수를 산출하고, 매거진의 적재 용량(C)을 결정할 수 있다.
릴관측부(16)는 재료(120)가 감겨있는 릴(110)의 상태를 관측하여 프로세서(11)에 제공할 수 있다. 릴관측부(16)는 각도 센서, 거리 센서, 무게 센서, 그 밖의 다양한 센서들을 포함할 수 있다. 릴관측부(16)는 공정 1(P1)에서 재료(120)를 생산하는 장치에 설치되거나, 재료(120)를 생산하는 장치에 포함되는 센서일 수 있다. 릴관측부(16)는 릴(110)의 상태를 관측하고 관측데이터를 생성하여 프로세서(11)에 제공할 수 있다.
도 3은 일 구현예에 따른 매거진의 적재 용량을 결정하는 방법을 설명하는 도면이다. 도 2를 함께 참조한다.
일 구현예에 따른 매거진의 적재 용량을 결정하는 방법은, 생산될 재료(120)의 예측개수(X)를 획득하는 예측단계(S10), 예측개수(X)를 매거진(130)의 개수(n)로 나누어 매거진당 예상 용량(Cp)을 산출하는 산출단계(S20), 매거진당 예상 용량(Cp)이 최소 적재 용량(Cmin)과 최대 적재 용량(Cmax) 사이에 포함되는지 판단하는 판단단계(S30), 매거진당 예상 용량(Cp)이 최대 적재 용량(Cmax)보다 큰 경우 매거진(130)의 개수(n)를 하나 증가시키고 산출단계(S20)를 다시 수행하는 매거진 개수 증가단계(S40), 및 매거진당 예상 용량(Cp)이 최소 적재 용량(Cmin)과 최대 적재 용량(Cmax) 사이에 포함되는 경우 매거진의 적재 용량(C)을 매거진당 예상 용량(Cp)으로 결정하는 결정단계(S50)를 포함할 수 있다.
예측단계(S10)는 릴(110)에서 언와인딩되는 연속된 형태의 재료(120)를 절단하여 생산하는 재료(120)의 개수를 예측하는 과정이다. 예측단계(S10)는 생산될 재료(120)의 예측개수(X)를 산출하기 위하여, 릴관측부(16)가 릴(110)에 감겨있는 재료(120)의 상태를 관측하여 생성하는 관측데이터를 프로세서(11)로 제공하는 릴관측단계, 및 프로세서(11)가 릴관측부(16)로부터 수신한 관측데이터와 매거진(130)에 적재되는 재료(120)의 정보에 기초하여 릴(110)로부터 생산가능한 재료(120)의 예측개수(X)를 획득하는 획득단계를 포함할 수 있다.
릴관측단계는 재료(120)를 생산하는 장치에 설치된 릴관측부(16)가 릴(110)을 관측하여 데이터를 생성하고 프로세서(11)에 제공하는 과정이다. 릴관측단계에서 릴관측부(16)는 릴(110)에 감겨진 가장 바깥쪽 재료와 릴관측부(16) 사이의 거리(D1)를 측정하고 관측데이터를 생성하여 프로세서(11)로 제공할 수 있다. 릴관측단계에서 릴관측부(16)는 릴(110)을 지지하는 부분에서 릴(110)의 무게를 측정하고, 관측데이터를 생성하여 프로세서(11)에 제공할 수 있다. 릴관측단계에서 릴관측부(16)는 릴(110)이 회전하는 각도를 실시간으로 측정하고, 관측데이터를 생성하여 프로세서(11)에 제공할 수 있다. 릴관측부(16)가 프로세서(11)에 제공하는 관측데이터에는 릴(110)의 무게, 릴(110)에 감겨진 가장 바깥쪽 재료와 릴관측부(16) 사이의 거리(D1), 릴(110)이 회전하는 각도, 그 밖에 릴관측부(16)가 릴(110)을 관측하여 생성하는 정보를 포함할 수 있다.
획득단계는 프로세서(11)가 관측데이터를 이용하여 릴(110)에서 생산가능한 재료(120)의 개수를 획득하는 과정이다. 도 1을 함께 참조한다. 획득단계는 프로세서(11)가 미리 설정된 재료(120)의 두께, 릴(110)의 가장 바깥쪽 재료와 릴관측부(16) 사이의 거리(D1), 릴관측부(16)와 상기 릴(110) 사이의 거리(D2)를 이용하여 릴(110)에 감겨있는 재료(120)의 길이를 예측하고, 릴(110)에 감겨있는 재료(120)의 길이를 절단길이(L)로 나누어 예측개수(X)를 획득할 수 있다. 획득단계에서 프로세서(11)는 관측데이터에 포함된 릴(110)의 가장 바깥쪽 재료와 릴관측부(16) 사이의 거리(D1)를 미리 저장부(12)에 저장되어 있는 릴관측부(16)와 릴(110) 사이의 거리(D2)에서 차감하여 릴(110)의 두께(T1)를 획득할 수 있다. 릴(110)의 두께(T1)는 릴(110)에 감겨진 재료(120)의 복수의 층 전체의 두께이다. 프로세서(11)는 릴(110)의 두께(T1)와 재료(120)의 두께(T2)를 이용하여 릴(110)에 감겨진 재료(120)의 길이를 획득할 수 있다. 프로세서(11)는 릴(110)에 감겨진 재료(120)의 길이를 재료(120)의 절단길이(L)로 나누어, 릴(110)에서 생산가능한 재료(120)의 예측개수(X)를 획득할 수 있다. 릴(110)에 감겨진 재료(120)의 길이는 릴(110)마다 오차가 존재할 수 있고, 릴(110)에 재료(120)가 감겨지는 과정에서 갭이 형성될 수 있어서, 릴(110)마다 생산가능한 재료(120)의 개수는 다를 수 있다. 따라서 일 구현예는 예측단계(S10)를 통해 릴(110)에서 몇개의 재료(120)가 생산될 것인지 예측을 수행한 다음, 매거진(130)에 적재할 적절한 개수를 산출하는 과정을 수행하므로, 소량만 적재되는 매거진(130)의 존재를 최소화할 수 있다.
산출단계(S20)는 프로세서(11)가 예측개수(X)를 매거진(130)의 개수(n)로 나누어 매거진당 예상 용량(Cp, Cp=X/n)을 산출하는 과정이다. 매거진당 예상 용량(Cp)은 적절한 매거진의 적재 용량(C)을 결정하기 위하여 임시적으로 계산되는 값이다. 프로세서(11)는 처음에는 매거진(130)의 개수(n)를 1개로 설정하고 매거진당 예상 용량(Cp)을 산출할 수 있다. 프로세서(11)가 매거진당 예상 용량(Cp)을 산출하면, 매거진당 예상 용량(Cp)이 적절한지 판단하기 위하여 판단단계(S30)를 수행할 수 있다.
판단단계(S30)는 프로세서(11)가 최소 적재 용량(Cmin)과 최대 적재 용량(Cmax) 사이에 매거진당 예상 용량(Cp)이 포함되는지 판단하는 과정이다. 최소 적재 용량(Cmin)과 최대 적재 용량(Cmax) 사이에 매거진당 예상 용량(Cp)이 포함되면, 프로세서(11)는 결정단계(S50)를 수행할 수 있다. 최소 적재 용량(Cmin)과 최대 적재 용량(Cmax) 사이에 매거진당 예상 용량(Cp)이 포함되지 않으면, 프로세서(11)는 매거진 개수 증가단계(S40)를 수행할 수 있다.
매거진 개수 증가단계(S40)는 매거진(130)의 개수(n)를 1 증가시키는 과정이다. 처음에 매거진(130)의 개수(n)는 1로 설정되므로, 대부분의 경우에서 매거진당 예상 용량(Cp)은 최대 적재 용량(Cmax)을 초과하게 된다. 따라서 매거진(130)의 개수(n)를 1만큼 증가시켜 예상개수의 재료(120)를 적재할 매거진(130)의 개수(n)를 증가시키는 것이다. 매거진 개수 증가단계(S40)에서 프로세서(11)는 매거진(130)의 개수(n)를 1 증가시키고, 산출단계(S20)를 다시 수행한다.
프로세서(11)는 산출단계(S20), 판단단계(S30), 매거진 개수 증가단계(S40)를 반복적으로 수행하면서 적정한 매거진당 예상 용량(Cp)을 획득할 수 있다. 예를 들어, 예측개수(X)가 16,274개인 경우, 처음 산출단계(S20)를 수행하면 매거진(130)의 개수(n)는 1이므로 매거진당 예상 용량(Cp)은 16,274개가 된다. 최소 적재 용량(Cmin)이 1,200개이고, 최대 적재 용량(Cmax)이 1,900개인 경우, 판단단계(S30)에서 프로세서(11)는 매거진당 예상 용량(Cp)이 최대 적재 용량(Cmax)을 초과하므로 매거진 개수 증가단계(S40)를 수행하도록 한다. 매거진 개수 증가단계(S40)에서 매거진(130)의 개수(n)를 1 증가시켜 매거진(130)의 개수(n)가 2가 되고, 산출단계(S20)를 수행하면 매거진당 예상 용량(Cp)은 8137개가 된다. 판단단계(S30)에서 프로세서(11)는 매거진당 예상 용량(Cp)이 최대 적재 용량(Cmax)을 초과하므로, 다시 매거진 개수 증가단계(S40)를 수행하도록 한다. 이러한 과정을 반복하면서, 매거진(130)의 개수(n)가 9개가 되고 산출단계(S20)를 수행하면 매거진(130)의 예상 용량이 1808개가 될 수 있다. 판단단계(S30)에서 프로세서(11)는 매거진(130)의 예상 용량의 최소 적재 용량(Cmin)과 최대 적재 용량(Cmax) 사이에 포함되므로, 결정단계(S50)를 수행할 수 있다.
프로세서(11)는 매거진당 예상 용량(Cp)의 최소 적재 용량(Cmin)과 최대 적재 용량(Cmax) 사이에 포함되는 경우, 매거진의 적재 용량(C)을 매거진당 예상 용량(Cp)으로 결정하는 결정단계(S50)를 수행할 수 있다. 매거진당 예상 용량(Cp)만큼 매거진(130)에 재료(120)를 적재하면, 복수의 매거진(130)에 균일한 개수의 재료(120)가 적재될 수 있다. 따라서 소량만 적재되는 매거진(130)이 존재하지 않을 수 있다. 그리고, 릴(110)에서 생산가능한 재료(120)의 개수에 일부 변동이 존재하더라도 최소 적재 용량(Cmin)과 최대 적재 용량(Cmax) 사이에서 매거진의 적재 용량(C)이 정해지므로 마지막 매거진(130)에 조금 더 많은 양의 재료(120)가 적재되거나 조금 더 적은 양의 재료(120)가 적재되어도 문제가 없다. 따라서 예측개수(X)와 실제 생산된 재료(120)의 실제개수에 차이가 있더라도 재료(120)를 적재하는 매거진(130)의 개수(n)가 달라지지 않을 수 있다.
프로세서(11)는 매거진의 적재 용량(C)을 결정하고, 재료(120)를 생산하는 장치에 결정된 매거진의 적재 용량(C)을 제공할 수 있다. 재료(120)를 생산하는 장치는 매거진(130)에 매거진의 적재 용량(C)만큼 재료(120)를 적재하도록 생산을 개시할 수 있다.
매거진의 적재 용량을 결정하는 방법은, 예측단계(S10) 이후에, 예측개수(X)와 매거진(130)의 최소 적재 용량(Cmin)을 비교하는 단계(S11), 및 예측개수(X)가 매거진(130)의 최소 적재용량 이하인 경우(Y), 하나의 매거진(130)에 생산될 재료(120)를 모두 적재하도록 결정하는 단계(S12)를 더 포함할 수 있다. 프로세서는 예측개수(X)가 최소 적재 용량(Cmin)을 초과하는 경우(N) 산출단계(S20)를 수행할 수 있다.
프로세서(11)는 매거진(130)의 최소 적재 용량(Cmin)과 예측개수(X)를 비교하는 단계(S11)를 수행할 수 있다. 프로세서(11)는 매거진(130)의 최소 적재 용량(Cmin)보다 예측개수(X)가 적다면(Y) 하나의 매거진(130)에 예측개수(X)만큼의 재료(120) 전부를 적재할 수 있으므로, 매거진의 적재 용량(C)을 따로 산출하지 않고 하나의 매거진(130)에 재료(120)를 적재하도록 결정(S12)할 수 있다. 프로세서(11)는 하나의 매거진(130)에 생산될 재료(120)를 모두 적재하도록 결정(S12)하면, 그 내용을 재료 생산 장치에 전달하고, 재료 생산 장치는 생산개시 할 수 있다.
매거진의 적재 용량을 결정하는 방법은, 매거진 증가단계(S40) 이후에, 매거진(130)의 개수(n)가 정해진 개수를 초과하는지 판단하고, 매거진(130)의 개수(n)가 정해진 개수 이하인 경우 산출단계(S20)를 수행하는 반복점검단계(S41), 및 매거진(130)의 개수(n)가 정해진 개수를 초과하는 경우, 매거진의 적재 용량(C)을 최대 적재 용량(Cmax)과 동일하게 결정하여 반복을 탈출하는 반복이탈단계(S42)를 포함할 수 있다.
프로세서(11)는 매거진 개수 증가단계(S40) 이후에 반복점검단계(S41)를 수행하여, 증가된 매거진(130)의 개수(n)가 정해진 개수를 초과하는지 판단할 수 있다. 증가된 매거진(130)의 개수(n)가 정해진 개수 이하인 경우(Y), 프로세서(11)는 산출단계(S20)를 수행하여 매거진당 예상 용량(Cp)을 계속 반복하여 계산할 수 있다.
증가된 매거진(130)의 개수(n)가 정해진 개수를 초과하는 경우(N), 프로세서(11)는 매거진의 적재 용량(C)을 최대 적재 용량(Cmax)으로 결정할 수 있다(S42). 반복이탈단계(S42)는 매거진당 예상 용량(Cp)를 계산하는 반복에서 탈출하는 것이다.
최소 적재 용량(Cmin)과 최대 적재 용량(Cmax)은 저장부(12)에 미리 저장되는 값이고, 사용자가 입력하는 값이기 때문에 다양한 값으로 설정될 수 있다. 예측개수(X)는 릴(110)마다 다르게 예측될 수 있다. 매거진의 적재 용량(C)을 최대 적재 용량(Cmax)으로 결정하는 이유는, 예측개수(X)가 매번 다르고 최소 적재 용량(Cmin)과 최대 적재 용량(Cmax)의 차이가 작은 경우에는 매거진당 예상 용량(Cp)이 최소 적재 용량(Cmin)보다 작게 산출될 수 있고, 이러한 경우 매거진(130)의 개수(n)가 계속하여 늘어나는 현상이 발생할 우려가 있다. 따라서 매거진(130)의 개수(n)가 정해진 개수를 초과하는 경우, 프로세서(11)는 매거진당 예상 용량(Cp)을 산출하는 반복과정을 중지하고, 매거진의 적재 용량(C)을 최대 적재 용량(Cmax) 또는 미리 설정된 값으로 결정할 수 있다. 프로세서(11)는 매거진의 적재 용량(C)이 결정되면 재료 생산 장치에 내용을 제공하고 재료(120) 생산이 개시될 수 있다.
설명한 바와 같은 매거진의 적재 용량을 결정하는 방법은 알고리즘으로 작성되어 저장부(12)에 저장되고 프로세서(11)에 의해 실행될 수 있다. 알고리즘은 프로그램 코드로 작성된 명령들의 집합으로 구현될 수 있다.
일 구현예에 따른 알고리즘은 생산될 재료(120)의 예측개수(X)를 매거진(130)의 개수(n)로 나누어 매거진당 예측 용량(Cp)을 계산하되, 계산된 매거진당 예측 용량(Cp)이 최대 적재 용량(Cmax)을 초과하는 경우 매거진(130)의 개수(n)를 하나씩 늘려서 매거진당 예측 용량(Cp)을 다시 계산하는 과정을 반복하고, 매거진당 예측 용량(Cp)이 최소 적재 용량(Cmin)과 최대 적재 용량(Cmax) 사이에 포함되면 매거진의 적재 용량(C)을 매거진당 예측 용량(Cp)으로 결정할 수 있다.
알고리즘은 매거진(130)의 개수(n)가 정해진 개수를 초과하는 경우, 매거진의 적재 용량(C)을 최대 적재 용량(Cmax)과 동일하게 결정할 수 있고, 알고리즘은 예측개수(X)가 매거진(130)의 최소 적재 용량(Cmin) 이하인 경우, 하나의 매거진(130)에 생산될 재료(120)를 모두 적재하도록 결정할 수 있다.
알고리즘은 릴관측부(16)로부터 수신한 관측데이터와 매거진(130)에 적재되는 재료(120)의 정보에 기초하여 릴(110)로부터 생산가능한 재료(120)의 예측개수(X)를 산출할 수 있다. 구체적으로, 알고리즘은 미리 설정된 재료(120)의 두께, 상기 릴(110)의 가장 바깥쪽 재료와 릴관측부(16) 사이의 거리, 상기 릴관측부(16)와 상기 릴(110) 사이의 거리를 이용하여 릴(110)에 감겨있는 재료(120)의 길이를 예측하고, 상기 릴(110)에 감겨있는 재료(120)의 길이를 절단길이로 나누어 상기 예측개수(X)를 획득할 수 있다.
이와 같이 작성된 알고리즘은 프로세서(11)에 의해 실행되어 매거진의 적재 용량을 결정하는 방법을 수행하게 된다.
도 4는 일 구현예에 따른 표시부(14)에 표시되는 정보를 나타내는 도면이다.
매거진의 적재 용량을 결정하는 방법은, 최대 적재 용량(Cmax), 최소 적재 용량(Cmin), 재료(120)의 두께, 예측개수(X), 매거진의 적재 용량(C) 중에서 적어도 하나 이상을 사용자에게 표시하는 표시단계를 더 포함할 수 있다. 표시부(14)는 디스플레이를 포함할 수 있으므로, 디스플레이를 통해 사용자에게 결정된 매거진의 적재 용량(C)을 표시할 수 있다. 사용자는 표시부(14)에 표시된 정보를 확인할 수 있고, 다른 형태의 재료(120)를 생산하거나, 다른 종류의 릴(110)을 이용하는 경우 저장부(12)에 입력되어 있어야 하는 최대 적재 용량(Cmax), 최소 적재 용량(Cmin), 재료(120)의 두께 등의 값을 수정할 수 있다.
도 4에 예시적으로 나타낸 표시부(14)는 최소 적재 용량(Cmin)이 1,900개, 최대 적재 용량(Cmax)이 1,200개, 재료(120)의 두께가 0.105mm, 예측개수(X)가 16,274개, 결정된 매거진의 적재 용량(C)이 1808개, 매거진(130)의 개수(n)는 9개임을 나타내고 있다. 일 구현예에 따른 알고리즘은 최소 적재 용량(Cmin)과 최대 적재 용량(Cmax) 사이에 포함되는 매거진당 예상 용량(Cp)이 여러개인 경우, 매거진(130)의 개수(n)가 가장 작은 매거진당 예상 용량(Cp)을 매거진의 적재 용량(C)으로 결정하도록 작성되었다. 예측개수(X)가 16,274개인 경우, 매거진(130)의 개수(n)가 10개인 때, 매거진당 예상 용량(Cp)은 1627개이고, 매거진(130)의 개수(n)가 11개인 때, 매거진당 예상 용량(Cp)은 1479개이고, 매거진(130)의 개수(n)가 12개이거나 13개인 경우에도 매거진당 예상 용량(Cp)은 최소 적재 용량(Cmin)과 최대 적재 용량(Cmax) 사이의 값이 될 수 있다. 일 구현예의 알고리즘은 매거진(130)을 1씩 증가시키면서 매거진당 예상 용량(Cp)을 산출하고, 산출된 매거진당 예상 용량(Cp)이 최소 적재 용량(Cmin)과 최대 적재 용량(Cmax) 사이에 포함되면 결정단계(S50)를 수행하므로, 자연스럽게 최소 적재 용량(Cmin)과 최대 적재 용량(Cmax) 사이에 포함되면서 매거진(130)의 개수(n)가 가장 적은 때의 매거진의 적재 용량(C)을 결정할 수 있다. 이러한 방법으로 매거진(130)의 개수(n)를 최소화하면 공정 2(P2)에서 매거진(130)을 교환하는 시간에 따른 공정 2(P2)의 비가동을 최소화할 수 있다.
이상 본 개시를 구체적인 구현예를 통하여 상세히 설명하였다. 구현예는 본 개시를 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 개시는 이에 한정되지 않는다. 본 개시의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.
본 개시의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 개시의 영역에 속하는 것으로 본 개시의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
10: 매거진의 적재 용량을 결정하는 장치
11: 프로세서
12: 저장부
13: 통신부
14: 표시부
15: 입력부
16: 릴관측부
P1: 공정 1
P2: 공정 2
110: 릴
120: 재료
130: 매거진

Claims (13)

  1. 프로세서; 및
    상기 프로세서와 통신 가능하게 연결되며, 매거진의 적재 용량을 결정하는 알고리즘을 저장하는 저장부를 포함하고,
    상기 알고리즘은
    상기 프로세서에 의해 실행되어, 매거진의 최대 적재 용량과 최소 적재 용량 사이에서 매거진의 적재 용량을 결정하되, 최소 개수의 매거진을 이용하고 각 매거진의 적재 용량이 균일하도록 결정하는, 매거진의 적재 용량을 결정하는 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 알고리즘은
    생산될 재료의 예측개수를 매거진의 개수로 나누어 매거진당 예측 용량을 계산하되, 계산된 매거진당 예측 용량이 최대 적재 용량을 초과하는 경우 상기 매거진의 개수를 하나씩 늘려서 상기 매거진당 예측 용량을 다시 계산하는 과정을 반복하고, 매거진당 예측 용량이 최소 적재 용량과 최대 적재 용량 사이에 포함되면 매거진의 적재 용량을 매거진당 예측 용량으로 결정하는, 매거진의 적재 용량을 결정하는 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 알고리즘은
    상기 매거진의 개수가 정해진 개수를 초과하는지 판단하고, 상기 매거진의 개수가 정해진 개수 이하인 경우 상기 매거진당 예측 용량을 계산하고, 상기 매거진의 개수가 정해진 개수를 초과하는 경우, 상기 매거진의 적재 용량을 최대 적재 용량과 동일하게 결정하여 반복을 탈출하는, 매거진의 적재 용량을 결정하는 장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 알고리즘은
    상기 예측개수가 매거진의 최소 적재 용량 이하인 경우, 하나의 매거진에 생산될 재료를 모두 적재하도록 결정하는, 매거진의 적재 용량을 결정하는 장치.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 생산될 재료의 예측개수를 산출하기 위하여, 릴에 감겨있는 재료의 상태를 관측하여 생성하는 관측데이터를 상기 프로세서로 제공하는 릴관측부를 더 포함하고,
    상기 알고리즘은
    상기 릴관측부로부터 수신한 관측데이터와 상기 매거진에 적재되는 재료의 정보에 기초하여 상기 릴로부터 생산가능한 재료의 예측개수를 산출하는, 매거진의 적재 용량을 결정하는 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 릴관측부는
    상기 릴에 감겨진 가장 바깥쪽 재료와 릴관측부 사이의 거리를 측정하고 관측데이터를 생성하여 상기 프로세서로 제공하며,
    상기 알고리즘은
    미리 설정된 재료의 두께, 상기 릴의 가장 바깥쪽 재료와 릴관측부 사이의 거리, 상기 릴관측부와 상기 릴 사이의 거리를 이용하여 릴에 감겨있는 재료의 길이를 예측하고, 상기 릴에 감겨있는 재료의 길이를 절단길이로 나누어 상기 예측개수를 획득하는, 매거진의 적재 용량을 결정하는 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 최대 적재 용량, 최소 적재 용량, 재료의 두께, 예측개수, 매거진의 적재 용량 중에서 적어도 하나 이상을 사용자에게 표시하는 표시부를 더 포함하는, 매거진의 적재 용량을 결정하는 장치.
  8. 생산될 재료의 예측개수를 획득하는 예측단계;
    상기 예측개수를 매거진의 개수로 나누어 매거진당 예상 용량을 산출하는 산출단계;
    상기 매거진당 예상 용량이 최소 적재 용량과 최대 적재 용량 사이에 포함되는지 판단하는 판단단계;
    상기 매거진당 예상 용량이 최대 적재 용량보다 큰 경우 상기 매거진의 개수를 하나 증가시키고 상기 산출단계를 다시 수행하는 매거진 증가단계;
    상기 매거진당 예상 용량이 최소 적재 용량과 최대 적재 용량 사이에 포함되는 경우 매거진의 적재 용량을 상기 매거진당 예상 용량으로 결정하는 결정단계를 포함하는, 매거진의 적재 용량을 결정하는 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 예측단계 이후에, 상기 예측개수와 매거진의 최소 적재 용량을 비교하는 단계; 및
    상기 예측개수가 매거진의 최소 적재용량 이하인 경우, 하나의 매거진에 생산될 재료를 모두 적재하도록 결정하는 단계를 더 포함하는, 매거진의 적재 용량을 결정하는 방법.
  10. 청구항 8에 있어서,
    매거진 증가단계 이후에, 상기 매거진의 개수가 정해진 개수를 초과하는지 판단하고, 상기 매거진의 개수가 정해진 개수 이하인 경우 상기 산출단계를 수행하는 반복점검단계; 및
    상기 매거진의 개수가 정해진 개수를 초과하는 경우, 상기 매거진의 적재 용량을 최대 적재 용량과 동일하게 결정하여 반복을 탈출하는 반복이탈단계를 더 포함하는, 매거진의 적재 용량을 결정하는 방법.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 예측단계는
    상기 생산될 재료의 예측개수를 산출하기 위하여, 릴관측부가 릴에 감겨있는 재료의 상태를 관측하여 생성하는 관측데이터를 프로세서로 제공하는 릴관측단계; 및
    상기 프로세서가 상기 릴관측부로부터 수신한 관측데이터와 상기 매거진에 적재되는 재료의 정보에 기초하여 상기 릴로부터 생산가능한 재료의 예측개수를 획득하는 획득단계를 포함하는, 매거진의 적재 용량을 결정하는 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 릴관측단계는
    릴관측부가 상기 릴에 감겨진 가장 바깥쪽 재료와 릴관측부 사이의 거리를 측정하고 관측데이터를 생성하여 상기 프로세서로 제공하며,
    상기 획득단계는
    상기 프로세서가 미리 설정된 재료의 두께, 상기 릴의 가장 바깥쪽 재료와 릴관측부 사이의 거리, 상기 릴관측부와 상기 릴 사이의 거리를 이용하여 릴에 감겨있는 재료의 길이를 예측하고, 상기 릴에 감겨있는 재료의 길이를 절단길이로 나누어 상기 예측개수를 획득하는, 매거진의 적재 용량을 결정하는 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 최대 적재 용량, 최소 적재 용량, 재료의 두께, 예측개수, 매거진의 적재 용량 중에서 적어도 하나 이상을 표시부를 통해 사용자에게 표시하는 표시단계를 더 포함하는, 매거진의 적재 용량을 결정하는 방법.
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