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KR101456781B1 - 해양 굴착, 시추 장비의 예지보전을 위한 학습적 고장유형 관리 장치 및 방법 - Google Patents

해양 굴착, 시추 장비의 예지보전을 위한 학습적 고장유형 관리 장치 및 방법 Download PDF

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KR101456781B1
KR101456781B1 KR1020130045900A KR20130045900A KR101456781B1 KR 101456781 B1 KR101456781 B1 KR 101456781B1 KR 1020130045900 A KR1020130045900 A KR 1020130045900A KR 20130045900 A KR20130045900 A KR 20130045900A KR 101456781 B1 KR101456781 B1 KR 101456781B1
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KR
South Korea
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Inventor
황진상
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(주)부품디비
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Abstract

해양 시추, 굴착 장비를 포함하는 해양플랜트의 예지보전 수행을 위하여 학습적 교수법을 통해 고장유형 데이터를 지식화하고 이를 기반으로 한 예지보전 기술의 신뢰성을 자동으로 향상시키는 해양플랜트 장비의 예지보전을 위한 학습적 고장유형 관리 장치 및 방법에 관하여 개시한다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 해양플랜트 장비에 관한 정보데이터가 실시간으로 수집되어 상기 정보데이터를 관리 및 모니터링하고 상기 정보데이터를 전송하는 관리 및 데이터 수집장치와, 상기 관리 및 데이터 수집장치로부터 전송된 정보데이터를 기반으로 신호 패턴을 구분하고 상기 구분된 신호 패턴으로부터 정상상태 또는 고장상태 데이터가 판별되어 출력되는 데이터 분석장치와, 상기 데이터 분석장치로부터 출력된 정상상태 또는 고장상태 데이터가 입력되어 유형별로 저장되고 상기 정상상태 또는 고장상태 데이터가 시간에 따라 누적되어 신뢰성 데이터로서 저장되는 데이터 저장장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 해양플랜트 장비의 예지보전을 위한 학습적 고장유형 관리 장치와 그 방법을 제공한다.
또한 본 발명은 또한 작업자로부터 신호패턴이 고장상태 또는 정상상태인지 여부를 입력받는 수동입력장치 및 데이터 저장장치에 저장된 데이터와 해양플랜트의 데이터를 맵핑하는 보정장치를 제공한다.

Description

해양 굴착, 시추 장비의 예지보전을 위한 학습적 고장유형 관리 장치 및 방법{omitted}
본 발명은 해양 굴착, 시추 장비와 같은 해양 플랜트 장비의 예지보전을 위한 학습적 고장유형 관리 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 해양 굴착, 시추 장비의 초기 운영 단계에서부터의 장치 자체적인 학습적 고장유형 교수법을 통해 고장유형 및 정상상태 데이터를 확보하고 이를 누적시켜 이후의 예지보전에 적용함으로써 임의의 사용 환경에 있는 해양 굴착, 시추 장비의 예지보전을 데이터 및 판단 정확도를 자동적으로 향상시키는 관리 장치와 이를 이용한 관리 방법에 관한 것이다.
근래 들어 산업발전에 따른 자원의 소비가 가속화 되면서 육상에서의 자원 개발만으로는 이러한 자원 수요를 충족시키기 위한 충분한 공급이 이루어지기 어려워지고 있으며 이에 따라 바다 특히 심해에서의 석유, 가스 등의 자원을 시추, 생산하는 것이 점점 더 중요해 지고 있다.
도 1에는 개략적인 해저시추 설비가 도시되어 있다. 시추선(100)은 해수면(210)의 시추 작업 위치에 로프 또는 능동 위치제어(active positioning control) 등의 방법으로 위치 고정되며 시추선의 본체 중앙부에 형성된 문풀(120)을 통해 데릭(110)으로부터 라이져 스트링(140)이 여러 개 결합된 라이져(130)를 해저면으로 내려보내게 된다.
라이져는 데릭에서 결합되어 연속적으로 해저면으로 공급되어 드릴링 작업에 의해 형성된 해저면(220)의 시추공으로 연결되게 된다. 이 때 시추공 내의 석유, 가스 등의 압력 증가로 인한 사고를 방지하기 위해 BOP(160, Blowout Preventer)가 라이져와 시추공 사이에 설치되게 된다.
이러한 시추선에는 시추용 드릴 비트, 머드 펌프, 쉐이커, 라이져 핸들러, 드로우백 등 해저에서의 시추, 굴착 작업을 위한 다양한 장비들이 설치되게 되는데, 이러한 장비들은 대부분 매우 고가이고, 해양플랜트의 복합·대형화 추세에 따라 사용 수명도 20∼30년 이상 장기간 운영되고 있어서 건조비보다 많은 비용과 노력이 운영/유지보수(O＆M, Operation and Maintenance)에 투자되고 있다.
해양플랜트의 특성 상 운영 및 유지보수 기간 동안의 효율적인 설비 운영이 매우 중요하며, 특히 유지보수 장치의 첨단화 및 최적화가 해양플랜트의 수주를 위한 비즈니스 경쟁력으로 중요하게 대두되고 있다.
최근의 IT기술의 적극적인 적용에 힘입어, 기존의 예방보전 이상의 예측보전을 많이 적용하고 있지만, 상당히 많은 센서가 부착되어 있는 해양플랜트의 경우 다양한 센서 정보들을 지능적으로 통합/분석하는 예지보전 기술의 적용이 요구되고 있다.
또한, 해양플랜트의 기자재 및 설비마다 사용 연한이 다르고, 환경이나 사용조건, 부하 등에 따라 열화내용이나 열화속도가 다르므로, 진단, 평가, 예지, 보전 등의 유지보수를 위한 정보들의 수집 및 통합을 기반으로 하여 이러한 정보들을 지속적으로 지식 베이스화 하는 기술 확보가 필수적으로 요구된다.
일본 특허 제4594184호(2010.09.24. 등록)에는 해양 시설의 강철 구조물에 대한 부식상태를 추정하고 이 부식에 의해 유효부재 단면이 감속한 상태에서의 응력정도비를 산출하여 보수계획을 수립하는 강철 구조물의 라이프 사이클 코스트 평가 시스템이 공지된 바 있으나, 이는 강철의 부식에 대한 언급만 있을 뿐이며 강철 이외의 다른 요소에 대한 고려가 없고 획득되는 데이터를 지식화하여 새로운 예지보전 기준으로 만드는 것은 전혀 개시되어 있지 않다.
미국 특허 제4433581호(1984.02.28. 등록)에는 해양 구조물에 가해지는 여러 가지 외부 힘의 효과에 대한 정보에 기초하여 해양 구조물의 건전성을 평가하여 잔여 수명에 대한 정보를 제공하는 해양구조물 구조평가 시스템이 공지되어 있으나, 이는 LED의 반사광을 측정하는 간단한 방법으로서 국부적인 부위에 대한 측정으로 제한되는 문제점이 있었다.
JP 4594184 B2 2010.09.24. US 4433581 A1 1984.02.28.
본 발명은 해양 시추, 굴착 장비를 포함하는 해양플랜트 관리 및 유지보수 인력의 실수와 점검 미숙으로 인한 피해 및 사고를 최소화하고 운용의 효율화를 도모하며 인적 실수를 방지하기 위하여 학습적 교수법을 통해 고장유형 데이터를 지식화하고 이를 기반으로 한 예지보전 기술의 신뢰성을 자동으로 향상시키는 해양플랜트 장비의 예지보전을 위한 학습적 고장유형 관리 장치 및 방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 삼는다. 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며, 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 해양 시추, 굴착 장치를 포함하는 해양플랜트의 예지보전을 위한 학습적 고장유형 관리 장치에 있어서, 해양플랜트 장비에 관한 정보데이터가 실시간으로 수집되어 상기 정보데이터를 관리 및 모니터링하고 상기 정보데이터를 전송하는 관리 및 데이터 수집장치; 상기 관리 및 데이터 수집장치로부터 전송된 정보데이터를 기반으로 신호 패턴을 구분하고 상기 구분된 신호 패턴으로부터 정상상태 또는 고장상태 데이터가 판별되어 출력되는 데이터 분석장치와; 상기 데이터 분석장치로부터 출력된 정상상태 또는 고장상태 데이터가 입력되어 유형별로 저장되고 상기 정상상태 또는 고장상태 데이터가 시간에 따라 누적되어 신뢰성 데이터로서 저장되는 데이터 저장장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 해양플랜트 장비의 예지보전을 위한 학습적 고장유형 관리 장치를 제안한다.
상기 관리 및 데이터 수집장치는, 해양플랜트 장비에 설치되어 상기 장비의 상태 또는 운전 현황 및 성능에 관한 정보데이터를 수집하는 하나 이상의 센서를 더 포함하며 상기 하나 이상의 센서는 정보데이터를 실시간으로 수집한다.
또한, 상기 관리 및 데이터 수집장치는 상기 하나 이상의 센서와 연결되어 상기 정보데이터를 관리 및 모니터링하고 상기 정보데이터를 상기 데이터 분석장치로 전송하는 다중 분산제어장치를 포함한다.
상기 데이터 분석장치는, 상기 관리 및 데이터 수집장치로부터 제공된 정보데이터를 기 설정된 구간 또는 기 설정된 신호 패턴과 대비하여 구간별 또는 유형별로 구분한다.
상기 구분된 신호 패턴은 기 입력된 기준 데이터와 대비되어 정상상태 또는 고장상태 데이터 여부가 판별된다.
그리고 상기 구분된 신호 패턴의 정상상태 또는 고장상태 데이터 여부가 수동으로 판별되는 수동입력장치가 더 포함된다.
상기 데이터 저장장치의 신뢰성 데이터는 상기 데이터 분석장치에 기준 데이터로서 전송되고, 상기 데이터 분석장치는, 상기 관리 및 데이터 수집장치로부터 전송되는 정보데이터를 상기 데이터 저장장치로부터 전송되는 기준 데이터와 대비하여 정상상태 또는 고장상태 데이터로 판별한다.
상기 데이터 분석장치에는 추가적으로 설치되는 동종 또는 이종인 해양플랜트 장비의 정보데이터와 상기 기준 데이터 사이의 위상차 또는 오차를 보정하기 위한 보정장치가 포함된다.
또한 본 발명에 따르면, 해양플랜트 장비의 예지보전을 위한 학습적 고장유형 관리 방법에 있어서, 관리 및 데이터 수집장치에 의해 해양플랜트 장비에 관한 정보데이터가 실시간으로 수집되어 상기 정보데이터를 관리 및 모니터링하고 상기 정보데이터를 데이터 분석장치로 전송하는 단계; 상기 관리 및 데이터 수집장치로부터 상기 데이터 분석장치로 전송된 정보데이터의 신호 패턴을 구분하고 상기 구분된 신호 패턴을 정상상태 또는 고장상태 데이터로 판별하여 데이터 저장장치로 출력하는 단계와; 상기 데이터 분석장치로부터 상기 데이터 저장장치로 출력된 정상상태 또는 고장상태 데이터가 입력되어 유형별로 저장하고 시간에 따라 누적하여 신뢰성 데이터로서 저장하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 해양플랜트 장비의 예지보전을 위한 학습적 고장유형 관리 방법을 제안한다.
본 발명의 일실시예에 따른 해양 시추, 굴착 장비를 포함하는 해양플랜트 예지보전을 위한 학습적 고장유형 관리 장치에 의하면 해양플랜트 장비의 초기 사용 시기에서 확보된 고장유형 데이터를 기반으로 학습기반 알고리즘을 진단 및 예지 알고리즘에 확장 적용함으로써 예지보전의 신뢰성을 자동으로 향상시킬 수 있다.
도 1은 해저 시추를 위한 시추 설비 개략도
도 2은 본 발명의 일실시예에 따른 해양플랜트 장비의 예지보전을 위한 학습적 고장유형 관리 장치의 개략도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 관리 및 데이터 수집장치로 수집되는 정보데이터의 시계열 상의 신호 패턴과 데이터 분석장치에서 구분된 시계열 상의 유형별 신호 패턴의 예를 표현한 도면.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 해양플랜트 장비의 예지보전을 위한 학습적 고장유형 관리 장치의 개략도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 해양 시추, 굴착 장비를 포함하는 해양플랜트의 예지보전을 위한 학습적 고장유형 관리 장치에 관하여 설명하기로 한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해 질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다. 단지 여기에서 설명될 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우, 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 해양플랜트 장비의 예지보전을 위한 학습적 고장유형 관리 장치의 개략도이다.
도 3(a)는 도 2에 도시된 관리 및 데이터수집장치에서 수집된 정보데이터의 시계열상의 신호 패턴을 나타낸 것이며, 도 3(b)는 데이터 분석장치에서 구분된 시계열 상의 유형별 신호 패턴을 나타낸 것이다.
도 2를 참조하면, 도시된 해양플랜트 장비의 예지보전을 위한 학습적 고장유형 관리 장치는 해양플랜트 장비에 관한 정보데이터가 실시간으로 수집되어 상기 정보데이터를 관리 및 모니터링하고 상기 정보데이터를 전송하는 관리 및 데이터 수집장치(1)와, 상기 관리 및 데이터 수집장치(1)로부터 전송된 정보데이터를 기반으로 신호 패턴을 구분하고 상기 구분된 신호 패턴으로부터 정상상태 또는 고장상태 데이터가 판별되어 출력되는 데이터 분석장치(2)와, 상기 데이터 분석장치(2)로부터 출력된 정상상태 또는 고장상태 데이터가 입력되어 상기 정상상태 또는 고장상태 데이터의 유형별로 누적하여 저장하는 데이터 저장장치(3)를 포함한다.
관리 및 데이터 수집장치(1)는 실제 해양플랜트의 구성요소인 분산제어장치(DCS, Distributed Control System)를 가용성과 확장성을 갖도록 구축 및 개선한 다중 분산제어장치를 통해 해양플랜트의 대용량 정보데이터를 효과적으로 수집하여 실시간 정보데이터를 관리 및 모니터링한다. 상기 다중 분산제어장치는 분산 설치된 다수의 제어기들이 네트워크를 통해 하나로 묶여서 연동되며, 감시와 제어에 필요한 정보를 통합 관리하는 장치이다. 각 단위제어기(FCU, Field Control Unit)는 프로세싱 모듈 및 각종 센서들과 연결되는 입력모듈, 구동 유닛들과 연결되는 출력모듈로 구성되고, 전체의 단위제어기들은 네트워크를 통해 연결된다.
각 단위제어기에 구비되는 하나 이상의 센서가 해양플랜트 장비(A-1)에 설치되어 열화, 부식, 응력, 또는 진동 등 상기 장비(A-1)의 상태나 운전 현황 및 성능에 관한 정보데이터를 실시간으로 취득하며 관리 및 데이터 수집장치(1)에서 제반 장비의 실시간 상태나 운전 현황 및 성능을 통합 모니터링하고 장기간 센서/운전 이력에 관한 정보데이터(1a)가 데이터 분석장치(2)로 제공된다.
관리 및 데이터 수집장치(1)에서 데이터 분석장치(2)로 제공되는 정보데이터(1a)는 시계열 상의 신호 패턴으로 제공되며 이는 도 3(a)를 통해 구체적으로 확인할 수 있다.
데이터 분석장치(2)는 관리 및 데이터 수집장치(1)로부터 제공된 전송된 정보데이터(1a)를 기반으로 신호 패턴을 구분한다. 상기 관리 및 데이터 수집장치(1)로부터 제공된 정보데이터(1a)는 기 설정된 구간 또는 기 설정된 신호 패턴과 대비하여 구간별 또는 유형별로 구분되게 된다. 도 3(b)는 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 분석장치(2)에서 구분된 복수의 신호 패턴들을 도시하고 있다.
관리 및 데이터 수집장치(1)로부터 제공된 전송된 정보데이터(1a)는 도 3(b)에 도시되어 있는 바와 같이 시계열 상의 신호 패턴의 평균값, 진폭, 피크치(peak value), 오버슈팅 값, 언더슈팅 값, 퓨리어 트랜스폼(Fourier Transform) 된 주파수영역에서의 평균, 피크치, 분산 등을 포함하는 다양한의 신호 특징에 따라 구분될 수 있다.
상기 구분된 신호 패턴은 데이터베이스에 저장되어 있는 정상상태 기준 데이터와 대비되어 정상상태 또는 고장상태 여부가 판별되게 되는데 예를 들어 정상상태 기준 데이터와의 차에 해당하는 에러 값의 RMS(Root Mean Square) 값 등이 사용될 수 있을 것이다.
최초로 적용되는 기준 데이터는 해양플랜트 장비(A-1)에 설치되는 하나 이상의 센서에서 소정시간 동안 최초로 측정된 시계열 상 신호 패턴일 수 있으며 또는 장비의 제조사로부터 제조되는 표준적인 기준 데이터를 포함할 수 있다.
또한 상기 구분된 신호 패턴은 정상상태 또는 고장상태 여부가 판별되는 수동입력장치에 의해 정상상태 또는 고장상태 데이터 여부가 판별될 수도 있다. 즉, 데이터 분석장치(2)가 고장상태라고 판단하는 경우 이를 사용자에게 알리고 사용자가 수동입력장치에서 이러한 신호를 정상상태 혹은 고장상태를 선택하여 저장하도록 하는 것이다.
데이터 분석장치(2)에서 판별된 정상상태 또는 고장상태 데이터(2a)는 데이터 저장장치(3)로 출력된다. 데이터 분석장치(2)로부터 정상상태 또는 고장상태 데이터(2a)를 입력받은 데이터 저장장치(3)는 상기 정상상태 또는 고장상태 데이터(2a)를 각각 구분하여 유형별로 저장한다.
데이터 저장장치(3)에 대한 정상상태 및 고장상태 데이터의 입력 및 저장은 실시간으로 장시간 동안 이루어지며, 장시간 동안 저장이 이루어진 정상상태 및 고장상태 데이터가 유형별로 저장되면서 누적된다. 이렇게 누적된 정상상태 및 고장상태 데이터를 토대로 신뢰성 데이터가 확보된다. 예를 들어 특정한 시계열 상에서의 신호를 데이터 베이스에 저장된 정상상태 및 고장상태 데이터와 비교하여 앞서 설명한 데이터 처리방법과 같은 소정의 기준에 따라 정상상태 또는 고장상태인지 판단하게 된다. 이 경우에도 물론 수동입력장치에서 고장상태 또는 정상상태인지를 판별하여 다시 데이터베이스에 저장토록 할 수 있다.
확보된 신뢰성 데이터는 데이터 분석장치(2)에 재입력되어 기준 데이터(3a)로서 제공될 수 있다. 따라서 신뢰성 데이터는 장시간 동안 유형별로 데이터가 확보됨에 따라 시간이 지남에 따라 지식화 및 학습화되어 자동적으로 신뢰성이 향상된다.
다시 말하면, 본 발명은 데이터 저장장치(3)에 정상상태 및 고장상태 데이터가 누적됨에 따라 해양플랜트 장비에 관한 정보데이터를 분석 및 판별할 수 있는 정상상태 및 고장상태 데이터와 같은 신뢰성 데이터의 유형별 특성에 관하여 수집/관리 및 학습 기능이 부여되어 진화(Evolution)되는 것에 가장 큰 특징이 있다.
이하의 설명에서 본 발명에 따른 해양플랜트 장비의 예지보전을 위한 학습적 고장유형 관리 장치가 적용된 해양플랜트 장비의 예지보전을 위한 학습적 고장유형 관리 방법에 관하여 보다 상세히 설명한다.
이에 관하여 도 2를 참고하여 다시 살펴보면, 관리 및 데이터 수집장치(1)로 장비(A-1)로부터 실시간으로 정보데이터가 입력되며 정보데이터(1b)는 시계열상의 신호 패턴으로 데이터 분석장치(2)로 제공된다.
동시에 데이터 저장장치(3)에는 데이터 분석장치(2)로 누적되어 저장된 정상상태 및 고장상태 데이터를 기반으로 한 신뢰성 데이터가 확보되며 확보된 신뢰성 데이터는 상기 데이터 분석장치(2)에 기준 데이터(3a)로서 제공하게 된다.
데이터 분석장치(2)는 관리 및 데이터 수집장치(1)로부터 입력되는 정보데이터(1b)를 상기 기준 데이터(3a)로서의 신뢰성 데이터와 대비하여 정상상태 또는 고장상태 데이터 여부를 판별하게 된다.
따라서 본 발명의 해양플랜트 장비의 예지보전을 위한 학습적 고장유형 관리 방법에 의하여 실시간 센서/운전 이력에 관한 정보데이터가 취득되어 정상유형 데이터 및 고장상태 데이터가 인식된 후, 이를 수집/관리 및 학습함으로써 장비의 신뢰성 데이터가 확보되게 된다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 해양플랜트 장비의 예지보전을 위한 학습적 고장유형 관리 장치의 개략도이다. 통상적인 해양플랜트에는 동종(同種) 또는 이종(異種)인 장비가 추가적으로 설치될 수 있으며, 상기 추가적으로 설치되는 장비에도 본 발명에 따른 해양플랜트 장비의 예지보전을 위한 학습적 고장유형 관리 장치가 구비될 수 있다.
해양플랜트 장비(A-1)를 대상으로 연결된 학습적 고장유형 관리 장치에 의하여 상기 장비(A-1)와 관련된 신뢰성 데이터가 데이터 저장장치(3)에 확보된다. 추가적인 장비(A-2)에 설치되는 하나 이상의 센서로부터 관리 및 데이터 수집장치(1)로 실시간 센서/운전 이력에 관한 정보데이터가 수집된다.
상기 관리 및 데이터 수집장치(1)로부터 데이터 분석장치(2)로 정보데이터(1c)가 전송됨과 동시에 데이터 저장장치(3)로부터 상기 데이터 분석장치(2)로 기준 데이터(3b)로서 기 확보된 신뢰성 데이터가 제공된다.
여기서 상기 기준 데이터(3b)는 장비(A-1)과 관련된 신뢰성 데이터이므로, 동종 또는 이종인 장비(A-2)로부터 수집되는 정보데이터(1c)와 시계열 상의 신호 패턴에 있어서 위상차 또는 오차가 발생할 수 있다. 이에 따라 데이터 분석장치(2)에는 상기 위상차 또는 오차를 보정하기 위해 데이터를 매핑(mapping)하는 보정장치(4)가 추가로 포함될 수 있다.
상기 보정장치(4)에는 통상적인 보정기법이 마련될 수 있다. 예로서, 장비(A-1)에 최초로 적용되는 기준 데이터와 장비(A-2)에 설치되는 하나 이상의 센서에서 소정시간 동안 최초로 측정된 시계열 상 신호 패턴을 대비하여 위상차, 평균 주파수, 평균진폭, RMS(Root mean square) 등을 보정하는 맵핑을 적용할 수 있으며 이는 통상의 기술자에게 널리 알려진 것이다.
상기 보정장치(4)에 의해 보정된 기준 데이터(3b)와 대비되어 장비(A-2)와 관련된 정보데이터(1c)는 정상상태 또는 고장상태 데이터(2b)로 판별되어 데이터 저장장치(3)로 출력된다.
이러한 보정장치(4)가 마련됨으로써 기 확보된 신뢰성 데이터는 추가적으로 설치되는 동종 또는 이종인 해양플랜트 장비에 적용될 수 있어 가동 초기부터 정확도가 높은 예지보전이 가능하게 되며 상기 동종 또는 이종인 해양플랜트 장비에 대한 정상유형 데이터 및 고장상태 데이터를 인식한 후 수집/관리 및 학습함으로써 동종 또는 이종 장비의 신뢰성 데이터를 추가적으로 확보할 수 있게 된다.
본 발명에 따른 해양플랜트 장비의 예지보전을 위한 학습적 고장유형 관리 장치 및 방법은 해양플랜트 장비의 예지보전 기술에 적용될 수 있다. 예지 보전은, 장비 상태에 대한 전문가적 진단을 통해 수명을 미리 예지하고 고장 발생 이전에 미리 보수하여 전체 장비의 원활한 운용을 보장하는 유지보수 방법이다. 본 발명에 따른 해양플랜트 장비의 예지보전을 위한 학습적 고장유형 관리 장치 및 방법에 의하여 장비에 설치된 하나 이상의 센서를 통해 받은 신호의 시계열 상의 신호 패턴을 분석하여 기 확보된 신뢰성 데이터와 비교함으로써, 장비의 열화단계 진입 여부, 이상 동작 여부 등을 판단한다. 이를 통해 장비의 잔여 수명을 예지하여 유지보수 활동에 반영하게 된다. 또한 본 발명에 따른 해양플랜트 장비의 예지보전을 위한 학습적 고장유형 관리 장치 및 방법을 사용하여 다양한 해양플랜트에 있어서도 대상 장비의 변경과 특성을 충분히 반영하여 자동화/체계화를 통해 비전문가도 설비 고장을 분석하고 대응함이 가능한 해양플랜트 예지보전 체계 기술을 제공할 수 있다.
이상으로 본 발명에 따른 해양플랜트 장비의 예지보전을 위한 학습적 고장유형 관리 장치의 바람직한 실시예들에 관하여 살펴보았다. 전술된 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어질 것이다. 또한, 이 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 관리 및 데이터 수집장치
2: 데이터 분석장치
3: 데이터 저장장치
4: 보정장치
100 : 시추선
110 : 데릭
120 : 문풀
130 : 라이져
140 : 라이져 스트링
150 : 라이져 커플링
160 : BOP
210 : 해수면
220 : 해저면

Claims (7)

  1. 해양 시추, 굴착 장비를 포함하는 해양플랜트의 예지보전을 위한 학습적 고장유형 관리 장치에 있어서,
    해양플랜트 장비에 설치된 하나 이상의 센서로부터 생성되는 정보데이터가 실시간으로 수집되어 상기 정보데이터를 관리 및 모니터링하고 상기 정보데이터를 전송하는 관리 및 데이터 수집장치;
    상기 관리 및 데이터 수집장치로부터 전송된 정보데이터를 기반으로 신호 패턴을 구분하고 상기 구분된 신호 패턴으로부터 정상상태 또는 고장상태 데이터가 판별되어 출력되는 데이터 분석장치와;
    상기 데이터 분석장치가 상기 신호패턴을 고장상태라고 판단한 경우 이를 디스플레이하고 작업자의 입력에 따라 상기 신호패턴을 고장상태 데이터 또는 정상상태 데이터 중 하나로 선택하여 데이터 저장장치에 저장토록 하는 수동입력장치와;
    상기 데이터 분석장치로부터 출력된 정상상태 또는 고장상태 데이터가 입력되어 유형별로 저장되고 상기 정상상태 또는 고장상태 데이터가 누적되어 고장상태를 판단하는 기준이 되는 신뢰성 데이터로서 저장되는 데이터 저장장치를 포함하되;
    상기 관리 및 데이터 수집장치는 상기 하나 이상의 센서와 연결되어 상기 정보테이터를 관리 및 모니터링하고, 상기 정보데이터를 상기 데이터 분석장치로 전송하는 다중 분산 제어장치를 포함하고, 상기 다중 분산 제어장치는 네트워크를 통해 하나로 묶어서 연동되는, 프로세싱 모듈 및 상기 하나 이상의 센서와 유선 또는 무선으로 연결되는 입력모듈 및 구동유닛들과 연결되는 출력모듈로 구성되는 각 단위제어기(FCU, Field Control Unit)들로 이루어지고,
    상기 데이터 분석장치에는 추가적으로 설치되는 동종 또는 이종인 해양플랜트 장비의 정보데이터와 상기 데이터 저장장치에 저장된 데이터를 맵핑하기 위한 보정장치가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 해양 시추, 굴착 장비를 포함하는 해양플랜트의 예지보전을 위한 학습적 고장유형 관리 장치와;
    상기 관리 및 데이터 수집장치로부터 제공된 정보데이터를 소정의 시간 단위로 구분하여 상기 데이터 저장장치에 저장된 신호 패턴과 비교하는 것을 특징으로 하는 해양 시추, 굴착 장비를 포함하는 해양플랜트의 예지보전을 위한 학습적 고장유형 관리 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 관리 및 데이터 수집장치로부터 취득된 상기 소정의 시간 단위의 계측된 정보데이터와 상기 데이터 저장장치에 저장된 정상 신호패턴의 비교를 위해 평균값, 진폭, 피크치(peak value), 오버슈팅 값, 언더슈팅 값, 퓨리에 트랜스폼(Fourier Transform)된 주파수영역에서의 평균, 피크치, 분산 중 선택된 하나 이상의 특성을 이용하여 정상 또는 비정상 데이터로 사용되는 것을 특징으로 하는 해양 시추, 굴착 장비를 포함하는 해양플랜트의 예지보전을 위한 학습적 고장유형 관리 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
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