KR102830045B1 - Method, device, and program for monitoring and controlling hvac systems - Google Patents
Method, device, and program for monitoring and controlling hvac systems Download PDFInfo
- Publication number
- KR102830045B1 KR102830045B1 KR1020240202667A KR20240202667A KR102830045B1 KR 102830045 B1 KR102830045 B1 KR 102830045B1 KR 1020240202667 A KR1020240202667 A KR 1020240202667A KR 20240202667 A KR20240202667 A KR 20240202667A KR 102830045 B1 KR102830045 B1 KR 102830045B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- facility
- air conditioning
- data
- digital twin
- conditioning equipment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F11/00—Control or safety arrangements
- F24F11/62—Control or safety arrangements characterised by the type of control or by internal processing, e.g. using fuzzy logic, adaptive control or estimation of values
- F24F11/63—Electronic processing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F11/00—Control or safety arrangements
- F24F11/50—Control or safety arrangements characterised by user interfaces or communication
- F24F11/52—Indication arrangements, e.g. displays
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F11/00—Control or safety arrangements
- F24F11/50—Control or safety arrangements characterised by user interfaces or communication
- F24F11/56—Remote control
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F11/00—Control or safety arrangements
- F24F11/70—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
- F24F11/72—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure
- F24F11/74—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure for controlling air flow rate or air velocity
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F11/00—Control or safety arrangements
- F24F11/70—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
- F24F11/72—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure
- F24F11/79—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure for controlling the direction of the supplied air
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
- G06Q50/10—Services
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T19/00—Manipulating 3D models or images for computer graphics
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F2110/00—Control inputs relating to air properties
- F24F2110/10—Temperature
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F2110/00—Control inputs relating to air properties
- F24F2110/20—Humidity
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F2130/00—Control inputs relating to environmental factors not covered by group F24F2110/00
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Tourism & Hospitality (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- General Business, Economics & Management (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Primary Health Care (AREA)
- Strategic Management (AREA)
- Human Resources & Organizations (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Geometry (AREA)
- Marketing (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Computer Graphics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Economics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Fuzzy Systems (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Air Conditioning Control Device (AREA)
Abstract
본 발명의 다양한 실시예에 따른 공조 설비 모니터링 및 제어 방법이 개시된다. 상기 방법은, 시설 공간의 설계 데이터 및 공조 설비 구성 데이터에 기초하여 시설 공간 및 공조 설비에 대응하는 시설 디지털트윈 모델을 생성하는 단계, 상기 시설 공간 내 구비된 복수의 센서를 통해 시설 내 환경 데이터를 실시간으로 획득하고, 획득된 환경 데이터를 기반으로 상기 시설 디지털트윈 모델을 업데이트하는 단계, 시뮬레이션 분석 알고리즘을 활용하여 온도 변화 및 공기 흐름을 예측하여 상기 시설 공간 내 열적 쾌적성 정보를 산출하는 단계 및 상기 열적 쾌적성 정보에 기초하여 상기 공조 설비를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 단계를 포함하며, 상기 시설 디지털트윈 모델은, 상기 시설 공간의 물리적 구조 및 배치에 관한 건축물 모델 및 상기 공조 설비의 구성 요소와 작동 특성에 관한 공조 설비 디지털트윈 모델을 포함할 수 있다. A method for monitoring and controlling air conditioning equipment according to various embodiments of the present invention is disclosed. The method includes a step of generating a facility digital twin model corresponding to a facility space and an air conditioning equipment based on design data of the facility space and air conditioning equipment configuration data, a step of acquiring environmental data within the facility in real time through a plurality of sensors provided within the facility space and updating the facility digital twin model based on the acquired environmental data, a step of predicting temperature changes and air flow using a simulation analysis algorithm to derive thermal comfort information within the facility space, and a step of generating a control signal for controlling the air conditioning equipment based on the thermal comfort information. The facility digital twin model may include a building model regarding the physical structure and layout of the facility space and an air conditioning equipment digital twin model regarding components and operating characteristics of the air conditioning equipment.
Description
본 발명은 공조 설비의 상태를 실시간으로 모니터링하고 제어하는 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 시설 공간, 공조 설비 및 공정 설비의 데이터를 분석하여 이상 징후를 감지하고, 이에 대응하기 위한 자동화된 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for monitoring and controlling the status of air conditioning equipment in real time, and more specifically, to an automated control method for detecting abnormal signs and responding thereto by analyzing data of facility space, air conditioning equipment, and process equipment.
최근 건물 관리 시스템(BMS, Building Management System)은 효율적인 에너지 관리와 설비 유지보수를 위해 다양한 설비와 센서를 통합적으로 관리하는 방향으로 발전하고 있다. 특히, 공조 설비(HVAC: Heating, Ventilation, and Air Conditioning)는 건물의 에너지 소비에서 약 40% 이상을 차지하며, 쾌적한 실내 환경을 제공하기 위해 필수적인 요소로 간주된다. 기존의 공조 설비 관리 시스템은 온도, 습도, 공기 흐름 등의 환경 데이터를 기반으로 공조 설비를 제어하지만, 대부분 사전에 설정된 규칙 기반의 제어 로직에 의존하고 있어 실시간 데이터 변화나 설비의 비정상 상태를 효과적으로 반영하지 못하는 한계를 가진다.Recently, building management systems (BMS) are evolving toward integrated management of various facilities and sensors for efficient energy management and facility maintenance. In particular, HVAC (Heating, Ventilation, and Air Conditioning) facilities account for more than 40% of building energy consumption and are considered essential elements for providing a comfortable indoor environment. Existing HVAC facility management systems control HVAC facilities based on environmental data such as temperature, humidity, and air flow, but most of them rely on pre-set rule-based control logic, which has limitations in effectively reflecting real-time data changes or abnormal conditions of facilities.
특히, 기존 시스템은 설비의 이상 징후를 조기에 감지하지 못해 설비의 비정상적인 작동이 장시간 지속되거나, 에너지 효율이 크게 저하되는 경우가 빈번히 발생한다. 이러한 이상 징후는 설비의 고장으로 이어질 가능성이 높으며, 건물 내 환경 조건을 악화시켜 사용자 불편을 초래할 뿐만 아니라, 관리 비용을 증가시키는 주요 원인이 된다. 예를 들어, 공조 설비의 냉각 시스템에서 온도 센서의 오작동이 발생할 경우, 설정 온도를 유지하지 못하거나 과도한 에너지 소비를 유발하여 장기적인 설비 손상을 초래할 수 있다.In particular, existing systems often fail to detect abnormal signs of equipment in advance, resulting in prolonged abnormal operation of equipment or significant reduction in energy efficiency. These abnormal signs are likely to lead to equipment failure, and not only worsen the environmental conditions within the building, causing inconvenience to users, but also become a major cause of increased management costs. For example, if a temperature sensor malfunctions in the cooling system of an air conditioning facility, it may fail to maintain the set temperature or cause excessive energy consumption, resulting in long-term equipment damage.
이와 함께, 현대적인 설비 관리 시스템은 공조 설비뿐만 아니라 공정 설비와 같은 추가적인 요소들을 통합적으로 관리하고자 하는 요구가 증가하고 있다. 공정 설비는 시설 공간 내에서 특정 작업을 수행하는 데 필요한 핵심적인 장치로, 이들의 안정적인 작동은 생산성 유지와 품질 보증에 매우 중요하다. 하지만 공정 설비와 공조 설비 간의 상호작용이 고려되지 않는 경우, 각각의 설비가 최적화된 상태로 작동하지 못하며, 이상 징후가 발생했을 때 문제의 원인을 정확히 파악하는 데 어려움이 따른다.In addition, modern facility management systems are increasingly required to manage additional elements such as process facilities in addition to air conditioning facilities. Process facilities are key devices required to perform specific tasks within the facility space, and their stable operation is very important for maintaining productivity and quality assurance. However, if the interaction between process facilities and air conditioning facilities is not considered, each facility does not operate optimally, and it is difficult to accurately identify the cause of the problem when an abnormality occurs.
또한, 3D 시각화 기술은 설비 관리 및 유지보수 분야에서 직관적인 정보를 제공하기 위한 핵심 도구로 주목받고 있다. 설비와 공간의 구조를 3D 모델로 시각화하면 설비의 배치, 작동 상태, 이상 징후의 위치와 원인을 신속히 파악할 수 있다. 그러나 기존의 3D 시각화 기술은 대규모 데이터 처리와 복잡한 렌더링 작업이 필요하여 고사양 하드웨어에 의존하는 경향이 크다. 이에 따라 저사양 장치에서는 시각화의 정확성과 효율성이 떨어지며, 대규모 시설에서 3D 모델을 실시간으로 업데이트하는 데 있어 한계가 존재할 수 있다.In addition, 3D visualization technology is attracting attention as a key tool for providing intuitive information in the field of facility management and maintenance. If the structure of facilities and space is visualized as a 3D model, the layout of the facilities, operating status, and the location and cause of abnormal signs can be quickly identified. However, existing 3D visualization technology tends to depend on high-spec hardware because it requires large-scale data processing and complex rendering work. Accordingly, the accuracy and efficiency of visualization are low on low-spec devices, and there may be limitations in updating 3D models in real time in large-scale facilities.
더불어, 이상 징후를 분석하고 대응하기 위해 인공지능(AI) 기술을 접목한 설비 관리 시스템이 도입되고 있다. AI 기술은 데이터의 학습과 분석을 통해 이상 징후를 조기에 감지하고, 복잡한 설비 간 상호작용을 분석하여 대응 방안을 제시할 수 있다. 그러나 기존의 AI 기반 시스템은 특정 설비나 환경에 제한적으로 적용되는 경우가 많으며, 이상 징후에 대한 대응 프로세스가 단편적이거나 사용자 개입을 필요로 하는 경우가 빈번하다. 이는 설비 간의 복합적인 상호작용이나 긴급 상황에서의 신속한 대응을 구현하는 데 제한을 초래할 수 있다.In addition, facility management systems that incorporate artificial intelligence (AI) technology are being introduced to analyze and respond to abnormal signs. AI technology can detect abnormal signs early through data learning and analysis, and analyze complex interactions between facilities to suggest response measures. However, existing AI-based systems are often applied only to specific facilities or environments, and the response process to abnormal signs is often fragmentary or requires user intervention. This can limit the implementation of complex interactions between facilities or rapid responses in emergency situations.
따라서, 공조 설비와 공정 설비를 포함한 전체 시스템을 통합적으로 관리하면서, 실시간 데이터를 기반으로 이상 징후를 정확히 감지하고 그 원인을 분석하며, 자동화된 대응을 수행할 수 있는 기술이 요구될 수 있다. 특히, 이상 징후를 시각적으로 표현하여 사용자에게 직관적인 정보를 제공하고, 사전 정의된 프로토콜에 따라 자동으로 대응을 실행함으로써, 에너지 효율성을 향상시키고 설비의 수명을 연장하며, 사용자 개입을 최소화하는 기술이 중요하다. 이러한 기술은 대규모 건물 관리뿐만 아니라 데이터 센터, 공장 등의 다양한 환경에서 사고 예방과 비용 절감을 가능하게 할 것으로 기대된다.Therefore, a technology that can accurately detect abnormal signs based on real-time data, analyze their causes, and perform automated responses while comprehensively managing the entire system including air conditioning facilities and process facilities may be required. In particular, a technology that visually expresses abnormal signs to provide intuitive information to users and automatically executes responses according to predefined protocols to improve energy efficiency, extend the life of the equipment, and minimize user intervention is important. Such technology is expected to enable accident prevention and cost reduction in various environments such as data centers and factories as well as large-scale building management.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 전술한 배경기술에 대응하여 안출된 것으로, 공조 설비 및 공정 설비를 포함한 전체 시설을 통합적으로 모니터링하고, 실시간 데이터를 기반으로 이상 징후를 감지 및 분석하여 대응 프로토콜을 자동으로 실행할 수 있는 방법, 장치 및 프로그램을 제공하기 위함이다.The problem to be solved by the present invention is to provide a method, device and program capable of comprehensively monitoring the entire facility including air conditioning equipment and process equipment, detecting and analyzing abnormal signs based on real-time data, and automatically executing a response protocol, in response to the problem posed by the present invention in response to the aforementioned background technology.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 공조 설비 모니터링 및 제어 방법이 개시된다. 상기 방법은, 시설 공간의 설계 데이터 및 공조 설비 구성 데이터에 기초하여 시설 공간 및 공조 설비에 대응하는 시설 디지털트윈 모델을 생성하는 단계, 상기 시설 공간 내 구비된 복수의 센서를 통해 시설 내 환경 데이터를 실시간으로 획득하고, 획득된 환경 데이터를 기반으로 상기 시설 디지털트윈 모델을 업데이트하는 단계, 시뮬레이션 분석 알고리즘을 활용하여 온도 변화 및 공기 흐름을 예측하여 상기 시설 공간 내 열적 쾌적성 정보를 산출하는 단계 및 상기 열적 쾌적성 정보에 기초하여 상기 공조 설비를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 단계를 포함하며, 상기 시설 디지털트윈 모델은, 상기 시설 공간의 물리적 구조 및 배치에 관한 건축물 모델(BIM, Building Information Model) 및 상기 공조 설비의 구성 요소와 작동 특성에 관한 공조 설비 디지털트윈 모델(HVAC Digital Twin Model)을 포함할 수 있다.In order to solve the above-described problem, an air conditioning facility monitoring and control method according to one embodiment of the present invention is disclosed. The method includes a step of generating a facility digital twin model corresponding to a facility space and an air conditioning facility based on design data of the facility space and air conditioning facility configuration data, a step of acquiring environmental data within the facility in real time through a plurality of sensors provided within the facility space and updating the facility digital twin model based on the acquired environmental data, a step of predicting temperature change and air flow using a simulation analysis algorithm to derive thermal comfort information within the facility space, and a step of generating a control signal for controlling the air conditioning facility based on the thermal comfort information, wherein the facility digital twin model may include a building information model (BIM, Building Information Model) regarding the physical structure and layout of the facility space and an air conditioning facility digital twin model (HVAC Digital Twin Model) regarding components and operating characteristics of the air conditioning facility.
대안적인 실시예에서, 상기 시설 공간 내 구비된 복수의 센서를 통해 시설 내 환경 데이터를 실시간으로 획득하고, 획득된 환경 데이터를 기반으로 상기 시설 디지털트윈 모델을 업데이트하는 단계는, 상기 시설 공간의 설계 데이터 및 상기 공조 설비 구성 데이터를 기반으로 상기 시설 공간의 물리적 특성을 정의하는 단계; 상기 공조 설비의 구성 요소 및 작동 특성을 모델링하여 시뮬레이션을 위한 학습 데이터를 생성하는 단계; 및 생성된 상기 학습 데이터를 활용하여 상기 건축물 모델 및 상기 공조 설비 디지털트윈 모델을 포함하는 시설 디지털트윈 모델을 생성하는 단계;를 포함할 수 있다. In an alternative embodiment, the step of acquiring environmental data within the facility in real time through a plurality of sensors provided within the facility space and updating the facility digital twin model based on the acquired environmental data may include the steps of: defining physical characteristics of the facility space based on design data of the facility space and the air conditioning facility configuration data; generating learning data for simulation by modeling components and operating characteristics of the air conditioning facility; and generating a facility digital twin model including the building model and the air conditioning facility digital twin model by utilizing the generated learning data.
대안적인 실시예에서, 상기 복수의 센서는, 상기 시설 공간 내 복수 개의 섹션 각각에 구비되어 온도, 습도 및 공기 흐름에 대한 정보를 포함하는 센싱 데이터를 획득하는 환경 센서 모듈; 및 상기 공조 설비의 가동 유무, 동작 방향 및 출력 수준을 포함하는 설비 데이터를 모니터링 하는 설비 상태 센서 모듈;을 포함할 수 있다. In an alternative embodiment, the plurality of sensors may include an environmental sensor module provided in each of a plurality of sections within the facility space to obtain sensing data including information on temperature, humidity, and air flow; and a facility status sensor module to monitor facility data including whether the air conditioning facility is operating, its operating direction, and its output level.
대안적인 실시예에서, 상기 시설 공간 내 구비된 복수의 센서를 통해 시설 내 환경 데이터를 실시간으로 획득하고, 획득된 환경 데이터를 기반으로 상기 시설 디지털트윈 모델을 업데이트하는 단계는, 상기 복수의 센서로부터 획득된 실시간 환경 데이터를 기반으로 공조 설비 및 시설 공간 내의 온도, 습도 및 공기 흐름을 변화를 반영하여 상기 시설 디지털트윈 모델을 실시간으로 갱신하는 단계; 상기 환경 데이터 및 설비 데이터를 분석하여 상기 공조 설비의 작동 상태 및 환경 변화를 시뮬레이션하고, 해당 시뮬레이션 결과에서 의미 있는 이벤트를 식별하여 학습 데이터에 추가하는 단계; 갱신된 환경 데이터를 기존 누적 데이터와 비교 분석하여 상기 공조 설비의 동작 패턴과 환경 변화에 대한 예측 결과를 업데이트하는 단계; 및 업데이트된 학습 데이터에 기초하여 상기 시설 디지털트윈 모델에 공조 설비의 작동 상태와 환경 변화를 시각적으로 반영하여 사용자 인터페이스를 통해 표시할 것을 결정하는 단계;를 포함할 수 있다. In an alternative embodiment, the step of acquiring environmental data within the facility in real time through a plurality of sensors provided within the facility space and updating the facility digital twin model based on the acquired environmental data may include: a step of reflecting changes in temperature, humidity, and air flow within the air conditioning facility and the facility space based on the real-time environmental data acquired from the plurality of sensors to update the facility digital twin model in real time; a step of analyzing the environmental data and the facility data to simulate the operating state and environmental changes of the air conditioning facility, and identifying meaningful events from the simulation results to add them to learning data; a step of comparing and analyzing the updated environmental data with existing accumulated data to update a prediction result for the operating pattern and environmental changes of the air conditioning facility; and a step of determining to visually reflect the operating state and environmental changes of the air conditioning facility in the facility digital twin model based on the updated learning data and displaying them through a user interface.
대안적인 실시예에서, 시뮬레이션 분석 알고리즘을 활용하여 온도 변화 및 공기 흐름을 예측하여 상기 시설 공간 내 열적 쾌적성 정보를 산출하는 단계는, 상기 시설 공간 및 상기 공조 설비의 물리적 특성에 기반하여 공기 흐름 및 열 전달 시뮬레이션을 수행하기 위한 초기 조건을 설정하는 단계; 상기 초기 조건을 바탕으로 베르누이 방정식 및 공기 저항 모델을 적용하여, 공기 흐름의 속도, 압력 및 밀도를 계산하는 단계; 계산된 상기 공기 흐름 및 열 전달 데이터를 분석하여, 섹션 별 온도 분포 및 공기 흐름 특성을 도출하는 단계; 및 도출된 상기 온도 분포 및 공기 흐름 특성에 기초하여 상기 시설 공간 내 열적 쾌적성 정보를 산출하는 단계;를 포함할 수 있다. In an alternative embodiment, the step of predicting temperature change and air flow using a simulation analysis algorithm to derive thermal comfort information within the facility space may include the steps of: setting initial conditions for performing air flow and heat transfer simulation based on physical characteristics of the facility space and the air conditioning equipment; calculating speed, pressure, and density of air flow by applying the Bernoulli equation and an air resistance model based on the initial conditions; analyzing the calculated air flow and heat transfer data to derive temperature distribution and air flow characteristics by section; and calculating thermal comfort information within the facility space based on the derived temperature distribution and air flow characteristics.
대안적인 실시예에서, 상기 열적 쾌적성 정보에 기초하여 상기 공조 설비를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 단계는, 복수의 섹션 각각에 대응하는 열적 쾌적성 정보가 사전에 정의된 기준 범위 이내에 존재하는지 여부를 판단하는 단계; 판단 결과 상기 기준 범위를 벗어나는 섹션에 대해 개별적으로 제어 신호를 생성하는 단계; 및 생성된 제어 신호를 대응하는 공조 설비로 전달하여, 상기 섹션의 온도를 조정하거나 공기 흐름을 제어하도록 하는 단계;를 포함할 수 있다. In an alternative embodiment, the step of generating a control signal for controlling the air conditioning equipment based on the thermal comfort information may include the step of determining whether thermal comfort information corresponding to each of the plurality of sections is within a predefined reference range; the step of individually generating a control signal for a section that is determined to be out of the reference range; and the step of transmitting the generated control signal to the corresponding air conditioning equipment to adjust the temperature of the section or control the air flow.
대안적인 실시예에서, 상기 열적 쾌적성 정보에 기초하여 상기 공조 설비를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 단계는, 상기 복수의 섹션 간 열적 쾌적성 정보를 비교하여, 열적 쾌적성 정보의 편차를 도출하고, 상기 편차가 사전에 정의된 기준값을 초과하는 경우 추가적인 제어가 필요한 섹션을 식별하는 단계; 식별된 섹션 및 해당 섹션에 인접한 섹션의 열적 쾌적성 정보에 기초하여, 섹션 간 열적 쾌적성을 균등화하기 위한 제어 신호를 생성하는 단계; 및 생성된 제어 신호를 대응하는 공조 설비로 전달하여, 섹션 간 온도 차이를 사전에 설정된 허용 범위 내로 조정하거나 공기 흐름 방향 및 속도를 조정하도록 하는 단계; 를 포함할 수 있다. In an alternative embodiment, the step of generating a control signal for controlling the air conditioning equipment based on the thermal comfort information may include the steps of: comparing the thermal comfort information between the plurality of sections to derive a deviation of the thermal comfort information, and identifying a section requiring additional control if the deviation exceeds a predefined reference value; generating a control signal for equalizing thermal comfort between the sections based on the thermal comfort information of the identified section and a section adjacent to the identified section; and transmitting the generated control signal to a corresponding air conditioning equipment to adjust a temperature difference between the sections to within a predefined allowable range or to adjust an air flow direction and speed.
대안적인 실시예에서, 상기 열적 쾌적성 정보에 기초하여 상기 공조 설비를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 단계는, 공조 설비의 현재 동작 상태 및 실시간으로 산출된 열적 쾌적성 정보를 분석하는 단계; 상기 분석된 정보를 기반으로, 공조 설비가 특정 시간 동안 계속 구동되는 경우에 예측되는 열적 쾌적성 정보를 산출하는 단계; 상기 예측된 열적 쾌적성 정보가 사전에 정의된 목표 범위를 벗어나는 경우, 공조 설비의 동작 상태를 수정하기 위한 제어 신호를 생성하는 단계; 및 생성된 제어 신호를 대응하는 공조 설비로 전달하여, 공조 설비의 출력 수준, 가동 시간 또는 공기 흐름 방향을 조정하도록 하는 단계;를 포함할 수 있다. In an alternative embodiment, the step of generating a control signal for controlling the air conditioning facility based on the thermal comfort information may include the steps of: analyzing a current operating state of the air conditioning facility and thermal comfort information calculated in real time; calculating predicted thermal comfort information based on the analyzed information when the air conditioning facility continues to operate for a specific period of time; generating a control signal for correcting the operating state of the air conditioning facility when the predicted thermal comfort information is out of a predefined target range; and transmitting the generated control signal to a corresponding air conditioning facility to adjust an output level, an operating time, or an air flow direction of the air conditioning facility.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 공조 설비 모니터링 및 제어 방법을 수행하는 장치가 개시된다. 장치는 하나 이상의 인스트럭션을 저장하는 메모리 및 메모리에 저장된 하나 이상의 인스트럭션을 실행하는 프로세서를 포함하고, 프로세서는 하나 이상의 인스트럭션을 실행함으로써, 전술한 공조 설비 모니터링 및 제어 방법을 수행할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, a device for performing an air conditioning facility monitoring and control method is disclosed. The device includes a memory storing one or more instructions and a processor executing one or more instructions stored in the memory, and the processor can perform the air conditioning facility monitoring and control method described above by executing the one or more instructions.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 컴퓨터에서 판독가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램이 개시된다. 컴퓨터 프로그램은 하드웨어인 컴퓨터와 결합되어, 공조 설비 모니터링 및 제어 방법을 수행할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, a computer program stored in a computer-readable recording medium is disclosed. The computer program is combined with a computer, which is hardware, to perform a method for monitoring and controlling air conditioning equipment.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Other specific details of the present invention are included in the detailed description and drawings.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 공조 설비 및 공정 설비를 포함한 전체 시설의 상태를 통합적으로 모니터링하고, 실시간 데이터를 기반으로 이상 징후를 감지하고 자동으로 대응 프로토콜을 실행함으로써 설비의 안정성과 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the status of the entire facility including air conditioning equipment and process equipment can be comprehensively monitored, abnormal signs can be detected based on real-time data, and a response protocol can be automatically executed, thereby improving the stability and energy efficiency of the facility.
또한, 시설 공간, 공조 설비 및 공정 설비의 상태를 통합 디지털트윈 모델(Integration Digital Twin Model)로 시각화하여 이상 징후의 위치, 원인 및 영향을 직관적으로 확인할 수 있으며, 이러한 시각화는 저사양 클라이언트 단말에서도 원활히 구현될 수 있도록 데이터 최적화를 포함한다.In addition, the status of facility space, air conditioning equipment, and process equipment can be visualized as an integrated digital twin model to intuitively identify the location, cause, and impact of abnormal signs, and this visualization includes data optimization so that it can be smoothly implemented even on low-spec client terminals.
추가적으로, 이상 징후 발생 시 자동으로 생성된 보고서와 저장된 데이터 이력을 활용하여 인공지능 모델이 지속적으로 학습함으로써, 향후 이상 징후 감지와 대응 정확도를 향상시키고, 설비의 수명 연장 및 관리 비용 절감을 기대할 수 있다.Additionally, the AI model continuously learns by utilizing automatically generated reports and saved data history when abnormal signs occur, which can improve the accuracy of abnormal sign detection and response in the future, and extend the life of equipment and reduce management costs.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 공조 설비 모니터링 및 제어 방법을 구현하기 위한 시스템을 개략적으로 도시한 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예와 관련된 공조 설비 모니터링 및 제어 방법을 수행하는 컴퓨팅 장치의 하드웨어 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예와 관련된 공조 설비 모니터링 및 제어 방법을 예시적으로 나타낸 순서도를 도시한다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예와 관련된 공조 설비 모니터링 및 제어 방법을 수행하는 과정을 설명하기 위한 예시적인 순서도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예와 관련된 공조 설비 모니터링 및 제어 시스템의 시각적 표현 및 분석 결과를 예시적으로 나타낸 예시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예와 관련된 본 발명의 일 실시예와 관련된 3D 데이터 최적화 및 설비 시각화 방법을 예시적으로 나타낸 순서도를 도시한다.
도 9 내지 도 13은 본 발명의 일 실시예와 관련된 3D 데이터 최적화 및 설비 시각화 방법을 수행하는 과정을 설명하기 위한 예시적인 순서도이다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 일 실시예와 관련된 공조 설비 및 공정 설비의 상태 모니터링과 시뮬레이션 결과 시각화를 나타낸 예시도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예와 관련된 AI 기반 공정 설비 이상 징후 감지 및 대응 자동화 방법을 예시적으로 나타낸 순서도를 도시한다.
도 17 내지 도 19는 본 발명의 일 실시예와 관련된 AI 기반 공정 설비 이상 징후 감지 및 대응 자동화 방법을 수행하는 과정을 설명하기 위한 예시적인 순서도이다.
도 20 및 도 21은 본 발명의 일 실시예와 관련된 공조 설비 및 공정 설비 모니터링 시스템에서 제공되는 사용자 인터페이스를 나타낸 예시도이다.FIG. 1 is an exemplary diagram schematically illustrating a system for implementing an air conditioning facility monitoring and control method related to one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a hardware configuration diagram of a computing device that performs an air conditioning facility monitoring and control method related to one embodiment of the present invention.
FIG. 3 illustrates a flowchart exemplarily showing an air conditioning facility monitoring and control method related to one embodiment of the present invention.
FIGS. 4 and 5 are exemplary flowcharts for explaining a process for performing an air conditioning facility monitoring and control method related to one embodiment of the present invention.
FIGS. 6 and 7 are exemplary diagrams illustrating visual representations and analysis results of an air conditioning facility monitoring and control system related to one embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart illustrating an exemplary 3D data optimization and facility visualization method related to one embodiment of the present invention.
FIGS. 9 to 13 are exemplary flowcharts for explaining a process of performing a 3D data optimization and facility visualization method related to one embodiment of the present invention.
FIG. 14 and FIG. 15 are exemplary diagrams showing the status monitoring and simulation result visualization of air conditioning equipment and process equipment related to one embodiment of the present invention.
FIG. 16 illustrates a flowchart exemplarily showing an AI-based process equipment abnormality detection and response automation method related to one embodiment of the present invention.
FIGS. 17 to 19 are exemplary flowcharts for explaining a process for performing an AI-based process equipment abnormality detection and response automation method related to one embodiment of the present invention.
FIGS. 20 and 21 are exemplary diagrams showing a user interface provided in an air conditioning facility and process facility monitoring system related to one embodiment of the present invention.
다양한 실시예들이 이제 도면을 참조하여 설명된다. 본 명세서에서, 다양한 설명들이 본 발명의 이해를 제공하기 위해서 제시된다. 그러나, 이러한 실시예들은 이러한 구체적인 설명 없이도 실행될 수 있음이 명백하다.Various embodiments are now described with reference to the drawings. In this specification, various descriptions are set forth to provide an understanding of the invention. However, it will be apparent that these embodiments may be practiced without these specific descriptions.
본 명세서에서 사용되는 용어 "컴포넌트", "모듈", "시스템" 등은 컴퓨터 관련 엔티티, 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 소프트웨어 및 하드웨어의 조합, 또는 소프트웨어의 실행을 지칭한다. 예를 들어, 컴포넌트는 프로세서상에서 실행되는 처리과정, 프로세서, 객체, 실행 스레드, 프로그램, 및/또는 컴퓨터일 수 있지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 컴퓨팅 장치에서 실행되는 애플리케이션 및 컴퓨팅 장치 모두 컴포넌트일 수 있다. 하나 이상의 컴포넌트는 프로세서 및/또는 실행 스레드 내에 상주할 수 있다. 일 컴포넌트는 하나의 컴퓨터 내에 로컬화 될 수 있다. 일 컴포넌트는 2개 이상의 컴퓨터들 사이에 분배될 수 있다. 또한, 이러한 컴포넌트들은 그 내부에 저장된 다양한 데이터 구조들을 갖는 다양한 컴퓨터 판독가능한 매체로부터 실행할 수 있다. 컴포넌트들은 예를 들어 하나 이상의 데이터 패킷들을 갖는 신호(예를 들면, 로컬 시스템, 분산 시스템에서 다른 컴포넌트와 상호작용하는 하나의 컴포넌트로부터의 데이터 및/또는 신호를 통해 다른 시스템과 인터넷과 같은 네트워크를 통해 전송되는 데이터)에 따라 로컬 및/또는 원격 처리들을 통해 통신할 수 있다.The terms "component," "module," "system," and the like, as used herein, refer to a computer-related entity, hardware, firmware, software, a combination of software and hardware, or an execution of software. For example, a component may be, but is not limited to, a process running on a processor, a processor, an object, a thread of execution, a program, and/or a computer. For example, an application running on a computing device and the computing device may both be components. One or more components may reside within a processor and/or a thread of execution. A component may be localized within a single computer. A component may be distributed between two or more computers. Furthermore, such components may execute from various computer-readable media having various data structures stored therein. The components may communicate via local and/or remote processes, for example, by means of a signal having one or more data packets (e.g., data from one component interacting with another component in a local system, a distributed system, and/or data transmitted via a network such as the Internet to another system via the signal).
더불어, 용어 "또는"은 배타적 "또는"이 아니라 내포적 "또는"을 의미하는 것으로 의도된다. 즉, 달리 특정되지 않거나 문맥상 명확하지 않은 경우에, "X는 A 또는 B를 이용한다"는 자연적인 내포적 치환 중 하나를 의미하는 것으로 의도된다. 즉, X가 A를 이용하거나; X가 B를 이용하거나; 또는 X가 A 및 B 모두를 이용하는 경우, "X는 A 또는 B를 이용한다"가 이들 경우들 어느 것으로도 적용될 수 있다. 또한, 본 명세서에 사용된 "및/또는"이라는 용어는 열거된 관련 아이템들 중 하나 이상의 아이템의 가능한 모든 조합을 지칭하고 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Additionally, the term "or" is intended to mean an inclusive "or" rather than an exclusive "or." That is, unless otherwise specified or clear from the context, "X employs A or B" is intended to mean either of the natural inclusive permutations. That is, if X employs A; X employs B; or X employs both A and B, "X employs A or B" can apply to any of these cases. Furthermore, the term "and/or" as used herein should be understood to refer to and include all possible combinations of one or more of the associated items listed.
또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 다만, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 하나 이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 달리 특정되지 않거나 단수 형태를 지시하는 것으로 문맥상 명확하지 않은 경우에, 본 명세서와 청구범위에서 단수는 일반적으로 "하나 또는 그 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.Also, the terms "comprises" and/or "comprising" should be understood to mean the presence of the features and/or components. However, it should be understood that the terms "comprises" and/or "comprising" do not exclude the presence or addition of one or more other features, components, and/or groups thereof. Also, unless otherwise specified or clear from the context to refer to the singular form, the singular form as used in the specification and claims should generally be construed to mean "one or more."
통상의 기술자들은 추가적으로 여기서 개시된 실시예들과 관련되어 설명된 다양한 예시적 논리적 블록들, 구성들, 모듈들, 회로들, 수단들, 로직들, 및 알고리즘 단계들이 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 양쪽 모두의 조합들로 구현될 수 있음을 인식해야 한다. 하드웨어 및 소프트웨어의 상호교환성을 명백하게 예시하기 위해, 다양한 예시적 컴포넌트들, 블록들, 구성들, 수단들, 로직들, 모듈들, 회로들, 및 단계들은 그들의 기능성 측면에서 일반적으로 위에서 설명되었다. 그러한 기능성이 하드웨어로 또는 소프트웨어로서 구현되는지 여부는 전반적인 시스템에 부과된 특정 어플리케이션(application) 및 설계 제한들에 달려 있다. 숙련된 기술자들은 각각의 특정 어플리케이션들을 위해 다양한 방법들로 설명된 기능성을 구현할 수 있다. 다만, 그러한 구현의 결정들이 본 발명내용의 영역을 벗어나게 하는 것으로 해석되어서는 안된다.Those skilled in the art should additionally recognize that the various illustrative logical blocks, configurations, modules, circuits, means, logics, and algorithm steps described in connection with the embodiments disclosed herein may be implemented as combinations of electronic hardware, computer software, or both. To clearly illustrate the interchangeability of hardware and software, various illustrative components, blocks, configurations, means, logics, modules, circuits, and steps have been described above generally in terms of their functionality. Whether such functionality is implemented as hardware or software depends upon the particular application and design constraints imposed on the overall system. Skilled artisans may implement the described functionality in varying ways for each particular application. However, such implementation decisions should not be interpreted as causing a departure from the scope of the present disclosure.
제시된 실시예들에 대한 설명은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다. 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니다. 본 발명은 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.The description of the disclosed embodiments is provided to enable a person skilled in the art to make or use the present invention. Various modifications to these embodiments will be apparent to a person skilled in the art. The general principles defined herein may be applied to other embodiments without departing from the scope of the present invention. Thus, the present invention is not limited to the disclosed embodiments. The present invention is to be construed in the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein.
본 명세서에서, 컴퓨터는 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 모든 종류의 하드웨어 장치를 의미하는 것이고, 실시 예에 따라 해당 하드웨어 장치에서 동작하는 소프트웨어적 구성도 포괄하는 의미로서 이해될 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터는 스마트폰, 태블릿 PC, 데스크톱, 노트북 및 각 장치에서 구동되는 사용자 클라이언트 및 애플리케이션을 모두 포함하는 의미로서 이해될 수 있으며, 또한 이에 제한되는 것은 아니다.In this specification, a computer means any kind of hardware device including at least one processor, and may be understood to encompass software configurations operating on the hardware device according to an embodiment. For example, a computer may be understood to encompass, but is not limited to, a smartphone, a tablet PC, a desktop, a laptop, and all user clients and applications running on each device.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
본 명세서에서 설명되는 각 단계들은 컴퓨터에 의하여 수행되는 것으로 설명되나, 각 단계의 주체는 이에 제한되는 것은 아니며, 실시 예에 따라 각 단계들의 적어도 일부가 서로 다른 장치에서 수행될 수도 있다.Although each step described in this specification is described as being performed by a computer, the subject of each step is not limited thereto, and at least some of each step may be performed by different devices depending on the embodiment.
도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 공조 설비 모니터링 및 제어 방법을 구현하기 위한 시스템을 개략적으로 도시한 예시도이다.FIG. 1 is an exemplary diagram schematically illustrating a system for implementing an air conditioning facility monitoring and control method related to one embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 시스템은, 컴퓨팅 장치(100), 클라이언트 단말(200), 외부 서버(300) 및 네트워크(400)를 포함할 수 있다. 도 1에서 도시되는 컴포넌트들은 예시적인 것으로서, 추가적인 컴포넌트들이 존재하거나 또는 도 1에서 도시되는 컴포넌트들 중 일부는 생략될 수 있다. 본 발명의 실시예들에 따른 컴퓨팅 장치(100), 외부 서버(300) 및 클라이언트 단말(200)은 네트워크400)를 통해, 본 발명의 일 실시예들에 따른 시스템을 위한 데이터를 상호 송수신할 수 있다.As illustrated in FIG. 1, a system according to embodiments of the present invention may include a computing device (100), a client terminal (200), an external server (300), and a network (400). The components illustrated in FIG. 1 are exemplary, and additional components may exist or some of the components illustrated in FIG. 1 may be omitted. The computing device (100), the external server (300), and the client terminal (200) according to embodiments of the present invention may mutually transmit and receive data for the system according to embodiments of the present invention through the network 400.
본 발명의 실시예들에 따른 네트워크(400)는 공중전화 교환망(PSTN: Public Switched Telephone Network), xDSL(x Digital Subscriber Line), RADSL(Rate Adaptive DSL), MDSL(Multi Rate DSL), VDSL(Very High Speed DSL), UADSL(Universal Asymmetric DSL), HDSL(High Bit Rate DSL) 및 근거리 통신망(LAN) 등과 같은 다양한 유선 통신 시스템들을 사용할 수 있다.The network (400) according to embodiments of the present invention can use various wired communication systems such as a public switched telephone network (PSTN), xDSL (x Digital Subscriber Line), RADSL (Rate Adaptive DSL), MDSL (Multi Rate DSL), VDSL (Very High Speed DSL), UADSL (Universal Asymmetric DSL), HDSL (High Bit Rate DSL), and a local area network (LAN).
또한, 여기서 제시되는 네트워크(400)는 CDMA(Code Division Multi Access), TDMA(Time Division Multi Access), FDMA(Frequency Division Multi Access), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multi Access), SC-FDMA(Single Carrier-FDMA) 및 다른 시스템들과 같은 다양한 무선 통신 시스템들을 사용할 수 있다.Additionally, the network (400) presented herein can use various wireless communication systems such as CDMA (Code Division Multi Access), TDMA (Time Division Multi Access), FDMA (Frequency Division Multi Access), OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multi Access), SC-FDMA (Single Carrier-FDMA), and other systems.
본 발명의 실시예들에 따른 네트워크(400)는 유선 및 무선 등과 같은 그 통신 양태를 가리지 않고 구성될 수 있으며, 단거리 통신망(PAN: Personal Area Network), 근거리 통신망(WAN: Wide Area Network) 등 다양한 통신망으로 구성될 수 있다. 또한, 네트워크(400)는 공지의 월드와이드웹(WWW: World Wide Web)일 수 있으며, 적외선(IrDA: Infrared Data Association) 또는 블루투스(Bluetooth)와 같이 단거리 통신에 이용되는 무선 전송 기술을 이용할 수도 있다. 본 명세서에서 설명된 기술들은 위에서 언급된 네트워크들뿐만 아니라, 다른 네트워크들에서도 사용될 수 있다.The network (400) according to embodiments of the present invention may be configured regardless of the communication mode, such as wired or wireless, and may be configured as various communication networks, such as a personal area network (PAN) and a wide area network (WAN). In addition, the network (400) may be the well-known World Wide Web (WWW), and may also use a wireless transmission technology used for short-distance communication, such as infrared (IrDA: Infrared Data Association) or Bluetooth. The technologies described in this specification may be used not only in the networks mentioned above, but also in other networks.
본 발명의 일 실시예와 관련된 공조 설비 모니터링 및 제어 방법을 수행하는 컴퓨팅 장치(100)(이하 '컴퓨팅 장치(100)')는 공조 설비 및 공정 설비의 실시간 데이터를 수집, 분석 및 처리하기 위한 프로세서와 메모리를 포함할 수 있다. 컴퓨팅 장치(100)는 디지털 트윈 기술을 기반으로 설비 및 공간의 물리적 상태와 동작 상태를 실시간으로 반영하는 가상 환경을 생성할 수 있다. 이를 위해 컴퓨팅 장치(100)는 네트워크(400)를 통해 복수의 센서와 연결되어 센서 데이터를 수집하며, 수집된 데이터를 바탕으로 공조 설비와 공정 설비의 상태를 모니터링하거나 이상 징후를 감지하는 역할을 수행할 수 있다.A computing device (100) (hereinafter referred to as 'computing device (100)') that performs a method for monitoring and controlling air conditioning equipment related to one embodiment of the present invention may include a processor and a memory for collecting, analyzing, and processing real-time data of air conditioning equipment and process equipment. The computing device (100) may create a virtual environment that reflects the physical and operational states of equipment and space in real time based on digital twin technology. To this end, the computing device (100) may be connected to a plurality of sensors through a network (400) to collect sensor data, and may perform a role of monitoring the states of air conditioning equipment and process equipment or detecting abnormal signs based on the collected data.
일 실시예에 따르면, 컴퓨팅 장치(100)는 통합 디지털트윈 모델 생성 및 시각화를 위한 그래픽 처리 모듈을 포함할 수 있으며, 디지털 트윈으로 구현된 통합 디지털트윈 모델을 통해 설비의 상태와 이상 징후를 사용자 인터페이스를 통해 시각적으로 표시할 수 있다. 통합 디지털트윈 모델은 설계 데이터, 초기 운영 데이터, 실시간 센서 데이터를 종합적으로 통합하여 설비 및 공간의 동적 상태를 정확히 반영하도록 구성될 수 있다. According to one embodiment, the computing device (100) may include a graphic processing module for generating and visualizing an integrated digital twin model, and may visually display the status and abnormal signs of the equipment through a user interface through the integrated digital twin model implemented as a digital twin. The integrated digital twin model may be configured to accurately reflect the dynamic status of the equipment and space by comprehensively integrating design data, initial operation data, and real-time sensor data.
실시예에서, 컴퓨팅 장치(100)는 TWIN-X 디지털 트윈 솔루션을 활용하여 설비와 공간의 실시간 데이터를 기반으로 가상 공간 내에서 실제 상태를 동적으로 복제하고, 이상 징후의 위치, 원인 및 영향을 분석하며, 분석 결과에 따라 대응 프로토콜을 실행하기 위한 제어 신호를 생성하여 설비의 동작을 조정하거나 환경 조건을 수정할 수 있다.In an embodiment, the computing device (100) utilizes the TWIN-X digital twin solution to dynamically replicate actual conditions within a virtual space based on real-time data of the equipment and space, analyze the location, cause, and impact of anomalies, and generate control signals to execute response protocols based on the analysis results to adjust the operation of the equipment or modify environmental conditions.
TWIN-X 디지털 트윈 솔루션은 현실 세계의 데이터를 기반으로 가상 환경에서 물리적 설비와 공간의 상태를 동적으로 반영하며, 시뮬레이션 및 예측 분석을 통해 최적의 운영 방안을 도출할 수 있도록 지원할 수 있다. 특히, TWIN-X는 공조 설비와 공정 설비의 통합 관리와 최적화를 목표로 하며, 설비의 성능을 극대화하고 이상 징후에 신속히 대응할 수 있는 환경을 제공할 수 있다.The TWIN-X digital twin solution dynamically reflects the status of physical facilities and spaces in a virtual environment based on real-world data, and can support the derivation of optimal operating methods through simulation and predictive analysis. In particular, TWIN-X aims to provide integrated management and optimization of air conditioning facilities and process facilities, and can provide an environment that maximizes facility performance and responds quickly to abnormal signs.
일 실시예에서, TWIN-X 디지털 트윈 솔루션은 설비 상태 데이터 및 환경 데이터를 시뮬레이션 모델과 결합하여 시설 공간 및 공정 설비의 현재 상태와 예상 변화를 가상 공간에서 실시간으로 재현할 수 있다. 이를 통해 설비의 이상 징후가 발생한 위치를 정확히 식별하고, 해당 위치에서 발생할 수 있는 추가적인 영향을 예측하며, 시뮬레이션 결과를 기반으로 최적화된 대응 방안을 제공할 수 있다.In one embodiment, the TWIN-X digital twin solution can reproduce the current and expected state of facility space and process equipment in real time in a virtual space by combining facility condition data and environmental data with simulation models. This allows for the precise identification of where facility abnormalities occur, the prediction of additional impacts that may occur at that location, and the provision of optimized response measures based on simulation results.
예를 들어, TWIN-X 솔루션을 활용하여 특정 공정 설비에서 과열 문제가 발생한 경우, 설비 주변의 열 분포와 공기 흐름을 실시간으로 시뮬레이션하여 과열 원인을 분석하고, 이를 기반으로 냉각 설비를 활성화하거나 공기 흐름을 조정하는 제어 신호를 생성할 수 있다. 이러한 방식은 설비와 환경 상태의 실시간 변화를 시뮬레이션함으로써 신속하고 정확한 대응을 가능하게 한다.For example, if an overheating problem occurs in a specific process facility using the TWIN-X solution, the heat distribution and airflow around the facility can be simulated in real time to analyze the cause of the overheating, and a control signal can be generated to activate the cooling facility or adjust the airflow based on this. This method enables a quick and accurate response by simulating real-time changes in the facility and environmental conditions.
추가적으로, TWIN-X 디지털 트윈 솔루션은 개별 설비 및 공간의 상태 데이터를 분석하여, 설비 간 상호작용과 시스템 전반의 동작을 종합적으로 관리하도록 할 수 있다. 이는 공조 설비와 공정 설비의 디지털 트윈 기술이 단순히 개별적으로 운영되는 것을 넘어, 상호보완적으로 작동하여 전체 시설의 효율성을 극대화하는 환경을 제공할 수 있다.Additionally, the TWIN-X digital twin solution can analyze the status data of individual facilities and spaces to comprehensively manage the interactions between facilities and the operation of the entire system. This can provide an environment where the digital twin technology of HVAC facilities and process facilities operate complementarily rather than simply operating individually, maximizing the efficiency of the entire facility.
즉, TWIN-X 솔루션은 이상 징후 감지, 시뮬레이션, 예측 분석 및 대응 프로토콜 실행의 각 단계에서 통합적이고 유기적으로 작동하며, 모든 설비와 공간 데이터를 실시간으로 동기화하여 최적화된 관리 및 제어를 지원할 수 있다.In other words, the TWIN-X solution operates in an integrated and organic manner at each stage of anomaly detection, simulation, predictive analysis, and response protocol execution, and can support optimized management and control by synchronizing all facility and space data in real time.
일 실시예에서, 컴퓨팅 장치(100)는 인공지능 기반의 이상 징후 감지 모델을 구동하기 위한 기계 학습 엔진을 포함할 수 있다. 실시예에 따르면, 기계 학습 엔진은 이전에 수집된 데이터와 실시간 데이터를 학습하여, 설비 상태에 대한 예측 및 이상 징후 감지의 정확도를 향상시킬 수 있다. 컴퓨팅 장치(100)는 또한 네트워크(400)를 통해 외부 서버(300)와 데이터베이스에 연결되어, 발생한 이상 징후 데이터를 저장하거나 추가 분석 및 보고서를 자동으로 생성할 수 있다.In one embodiment, the computing device (100) may include a machine learning engine for driving an artificial intelligence-based anomaly detection model. According to an embodiment, the machine learning engine may learn previously collected data and real-time data to improve the accuracy of prediction of facility status and anomaly detection. The computing device (100) may also be connected to an external server (300) and a database via a network (400) to store generated anomaly data or automatically generate additional analysis and reports.
실시예에 따르면, 컴퓨팅 장치(100)는 사용자와의 상호작용을 지원하기 위해 클라이언트 단말(200)과 연결될 수 있다. 클라이언트 단말(200)은 사용자에게 실시간 모니터링 정보, 이상 징후에 대한 시각적 및 텍스트 기반 알림, 대응 프로토콜 실행 상태 등을 제공하며, 사용자의 입력을 통해 특정 설비의 상태를 제어하거나 추가 정보를 요청할 수 있다.According to an embodiment, the computing device (100) may be connected to a client terminal (200) to support interaction with a user. The client terminal (200) may provide the user with real-time monitoring information, visual and text-based notifications for abnormal signs, response protocol execution status, etc., and may control the status of a specific facility or request additional information through user input.
본 발명의 실시예에 따른 컴퓨팅 장치(100)는 복잡한 설비 환경에서도 높은 정확도와 효율성을 보장하도록 구비될 수 있으며, 저사양 클라이언트 단말에서도 최적화된 데이터 처리 및 시각화가 가능하도록 3D 모델 최적화 알고리즘과 GPU 기반 텍스처 압축 기술을 포함할 수 있다. 이러한 구성을 통해 공조 설비 및 공정 설비의 이상 징후를 조기에 감지하고 신속히 대응함으로써, 설비의 안정성을 유지하고 관리 비용을 절감할 수 있다.The computing device (100) according to the embodiment of the present invention can be equipped to ensure high accuracy and efficiency even in a complex facility environment, and can include a 3D model optimization algorithm and GPU-based texture compression technology to enable optimized data processing and visualization even in low-spec client terminals. Through this configuration, abnormal signs of air conditioning facilities and process facilities can be detected early and responded to quickly, thereby maintaining the stability of the facilities and reducing management costs.
컴퓨팅 장치(100)가 제공하는 공조 설비 및 공정 설비의 이상 징후 감지 방법, 통합 디지털트윈 모델 생성 및 시각화를 통한 사용자 인터페이스 제공 방법, 그리고 이상 징후 대응 자동화 방법에 대한 구체적인 설명은 도 3을 참조하여 상세히 후술하도록 한다. 이러한 설명은 본 발명의 기술적 특징과 효과를 명확히 이해하도록 돕기 위해 설비 상태의 시각화, 데이터 분석 및 이상 징후 처리의 전 과정을 포함한다.A detailed description of a method for detecting abnormal signs of air conditioning equipment and process equipment provided by a computing device (100), a method for providing a user interface through creation and visualization of an integrated digital twin model, and an automated method for responding to abnormal signs will be described in detail later with reference to FIG. 3. This description includes the entire process of visualization of equipment status, data analysis, and abnormal sign processing in order to help clearly understand the technical features and effects of the present invention.
실시예에서, 도 1에서의 1개의 컴퓨팅 장치(100)만을 도시하고 있으나, 이보다 많은 컴퓨팅 장치들 또한 본 발명의 범위에 포함될 수 있다는 점과 컴퓨팅 장치(100)가 추가적인 컴포넌트들을 포함할 수 있다는 점은 당해 출원분야에 있어서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다. 즉, 컴퓨팅 장치(100)는 복수의 컴퓨팅 장치로 구성될 수도 있다. 다시 말해, 복수의 노드의 집합이 컴퓨팅 장치(100)를 구성할 수 있다.In the embodiment, only one computing device (100) is illustrated in FIG. 1, but it will be apparent to those skilled in the art that more computing devices may also be included within the scope of the present invention and that the computing device (100) may include additional components. That is, the computing device (100) may be composed of multiple computing devices. In other words, a set of multiple nodes may constitute the computing device (100).
본 발명의 일 실시예에 따르면, 컴퓨팅 장치(100)는 클라우드 컴퓨팅 서비스를 제공하는 서버일 수 있다. 보다 구체적으로, 컴퓨팅 장치(100)는 인터넷 기반 컴퓨팅의 일종으로 정보를 사용자의 컴퓨터가 아닌 인터넷에 연결된 다른 컴퓨터로 처리하는 클라우드 컴퓨팅 서비스를 제공하는 서버일 수 있다. 클라우드 컴퓨팅 서비스는 인터넷 상에 자료를 저장해 두고, 사용자가 필요한 자료나 프로그램을 자신의 컴퓨터에 설치하지 않고도 인터넷 접속을 통해 언제 어디서나 이용할 수 있는 서비스일 수 있으며, 인터넷 상에 저장된 자료들을 간단한 조작 및 클릭으로 쉽게 공유하고 전달할 수 있다. 또한, 클라우드 컴퓨팅 서비스는 인터넷 상의 서버에 단순히 자료를 저장하는 것뿐만 아니라, 별도로 프로그램을 설치하지 않아도 웹에서 제공하는 응용프로그램의 기능을 이용하여 원하는 작업을 수행할 수 있으며, 여러 사람이 동시에 문서를 공유하면서 작업을 진행할 수 있는 서비스일 수 있다. 또한, 클라우드 컴퓨팅 서비스는 IaaS(Infrastructure as a Service), PaaS(Platform as a Service), SaaS(Software as a Service), 가상 머신 기반 클라우드 서버 및 컨테이너 기반 클라우드 서버 중 적어도 하나의 형태로 구현될 수 있다. 즉, 본 발명의 컴퓨팅 장치(100)는 상술한 클라우드 컴퓨팅 서비스 중 적어도 하나의 형태로 구현될 수 있다. 전술한 클라우드 컴퓨팅 서비스의 구체적인 기재는 예시일 뿐, 본 발명의 클라우드 컴퓨팅 환경을 구축하는 임의의 플랫폼을 포함할 수도 있다.According to one embodiment of the present invention, the computing device (100) may be a server providing a cloud computing service. More specifically, the computing device (100) may be a server providing a cloud computing service that processes information with another computer connected to the Internet rather than the user's computer, which is a type of Internet-based computing. The cloud computing service may be a service that stores data on the Internet and allows the user to use the data or programs required by the user anytime and anywhere through an Internet connection without having to install them on their computer, and allows the data stored on the Internet to be easily shared and transmitted with simple manipulation and clicks. In addition, the cloud computing service may be a service that not only simply stores data on a server on the Internet, but also performs desired tasks by utilizing the functions of application programs provided on the Web without having to install a separate program, and allows multiple people to simultaneously share documents and proceed with tasks. In addition, the cloud computing service may be implemented in at least one form among IaaS (Infrastructure as a Service), PaaS (Platform as a Service), SaaS (Software as a Service), a virtual machine-based cloud server, and a container-based cloud server. That is, the computing device (100) of the present invention may be implemented in at least one form among the above-described cloud computing services. The specific description of the cloud computing service described above is only an example, and may include any platform that constructs the cloud computing environment of the present invention.
본 발명의 실시예에 따른 클라이언트 단말(200)은 컴퓨팅 장치(100)와 통신할 수 있는 시스템 내의 임의의 형태의 노드(들)를 의미할 수 있으며, 사용자가 공조 설비 및 공정 설비의 상태를 실시간으로 모니터링하고 이상 징후에 대응하기 위한 인터페이스 역할을 수행한다.A client terminal (200) according to an embodiment of the present invention may mean any type of node(s) within a system capable of communicating with a computing device (100), and serves as an interface for a user to monitor the status of air conditioning equipment and process equipment in real time and respond to abnormal signs.
예를 들어, 클라이언트 단말(200)은 공조 설비 및 공정 설비의 상태 정보를 제공받아 설비의 작동 상태, 이상 징후의 위치 및 원인, 그리고 대응 프로토콜의 진행 상태를 확인할 수 있는 단말일 수 있다. 사용자는 클라이언트 단말(200)을 통해 설비의 작동 설정을 조정하거나, 이상 징후에 대해 추가적인 정보를 입력하거나 요청할 수 있다.For example, the client terminal (200) may be a terminal that can receive status information of air conditioning equipment and process equipment and check the operating status of the equipment, the location and cause of abnormal signs, and the progress status of the response protocol. The user can adjust the operating settings of the equipment or input or request additional information about abnormal signs through the client terminal (200).
또한, 클라이언트 단말(200)은 관리자가 대규모 시설의 설비 상태를 모니터링하거나 제어하기 위해 사용하는 단말일 수 있다. 이 경우, 관리자는 클라이언트 단말(200)을 통해 시설 디지털트윈 모델 상에서 설비 상태를 시각적으로 확인하고, 이상 징후에 대한 대응 프로토콜을 수동으로 실행하거나 수정할 수 있다.In addition, the client terminal (200) may be a terminal used by the manager to monitor or control the equipment status of a large-scale facility. In this case, the manager can visually check the equipment status on the facility digital twin model through the client terminal (200) and manually execute or modify a response protocol for an abnormality.
추가적인 실시예에서, 클라이언트 단말(200)은 유지보수 담당자가 현장에서 사용하는 모바일 단말일 수 있다. 이 경우, 담당자는 클라이언트 단말(200)을 통해 컴퓨팅 장치(100)로부터 제공된 실시간 설비 데이터를 확인하고, 설비 점검 또는 수리에 필요한 정보를 즉시 제공받을 수 있다. 이를 통해 현장에서의 대응 속도와 정확도를 향상시킬 수 있다.In an additional embodiment, the client terminal (200) may be a mobile terminal used by a maintenance worker in the field. In this case, the worker can check real-time facility data provided from the computing device (100) through the client terminal (200) and immediately receive information necessary for facility inspection or repair. This can improve the speed and accuracy of response in the field.
클라이언트 단말(200)은 디스플레이 및 입력 장치를 구비하여, 사용자의 입력을 수신하고 시각적 및 텍스트 기반 정보를 출력할 수 있다. 클라이언트 단말(200)은 PC(personal computer), 노트북(notebook), 모바일 단말기(mobile terminal), 스마트폰(smartphone), 태블릿 PC(tablet PC) 및 웨어러블 디바이스(wearable device) 등 유/무선 네트워크에 접속할 수 있는 모든 종류의 단말을 포함할 수 있다.The client terminal (200) is equipped with a display and an input device, and can receive user input and output visual and text-based information. The client terminal (200) can include all types of terminals that can connect to wired/wireless networks, such as a personal computer (PC), a notebook, a mobile terminal, a smartphone, a tablet PC, and a wearable device.
또한, 클라이언트 단말(200)은 컴퓨팅 장치(100)와의 정보 교환을 지원하기 위해 클라이언트 애플리케이션, API(Application Programming Interface), 또는 플러그-인(Plug-in) 중 적어도 하나에 의해 구현될 수 있다. 클라이언트 단말(200)은 설비 상태에 대한 시각화 데이터를 효율적으로 처리할 수 있도록 최적화된 애플리케이션 소스 및 기능을 포함할 수 있으며, 이를 통해 사용자는 설비의 이상 징후를 직관적으로 파악하고 신속히 대응할 수 있다.In addition, the client terminal (200) may be implemented by at least one of a client application, an API (Application Programming Interface), or a plug-in to support information exchange with the computing device (100). The client terminal (200) may include an application source and function optimized to efficiently process visualization data on the equipment status, thereby allowing the user to intuitively identify abnormal signs of the equipment and respond quickly.
일 실시예에서, 외부 서버(300)는 네트워크(400)를 통해 컴퓨팅 장치(100)와 연결될 수 있으며, 컴퓨팅 장치(100)가 공조 설비 및 공정 설비 모니터링 및 제어 방법을 수행하기 위해 필요한 각종 정보와 데이터를 제공하거나, 해당 방법 수행 과정에서 도출되는 결과 데이터를 저장 및 관리할 수 있다. 예를 들어, 외부 서버(300)는 설비 운영 데이터를 장기적으로 저장하거나, 분석된 이상 징후와 대응 기록을 데이터베이스 형태로 관리하기 위해 컴퓨팅 장치(100)의 외부에 별도로 구비되는 저장 서버일 수 있다.In one embodiment, the external server (300) may be connected to the computing device (100) via a network (400), and may provide various information and data required for the computing device (100) to perform a method for monitoring and controlling air conditioning equipment and process equipment, or may store and manage result data derived during the process of performing the method. For example, the external server (300) may be a storage server separately provided outside the computing device (100) to store facility operation data for a long period of time, or to manage analyzed abnormal signs and response records in the form of a database.
외부 서버(300)는 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 본 발명의 시스템에서 신경망 기반 이상 징후 감지 모델을 학습시키기 위한 학습 데이터, 검증 데이터 및 테스트 데이터를 저장하고 관리하는 역할을 수행할 수 있다. 이러한 데이터는 설비의 작동 상태, 환경 변화, 이상 징후 발생 패턴 등 다양한 데이터를 포함하며, 설비 관리와 관련된 신경망 모델을 개발하고 최적화하는 데 필수적으로 활용된다.The external server (300) can be implemented in various forms, and can perform the role of storing and managing learning data, verification data, and test data for learning a neural network-based abnormality detection model in the system of the present invention. Such data includes various data such as the operating status of the equipment, environmental changes, and abnormality occurrence patterns, and is essentially utilized for developing and optimizing a neural network model related to equipment management.
외부 서버(300)에 저장된 학습 데이터는 공조 설비 및 공정 설비의 정상 상태와 이상 상태를 학습하여 실시간 이상 징후를 정확히 감지할 수 있는 모델을 구축하는 데 사용된다. 검증 데이터는 학습 중인 모델의 성능을 평가하고 조정하는 데 활용되며, 테스트 데이터는 새로운 데이터를 기반으로 모델의 일반화 성능을 확인하는 데 사용될 수 있다. 이를 통해 외부 서버(300)는 본 발명에서 이상 징후 감지 및 대응 자동화 방법의 신뢰성을 높이고, 모델의 성능을 지속적으로 개선하는 데 기여한다.The learning data stored in the external server (300) is used to learn the normal and abnormal states of air conditioning equipment and process equipment and build a model that can accurately detect abnormal signs in real time. The verification data is used to evaluate and adjust the performance of the model being learned, and the test data can be used to check the generalization performance of the model based on new data. Through this, the external server (300) contributes to increasing the reliability of the method for detecting and responding to abnormal signs in the present invention and continuously improving the performance of the model.
또한, 외부 서버(300)는 통합 디지털트윈 모델의 데이터도 저장 및 관리할 수 있다. 설비의 배치와 작동 상태, 환경 데이터를 포함한 3D 모델 정보를 클라이언트 단말(200) 및 컴퓨팅 장치(100)와 교환하며, 시각화 데이터의 업데이트를 위한 백엔드 시스템으로 활용될 수 있다.In addition, the external server (300) can also store and manage data of the integrated digital twin model. It exchanges 3D model information including the layout and operating status of the facility and environmental data with the client terminal (200) and the computing device (100), and can be utilized as a backend system for updating visualization data.
외부 서버(300)는 디지털 기기로서, 랩탑 컴퓨터, 데스크톱 컴퓨터, 클라우드 서버, 웹 서버 등 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 네트워크를 통해 컴퓨팅 장치(100)와 데이터를 상호 교환할 수 있는 모든 장치를 포함한다. 이러한 구성은 대규모 설비 데이터를 효율적으로 관리하고, 공조 설비 및 공정 설비의 이상 징후 감지와 대응의 정확성을 향상시키는 데 기여할 수 있다.The external server (300) is a digital device, and can be implemented in various forms such as a laptop computer, a desktop computer, a cloud server, a web server, etc., and includes all devices that can exchange data with the computing device (100) through a network. This configuration can contribute to efficiently managing large-scale facility data and improving the accuracy of detecting and responding to abnormal signs in air conditioning facilities and process facilities.
도 2는 본 발명의 일 실시예와 관련된 공조 설비 모니터링 및 제어 방법을 수행하는 컴퓨팅 장치의 하드웨어 구성도이다.FIG. 2 is a hardware configuration diagram of a computing device that performs an air conditioning facility monitoring and control method related to one embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예와 공조 설비 모니터링 및 제어 방법을 수행하는 컴퓨팅 장치(100)는 하나 이상의 프로세서(110), 프로세서(110)에 의하여 수행되는 컴퓨터 프로그램(151)을 로드(Load)하는 메모리(120), 버스(130), 통신 인터페이스(140) 및 컴퓨터 프로그램(151)을 저장하는 스토리지(150)를 포함할 수 있다. 여기서, 도 2에는 본 발명의 실시예와 관련 있는 구성요소들만 도시되어 있다. 따라서, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 기술자라면 도 2에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성 요소들이 더 포함될 수 있음을 알 수 있다.Referring to FIG. 2, a computing device (100) that performs one embodiment of the present invention and an air conditioning facility monitoring and control method may include one or more processors (110), a memory (120) that loads a computer program (151) performed by the processor (110), a bus (130), a communication interface (140), and a storage (150) that stores the computer program (151). Here, only components related to the embodiment of the present invention are illustrated in FIG. 2. Therefore, a person skilled in the art to which the present invention pertains may recognize that other general components may be further included in addition to the components illustrated in FIG. 2.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 프로세서(110)는 통상적으로 컴퓨팅 장치(100)의 전반적인 동작을 처리할 수 있다. 프로세서(110)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 메모리(120)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자 또는 클라이언트 단말에게 적정한 정보 또는, 기능을 제공하거나 처리할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the processor (110) can typically process the overall operation of the computing device (100). The processor (110) can process signals, data, information, etc. input or output through the components described above, or can operate an application program stored in the memory (120) to provide or process appropriate information or functions to a user or client terminal.
또한, 프로세서(110)는 본 발명의 실시예들에 따른 방법을 실행하기 위한 적어도 하나의 애플리케이션 또는 프로그램에 대한 연산을 수행할 수 있으며, 컴퓨팅 장치(100)는 하나 이상의 프로세서를 구비할 수 있다.Additionally, the processor (110) may perform operations for at least one application or program for executing a method according to embodiments of the present invention, and the computing device (100) may have one or more processors.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 프로세서(110)는 하나 이상의 코어로 구성될 수 있으며, 컴퓨팅 장치의 중앙 처리 장치(CPU: central processing unit), 범용 그래픽 처리 장치(GPGPU: general purpose graphics processing unit), 텐서 처리 장치(TPU: tensor processing unit) 등의 데이터 분석, 딥러닝을 위한 프로세서를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the processor (110) may be composed of one or more cores and may include a processor for data analysis and deep learning, such as a central processing unit (CPU), a general purpose graphics processing unit (GPGPU), and a tensor processing unit (TPU) of a computing device.
프로세서(110)는 메모리(120)에 저장된 컴퓨터 프로그램을 판독하여 본 발명의 일 실시예에 따른 공조 설비 모니터링 및 제어 방법을 수행할 수 있다.The processor (110) can read a computer program stored in the memory (120) to perform a method for monitoring and controlling air conditioning equipment according to one embodiment of the present invention.
다양한 실시예에서, 프로세서(110)는 프로세서(110) 내부에서 처리되는 신호(또는, 데이터)를 일시적 및/또는 영구적으로 저장하는 램(RAM: Random Access Memory) 및 롬(ROM: Read-Only Memory)을 더 포함할 수 있다. 또한, 프로세서(110)는 그래픽 처리부, 램 및 롬 중 적어도 하나를 포함하는 시스템온칩(SoC: system on chip) 형태로 구현될 수 있다.In various embodiments, the processor (110) may further include a Random Access Memory (RAM) and a Read-Only Memory (ROM) that temporarily and/or permanently store signals (or data) processed within the processor (110). In addition, the processor (110) may be implemented in the form of a system on chip (SoC) that includes at least one of a graphics processing unit, RAM, and ROM.
메모리(120)는 각종 데이터, 명령 및/또는 정보를 저장한다. 메모리(120)는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 방법/동작을 실행하기 위하여 스토리지(150)로부터 컴퓨터 프로그램(151)을 로드할 수 있다. 메모리(120)에 컴퓨터 프로그램(151)이 로드되면, 프로세서(110)는 컴퓨터 프로그램(151)을 구성하는 하나 이상의 인스트럭션들을 실행함으로써 상기 방법/동작을 수행할 수 있다. 메모리(120)는 RAM과 같은 휘발성 메모리로 구현될 수 있을 것이나, 본 개시의 기술적 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.The memory (120) stores various data, commands, and/or information. The memory (120) can load a computer program (151) from the storage (150) to execute a method/operation according to various embodiments of the present invention. When the computer program (151) is loaded into the memory (120), the processor (110) can perform the method/operation by executing one or more instructions constituting the computer program (151). The memory (120) may be implemented as a volatile memory such as RAM, but the technical scope of the present disclosure is not limited thereto.
버스(130)는 컴퓨팅 장치(100)의 구성 요소 간 통신 기능을 제공한다. 버스(130)는 주소 버스(address Bus), 데이터 버스(Data Bus) 및 제어 버스(Control Bus) 등 다양한 형태의 버스로 구현될 수 있다.The bus (130) provides a communication function between components of the computing device (100). The bus (130) may be implemented as various types of buses such as an address bus, a data bus, and a control bus.
통신 인터페이스(140)는 컴퓨팅 장치(100)의 유무선 인터넷 통신을 지원한다. 또한, 통신 인터페이스(140)는 인터넷 통신 외의 다양한 통신 방식을 지원할 수도 있다. 이를 위해, 통신 인터페이스(140)는 본 발명의 기술 분야에 잘 알려진 통신 모듈을 포함하여 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 통신 인터페이스(140)는 생략될 수도 있다.The communication interface (140) supports wired and wireless Internet communication of the computing device (100). In addition, the communication interface (140) may support various communication methods other than Internet communication. To this end, the communication interface (140) may be configured to include a communication module well known in the technical field of the present invention. In some embodiments, the communication interface (140) may be omitted.
스토리지(150)는 컴퓨터 프로그램(151)을 비 일시적으로 저장할 수 있다. 컴퓨팅 장치(100)를 통해 공조 설비 모니터링 및 제어 프로세스를 수행하는 경우, 스토리지(150)는 공조 설비 모니터링 및 제어 프로세스를 제공하기 위하여 필요한 각종 정보를 저장할 수 있다.The storage (150) can temporarily store a computer program (151). When performing an air conditioning facility monitoring and control process through a computing device (100), the storage (150) can store various types of information necessary to provide the air conditioning facility monitoring and control process.
스토리지(150)는 ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), 플래시 메모리 등과 같은 비휘발성 메모리, 하드 디스크, 착탈형 디스크, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 포함하여 구성될 수 있다.Storage (150) may be configured to include nonvolatile memory such as ROM (Read Only Memory), EPROM (Erasable Programmable ROM), EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM), flash memory, a hard disk, a removable disk, or any form of computer-readable recording medium well known in the art to which the present invention pertains.
컴퓨터 프로그램(151)은 메모리(120)에 로드될 때 프로세서(110)로 하여금 본 발명의 다양한 실시예에 따른 방법/동작을 수행하도록 하는 하나 이상의 인스트럭션들을 포함할 수 있다. 즉, 프로세서(110)는 상기 하나 이상의 인스트럭션들을 실행함으로써, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 상기 방법/동작을 수행할 수 있다.The computer program (151) may include one or more instructions that cause the processor (110) to perform a method/operation according to various embodiments of the present invention when loaded into the memory (120). That is, the processor (110) may perform the method/operation according to various embodiments of the present invention by executing the one or more instructions.
일 실시예에서, 컴퓨터 프로그램(151)은 시설 공간의 설계 데이터 및 공조 설비 구성 데이터에 기초하여 시설 공간 및 공조 설비에 대응하는 시설 디지털트윈 모델을 생성하는 단계, 시설 공간 내 구비된 복수의 센서를 통해 시설 내 환경 데이터를 실시간으로 획득하고, 획득된 환경 데이터를 기반으로 시설 디지털트윈 모델을 업데이트하는 단계, 시뮬레이션 분석 알고리즘을 활용하여 온도 변화 및 공기 흐름을 예측하여 상기 시설 공간 내 열적 쾌적성 정보를 산출하는 단계 및 열적 쾌적성 정보에 기초하여 상기 공조 설비를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 단계를 포함하는, 공조 설비 모니터링 및 제어 방법을 수행하도록 하는 하나 이상의 인스트럭션을 포함할 수 있다.In one embodiment, the computer program (151) may include one or more instructions that cause an air conditioning facility monitoring and control method to be performed, including the steps of generating a facility digital twin model corresponding to the facility space and the air conditioning facility based on design data of the facility space and air conditioning facility configuration data, acquiring environmental data within the facility in real time through a plurality of sensors provided within the facility space and updating the facility digital twin model based on the acquired environmental data, predicting temperature changes and air flow using a simulation analysis algorithm to derive thermal comfort information within the facility space, and generating a control signal for controlling the air conditioning facility based on the thermal comfort information.
다른 실시예에서, 컴퓨터 프로그램(151)은 설비에 구비된 센서로부터 설비 상태 데이터를 획득하는 단계, 상기 설비 상태 데이터를 분석하여 설비 가동에 따른 시뮬레이션 데이터를 생성하는 단계, 상기 설비 상태 데이터 및 상기 시뮬레이션 데이터를 기반으로 공정 설비 디지털트윈 모델을 생성하는 단계, 클라이언트 단말의 하드웨어 성능에 기초하여 상기 공정 설비 디지털트윈 모델에 대한 조정을 수행하여 맞춤형 공정 설비 이미지를 생성하는 단계 및 상기 맞춤형 공정 설비 이미지를 사용자 인터페이스를 통해 실시간으로 시각화하여 설비의 상태를 모니터링하거나, 또는 시뮬레이션 결과를 표기하는 단계를 포함하는 3D 데이터 최적화 및 설비 시각화 방법을 수행하도록 하는 하나 이상의 인스트럭션을 포함할 수 있다.In another embodiment, the computer program (151) may include one or more instructions for performing a 3D data optimization and facility visualization method, including the steps of acquiring facility status data from a sensor equipped in the facility, analyzing the facility status data to generate simulation data according to facility operation, generating a process facility digital twin model based on the facility status data and the simulation data, performing adjustments to the process facility digital twin model based on hardware performance of a client terminal to generate a customized process facility image, and visualizing the customized process facility image in real time through a user interface to monitor the facility status or display simulation results.
또 다른 실시예에서, 컴퓨터 프로그램(151)은 시설 공간, 공조 설비 및 공정 설비의 설계 데이터와 초기 운영 데이터에 기초하여 시설 공간, 공조 설비 및 공정 설비의 상태를 시각적으로 표현하는 시설 디지털트윈 모델을 생성하는 단계, 상기 시설 공간, 상기 공조 설비 및 상기 공정 설비 각각에 구비된 복수의 센서를 통해 실시간 환경 데이터 및 설비 상태 데이터를 획득하는 단계, 인공지능 기반 이상 징후 감지 모델을 활용하여 상기 획득된 환경 데이터 및 설비 상태 데이터를 분석하여 이상 징후를 감지하는 단계 및 상기 감지된 이상 징후를 통합 디지털트윈 모델에 반영하여, 이상 징후의 위치, 종류, 원인 및 영향을 시각적으로 표현하고, 사용자 인터페이스를 통해 해당 정보를 제공하는 단계 및 상기 이상 징후의 종류 및 영향을 기반으로 사전 정의된 대응 프로토콜을 실행하는 단계를 포함하는, AI 기반 공정 설비 이상 징후 감지 및 대응 자동화 방법을 수행하도록 하는 하나 이상의 인스트럭션을 포함할 수 있다.In another embodiment, the computer program (151) may include one or more instructions that cause an AI-based process facility abnormality detection and response automation method to be performed, including the steps of: generating a facility digital twin model visually representing the status of the facility space, the air conditioning facility, and the process facility based on design data and initial operation data of the facility space, the air conditioning facility, and the process facility; acquiring real-time environmental data and facility status data through a plurality of sensors provided in each of the facility space, the air conditioning facility, and the process facility; analyzing the acquired environmental data and facility status data using an AI-based abnormality detection model to detect an abnormality; and reflecting the detected abnormality into the integrated digital twin model, visually representing the location, type, cause, and impact of the abnormality, and providing the corresponding information through a user interface; and executing a predefined response protocol based on the type and impact of the abnormality.
본 발명의 실시예와 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어로 직접 구현되거나, 하드웨어에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로 구현되거나, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), 플래시 메모리(Flash Memory), 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 컴퓨터 판독가능 기록매체에 상주할 수도 있다.The steps of a method or algorithm described in connection with the embodiments of the present invention may be implemented directly in hardware, implemented in a software module executed by hardware, or implemented by a combination of these. The software module may reside in a Random Access Memory (RAM), a Read Only Memory (ROM), an Erasable Programmable ROM (EPROM), an Electrically Erasable Programmable ROM (EEPROM), a Flash Memory, a hard disk, a removable disk, a CD-ROM, or any other form of computer-readable recording medium well known in the art to which the present invention pertains.
본 발명의 구성 요소들은 하드웨어인 컴퓨터와 결합되어 실행되기 위해 프로그램(또는 애플리케이션)으로 구현되어 매체에 저장될 수 있다. 본 발명의 구성 요소들은 소프트웨어 프로그래밍 또는 소프트웨어 요소들로 실행될 수 있으며, 이와 유사하게, 실시 예는 데이터 구조, 프로세스들, 루틴들 또는 다른 프로그래밍 구성들의 조합으로 구현되는 다양한 알고리즘을 포함하여, C, C++, 자바(Java), 어셈블러(assembler) 등과 같은 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능적인 측면들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다.The components of the present invention may be implemented as a program (or application) to be executed by being combined with a computer as hardware and stored on a medium. The components of the present invention may be executed as software programming or software elements, and similarly, the embodiments may be implemented in a programming or scripting language such as C, C++, Java, assembler, etc., including various algorithms implemented as a combination of data structures, processes, routines, or other programming elements. Functional aspects may be implemented as algorithms that are executed on one or more processors.
도 3은 본 발명의 일 실시예와 관련된 공조 설비 모니터링 및 제어 방법을 예시적으로 나타낸 순서도를 도시한다. 도 3에 도시된 단계들은 필요에 의해 순서가 변경될 수 있으며, 적어도 하나의 단계가 생략 또는 추가될 수 있다. 도 3의 단계들은 본 발명의 일 실시예에 불과할 뿐, 본 발명의 권리 범위는 이에 제한되지 않는다.FIG. 3 is a flow chart illustrating an exemplary method for monitoring and controlling air conditioning equipment related to one embodiment of the present invention. The steps illustrated in FIG. 3 may be changed in order as necessary, and at least one step may be omitted or added. The steps illustrated in FIG. 3 are merely one embodiment of the present invention, and the scope of the rights of the present invention is not limited thereto.
본 발명에서 시설 공간이란, 공조 설비와 공정 설비가 설치되어 운영되는 물리적 공간을 의미하며, 이러한 공간은 온도, 습도, 공기 흐름 등 환경 조건의 제어가 필요한 영역을 포함할 수 있다. 예를 들어, 데이터 센터, 제조 공장, 사무 공간, 병원 또는 기타 대규모 건축물 내 특정 구역이 이에 해당될 수 있다. 시설 공간은 각 공간의 특성에 따라 공조 설비 및 공정 설비와 상호작용하며, 실시간 데이터 분석을 통해 환경 조건을 최적화하고 이상 징후를 감지할 수 있다.In the present invention, the facility space refers to a physical space where air conditioning equipment and process equipment are installed and operated, and such space may include an area where environmental conditions such as temperature, humidity, and air flow need to be controlled. For example, this may be a data center, a manufacturing plant, an office space, a hospital, or a specific area within other large-scale buildings. The facility space interacts with air conditioning equipment and process equipment according to the characteristics of each space, and can optimize environmental conditions and detect abnormal signs through real-time data analysis.
또한, 공조 설비는 시설 공간 내 환경 조건을 유지 및 제어하기 위한 장치들로, 냉방기, 난방기, 공기 조화기, 환기 팬, 가습기 및 제습기 등을 포함할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 일 예로, 공조 설비는 센서를 통해 환경 데이터를 기반으로 작동 상태를 조정하여 최적의 환경 조건을 제공할 수 있다. 본 발명에서 공조 설비는 이상 징후가 발생할 경우, 해당 설비의 작동 상태를 자동으로 조정하거나 비상 프로토콜을 실행함으로써 시스템 안정성을 유지하도록 동작할 수 있다.In addition, air conditioning equipment is a device for maintaining and controlling environmental conditions within a facility space, and may include, but is not limited to, air conditioners, heaters, air conditioners, ventilation fans, humidifiers, and dehumidifiers. For example, air conditioning equipment can adjust its operating status based on environmental data through sensors to provide optimal environmental conditions. In the present invention, when an abnormality occurs, the air conditioning equipment can operate to maintain system stability by automatically adjusting the operating status of the equipment or executing an emergency protocol.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 공조 설비 모니터링 및 제어 방법은, 시설 공간의 설계 데이터 및 공조 설비 구성 데이터에 기초하여 시설 공간 및 공조 설비에 대응하는 시설 디지털트윈 모델을 생성하는 단계(S110)를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, a method for monitoring and controlling air conditioning equipment may include a step (S110) of generating a facility digital twin model corresponding to a facility space and air conditioning equipment based on design data of the facility space and air conditioning equipment configuration data.
구체적으로, 컴퓨팅 장치(100)는 시설 공간에 대응하는 설계 데이터를 기반으로 공간의 배치 구조, 크기, 벽면, 천장 및 바닥 등의 물리적 특성을 정의하고, 공조 설비 구성 데이터를 기반으로 공조 설비의 위치, 연결 상태 및 작동 특성을 모델링하여 통합된 3차원 가상 환경을 생성할 수 있다. 이 과정에서, 각 설비의 기하학적 구조와 시뮬레이션 데이터가 결합되어 설비의 실제 작동 상태를 반영할 수 있는 모델이 생성될 수 있다.Specifically, the computing device (100) can define physical characteristics of the space, such as the layout structure, size, walls, ceiling, and floor, based on design data corresponding to the facility space, and model the location, connection status, and operating characteristics of the air conditioning equipment based on the air conditioning equipment configuration data to create an integrated three-dimensional virtual environment. In this process, the geometric structure of each facility and simulation data can be combined to create a model that can reflect the actual operating status of the facility.
예를 들어, 공조 설비의 구성 데이터에는 냉방기, 난방기 및 공기 조화기 등의 물리적 크기와 배치 정보뿐만 아니라, 가동 방향, 출력 수준, 그리고 공기 흐름 시뮬레이션 결과가 포함될 수 있다. 이러한 데이터는 3D 모델링 소프트웨어 또는 그래픽 엔진을 통해 통합되며, 시설 디지털트윈 모델은 설비 간의 상호작용 및 공간 내 환경 조건의 변화를 시각적으로 표현할 수 있도록 구현될 수 있다.For example, configuration data for air conditioning equipment may include physical size and layout information for air conditioners, heaters, and air conditioners, as well as their operating directions, output levels, and airflow simulation results. These data can be integrated through 3D modeling software or graphics engines, and a facility digital twin model can be implemented to visually represent interactions between equipment and changes in environmental conditions within the space.
일 실시예에서, 시설 디지털트윈 모델은, 시설 공간의 물리적 구조 및 배치에 관한 건축물 모델 및 공조 설비의 구성 요소와 작동 특성에 관한 공조 설비 디지털트윈 모델을 포함할 수 있다.In one embodiment, a facility digital twin model may include a building model relating to the physical structure and layout of the facility space and a HVAC digital twin model relating to the components and operational characteristics of the HVAC equipment.
구체적으로, 컴퓨팅 장치(100)는 건축물 모델과 공조 설비 디지털트윈 모델을 통합하여 시설 디지털트윈 모델을 생성할 수 있다. 건축물 모델은 설계 데이터에 기초하여 시설 공간의 벽체, 바닥, 천장 및 개구부(예: 창문, 문)의 물리적 특성과 배치를 모델링하며, 공간의 볼륨 및 활용 가능 면적을 시각적으로 표현할 수 있다. 또한, 공조 설비 디지털트윈 모델은 공조 설비 구성 데이터에 기초하여 냉방기, 난방기, 공기 순환기와 같은 설비의 물리적 구성과 가동 상태를 모델링할 수 있다.Specifically, the computing device (100) can generate a facility digital twin model by integrating a building model and an air conditioning facility digital twin model. The building model models the physical characteristics and layout of walls, floors, ceilings, and openings (e.g., windows, doors) of a facility space based on design data, and can visually express the volume and usable area of the space. In addition, the air conditioning facility digital twin model can model the physical configuration and operating status of facilities such as air conditioners, heaters, and air circulators based on air conditioning facility configuration data.
이러한 두 모델은 개별적으로 생성된 후, 컴퓨팅 장치(100)에 의해 연계 및 통합되어 시설 디지털트윈 모델로 구성될 수 있다. 통합된 모델은 설비가 설치된 위치와 작동 상태가 건축물 내 공간 구조와 상호작용하는 방식을 시뮬레이션하고, 공조 설비의 가동이 공간 내 환경 조건(예: 온도, 습도, 공기 흐름)에 미치는 영향을 시각적으로 나타낼 수 있다.These two models can be generated separately and then linked and integrated by a computing device (100) to form a facility digital twin model. The integrated model can simulate how the location and operating status of the equipment interact with the spatial structure within the building, and can visually represent the impact of the operation of the HVAC equipment on the environmental conditions within the space (e.g., temperature, humidity, air flow).
일 예로, 특정 층의 공조 설비 디지털트윈 모델이 가동 중인 경우, 시설 디지털트윈 모델은 해당 층의 건축물 모델과 연계하여 온도 분포와 공기 흐름 경로를 시뮬레이션하여 데이터를 3D 시각화로 제공할 수 있다. 이를 통해 시설 관리자는 설비의 가동 상태와 공간 내 환경 조건의 변화를 실시간으로 모니터링하고, 효율적인 설비 제어 전략을 수립할 수 있다.For example, if a digital twin model of an air conditioning facility on a specific floor is in operation, the facility digital twin model can simulate temperature distribution and airflow paths by linking it to the building model of that floor and provide data in 3D visualization. This allows facility managers to monitor the operating status of the facility and changes in environmental conditions within the space in real time and establish efficient facility control strategies.
또한, 실시예에서 시설 디지털트윈 모델은 이상 징후 감지 및 대응에도 활용될 수 있다. 예컨대, 특정 설비의 비정상적인 작동이 감지된 경우, 해당 설비의 공조 설비 디지털트윈 모델에서 발생한 데이터는 시설 디지털트윈 모델에 반영되어, 건축물 모델 상에서 문제가 발생한 공간 및 설비를 시각적으로 강조할 수 있다. 이를 통해 이상 징후의 원인 분석과 대응이 보다 신속하고 정확하게 이루어질 수 있다.In addition, in the embodiment, the facility digital twin model can also be used for detecting and responding to abnormal signs. For example, when abnormal operation of a specific facility is detected, data generated from the air conditioning facility digital twin model of the facility is reflected in the facility digital twin model, so that the space and facility where the problem occurred can be visually highlighted in the building model. Through this, cause analysis and response to abnormal signs can be performed more quickly and accurately.
실시예에서, 시설 디지털트윈 모델은 실시간 데이터를 반영하여 업데이트가 가능하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 센서로부터 수집되는 실시간 환경 데이터(예: 온도, 습도, 공기 흐름) 및 설비 상태 데이터(예: 가동 여부, 출력 수준)가 3D 모델에 동적으로 적용되어 설비의 상태 변화와 공간 내 환경 조건의 변화를 시각적으로 표시할 수 있다.In an embodiment, the facility digital twin model can be configured to be updated to reflect real-time data. To this end, real-time environmental data collected from sensors (e.g., temperature, humidity, air flow) and facility status data (e.g., operation status, output level) can be dynamically applied to the 3D model to visually display changes in the facility status and changes in environmental conditions within the space.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 공조 설비 모니터링 및 제어 방법은, 상기 시설 공간 내 구비된 복수의 센서를 통해 시설 내 환경 데이터를 실시간으로 획득하고, 획득된 환경 데이터를 기반으로 시설 디지털트윈 모델을 업데이트하는 단계(S120)를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, a method for monitoring and controlling air conditioning equipment may include a step (S120) of acquiring environmental data within a facility in real time through a plurality of sensors provided within the facility space, and updating a facility digital twin model based on the acquired environmental data.
컴퓨팅 장치(100)는 센서로부터 획득된 환경 데이터를 처리하고, 해당 데이터를 시설 디지털트윈 모델에 반영하여 실시간으로 갱신된 상태를 제공할 수 있다.The computing device (100) can process environmental data acquired from a sensor and reflect the data in a facility digital twin model to provide updated status in real time.
구체적으로, 컴퓨팅 장치(100)는 센서로부터 전송된 온도, 습도, 공기 흐름 및 설비 상태 데이터를 분석하여, 공간 내 환경 조건과 공조 설비의 작동 상태를 평가할 수 있다. 이러한 분석 결과는 시설 디지털트윈 모델의 각 설비 및 공간 구성 요소에 실시간으로 반영되어, 사용자에게 직관적인 시각적 정보를 제공할 수 있다.Specifically, the computing device (100) can analyze temperature, humidity, air flow, and facility status data transmitted from the sensor to evaluate the environmental conditions within the space and the operating status of the air conditioning facility. The results of this analysis can be reflected in real time to each facility and space component of the facility digital twin model, thereby providing intuitive visual information to the user.
일 실시예에 따르면, 복수의 센서는, 시설 공간 내 복수 개의 섹션 각각에 구비되어 온도, 습도 및 공기 흐름에 대한 정보를 포함하는 센싱 데이터를 획득하는 환경 센서 모듈 및 공조 설비의 가동 유무, 동작 방향 및 출력 수준을 포함하는 설비 데이터를 모니터링 하는 설비 상태 센서 모듈을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the plurality of sensors may include an environmental sensor module that is provided in each of a plurality of sections within the facility space and obtains sensing data including information on temperature, humidity, and air flow, and a facility status sensor module that monitors facility data including whether air conditioning equipment is operating, its operating direction, and its output level.
환경 센서 모듈은 시설 공간 내 각 섹션의 환경 조건을 실시간으로 감지하기 위한 센서를 포함하며, 온도 센서, 습도 센서, 그리고 공기 흐름 센서 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 실시예에서, 환경 센서 모듈은 센싱 데이터를 실시간으로 수집하고, 이를 컴퓨팅 장치(100)로 전송하여 공간 내 환경 조건의 변화를 분석하고 시각적으로 반영할 수 있도록 지원할 수 있다. 예를 들어, 특정 구역에서 온도 상승이 감지될 경우, 환경 센서 모듈은 해당 센싱 데이터를 컴퓨팅 장치(100)로 전송하여 공간 내 환경 변화를 시설 디지털트윈 모델에 반영하도록 할 수 있다.The environmental sensor module includes a sensor for detecting environmental conditions of each section within the facility space in real time, and may include, but is not limited to, a temperature sensor, a humidity sensor, and an airflow sensor. In an embodiment, the environmental sensor module may collect sensing data in real time and transmit the same to a computing device (100) to support analysis and visual reflection of changes in environmental conditions within the space. For example, when a temperature rise is detected in a specific area, the environmental sensor module may transmit the corresponding sensing data to the computing device (100) to reflect the environmental change within the space in the facility digital twin model.
또한, 설비 상태 센서 모듈은 공조 설비의 작동 상태를 모니터링하기 위한 센서를 포함하며, 설비의 가동 여부를 확인하는 작동 센서, 동작 방향을 측정하는 방향 센서, 그리고 출력 수준을 감지하는 출력 센서를 포함할 수 있다. 설비 상태 센서 모듈은 공조 설비의 작동 정보를 실시간으로 수집하여 컴퓨팅 장치(100)로 전달하며, 이를 기반으로 공조 설비의 상태 변화와 이상 징후를 감지하도록 할 수 있다. 예를 들어, 특정 공조 설비의 출력 수준이 비정상적으로 낮아졌거나, 동작 방향이 설정값과 다르게 작동하는 경우, 설비 상태 센서 모듈은 해당 데이터를 수집하여 컴퓨팅 장치(100)에 전달할 수 있으며, 컴퓨팅 장치(100)는 시설 디지털트윈 모델 상에서 이상 상태를 시각적으로 강조 표시할 수 있다.In addition, the facility status sensor module includes a sensor for monitoring the operating status of the air conditioning facility, and may include an operating sensor for checking whether the facility is operating, a direction sensor for measuring the operating direction, and an output sensor for detecting the output level. The facility status sensor module collects operating information of the air conditioning facility in real time and transmits it to a computing device (100), and can detect status changes and abnormal signs of the air conditioning facility based on the collected information. For example, when the output level of a specific air conditioning facility is abnormally low or the operating direction is operated differently from the set value, the facility status sensor module can collect the corresponding data and transmit it to the computing device (100), and the computing device (100) can visually highlight the abnormal status on the facility digital twin model.
구체적인 실시예에 따르면, 시설 공간 내 구비된 복수의 센서를 통해 시설 내 환경 데이터를 실시간으로 획득하고, 획득된 환경 데이터를 기반으로 상기 시설 디지털트윈 모델을 업데이트하는 단계는, 시설 공간의 설계 데이터 및 공조 설비 구성 데이터를 기반으로 시설 공간의 물리적 특성을 정의하는 단계, 공조 설비의 구성 요소 및 작동 특성을 모델링하여 시뮬레이션을 위한 학습 데이터를 생성하는 단계 및 생성된 상기 학습 데이터를 활용하여 건축물 모델 및 공조 설비 디지털트윈 모델을 포함하는 시설 디지털트윈 모델을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.According to a specific embodiment, the step of acquiring environmental data within a facility in real time through a plurality of sensors installed within the facility space and updating the facility digital twin model based on the acquired environmental data may include the step of defining physical characteristics of the facility space based on design data of the facility space and air conditioning facility configuration data, the step of modeling components and operating characteristics of the air conditioning facility to generate learning data for simulation, and the step of utilizing the generated learning data to generate a facility digital twin model including a building model and an air conditioning facility digital twin model.
보다 자세히 설명하면, 컴퓨팅 장치(100)는 시설 공간의 설계 데이터를 분석하여 각 공간의 크기, 구조 및 개구부(예: 창문, 문 등)와 같은 물리적 특성을 정의하고, 공조 설비 구성 데이터를 기반으로 설비의 위치, 연결 구조 및 작동 범위를 설정할 수 있디. 이 과정에서 시설 공간의 배치와 공조 설비의 상호작용을 시각화하기 위한 초기 3D 모델이 생성되게 된다.To explain in more detail, the computing device (100) can analyze the design data of the facility space to define physical characteristics such as the size, structure, and openings (e.g., windows, doors, etc.) of each space, and set the location, connection structure, and operating range of the facility based on the air conditioning facility configuration data. In this process, an initial 3D model is created to visualize the layout of the facility space and the interaction of the air conditioning facility.
예를 들어, 특정 공간에 설치된 공조 설비의 구성 요소가 냉방기, 난방기 및 환기 시스템으로 이루어진 경우, 컴퓨팅 장치(100)는 이들 설비의 작동 특성(예: 출력, 가동 방향, 에너지 소비량 등)을 모델링하여 학습 데이터를 생성할 수 있다. 학습 데이터는 설비의 작동 상태가 환경 조건에 미치는 영향을 시뮬레이션하기 위해 사용되며, 공간 내 온도 분포, 공기 흐름 패턴 및 습도 변화를 정확히 예측할 수 있는 기반을 제공할 수 있다.For example, if the components of an air conditioning facility installed in a specific space are composed of a cooling unit, a heating unit, and a ventilation system, the computing device (100) can model the operating characteristics (e.g., output, operating direction, energy consumption, etc.) of these facilities to generate learning data. The learning data is used to simulate the impact of the operating state of the facility on environmental conditions, and can provide a basis for accurately predicting temperature distribution, airflow patterns, and humidity changes in the space.
컴퓨팅 장치(100)는 생성된 학습 데이터를 활용하여 시설 공간 및 공조 설비를 포함하는 시설 디지털트윈 모델을 업데이트할 수 있다. 예를 들어, 특정 구역에서 온도가 설정 범위를 초과한 경우, 센서로부터 실시간 데이터를 수신한 컴퓨팅 장치(100)는 해당 데이터를 3D 모델에 반영하여 문제 구역을 강조 표시할 수 있다. 이와 함께, 공조 설비의 작동 상태를 모델 상에서 시각적으로 표현하여 사용자가 설비와 공간의 상태를 직관적으로 이해할 수 있도록 한다.The computing device (100) can update the facility digital twin model including the facility space and air conditioning equipment by utilizing the generated learning data. For example, if the temperature in a specific area exceeds a set range, the computing device (100) that receives real-time data from the sensor can reflect the data in the 3D model to highlight the problem area. In addition, the operating status of the air conditioning equipment is visually expressed on the model so that the user can intuitively understand the status of the equipment and space.
다양한 실시예에서, 컴퓨팅 장치(100)는 실시간 데이터의 정확성과 신뢰성을 유지하기 위해, 센서 데이터를 검증하고 분석하여 이상치(outlier)나 오류 데이터를 제거하는 과정을 포함할 수 있다. 이를 통해, 시설 디지털트윈 모델은 시설 공간 및 공조 설비의 실제 상태를 정확히 반영하며, 이후 단계에서 이상 징후 감지 및 대응을 위한 기초 정보를 제공할 수 있다.In various embodiments, the computing device (100) may include a process of verifying and analyzing sensor data to remove outliers or erroneous data in order to maintain the accuracy and reliability of real-time data. Through this, the facility digital twin model accurately reflects the actual state of the facility space and air conditioning equipment, and can provide basic information for detecting and responding to abnormal signs at a later stage.
또한, 실시예에서, 컴퓨팅 장치(100)는 센서로부터 획득된 실시간 데이터를 처리하여 시설 공간 및 공조 설비의 상태를 반영하도록 시설 디지털트윈 모델을 업데이트할 수 있다.Additionally, in an embodiment, the computing device (100) may process real-time data acquired from sensors to update the facility digital twin model to reflect the status of the facility space and air conditioning equipment.
구체적인 실시예에서, 시설 공간 내 구비된 복수의 센서를 통해 시설 내 환경 데이터를 실시간으로 획득하고, 획득된 환경 데이터를 기반으로 상기 시설 디지털트윈 모델을 업데이트하는 단계는, 복수의 센서로부터 획득된 실시간 환경 데이터를 기반으로 공조 설비 및 시설 공간 내의 온도, 습도 및 공기 흐름을 변화를 반영하여 시설 디지털트윈 모델을 실시간으로 갱신하는 단계, 환경 데이터 및 설비 데이터를 분석하여 공조 설비의 작동 상태 및 환경 변화를 시뮬레이션하고, 해당 시뮬레이션 결과에서 의미 있는 이벤트를 식별하여 학습 데이터에 추가하는 단계, 갱신된 환경 데이터를 기존 누적 데이터와 비교 분석하여 공조 설비의 동작 패턴과 환경 변화에 대한 예측 결과를 업데이트하는 단계 및 업데이트된 학습 데이터에 기초하여 시설 디지털트윈 모델에 공조 설비의 작동 상태와 환경 변화를 시각적으로 반영하여 사용자 인터페이스를 통해 표시할 것을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.In a specific embodiment, the step of acquiring environmental data within a facility in real time through a plurality of sensors installed within the facility space and updating the facility digital twin model based on the acquired environmental data may include a step of reflecting changes in temperature, humidity, and air flow within the air conditioning facility and the facility space based on the real-time environmental data acquired from the plurality of sensors and updating the facility digital twin model in real time, a step of analyzing the environmental data and the facility data to simulate the operating status and environmental changes of the air conditioning facility and identifying meaningful events from the simulation results and adding them to learning data, a step of comparing and analyzing the updated environmental data with existing accumulated data and updating a prediction result for the operating pattern and environmental changes of the air conditioning facility, and a step of determining to visually reflect the operating status and environmental changes of the air conditioning facility in the facility digital twin model based on the updated learning data and displaying them through a user interface.
보다 구체적으로, 컴퓨팅 장치(100)는 복수의 센서로부터 수집된 실시간 데이터를 처리하여, 각 센서가 측정한 온도, 습도, 공기 흐름 데이터 등을 분석하고, 분석된 데이터를 기반으로 시설 디지털트윈 모델의 각 구역을 실시간으로 업데이트할 수 있다. 예를 들어, 특정 구역의 온도가 설정 기준인 25°C를 초과하여 30°C로 상승한 경우, 컴퓨팅 장치(100)는 해당 구역의 3D 모델을 시각적으로 강조하여 사용자에게 경고를 표시할 수 있다. 일 예로, 강조 표시에는 색상 변화(예: 붉은색으로 표시)나 깜박이는 애니메이션이 포함될 수 있다. 또한, 특정 구역에서 습도가 급격히 증가하거나 공기 흐름이 정체되는 경우, 컴퓨팅 장치(100)는 해당 데이터를 기반으로 공조 설비의 출력 수준 조정이 필요한 구역을 실시간으로 업데이트할 수 있다.More specifically, the computing device (100) may process real-time data collected from a plurality of sensors, analyze temperature, humidity, airflow data, etc. measured by each sensor, and update each zone of the facility digital twin model in real time based on the analyzed data. For example, if the temperature of a specific zone exceeds the set standard of 25°C and rises to 30°C, the computing device (100) may visually highlight a 3D model of the zone to warn the user. For example, the highlighting may include a color change (e.g., displaying in red) or a blinking animation. In addition, if the humidity increases rapidly or the airflow stagnates in a specific zone, the computing device (100) may update in real time the zone that requires an output level adjustment of the air conditioning equipment based on the data.
환경 데이터 및 설비 데이터를 분석하여 공조 설비의 작동 상태 및 환경 변화를 시뮬레이션하고, 의미 있는 이벤트를 식별하는 단계에서는, 컴퓨팅 장치(100)가 수집된 데이터를 패턴 분석 알고리즘을 통해 처리할 수 있다. 예를 들어, 공조 설비의 출력 수준이 주기적으로 감소하거나 특정 시간대에 설비가 예상치 못하게 정지하는 패턴을 감지할 수 있다. 이러한 비정상적인 동작이 발견되면, 컴퓨팅 장치(100)는 이를 '의미 있는 이벤트'로 식별하고, 학습 데이터에 해당 이벤트를 추가하여 향후 시뮬레이션 및 예측 정확도를 향상시킬 수 있다. 예컨대, 특정 구역에서 지속적으로 높은 습도가 감지되는 경우, 해당 구역의 환기 성능을 강화하는 설정이 필요하다는 것을 자동으로 학습할 수 있다.In the step of analyzing environmental data and facility data to simulate the operating status and environmental changes of air conditioning equipment and identifying meaningful events, the computing device (100) can process the collected data through a pattern analysis algorithm. For example, a pattern in which the output level of the air conditioning equipment periodically decreases or the equipment unexpectedly stops at a specific time can be detected. If such an abnormal behavior is found, the computing device (100) can identify it as a 'meaningful event' and add the event to the learning data to improve the accuracy of future simulations and predictions. For example, if high humidity is continuously detected in a specific area, it can automatically learn that a setting is needed to enhance the ventilation performance of the area.
갱신된 환경 데이터를 기존 누적 데이터와 비교하여 공조 설비의 동작 패턴 및 환경 변화에 대한 예측 결과를 업데이트하는 단계에서는, 컴퓨팅 장치(100)가 실시간 데이터와 기존 데이터 간의 차이를 분석하여 설비의 효율성을 평가할 수 있다. 예를 들어, 공조 설비의 에너지 소비 패턴과 해당 설비가 환경 조건에 미친 영향을 비교하여, 특정 구역에서 비효율적으로 작동하는 설비를 식별할 수 있다. 이 과정에서, 머신 러닝 모델을 활용하여 과거 데이터를 학습하고, 미래의 설비 상태와 환경 변화를 예측하는 데 활용할 수 있다. 예를 들어, 특정 설비가 동작 시 공기 흐름이 충분히 발생하지 않는다면, 이는 필터 교체나 설비 점검이 필요함을 시사할 수 있다.In the step of updating the prediction results for the operation pattern of the air conditioning equipment and environmental changes by comparing the updated environmental data with the existing accumulated data, the computing device (100) can analyze the difference between the real-time data and the existing data to evaluate the efficiency of the equipment. For example, by comparing the energy consumption pattern of the air conditioning equipment and the impact of the equipment on environmental conditions, equipment that operates inefficiently in a specific area can be identified. In this process, a machine learning model can be utilized to learn past data and be utilized to predict future equipment status and environmental changes. For example, if a specific equipment does not generate sufficient airflow when operating, this may indicate that a filter replacement or equipment inspection is necessary.
업데이트된 학습 데이터를 기반으로 시설 디지털트윈 모델에 공조 설비의 작동 상태와 환경 변화를 시각적으로 반영하여 사용자 인터페이스를 통해 표시하는 단계에서는, 컴퓨팅 장치(100)가 실시간 데이터를 시각적 요소로 변환하여 사용자에게 직관적인 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 특정 구역에서 발생한 이상 징후는 3D 모델 상에서 해당 구역을 확대하여 표시하거나, 설비의 작동 상태를 그래픽 요소(예: 동작 중인 팬 애니메이션)로 표현할 수 있다. 또한, 온도, 습도, 공기 흐름 등의 데이터를 대시보드 형태로 제공하여 사용자가 설비 상태를 종합적으로 모니터링할 수 있게 한다. 사용자는 이러한 정보를 통해 이상 징후의 원인을 빠르게 파악하고 적절한 대응을 수행할 수 있다.In the step of visually reflecting the operating status and environmental changes of the air conditioning equipment in the facility digital twin model based on the updated learning data and displaying them through the user interface, the computing device (100) can convert real-time data into visual elements to provide intuitive information to the user. For example, an abnormality occurring in a specific area can be displayed by enlarging the area on a 3D model, or the operating status of the equipment can be expressed as a graphic element (e.g., an animation of a fan in operation). In addition, data such as temperature, humidity, and air flow can be provided in the form of a dashboard so that the user can comprehensively monitor the equipment status. Through this information, the user can quickly identify the cause of the abnormality and take appropriate measures.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 공조 설비 모니터링 및 제어 방법은, 시뮬레이션 분석 알고리즘을 활용하여 온도 변화 및 공기 흐름을 예측하여 시설 공간 내 열적 쾌적성 정보를 산출하는 단계(S130)를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, a method for monitoring and controlling air conditioning equipment may include a step (S130) of predicting temperature changes and air flow using a simulation analysis algorithm to derive thermal comfort information within a facility space.
일 실시예에서, 시뮬레이션 분석 알고리즘을 활용하여 온도 변화 및 공기 흐름을 예측하여 시설 공간 내 열적 쾌적성 정보를 산출하는 단계는, 시설 공간 및 공조 설비의 물리적 특성에 기반하여 공기 흐름 및 열 전달 시뮬레이션을 수행하기 위한 초기 조건을 설정하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, the step of predicting temperature changes and airflow using a simulation analysis algorithm to derive thermal comfort information within a facility space may include the step of setting initial conditions for performing airflow and heat transfer simulations based on physical characteristics of the facility space and air conditioning equipment.
구체적으로, 컴퓨팅 장치(100)는 시설 공간과 공조 설비의 물리적 특성을 분석하여 초기 조건을 설정하는 과정을 수행할 수 있다. 이 과정에서 컴퓨팅 장치(100)는 시설 공간의 구조적 데이터를 기반으로 공간의 크기, 형상, 벽체 및 천장과 같은 물리적 경계 조건을 정의할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 장치(100)는 공간의 길이, 폭, 높이 정보를 수집하고, 개구부(예: 창문, 문)의 위치를 반영하여 공기 흐름 경로를 시뮬레이션하기 위한 정확한 경계 조건을 설정할 수 있다. 이러한 데이터는 공기 순환 및 열 전달 경로를 계산하는 데 필수적인 입력값으로 사용될 수 있다.Specifically, the computing device (100) can perform a process of setting initial conditions by analyzing the physical characteristics of the facility space and air conditioning equipment. In this process, the computing device (100) can define physical boundary conditions such as the size, shape, walls, and ceiling of the space based on the structural data of the facility space. For example, the computing device (100) can collect information on the length, width, and height of the space, and set accurate boundary conditions for simulating the air flow path by reflecting the location of the opening (e.g., window, door). Such data can be used as essential input values for calculating the air circulation and heat transfer path.
또한, 컴퓨팅 장치(100)는 공조 설비의 배치와 작동 특성을 분석하여 초기 조건에 반영할 수 있다. 설비의 위치, 출력 수준, 작동 방향과 같은 정보는 공기 흐름의 속도와 방향을 결정하는 주요 요소일 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 장치(100)는 설비가 벽 근처에 설치된 경우, 벽에서 반사되는 공기의 흐름과 열 분포에 대한 영향을 계산하여 초기 조건을 설정할 수 있다.In addition, the computing device (100) can analyze the layout and operating characteristics of the air conditioning equipment and reflect them in the initial conditions. Information such as the location, output level, and operating direction of the equipment can be key factors in determining the speed and direction of the air flow. For example, if the equipment is installed near a wall, the computing device (100) can calculate the influence of the air flow and heat distribution reflected from the wall to set the initial conditions.
또한 실시예에서, 컴퓨팅 장치(100)는 외부 환경 조건을 초기 조건에 포함시킬 수 있다. 외부 온도, 습도, 바람의 방향과 속도와 같은 변수는 내부 환경에 영향을 미치므로 시뮬레이션의 정확성을 높이기 위해 고려될 수 있다. 예를 들어, 외부 온도가 낮은 겨울철 조건에서는 벽체를 통한 열 손실이 증가할 가능성을 반영하여 초기 조건을 보정할 수 있다.In addition, in an embodiment, the computing device (100) may include external environmental conditions in the initial conditions. Variables such as external temperature, humidity, wind direction and speed may be considered to increase the accuracy of the simulation as they affect the internal environment. For example, in winter conditions with low external temperatures, the initial conditions may be adjusted to reflect the possibility of increased heat loss through the walls.
또한, 실시예에서. 컴퓨팅 장치는 내부 열원과 열 부하 데이터를 분석하여 초기 조건을 생성 및 정의할 수 있다. 전자기기, 조명, 인원 수와 같은 요소는 공간 내 특정 구역의 열적 부하를 증가시키며, 이는 공기 흐름과 온도 분포에 직접적인 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 장치(100)는 특정 구역에 밀집된 인원의 열 부하를 계산하고, 이를 초기 조건에 반영하여 공조 설비의 출력 수준을 조정할 필요성을 시뮬레이션에 포함할 수 있다.Also, in the embodiment, the computing device can analyze internal heat source and heat load data to generate and define initial conditions. Factors such as electronic devices, lighting, and the number of people increase the heat load of a specific area within a space, which can directly affect airflow and temperature distribution. For example, the computing device (100) can calculate the heat load of a concentrated number of people in a specific area and include this in the simulation to adjust the output level of the air conditioning equipment by reflecting it in the initial conditions.
추가적인 실시예에서, 컴퓨팅 장치(100)는 공기의 물리적 특성인 온도, 밀도, 점도를 초기 조건에 통합한다. 예를 들어, 공기 온도가 높아지면 밀도가 감소하여 공기 흐름의 속도와 압력 분포에 영향을 미칠 수 있다. 컴퓨팅 장치(100)는 이러한 공기 특성을 정밀하게 분석하여 초기 조건으로 설정함으로써, 시뮬레이션 결과의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.In an additional embodiment, the computing device (100) incorporates physical properties of air, such as temperature, density, and viscosity, into the initial conditions. For example, as the air temperature increases, the density decreases, which may affect the speed and pressure distribution of the air flow. The computing device (100) can precisely analyze these air properties and set them as the initial conditions, thereby improving the reliability of the simulation results.
컴퓨팅 장치(100)는 전술한 바와 같이 다양한 데이터를 종합적으로 처리하여 초기 조건을 설정함으로써 공조 설비와 시설 공간의 물리적 특성을 반영할 수 있다. 이를 통해 생성된 초기 조건은 공기 흐름과 열 전달 시뮬레이션의 정확도를 극대화하며, 시뮬레이션 결과가 실제 공간의 상태를 보다 정밀하게 재현하도록 지원할 수 있다.The computing device (100) can reflect the physical characteristics of the air conditioning equipment and facility space by comprehensively processing various data as described above to set initial conditions. The initial conditions generated through this can maximize the accuracy of air flow and heat transfer simulations, and can support the simulation results to more precisely reproduce the state of the actual space.
실시예에서, 시설 공간 내 열적 쾌적성 정보를 산출하는 단계는, 초기 조건을 바탕으로 베르누이 방정식 및 공기 저항 모델을 적용하여, 공기 흐름의 속도, 압력 및 밀도를 계산하는 단계를 포함할 수 있다.In an embodiment, the step of generating thermal comfort information within a facility space may include the step of calculating air flow velocity, pressure, and density by applying the Bernoulli equation and air resistance model based on initial conditions.
보다 구체적으로, 컴퓨팅 장치(100)는 시설 공간 내 공기 흐름과 열 전달 특성을 계산하기 위해 베르누이 방정식과 공기 저항 모델을 기반으로 유체 역학적 시뮬레이션을 수행할 수 있다. 컴퓨팅 장치(100)는 시설 공간과 공조 설비 내 초기 조건을 기반으로 공기 흐름의 속도, 압력 및 밀도의 변수를 계산할 수 있다. 여기서 초기 조건은 공기 흐름의 경계 조건, 공조 설비의 작동 상태, 공간 내 장애물의 위치 및 형상 데이터를 포함할 수 있다.More specifically, the computing device (100) can perform a fluid dynamic simulation based on the Bernoulli equation and the air resistance model to calculate the air flow and heat transfer characteristics within the facility space. The computing device (100) can calculate variables of the speed, pressure, and density of the air flow based on the initial conditions within the facility space and the air conditioning equipment. Here, the initial conditions can include boundary conditions of the air flow, the operating status of the air conditioning equipment, and the location and shape data of obstacles within the space.
컴퓨팅 장치(100)는 다음과 같은 베르누이 방정식을 적용하여 공기 흐름 특성을 계산할 수 있다.The computing device (100) can calculate airflow characteristics by applying the following Bernoulli equation.
여기서, 는 유체 흐름속도(유동속도), 는 중력가속도, 는 고도, 는 압력, 는 유체의 밀도를 나타낼 수 있다.Here, is the fluid flow rate (flow velocity), is the acceleration of gravity, is the altitude, is the pressure, can represent the density of a fluid.
해당 방정식은 유체의 속도가 빠르면 압력이 낮아지고, 유체의 속도가 느리면 압력이 높아진다는 기본 원리를 설명한다. 컴퓨팅 장치(100)는 해당 방정식을 이용하여 공기 흐름의 분포를 계산하고, 공간 내 각 지점의 압력, 속도 및 고도의 변화를 모델링할 수 있다.The equation describes the basic principle that when the velocity of a fluid is high, the pressure is low, and when the velocity of a fluid is low, the pressure is high. The computing device (100) can use the equation to calculate the distribution of air flow and model changes in pressure, velocity, and altitude at each point in space.
추가적으로, 컴퓨팅 장치(100)는 공기 저항 모델을 활용하여 장애물이나 설비 작동 상태가 공기 흐름에 미치는 영향을 반영할 수 있다. 공기 저항 모델은 다음과 같은 수식으로 표현될 수 있다.Additionally, the computing device (100) can utilize an air resistance model to reflect the influence of obstacles or equipment operation status on air flow. The air resistance model can be expressed by the following formula.
여기서, 는 작용하는 항력, 는 유체 흐름의 속도 방향(단위 벡터), 는 항력계수, 는 단위 시간당 전달되는 운동량, 는 유체밀도, 는 유체 흐름 속도, 는 투영 면적일 일 수 있다.Here, is the acting resistance, is the direction of the velocity of the fluid flow (unit vector), is the drag coefficient, is the momentum transferred per unit time, is the fluid density, is the fluid flow velocity, can be a projected area.
컴퓨팅 장치(100)는 시설 공간의 모든 섹션에 대해 상기 수식을 반복적으로 계산하여 공간 전체의 공기 흐름과 압력 분포를 시뮬레이션할 수 있다. 이는 설비의 배치나 작동 상태에 따른 공기 흐름의 변화를 정밀하게 모델링하는 데 기여하며, 공간 내 열적 쾌적성을 유지하거나 개선하기 위한 근거 데이터를 제공할 수 있다.The computing device (100) can simulate air flow and pressure distribution throughout the space by repeatedly calculating the above formula for all sections of the facility space. This contributes to precisely modeling changes in air flow according to the arrangement or operating status of the facility, and can provide basis data for maintaining or improving thermal comfort within the space.
즉, 컴퓨팅 장치(100)는 베르누이 방정식을 활용하여 공간 내 공기 흐름의 압력, 속도 및 밀도를 계산하며, 공기 저항 모델을 적용하여 공간 내 장애물 및 설비 작동 상태가 공기 흐름에 미치는 영향을 반영할 수 있다. 이러한 계산은 공간 내 모든 섹션을 세분화하여 수행되며, 각 섹션의 물리적 특성 및 설비 상태 데이터를 기반으로 진행될 수 있다.That is, the computing device (100) can calculate the pressure, velocity, and density of air flow within a space by utilizing the Bernoulli equation, and can reflect the influence of obstacles and equipment operation status within the space on the air flow by applying an air resistance model. This calculation can be performed by subdividing all sections within the space, and can be performed based on the physical characteristics and equipment status data of each section.
구체적인 예를 들어, 컴퓨팅 장치(100)는 시설 공간을 여러 개의 섹션으로 나누어 각 섹션의 경계 조건과 물리적 특성을 독립적으로 분석할 수 있다. 예를 들어, 특정 섹션 내에 위치한 장애물(예: 기둥, 가구 또는 기계 장치)의 형상과 위치 데이터를 입력받아, 해당 섹션 내 공기 흐름의 경로가 어떻게 변화하는지 시뮬레이션할 수 있다. 이 과정에서 컴퓨팅 장치(100)는 베르누이 방정식을 적용하여 공기 흐름의 압력, 속도, 밀도의 분포를 계산하고, 장애물로 인한 흐름의 속도 감소 또는 와류 생성 등을 예측할 수 있다.For a specific example, the computing device (100) can divide the facility space into several sections and independently analyze the boundary conditions and physical characteristics of each section. For example, by inputting shape and location data of an obstacle (e.g., a pillar, furniture, or machine device) located within a specific section, it can simulate how the path of air flow within the section changes. In this process, the computing device (100) can calculate the distribution of pressure, velocity, and density of air flow by applying Bernoulli's equation, and predict a decrease in the velocity of the flow or the generation of eddies due to the obstacle.
또한, 공조 설비가 가동 중인 경우, 컴퓨팅 장치(100)는 공조 설비에서 발생하는 공기 출력(예: 풍량, 온도)을 초기 조건으로 설정하여 해당 섹션 내 공기 흐름이 다른 섹션으로 어떻게 확산되는지 분석할 수 있다. 예컨대, 공조 설비의 송풍구 바로 아래에 위치한 섹션에서는 높은 유속과 낮은 압력이 관찰될 수 있으며, 이러한 데이터는 공기 저항 모델을 적용하여 주변 섹션으로 확산되는 영향을 정밀히 계산하는 데 활용될 수 있다.In addition, when the air conditioning system is in operation, the computing device (100) can set the air output (e.g., air volume, temperature) generated from the air conditioning system as an initial condition to analyze how the air flow within the section spreads to other sections. For example, a section located directly below the air vent of the air conditioning system may be observed to have a high flow rate and low pressure, and this data can be utilized to precisely calculate the effect of spreading to the surrounding sections by applying an air resistance model.
또한, 컴퓨팅 장치(100)는 섹션 간 공기 흐름의 상호작용을 고려하여, 각 섹션에서 계산된 데이터를 통합할 수 있다. 예를 들어, 높은 속도의 공기 흐름이 인접 섹션으로 전달되면서 속도가 감소하거나, 벽면과 같은 경계 조건에 의해 공기 흐름의 방향이 변경되는 현상을 반영할 수 있다. 이를 통해 전체 시설 공간 내 공기 흐름의 연속성과 균형을 유지하면서, 특정 섹션에서 발생할 수 있는 공기 흐름의 비정상적인 패턴(예: 과도한 속도 증가, 와류)을 조기에 감지할 수 있다.In addition, the computing device (100) can integrate the data calculated in each section by considering the interaction of airflow between sections. For example, it can reflect the phenomenon that the speed of a high-velocity airflow decreases as it passes to an adjacent section, or the direction of the airflow changes due to a boundary condition such as a wall surface. This allows for early detection of abnormal patterns of airflow (e.g., excessive speed increase, eddies) that may occur in a specific section while maintaining the continuity and balance of the airflow within the entire facility space.
또한, 컴퓨팅 장치(100)는 계산된 데이터를 비교하고 분석하여, 공간 내 특정 구역에서 공기 흐름의 과도한 속도 변화나 압력 차가 발생하는지 확인하고 이를 조정하기 위한 설비 제어 명령을 생성한다. 이를 통해 공조 설비가 최적의 작동 상태를 유지할 수 있도록 지원할 수 있다.In addition, the computing device (100) compares and analyzes the calculated data to determine whether excessive changes in airflow speed or pressure difference occur in a specific area within the space and generates a facility control command to adjust it. This can help the air conditioning facility maintain an optimal operating state.
또한 실시예에서, 시설 공간 내 열적 쾌적성 정보를 산출하는 단계는, 계산된 공기 흐름 및 열 전달 데이터를 분석하여, 섹션 별 온도 분포 및 공기 흐름 특성을 도출하는 단계를 포함할 수 있다.Additionally, in the embodiment, the step of calculating thermal comfort information within the facility space may include a step of analyzing the calculated airflow and heat transfer data to derive temperature distribution and airflow characteristics by section.
구체적으로, 컴퓨팅 장치(100)는 이전 단계에서 계산된 공기 흐름 속도, 압력, 밀도 및 열 전달 특성을 기반으로 공간 내 각 섹션의 열역학적 상태를 도출할 수 있다. 이러한 분석은 각 섹션의 공간적 위치, 공조 설비의 작동 상태, 장애물의 존재 여부 등 다양한 요인을 포함하여 진행될 수 있다.Specifically, the computing device (100) can derive the thermodynamic state of each section within the space based on the airflow velocity, pressure, density, and heat transfer characteristics calculated in the previous step. This analysis can be conducted by including various factors such as the spatial location of each section, the operating state of the air conditioning equipment, and the presence of obstacles.
컴퓨팅 장치(100)는 각 섹션의 온도 분포를 계산하기 위해 열전달 방정식을 적용할 수 있다. 열전달 방정식은 공조 설비를 통해 전달되는 열에너지가 공간 내에서 어떻게 확산되는지를 설명하며, 다음과 같은 식으로 나타낼 수 있다.The computing device (100) can apply a heat transfer equation to calculate the temperature distribution of each section. The heat transfer equation describes how the heat energy transferred through the air conditioning system is spread within a space, and can be expressed as follows:
여기서, 는 열 플럭스(단위 면적당 전달되는 열 에너지), 는 열전도율, 는 온도의 공간적 변화(온도 구배)일 수 있다.Here, is the heat flux (heat energy transferred per unit area), is the thermal conductivity, can be a spatial change in temperature (temperature gradient).
컴퓨팅 장치(100)는 공간 내 각 섹션의 열전도율과 온도 구배를 계산하여 해당 섹션의 온도 변화 및 열 분포를 예측할 수 있다. 이를 통해 공기 흐름이 열 에너지의 분포에 미치는 영향을 분석할 수 있다.The computing device (100) can calculate the thermal conductivity and temperature gradient of each section within the space to predict the temperature change and heat distribution of the corresponding section. This allows analysis of the effect of airflow on the distribution of heat energy.
공기 흐름 특성을 도출하기 위해 컴퓨팅 장치(100)는 각 섹션의 공기 속도 및 방향을 계산하여 공간 내 흐름 패턴을 시각화할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 장치(100)는 벡터 필드를 생성하여 각 섹션의 공기 흐름 방향 및 크기를 시뮬레이션할 수 있으며, 이는 설비의 배치와 작동 조건이 공기 흐름에 미치는 영향을 평가하는 데 유용하다.To derive airflow characteristics, the computing device (100) can calculate the air velocity and direction of each section to visualize the flow pattern within the space. For example, the computing device (100) can generate a vector field to simulate the airflow direction and size of each section, which is useful for evaluating the influence of the layout and operating conditions of the facility on the airflow.
계산된 온도 분포와 공기 흐름 특성은 컴퓨팅 장치(100)에 의해 통합 분석되어, 공간 내 열적 쾌적성 지표를 산출할 수 있다. 열적 쾌적성 지표는 특정 섹션이 사용자에게 쾌적한 환경을 제공하는지, 또는 추가적인 조정이 필요한지를 평가하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 온도 분포와 공기 흐름 데이터는 특정 섹션이 과열되거나 환기가 부족한 상태를 식별하는 데 활용될 수 있다.The calculated temperature distribution and airflow characteristics can be integrated and analyzed by the computing device (100) to produce a thermal comfort index within the space. The thermal comfort index can be used to evaluate whether a specific section provides a comfortable environment for the user or requires additional adjustment. For example, the temperature distribution and airflow data can be utilized to identify a condition in which a specific section is overheated or lacks ventilation.
또한, 컴퓨팅 장치(100)는 도출된 열적 쾌적성 정보를 사용자 인터페이스를 통해 시각적으로 제공하거나, 추가적인 설비 조정을 위한 데이터를 생성하여 공조 설비의 제어 명령에 반영할 수 있다. 이를 통해 공간 내 쾌적성을 유지하거나 개선하기 위한 실시간 피드백이 가능해질 수 있다.In addition, the computing device (100) can provide the derived thermal comfort information visually through a user interface or generate data for additional facility adjustment and reflect it in the control command of the air conditioning facility. This can enable real-time feedback for maintaining or improving comfort in the space.
또한 실시예에서, 시설 공간 내 열적 쾌적성 정보를 산출하는 단계는, 도출된 온도 분포 및 공기 흐름 특성에 기초하여 시설 공간 내 열적 쾌적성 정보를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.Additionally, in an embodiment, the step of calculating thermal comfort information within a facility space may include a step of calculating thermal comfort information within the facility space based on the derived temperature distribution and air flow characteristics.
컴퓨팅 장치(100)는 도출된 온도 분포 및 공기 흐름 특성에 기초하여 각 시설 공간의 열적 쾌적성 정보를 산출할 수 있다. 열적 쾌적성 정보는 공간 내 사용자들이 체감하는 환경적 편안함을 정량적으로 평가하는 지표로, 이를 통해 공조 설비의 운영 효율성을 극대화할 수 있다.The computing device (100) can calculate thermal comfort information for each facility space based on the derived temperature distribution and air flow characteristics. Thermal comfort information is an index that quantitatively evaluates the environmental comfort experienced by users in the space, and can maximize the operating efficiency of air conditioning equipment through this.
실시예에서, 컴퓨팅 장치(100)는 열적 쾌적성을 산출하기 위해 다양한 물리적 변수를 통합하여 분석할 수 있다. 예를 들어, 공간 내 각 섹션에서 측정된 온도, 공기 흐름 속도 및 습도를 기반으로 열적 쾌적성 평가 기준을 적용할 수 있다. 컴퓨팅 장치(100)는 이러한 데이터를 바탕으로 ASHRAE 표준, PMV(예측 평균 투표), PPD(예측 불쾌 비율) 등 국제적인 열적 쾌적성 모델을 적용하여 평가할 수 있다.In an embodiment, the computing device (100) can integrate and analyze various physical variables to derive thermal comfort. For example, thermal comfort evaluation criteria can be applied based on temperature, airflow rate, and humidity measured in each section of the space. Based on this data, the computing device (100) can apply international thermal comfort models such as ASHRAE standard, PMV (Predicted Mean Vote), and PPD (Predicted Discomfort Ratio) to conduct an evaluation.
실시예에서, 컴퓨팅 장치(100)는 PMV(Partial Molar Volume) 값을 포함하는 열적 쾌적성 정보를 생성할 수 있다. 컴퓨팅 장치(100)는 시설 공간 및 공조 설비 내에서 수집된 환경 데이터를 활용하여 PMV 값을 계산하고, 이를 기반으로 열적 쾌적성을 평가할 수 있다. PMV 값은 사용자가 공간 내에서 느끼는 열적 쾌적성을 정량적으로 나타내는 지표로, 온도, 습도, 공기 흐름 속도, 사용자 활동 수준 및 복장 단열 효과와 같은 다양한 변수를 종합적으로 고려하여 산출될 수 있다.In an embodiment, the computing device (100) can generate thermal comfort information including a PMV (Partial Molar Volume) value. The computing device (100) can calculate the PMV value by utilizing environmental data collected within the facility space and air conditioning equipment, and evaluate thermal comfort based on the PMV value. The PMV value is an indicator that quantitatively represents the thermal comfort felt by a user within a space, and can be calculated by comprehensively considering various variables such as temperature, humidity, air flow rate, user activity level, and clothing insulation effect.
컴퓨팅 장치(100)는 PMV 값 계산을 위해 공간 내 온도(T), 평균 복사 온도(Tr), 상대 습도(Hr), 공기 흐름 속도(Va), 사용자 대사량(M), 착용 복장의 열 저항 값(Cl)과 같은 데이터를 입력값으로 활용할 수 있다. 이러한 데이터를 기반으로 PMV 공식을 적용하여 공간 내 열적 쾌적성을 정량화한다. 예를 들어, 컴퓨팅 장치(100)는 아래와 같은 PMV 계산 식을 적용하여 사용자가 느낄 수 있는 열적 쾌적성을 예측할 수 있다.The computing device (100) can utilize data such as temperature (T) in the space, average radiant temperature (Tr), relative humidity (Hr), air flow rate (Va), user metabolic rate (M), and thermal resistance value (Cl) of clothing worn as input values for calculating PMV values. Based on these data, the PMV formula is applied to quantify thermal comfort in the space. For example, the computing device (100) can predict thermal comfort that a user can feel by applying the PMV calculation formula below.
여기서, 는 공기온도, 은 기준온도, 은 평균복사온도, 는 현재습도, 는 기준습도, 는 수증기 분압, M은 대사량, W는 외부 작업량을 의미할 수 있다.Here, is the air temperature, is the reference temperature, is the average radiant temperature, is the current humidity, is the standard humidity, can represent water vapor pressure, M can represent metabolic rate, and W can represent external work.
컴퓨팅 장치(100)는 PMV 값을 계산하기 위해 수집된 입력 데이터를 기반으로, 공간 내 각 섹션에서의 열적 쾌적성 정보를 세분화하여 산출할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 장치(100)는 공간 내 특정 영역의 온도, 습도 및 공기 흐름 데이터를 섹션별로 나누어 분석하고, 각 섹션에서의 PMV 값을 개별적으로 계산할 수 있다. 이를 통해 공간 전체가 아니라 특정 구역에 대한 열적 쾌적성 상태를 보다 세밀하게 확인할 수 있다.The computing device (100) can calculate the thermal comfort information in each section within the space by segmenting it based on the input data collected to calculate the PMV value. For example, the computing device (100) can analyze the temperature, humidity, and air flow data of a specific area within the space by segmenting it and calculate the PMV value in each section individually. This allows the thermal comfort status of a specific area, rather than the entire space, to be checked in more detail.
PMV 값을 기반으로 도출된 결과는 사용자 인터페이스를 통해 시각적으로 제공될 수 있으며, 컴퓨팅 장치(100)는 이를 통해 공간 내 열적 쾌적성 상태를 색상, 그래프 또는 수치 데이터로 표시할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 장치(100)는 열적 쾌적성이 기준 범위(PMV -0.5에서 +0.5) 내에 있는 구역은 녹색으로 표시하고, 기준 범위를 벗어나는 구역은 노란색 또는 빨간색으로 강조 표시하는 시각적 피드백을 제공할 수 있다. 이러한 시각적 정보는 사용자나 관리자가 공간 내 특정 구역의 환경 조건을 신속히 파악하고, 필요한 조치를 취할 수 있도록 돕는다.The results derived based on the PMV value can be provided visually through a user interface, and the computing device (100) can display the thermal comfort status within the space as a color, graph, or numerical data. For example, the computing device (100) can provide visual feedback by highlighting in green an area where the thermal comfort is within a reference range (PMV -0.5 to +0.5), and in yellow or red an area outside the reference range. Such visual information helps users or managers quickly understand the environmental conditions of a specific area within the space and take necessary actions.
또한, 컴퓨팅 장치(100)는 도출된 PMV 값과 함께 공간 내 환경 데이터를 종합적으로 분석하여 공조 설비의 제어 명령을 생성할 수 있다. 예를 들어, PMV 값이 특정 구역에서 기준 범위를 벗어난 경우, 컴퓨팅 장치(100)는 해당 구역의 공조 설비의 온도 설정 값을 조정하거나 공기 흐름 속도를 증가시키는 제어 명령을 생성할 수 있다. 이러한 제어 명령은 실시간으로 공조 설비에 전달되어 환경 조건을 조정함으로써 공간 내 열적 쾌적성을 유지하거나 개선할 수 있다.In addition, the computing device (100) can comprehensively analyze the environmental data within the space together with the derived PMV value to generate a control command for the air conditioning equipment. For example, if the PMV value is out of the reference range in a specific area, the computing device (100) can generate a control command to adjust the temperature setting value of the air conditioning equipment in the area or increase the air flow speed. This control command can be transmitted to the air conditioning equipment in real time to adjust the environmental conditions, thereby maintaining or improving the thermal comfort within the space.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 공조 설비 모니터링 및 제어 방법은, 열적 쾌적성 정보에 기초하여 공조 설비를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 단계(S140)를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, a method for monitoring and controlling air conditioning equipment may include a step (S140) of generating a control signal for controlling air conditioning equipment based on thermal comfort information.
즉, 컴퓨팅 장치(100)는 공간 내 특정 섹션의 열적 쾌적성을 개선하기 위해 공조 설비의 동작 데이터를 분석하고, 특정 설비에 대한 제어 명령을 생성할 수 있다. 이 과정에서 컴퓨팅 장치(100)는 기존 데이터를 기반으로 예측 알고리즘을 활용하여 공간 내 열적 쾌적성 변화를 시뮬레이션하고, 최적의 설비 운영 조건을 결정할 수 있다.That is, the computing device (100) can analyze the operation data of the air conditioning equipment to improve the thermal comfort of a specific section within the space and generate a control command for the specific equipment. In this process, the computing device (100) can simulate the change in thermal comfort within the space by utilizing a prediction algorithm based on existing data and determine the optimal equipment operating conditions.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 컴퓨팅 장치(100)는 열적 쾌적성 정보를 분석하여 공조 설비의 작동을 최적화하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다. 구체적으로, 컴퓨팅 장치(100)는 복수의 센서로부터 수집된 실시간 데이터와 열적 쾌적성 정보를 비교 분석하여, 공간 내 특정 섹션에서 발생하는 환경 변화에 적합한 설비 조정을 수행할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the computing device (100) can analyze thermal comfort information to generate a control signal for optimizing the operation of air conditioning equipment. Specifically, the computing device (100) can compare and analyze real-time data collected from a plurality of sensors with thermal comfort information to perform equipment adjustments appropriate for environmental changes occurring in a specific section within a space.
구체적인 실시예에서, 도 4를 참조하면, 열적 쾌적성 정보에 기초하여 상기 공조 설비를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 단계는, 복수의 섹션 각각에 대응하는 열적 쾌적성 정보가 사전에 정의된 기준 범위 이내에 존재하는지 여부를 판단하는 단계(S141), 판단 결과 상기 기준 범위를 벗어나는 섹션에 대해 개별적으로 제어 신호를 생성하는 단계(S142) 및 생성된 제어 신호를 대응하는 공조 설비로 전달하여, 상기 섹션의 온도를 조정하거나 공기 흐름을 제어하도록 하는 단계(S143)를 포함할 수 있다.In a specific embodiment, referring to FIG. 4, the step of generating a control signal for controlling the air conditioning equipment based on the thermal comfort information may include the step of determining whether the thermal comfort information corresponding to each of the plurality of sections is within a predefined reference range (S141), the step of individually generating a control signal for a section that is determined to be out of the reference range (S142), and the step of transmitting the generated control signal to the corresponding air conditioning equipment to adjust the temperature of the section or control the air flow (S143).
보다 구체적으로, 컴퓨팅 장치(100)는 각 섹션별로 도출된 PMV 값 및 공간 내 온도, 습도, 공기 흐름 속도와 같은 데이터를 기준으로, 해당 섹션이 열적 쾌적성 기준을 충족하지 못하는 경우 이를 조정하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 장치(100)는 PMV 값이 -0.5에서 +0.5 범위를 초과한 특정 섹션에 대해 해당 섹션의 공조 설비를 활성화하거나 팬 속도를 조정하는 등의 제어 명령을 생성할 수 있다.More specifically, the computing device (100) may generate a control signal for adjusting a section if the section does not meet the thermal comfort criteria based on data such as the PMV value derived for each section and the temperature, humidity, and airflow rate within the space. For example, the computing device (100) may generate a control command for activating the air conditioning equipment of a specific section or adjusting the fan speed for a specific section where the PMV value exceeds the range of -0.5 to +0.5.
구체적인 예를 들어, 특정 섹션의 온도가 기준보다 높게 측정되면 컴퓨팅 장치(100)는 해당 섹션의 냉각 장치를 가동하거나 냉각 공기 유입량을 증가시키는 제어 신호를 생성할 수 있다. 반대로, 특정 섹션의 공기 흐름 속도가 부족한 경우, 컴퓨팅 장치(100)는 공기 순환 팬의 속도를 높이는 명령을 전달하거나 공기 흐름 방향을 변경하는 신호를 생성할 수 있다.For example, if the temperature of a specific section is measured to be higher than a reference temperature, the computing device (100) may generate a control signal to operate the cooling device of the section or increase the amount of cooling air intake. Conversely, if the airflow speed of a specific section is insufficient, the computing device (100) may transmit a command to increase the speed of the air circulation fan or generate a signal to change the direction of the airflow.
즉, 컴퓨팅 장치(100)는 공간 내 열적 쾌적성을 유지하기 위해 공조 설비의 작동 상태를 실시간으로 분석하고, 필요에 따라 환경 조건을 조정할 수 있는 최적화된 제어 신호를 생성하여 설비 효율성과 사용자 만족도를 동시에 향상시킬 수 있다.That is, the computing device (100) can analyze the operating status of air conditioning equipment in real time to maintain thermal comfort in a space and generate an optimized control signal that can adjust environmental conditions as needed, thereby simultaneously improving equipment efficiency and user satisfaction.
일 실시예에 따르면, 컴퓨팅 장치(100)는 복수의 섹션 내 열적 쾌적성을 분석하고, 섹션 간 균형을 유지하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다.In one embodiment, the computing device (100) can analyze thermal comfort within multiple sections and generate control signals to maintain balance between the sections.
구체적인 실시예에서, 도 5를 참조하면, 열적 쾌적성 정보에 기초하여 상기 공조 설비를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 단계는, 복수의 섹션 간 열적 쾌적성 정보를 비교하여, 열적 쾌적성 정보의 편차를 도출하고, 편차가 사전에 정의된 기준값을 초과하는 경우 추가적인 제어가 필요한 섹션을 식별하는 단계(S145), 식별된 섹션 및 해당 섹션에 인접한 섹션의 열적 쾌적성 정보에 기초하여, 섹션 간 열적 쾌적성을 균등화하기 위한 제어 신호를 생성하는 단계(S146) 및 생성된 제어 신호를 대응하는 공조 설비로 전달하여, 섹션 간 온도 차이를 사전에 설정된 허용 범위 내로 조정하거나 공기 흐름 방향 및 속도를 조정하도록 하는 단계(S147)를 포함할 수 있다.In a specific embodiment, referring to FIG. 5, the step of generating a control signal for controlling the air conditioning equipment based on the thermal comfort information may include the step (S145) of comparing the thermal comfort information between a plurality of sections to derive a deviation of the thermal comfort information, and identifying a section requiring additional control if the deviation exceeds a predefined reference value, the step (S146) of generating a control signal for equalizing thermal comfort between the sections based on the thermal comfort information of the identified section and a section adjacent to the corresponding section, and the step (S147) of transmitting the generated control signal to a corresponding air conditioning equipment to adjust the temperature difference between the sections to within a predefined allowable range or to adjust the air flow direction and speed.
보다 구체적으로, 컴퓨팅 장치(100)는 시설 공간을 복수의 섹션으로 나누어 각 섹션의 열적 쾌적성을 평가하기 위해 PMV 값, 온도, 습도, 공기 흐름 속도 등의 데이터를 실시간으로 수집하고 분석할 수 있다. 컴퓨팅 장치(100)는 각 섹션의 데이터를 기반으로 열적 쾌적성 편차를 계산하며, 이를 통해 특정 섹션 간 쾌적성 차이를 정량적으로 평가할 수 있다. 예를 들어, 특정 섹션의 PMV 값이 -0.5 이하로 낮아 상대적으로 차갑게 느껴지고, 인접 섹션의 PMV 값이 +0.5 이상으로 높아 더운 상태를 나타내는 경우, 컴퓨팅 장치(100)는 이러한 섹션 간 열적 쾌적성 편차가 사전에 정의된 기준값(예: ±0.5)을 초과한 것으로 판단할 수 있다.More specifically, the computing device (100) can divide the facility space into a plurality of sections and collect and analyze data such as PMV values, temperature, humidity, and airflow speed in real time to evaluate the thermal comfort of each section. The computing device (100) calculates a thermal comfort deviation based on the data of each section, and through this, can quantitatively evaluate the comfort difference between specific sections. For example, if the PMV value of a specific section is -0.5 or lower, making it feel relatively cold, and the PMV value of an adjacent section is +0.5 or higher, indicating a hot state, the computing device (100) can determine that the thermal comfort deviation between these sections exceeds a predefined reference value (e.g., ±0.5).
이러한 상황에서 컴퓨팅 장치(100)는 편차를 줄이고 섹션 간 열적 균형을 유지하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 특정 섹션의 온도가 인접 섹션보다 높은 경우, 컴퓨팅 장치(100)는 해당 섹션의 냉방 장치를 활성화하거나 기존 냉방 설비의 출력을 증가시키도록 제어 신호를 생성할 수 있다. 동시에, 인접 섹션의 공기 흐름 방향을 조정하여 냉각 공기가 인접 섹션으로 자연스럽게 전달되도록 공기 흐름을 최적화할 수 있다. 이를 통해 단일 섹션에서의 과도한 냉방이나 과열을 방지하고, 공간 내 에너지 사용 효율성을 높일 수 있다.In such a situation, the computing device (100) can generate a control signal to reduce the deviation and maintain a thermal balance between the sections. For example, if the temperature of a specific section is higher than that of an adjacent section, the computing device (100) can generate a control signal to activate the cooling device of that section or increase the output of an existing cooling facility. At the same time, the airflow direction of the adjacent section can be adjusted to optimize the airflow so that the cooling air is naturally delivered to the adjacent section. This can prevent excessive cooling or overheating in a single section and increase the energy usage efficiency in the space.
또 다른 예로, 특정 섹션의 공기 흐름 속도가 부족하여 열적 쾌적성이 저하된 경우, 컴퓨팅 장치(100)는 해당 섹션에 설치된 공기 순환 팬을 활성화하여 공기 흐름을 강화할 수 있다. 이와 동시에, 인접 섹션의 공기 흐름 방향과 속도를 조정하여 인접 섹션에서 여유로운 공기 흐름을 재분배하도록 명령할 수 있다. 이러한 조치는 섹션 간 공기 흐름의 균형을 유지하고, 특정 섹션에서 발생할 수 있는 정체 구역을 최소화하는 데 기여할 수 있다.As another example, if the airflow speed of a specific section is insufficient and thermal comfort is deteriorated, the computing device (100) can activate the air circulation fan installed in the section to strengthen the airflow. At the same time, the airflow direction and speed of the adjacent section can be adjusted to command the redistribution of the free airflow in the adjacent section. Such measures can contribute to maintaining the balance of airflow between the sections and minimizing stagnant areas that may occur in a specific section.
추가적으로, 컴퓨팅 장치(100)는 공조 설비의 작동 데이터를 기반으로 열적 쾌적성 변화를 시뮬레이션하고, 각 섹션에 가장 적합한 설비 운영 조건을 예측할 수 있다. 예를 들어, 특정 섹션의 PMV 값이 기준값에 근접하지만 여전히 불안정한 경우, 컴퓨팅 장치(100)는 냉방이나 난방 설비의 세부 조정을 통해 미세한 온도 변화를 유도할 수 있다. 이를 통해 공간 전체의 열적 쾌적성을 유지하는 동시에 설비의 과도한 작동으로 인한 에너지 소비를 최소화할 수 있다.Additionally, the computing device (100) can simulate thermal comfort changes based on the operating data of the air conditioning equipment and predict the most suitable operating conditions for each section. For example, if the PMV value of a specific section is close to the reference value but is still unstable, the computing device (100) can induce subtle temperature changes through detailed adjustments of the cooling or heating equipment. This can maintain thermal comfort of the entire space while minimizing energy consumption due to excessive operation of the equipment.
즉, 컴퓨팅 장치(100)는 실시간 데이터와 예측 알고리즘을 결합하여 복수의 섹션 간 열적 쾌적성 균형을 유지하고, 공간 내 쾌적성을 최적화하기 위한 지능적이고 효율적인 설비 제어를 수행할 수 있다.That is, the computing device (100) can perform intelligent and efficient facility control to maintain thermal comfort balance between multiple sections and optimize comfort within the space by combining real-time data and predictive algorithms.
일 실시예에 따르면, 컴퓨팅 장치(100)는 공조 설비의 현재 동작 상태와 실시간으로 산출된 열적 쾌적성 정보를 분석하여 설비의 효율성과 열적 쾌적성 유지 간의 균형을 최적화하는 제어 신호를 생성할 수 있다.According to one embodiment, the computing device (100) can analyze the current operating status of the air conditioning equipment and the thermal comfort information calculated in real time to generate a control signal that optimizes the balance between the efficiency of the equipment and maintenance of thermal comfort.
구체적인 실시예에서, 열적 쾌적성 정보에 기초하여 공조 설비를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 단계는, 공조 설비의 현재 동작 상태 및 실시간으로 산출된 열적 쾌적성 정보를 분석하는 단계, 분석된 정보를 기반으로, 공조 설비가 특정 시간 동안 계속 구동되는 경우에 예측되는 열적 쾌적성 정보를 산출하는 단계, 예측된 열적 쾌적성 정보가 사전에 정의된 목표 범위를 벗어나는 경우, 공조 설비의 동작 상태를 수정하기 위한 제어 신호를 생성하는 단계 및 생성된 제어 신호를 대응하는 공조 설비로 전달하여, 공조 설비의 출력 수준, 가동 시간 또는 공기 흐름 방향을 조정하도록 하는 단계를 포함할 수 있다.In a specific embodiment, the step of generating a control signal for controlling an air conditioning facility based on the thermal comfort information may include the steps of analyzing a current operating state of the air conditioning facility and thermal comfort information calculated in real time, the step of calculating predicted thermal comfort information based on the analyzed information when the air conditioning facility continues to operate for a specific period of time, the step of generating a control signal for correcting the operating state of the air conditioning facility when the predicted thermal comfort information is out of a predefined target range, and the step of transmitting the generated control signal to a corresponding air conditioning facility to adjust an output level, an operating time, or an air flow direction of the air conditioning facility.
보다 자세히 설명하면, 컴퓨팅 장치(100)는 공조 설비의 현재 상태와 공간 내 열적 쾌적성 데이터를 실시간으로 수집하고 이를 기반으로 분석을 수행한다. 컴퓨팅 장치(100)는 분석 과정에서 공간 내 각 섹션의 열적 쾌적성 변화를 시간 축을 따라 예측하며, 공조 설비의 현재 동작 상태가 지속될 경우 특정 섹션에서 예상되는 PMV 값, 온도, 습도 및 공기 흐름 속도 등의 변화를 산출한다. 예를 들어, 특정 섹션의 예측된 PMV 값이 +1.0을 초과하여 과도한 열적 불쾌감을 유발할 것으로 예상되거나, 반대로 -1.0 이하로 떨어져 과도한 냉각 상태에 이를 가능성이 있는 경우, 컴퓨팅 장치(100)는 이러한 상황을 사전에 식별할 수 있다.To explain in more detail, the computing device (100) collects the current status of the air conditioning equipment and the thermal comfort data within the space in real time and performs an analysis based on the collected data. During the analysis process, the computing device (100) predicts the change in the thermal comfort of each section within the space along the time axis, and calculates the expected PMV value, temperature, humidity, air flow rate, and other changes in a specific section if the current operating status of the air conditioning equipment continues. For example, if the predicted PMV value of a specific section exceeds +1.0 and is expected to cause excessive thermal discomfort, or conversely, if it falls below -1.0 and is likely to lead to an excessive cooling state, the computing device (100) can identify such a situation in advance.
이후 컴퓨팅 장치(100)는 예측된 열적 쾌적성 정보가 사전에 정의된 목표 범위를 벗어난 경우, 이를 조정하기 위한 최적의 제어 방안을 산출할 수 있다. 이 과정에서 컴퓨팅 장치(100)는 복수의 설비가 동일한 공간에 영향을 미치는 경우, 설비 간 작동 우선순위를 평가하거나, 설비 간 상호작용을 고려하여 충돌 없는 제어 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 특정 섹션의 온도가 높아지면서 인접 섹션의 공기 흐름 속도가 감소할 경우, 컴퓨팅 장치(100)는 해당 섹션의 냉각 장치를 우선적으로 활성화하고, 인접 섹션으로의 공기 흐름을 재조정하여 열적 쾌적성을 균등화하는 제어 신호를 생성할 수 있다.Thereafter, the computing device (100) can calculate an optimal control method to adjust the predicted thermal comfort information if it is out of a predefined target range. In this process, the computing device (100) can evaluate the operation priority between the facilities if multiple facilities affect the same space, or generate a conflict-free control signal by considering the interaction between the facilities. For example, if the temperature of a specific section increases and the airflow speed of an adjacent section decreases, the computing device (100) can generate a control signal to preferentially activate the cooling device of the corresponding section and readjust the airflow to the adjacent section to equalize the thermal comfort.
생성된 제어 신호는 공조 설비의 출력 수준, 가동 시간 및 공기 흐름 방향과 같은 세부 동작 변수를 포함할 수 있다. 예를 들어, 특정 섹션의 온도가 급격히 상승할 것으로 예측될 경우, 컴퓨팅 장치(100)는 해당 섹션에 설치된 냉방 장치의 출력을 일시적으로 증가시키고, 동시에 인접 섹션의 송풍기를 활성화하여 공기 순환을 촉진하도록 제어 신호를 전달할 수 있다. 반대로 특정 섹션이 과도하게 냉각된 경우, 컴퓨팅 장치(100)는 해당 섹션의 냉방 장치를 일시적으로 중지하거나, 송풍 방향을 조정하여 냉각 공기가 다른 섹션으로 분산되도록 설비 동작을 최적화할 수 있다.The generated control signal may include detailed operating variables such as the output level of the air conditioning equipment, the operating time, and the airflow direction. For example, if the temperature of a specific section is expected to rise rapidly, the computing device (100) may transmit a control signal to temporarily increase the output of the cooling device installed in the section and simultaneously activate the blower of the adjacent section to promote air circulation. Conversely, if a specific section is excessively cooled, the computing device (100) may temporarily stop the cooling device of the section or adjust the blower direction to optimize the equipment operation so that the cooled air is distributed to other sections.
즉, 컴퓨팅 장치(100)는 공간 전체의 열적 쾌적성을 유지하면서도 설비의 에너지 효율성을 극대화하는 실시간 제어를 수행할 수 있다. 이와 같은 공조 설비의 최적화된 제어는 에너지 소비를 절감할 뿐만 아니라, 공간 내 사용자들의 쾌적성을 향상시키는 데 기여할 수 있다.That is, the computing device (100) can perform real-time control to maximize the energy efficiency of the facility while maintaining the thermal comfort of the entire space. Such optimized control of the air conditioning facility can not only reduce energy consumption, but also contribute to improving the comfort of users in the space.
다양한 실시예에서, 컴퓨팅 장치(100)는 실시간으로 수집된 열적 쾌적성 정보와 환경 데이터를 바탕으로 인공지능 기반 예측 알고리즘을 활용하여 공간 내 미래의 열적 쾌적성 상태를 예측하고, 이를 기반으로 공조 설비의 작동을 미리 조정하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다. 이러한 사전 조정은 특정 조건에서 발생할 수 있는 온도 급변, 공기 흐름 이상 또는 에너지 소비 급증을 예방하기 위한 것일 수 있다. In various embodiments, the computing device (100) may utilize an artificial intelligence-based prediction algorithm based on thermal comfort information and environmental data collected in real time to predict future thermal comfort conditions within a space, and generate a control signal for pre-adjusting the operation of air conditioning equipment based on the predicted state. Such pre-adjustment may be for preventing sudden temperature changes, abnormal airflow, or sudden energy consumption that may occur under certain conditions.
구체적인 실시예에서, 컴퓨팅 장치(100)는 과거의 센싱 데이터와 현재의 열적 쾌적성 정보를 결합하여 기계 학습 모델을 학습시키고, 이를 통해 공조 설비의 작동 패턴과 환경 변화 간의 상관관계를 분석할 수 있다. 예를 들어, 외부 기온 상승이 실내 특정 섹션의 온도 상승에 미치는 영향을 예측하고, 이에 따라 냉방 장치의 출력을 미리 조정하거나 추가적인 공기 순환 장치를 활성화하도록 제어 신호를 생성할 수 있다.In a specific embodiment, the computing device (100) can train a machine learning model by combining past sensing data and current thermal comfort information, thereby analyzing the correlation between the operating pattern of the air conditioning system and environmental changes. For example, the impact of an increase in outside temperature on a temperature increase in a specific section of the room can be predicted, and a control signal can be generated to pre-adjust the output of the cooling system or activate an additional air circulation device accordingly.
보다 구체적으로, 컴퓨팅 장치(100)는 외부 환경 데이터를 기반으로 특정 시점 이후의 온도 분포와 공기 흐름 변화를 예측하고, 각 섹션의 PMV 값이 허용 기준을 초과하지 않도록 공조 설비의 가동 스케줄을 동적으로 조정할 수 있다. 예를 들어, 특정 섹션에서 예측된 공기 흐름 부족이 감지된 경우, 컴퓨팅 장치(100)는 해당 섹션에 추가적인 공기 순환을 위한 팬을 활성화하고, 인접 섹션에서 공기 흐름을 분배하는 명령을 생성할 수 있다.More specifically, the computing device (100) can predict temperature distribution and airflow changes after a certain point in time based on external environmental data, and dynamically adjust the operation schedule of the air conditioning equipment so that the PMV value of each section does not exceed the allowable standard. For example, if a predicted airflow shortage is detected in a certain section, the computing device (100) can generate a command to activate a fan for additional air circulation in the section and distribute airflow in an adjacent section.
또한, 실시예에서, 컴퓨팅 장치(100)는 열적 쾌적성 정보와 환경 데이터를 기반으로, 공간 내 특정 구역에서 발생 가능한 비정상 상황(예: 장비 과열, 공기 정체로 인한 오염 물질 축적)을 사전에 탐지하고 이를 예방하기 위한 비상 제어 프로토콜을 자동으로 실행할 수 있다. 이러한 비상 제어는 공간의 안전성을 유지하고 예기치 못한 설비 손상이나 사용자 불편을 방지하는 데 초점을 맞출 수 있다.Additionally, in an embodiment, the computing device (100) may proactively detect and automatically execute emergency control protocols to prevent abnormal situations (e.g., equipment overheating, pollutant accumulation due to stagnant air) that may occur in a specific area within the space based on thermal comfort information and environmental data. Such emergency control may focus on maintaining the safety of the space and preventing unexpected equipment damage or user inconvenience.
구체적인 실시예에서, 컴퓨팅 장치(100)는 복수의 센서로부터 수집된 데이터를 분석하여, 특정 구역에서 온도 급상승 또는 유해 물질 농도의 비정상적인 증가가 감지될 경우 해당 구역의 공조 설비를 자동으로 활성화하거나 공기 흐름을 재조정하는 제어 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 데이터 센터의 서버룸에서 과열이 감지될 경우, 컴퓨팅 장치(100)는 해당 섹션의 냉각 장치 출력을 증가시키고, 인접 섹션의 공기를 재분배하여 온도를 신속히 안정화할 수 있다.In a specific embodiment, the computing device (100) may analyze data collected from a plurality of sensors to automatically activate air conditioning equipment in a specific area or to generate a control signal to readjust airflow when a sudden increase in temperature or an abnormal increase in the concentration of a hazardous substance is detected in that area. For example, when overheating is detected in a server room of a data center, the computing device (100) may increase the output of a cooling device in that section and redistribute air from an adjacent section to quickly stabilize the temperature.
컴퓨팅 장치(100)는 머신러닝 기반의 이상 패턴 탐지 알고리즘을 활용하여 이전에 정의되지 않은 새로운 비정상 상황을 학습하고, 실시간으로 적응적인 비상 대응 방안을 생성할 수 있다. 예를 들어, 특정 구역에서 이전에 관찰되지 않았던 공기 흐름의 정체가 발생할 경우, 이를 비정상 패턴으로 감지하고 공기 순환 장치를 활성화하는 새로운 제어 명령을 생성할 수 있다.The computing device (100) can learn a new abnormal situation that has not been defined before by utilizing a machine learning-based abnormal pattern detection algorithm and generate an adaptive emergency response plan in real time. For example, if a stagnation of air flow that has not been observed before occurs in a specific area, it can detect this as an abnormal pattern and generate a new control command to activate an air circulation device.
추가적으로, 컴퓨팅 장치(100)는 비상 제어 프로토콜 실행 후 결과 데이터를 기록 및 분석하여 향후 유사 상황 발생 시 더욱 효과적인 대응이 가능하도록 제어 전략을 지속적으로 개선할 수 있다. 이를 통해 공간의 안정성과 에너지 효율성을 동시에 유지하며, 기존 시스템 대비 보다 지능적이고 자율적인 제어 능력을 제공할 수 있다.Additionally, the computing device (100) can record and analyze the result data after executing the emergency control protocol to continuously improve the control strategy so that a more effective response can be made in the event of a similar situation in the future. This can simultaneously maintain spatial stability and energy efficiency, and provide more intelligent and autonomous control capabilities compared to existing systems.
추가적인 실시예에서, 컴퓨팅 장치(100)는 예측된 열적 쾌적성 상태에 따라 공조 설비의 효율성을 최적화하기 위한 에너지 관리 전략을 구현할 수 있다. 예를 들어, 특정 시간대에 사용되지 않는 공간에서의 공조 설비 출력을 자동으로 최소화하고, 에너지 절약 효과를 극대화할 수 있다. 이러한 에너지 관리 전략은 설비의 가동 수명을 연장하고, 전체 운영 비용을 절감하는 데 기여할 수 있다.In additional embodiments, the computing device (100) may implement an energy management strategy to optimize the efficiency of the air conditioning system based on the predicted thermal comfort state. For example, the air conditioning system output may be automatically minimized in spaces that are not in use during certain time periods, thereby maximizing energy savings. Such energy management strategies may contribute to extending the operating life of the system and reducing overall operating costs.
이를 통해 컴퓨팅 장치(100)는 기존 공조 설비 제어 방식 대비 향상된 예측성과 효율성을 제공하며, 열적 쾌적성을 유지하면서도 에너지 소비를 최적화할 수 있는 종합적인 제어 솔루션을 구현할 수 있다.Through this, the computing device (100) can provide improved predictability and efficiency compared to existing air conditioning equipment control methods, and implement a comprehensive control solution that can optimize energy consumption while maintaining thermal comfort.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예와 관련된 공조 설비 모니터링 및 제어 시스템의 시각적 표현 및 분석 결과를 예시적으로 나타낸 예시도이다. 도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 시설 디지털트윈 모델은 시설 공간 내 복수의 섹션에 걸친 온도 분포 및 공기 흐름 특성을 색상 지도 형태로 시각화하여 사용자 인터페이스를 통해 제공할 수 있다.FIGS. 6 and 7 are exemplary diagrams illustrating visual representations and analysis results of an air conditioning facility monitoring and control system related to one embodiment of the present invention. Referring to FIGS. 6 and 7, a facility digital twin model according to an embodiment of the present invention can provide a user interface by visualizing temperature distribution and airflow characteristics across multiple sections within a facility space in the form of a color map.
도 6에서는 시설 내 각 섹션의 온도 분포를 색상으로 구분하여 표시함으로써, 특정 구역의 냉방 또는 난방 필요성을 직관적으로 파악할 수 있다. 또한, 공조 설비의 가동 상태, 연결 상태, 및 공기 흐름 경로를 함께 표시하여 설비의 작동 상태를 실시간으로 모니터링할 수 있다. 도 6상의 그래프와 대시보드는 시간에 따른 온도 변화와 공조 설비의 효율성을 정량적으로 보여주며, 사용자에게 데이터 기반의 결정을 지원하도록 구비될 수 있다.In Fig. 6, the temperature distribution of each section in the facility is displayed in color, so that the cooling or heating needs of a specific area can be intuitively identified. In addition, the operating status, connection status, and air flow path of the air conditioning equipment are displayed together, so that the operating status of the equipment can be monitored in real time. The graph and dashboard in Fig. 6 quantitatively show the temperature change over time and the efficiency of the air conditioning equipment, and can be equipped to support the user in making data-based decisions.
도 7에서는 공조 설비 내 공기 흐름 시뮬레이션 결과가 시각적으로 표시된다. 초록색과 빨간색으로 구분된 흐름은 공기 순환의 밀도와 방향을 나타내며, 특정 구역에서 공기 흐름이 원활하지 않은 부분을 강조한다. 또한, 각 설비의 전력 사용량 및 효율성을 추가적으로 표시하여, 설비 관리자가 에너지 절약 조치를 판단할 수 있도록 한다. 이러한 정보는 공조 설비의 최적화를 위해 필수적인 데이터를 제공하며, 공간 내 열적 쾌적성 유지 및 에너지 관리의 효율성을 향상시킬 수 있다.In Fig. 7, the results of the airflow simulation in the air conditioning facility are visually displayed. The green and red flows indicate the density and direction of air circulation, and highlight areas where the airflow is not smooth. In addition, the power consumption and efficiency of each facility are additionally displayed, allowing facility managers to determine energy-saving measures. This information provides essential data for optimizing air conditioning facilities, and can improve the efficiency of maintaining thermal comfort and energy management in a space.
도 8은 본 발명의 일 실시예와 관련된 3D 데이터 최적화 및 설비 시각화 방법을 예시적으로 나타낸 순서도를 도시한다. 도 8에서 도시되는 내용에 대한 특징 중 도 3 내지 도 7과 관련하여 앞서 설명된 특징과 중복되는 특징에 대해서는 도 3 내지 도 7에 기재된 내용을 참고하고 여기에서는 그 설명을 생략하도록 한다.Fig. 8 is a flow chart exemplifying a 3D data optimization and facility visualization method related to one embodiment of the present invention. For features of the contents illustrated in Fig. 8 that overlap with features described above with respect to Figs. 3 to 7, reference should be made to the contents described in Figs. 3 to 7, and their descriptions will be omitted herein.
본 발명의 일 실시예와 관련된 공조 설비 모니터링 및 제어 방법은, 설비에 구비된 센서로부터 설비 상태 데이터를 획득하는 단계(S210)를 포함할 수 있다.A method for monitoring and controlling air conditioning equipment related to one embodiment of the present invention may include a step (S210) of obtaining equipment status data from a sensor equipped in the equipment.
설비 상태 데이터는 설비의 동작 상태, 온도, 압력, 유량, 진동, 에너지 소비량, 부품의 마모 상태와 같은 다양한 정보를 포함할 수 있다. 설비 상태 데이터는 설비의 현재 상태를 나타내며, 설비의 효율성과 안정성을 평가하거나 이상 징후를 감지하는 데 활용될 수 있다.Equipment status data can include various information such as equipment operating status, temperature, pressure, flow rate, vibration, energy consumption, and wear status of parts. Equipment status data indicates the current status of the equipment and can be used to evaluate the efficiency and stability of the equipment or to detect abnormal signs.
실시예에 따르면, 설비는 예컨대, 공정 설비를 의미할 수 있다. 예를 들어, 공정 설비는 반응기, 열교환기, 펌프, 압축기, 컨베이어 시스템, 정밀 가공 설비, 조립 설비, 포장 설비 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 이러한 공정 설비들은 제조, 가공, 물류 및 기타 산업 공정에서 핵심적인 역할을 수행하며, 그 상태 데이터를 모니터링하고 분석함으로써 공정의 안정성과 품질을 유지할 수 있다.According to an embodiment, the equipment may mean, for example, process equipment. For example, the process equipment may include, but is not limited to, reactors, heat exchangers, pumps, compressors, conveyor systems, precision machining equipment, assembly equipment, packaging equipment, etc. These process equipment play a key role in manufacturing, processing, logistics, and other industrial processes, and the stability and quality of the process can be maintained by monitoring and analyzing the status data thereof.
컴퓨팅 장치(100)는 설비에 구비된 다양한 센서로부터 실시간으로 설비 상태 데이터를 획득할 수 있다. 이러한 센서에는 온도 센서, 압력 센서, 유량 센서, 진동 센서, 에너지 소비량 측정 센서 및 부품 마모 감지 센서가 포함될 수 있다.The computing device (100) can obtain facility status data in real time from various sensors installed in the facility. These sensors may include a temperature sensor, a pressure sensor, a flow sensor, a vibration sensor, an energy consumption measurement sensor, and a component wear detection sensor.
예를 들어, 컴퓨팅 장치(100)는 펌프에 부착된 압력 센서 및 유량 센서로부터 데이터를 획득하여, 펌프의 동작 상태를 실시간으로 모니터링할 수 있다. 특정 시간 동안 압력이나 유량이 기준치를 벗어나는 경우, 컴퓨팅 장치(100)는 이를 이상 상태로 판단하기 위해 추가 분석을 수행할 수 있다.For example, the computing device (100) can obtain data from a pressure sensor and a flow sensor attached to the pump to monitor the operating status of the pump in real time. If the pressure or flow rate deviates from the reference value for a certain period of time, the computing device (100) can perform additional analysis to determine this as an abnormal state.
또한, 예를 들어 컴퓨팅 장치(100)는 컨베이어 시스템의 진동 데이터를 진동 센서를 통해 수집하고, 과도한 진동이 발생하는 구간을 식별하기 위해 데이터를 주기적으로 샘플링하고 누적할 수 있다. 이를 통해, 컴퓨팅 장치(100)는 설비의 특정 부위에서 부품 마모가 진행되고 있음을 예측하고 해당 데이터를 저장할 수 있다.In addition, for example, the computing device (100) can collect vibration data of the conveyor system through a vibration sensor, and periodically sample and accumulate the data to identify a section where excessive vibration occurs. Through this, the computing device (100) can predict that wear of parts is occurring in a specific part of the equipment and store the corresponding data.
일 실시예에서, 컴퓨팅 장치(100)는 설비 상태 데이터를 센서별로 정리하고, 이를 사전에 정의된 정상 동작 기준값과 비교하여 실시간 이상 감지 프로세스를 지원할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 장치(100)는 열교환기에서 온도 데이터와 유량 데이터를 동시에 수집하여, 열 전달 효율을 계산하고 정상 범위 내 여부를 평가할 수 있다. 이 경우, 획득된 설비 상태 데이터는 정확한 비교와 이상 감지를 위해 적절히 보정되거나 필터링될 수 있다.In one embodiment, the computing device (100) can organize facility status data by sensor and compare it with a predefined normal operation reference value to support a real-time abnormality detection process. For example, the computing device (100) can simultaneously collect temperature data and flow rate data from a heat exchanger, calculate heat transfer efficiency, and evaluate whether it is within a normal range. In this case, the acquired facility status data can be appropriately corrected or filtered for accurate comparison and abnormality detection.
즉, 컴퓨팅 장치(100)는 다양한 공정 설비로부터 획득된 설비 상태 데이터를 기반으로 설비의 현재 동작 상태를 정확하게 이해하고, 이상 징후를 조기에 감지하기 위한 기반 정보를 제공할 수 있다. 이러한 데이터 획득 단계는 공정 설비의 효율성과 안정성을 유지하는 데 필수적인 과정으로, 후속 분석 및 제어 단계의 정확성을 향상시킬 수 있다.That is, the computing device (100) can accurately understand the current operating status of the equipment based on equipment status data acquired from various process equipment and provide basic information for early detection of abnormal signs. This data acquisition step is an essential process for maintaining the efficiency and stability of the process equipment, and can improve the accuracy of subsequent analysis and control steps.
본 발명의 일 실시예와 관련된 공조 설비 모니터링 및 제어 방법은, 설비 상태 데이터를 분석하여 설비 가동에 따른 시뮬레이션 데이터를 생성하는 단계(S220)를 포함할 수 있다.A method for monitoring and controlling air conditioning equipment related to one embodiment of the present invention may include a step (S220) of analyzing equipment status data to generate simulation data according to equipment operation.
구체적으로, 컴퓨팅 장치(100)는 설비 상태 데이터를 분석하여 설비의 가동 상태와 환경 조건을 기반으로 시뮬레이션 데이터를 생성할 수 있다. 설비 상태 데이터는 설비의 동작 상태, 온도, 압력, 유량, 진동, 에너지 소비량, 부품의 마모 상태 등과 같은 다양한 정보를 포함하며, 이 데이터를 기반으로 시뮬레이션 데이터를 생성하는 과정에서 설비의 동적 특성과 외부 조건을 반영할 수 있다.Specifically, the computing device (100) can analyze the equipment status data to generate simulation data based on the equipment's operating status and environmental conditions. The equipment status data includes various information such as the equipment's operating status, temperature, pressure, flow rate, vibration, energy consumption, wear status of parts, etc., and in the process of generating simulation data based on this data, the equipment's dynamic characteristics and external conditions can be reflected.
컴퓨팅 장치(100)는 먼저 설비 상태 데이터를 사전에 정의된 설비 모델과 비교하여 현재 설비의 동작 특성을 파악할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 장치(100)는 펌프의 압력 및 유량 데이터를 분석하여 펌프의 현재 효율성을 계산하고, 이를 기준으로 펌프의 동적 작동 상태를 예측하는 시뮬레이션 데이터를 생성할 수 있다.The computing device (100) can first compare the equipment status data with a predefined equipment model to identify the current operating characteristics of the equipment. For example, the computing device (100) can analyze the pressure and flow rate data of the pump to calculate the current efficiency of the pump, and generate simulation data to predict the dynamic operating status of the pump based on this.
또한, 예를 들어, 컴퓨팅 장치(100)는 열교환기의 온도 및 유량 데이터를 활용하여 열 전달 효율을 계산하고, 열교환기의 예상 열 교환 성능을 예측할 수 있다. 이 과정에서 컴퓨팅 장치(100)는 열 전달 방정식과 설비 모델 데이터를 통합하여, 설비의 가동 상태에 따른 열 전달 시뮬레이션 결과를 생성할 수 있다.In addition, for example, the computing device (100) can utilize the temperature and flow rate data of the heat exchanger to calculate the heat transfer efficiency and predict the expected heat exchange performance of the heat exchanger. In this process, the computing device (100) can integrate the heat transfer equation and the equipment model data to generate a heat transfer simulation result according to the operating state of the equipment.
컴퓨팅 장치(100)는 설비 간 상호작용을 포함하는 통합 시뮬레이션 데이터를 생성할 수도 있다. 예를 들어, 반응기의 내부 압력 및 온도 데이터를 분석하여 반응기의 작동 상태를 시뮬레이션하고, 동시에 열교환기와 연결된 유체의 흐름 및 열 전달 성능을 통합적으로 계산할 수 있다. 이를 통해, 컴퓨팅 장치(100)는 설비 간 상호작용에 의해 발생할 수 있는 이상 상태를 사전에 예측하는 데이터를 생성할 수 있다.The computing device (100) can also generate integrated simulation data including the interaction between the facilities. For example, the internal pressure and temperature data of the reactor can be analyzed to simulate the operating state of the reactor, and at the same time, the flow and heat transfer performance of the fluid connected to the heat exchanger can be comprehensively calculated. Through this, the computing device (100) can generate data that predicts in advance an abnormal state that may occur due to the interaction between the facilities.
일 실시예에서, 컴퓨팅 장치(100)는 특정 시간 범위 동안 설비의 상태 변화와 그에 따른 영향을 시뮬레이션하여 미래의 설비 상태를 예측할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 장치(100)는 반응기의 내부 온도가 일정 시간 동안 지속적으로 상승할 경우, 열 교환 성능 저하로 인해 발생할 수 있는 공정 이상 상태를 시뮬레이션 데이터를 통해 예측할 수 있다.In one embodiment, the computing device (100) can predict future conditions of the equipment by simulating changes in the condition of the equipment and the resulting impact over a certain period of time. For example, the computing device (100) can predict, through simulation data, a process abnormality that may occur due to a decrease in heat exchange performance when the internal temperature of the reactor continues to rise over a certain period of time.
시뮬레이션 데이터 생성 과정에서 컴퓨팅 장치(100)는 다양한 수학적 모델과 알고리즘을 활용할 수 있다. 예를 들어, 열교환기의 열 전달은 전도, 대류, 복사를 포함하는 열 전달 모델을 적용하여 계산될 수 있으며, 펌프의 유체 흐름은 나비에-스토크스 방정식을 기반으로 시뮬레이션될 수 있다. 생성된 시뮬레이션 데이터는, 설비의 운영 최적화, 설비 상태 예측, 이상 상태 경고를 위한 데이터로 활용될 수 있다.In the process of generating simulation data, the computing device (100) can utilize various mathematical models and algorithms. For example, the heat transfer of a heat exchanger can be calculated by applying a heat transfer model including conduction, convection, and radiation, and the fluid flow of a pump can be simulated based on the Navier-Stokes equation. The generated simulation data can be utilized as data for optimizing the operation of the facility, predicting the condition of the facility, and warning of abnormal conditions.
본 발명의 일 실시예와 관련된 공조 설비 모니터링 및 제어 방법은, 설비 상태 데이터 및 시뮬레이션 데이터를 기반으로 공정 설비 디지털트윈 모델(Process Digital Twin Model)을 생성하는 단계(S230)를 포함할 수 있다.A method for monitoring and controlling air conditioning equipment related to one embodiment of the present invention may include a step (S230) of generating a process equipment digital twin model based on equipment status data and simulation data.
실시예에 따르면, 컴퓨팅 장치(100)는 설비 상태 데이터와 시뮬레이션 데이터를 기반으로 설비의 물리적 특성, 작동 상태, 그리고 환경 조건을 반영하여 공정 설비 디지털트윈 모델을 생성할 수 있다. 공정 설비 디지털트윈 모델은 설비의 구조적 형상, 내부 작동 상태, 그리고 주변 환경 데이터를 시각적으로 표현하며, 실시간 상태 모니터링 및 시뮬레이션 결과를 사용자에게 직관적으로 제공하기 위해 구성될 수 있다.According to an embodiment, the computing device (100) can generate a process facility digital twin model by reflecting the physical characteristics, operating status, and environmental conditions of the facility based on the facility status data and simulation data. The process facility digital twin model visually represents the structural shape, internal operating status, and surrounding environment data of the facility, and can be configured to intuitively provide real-time status monitoring and simulation results to the user.
컴퓨팅 장치(100)는 설비의 설계 데이터(예: CAD 도면, BIM 데이터 등)를 참조하여 설비의 기본 구조와 형상을 모델링할 수 있다. 이 과정에서 컴퓨팅 장치(100)는 설비의 외부 형상뿐만 아니라, 내부 구성 요소의 위치와 크기를 정확하게 반영하는 3D 데이터를 생성할 수 있다. 예를 들어, 열교환기의 튜브 배열, 반응기의 내부 챔버 구조, 또는 펌프의 내부 임펠러 형상 등이 모델링될 수 있다.The computing device (100) can model the basic structure and shape of the facility by referring to the design data of the facility (e.g., CAD drawings, BIM data, etc.). In this process, the computing device (100) can generate 3D data that accurately reflects not only the external shape of the facility but also the positions and sizes of internal components. For example, the tube arrangement of a heat exchanger, the internal chamber structure of a reactor, or the internal impeller shape of a pump can be modeled.
이후, 컴퓨팅 장치(100)는 실시간으로 수집된 설비 상태 데이터를 3D 모델에 통합하여 설비의 현재 동작 상태를 시각적으로 표현할 수 있다. 예를 들어, 반응기의 온도 분포는 색상으로 표현될 수 있으며, 펌프의 유량과 압력 변화는 애니메이션 효과를 통해 표시될 수 있다. 이러한 시각적 표현은 설비의 상태를 한눈에 파악할 수 있도록 지원하며, 이상 징후가 발생한 영역을 강조하여 표시하는 기능도 포함할 수 있다.Thereafter, the computing device (100) can integrate the equipment status data collected in real time into a 3D model to visually express the current operating status of the equipment. For example, the temperature distribution of the reactor can be expressed in color, and the flow rate and pressure changes of the pump can be displayed through animation effects. Such visual expressions support understanding the status of the equipment at a glance, and can also include a function of highlighting and displaying an area where an abnormality has occurred.
또한, 컴퓨팅 장치(100)는 시뮬레이션 데이터를 활용하여 공정 설비 디지털트윈 모델에 예상 상태를 반영할 수 있다. 예를 들어, 열교환기의 예상 열 전달 성능을 그래프나 숫자로 표현하거나, 특정 조건에서 발생할 수 있는 유체 흐름 변화를 시각적으로 재현할 수 있다. 이러한 예측 데이터를 3D 모델에 포함함으로써, 사용자는 설비의 미래 상태를 미리 파악하고 필요한 조치를 결정할 수 있다.In addition, the computing device (100) can utilize simulation data to reflect the expected state in the process equipment digital twin model. For example, the expected heat transfer performance of a heat exchanger can be expressed in a graph or number, or the fluid flow changes that may occur under certain conditions can be visually reproduced. By including such predicted data in the 3D model, the user can understand the future state of the equipment in advance and determine the necessary actions.
즉, 컴퓨팅 장치(100)는 설비 상태 데이터와 시뮬레이션 데이터를 기반으로 실시간 상태와 예측 데이터를 반영한 공정 설비 디지털트윈 모델을 생성하여, 설비 운영 상태를 시각적으로 직관적이고 명확하게 제공할 수 있다. 이러한 공정 설비 디지털트윈 모델은 설비 관리, 이상 징후 탐지, 그리고 운영 효율성 개선에 있어 중요한 도구로 활용될 수 있다.That is, the computing device (100) can generate a process facility digital twin model reflecting real-time status and predicted data based on facility status data and simulation data, thereby providing facility operation status in a visually intuitive and clear manner. This process facility digital twin model can be utilized as an important tool for facility management, abnormality detection, and improvement of operational efficiency.
본 발명의 일 실시예와 관련된 공조 설비 모니터링 및 제어 방법은, 클라이언트 단말의 하드웨어 성능에 기초하여 공정 설비 디지털트윈 모델에 대한 조정을 수행하여 맞춤형 공정 설비 이미지를 생성하는 단계(S240)를 포함할 수 있다.A method for monitoring and controlling air conditioning equipment related to one embodiment of the present invention may include a step (S240) of generating a customized process equipment image by performing adjustments to a process equipment digital twin model based on hardware performance of a client terminal.
컴퓨팅 장치(100)는 공정 설비 디지털트윈 모델의 해상도 및 세부 수준(Level of Detail)을 사용자의 요구사항 및 클라이언트 단말의 성능에 맞게 조정할 수 있다. 이를 통해, 저사양 클라이언트 단말에서도 원활하게 3D 모델을 확인하고 조작할 수 있도록 지원한다. 예를 들어, 설비의 외부 형상만을 간략히 표시하거나, 세부적인 내부 구성 요소까지 표시하도록 선택할 수 있다.The computing device (100) can adjust the resolution and level of detail of the process equipment digital twin model to suit the user's requirements and the performance of the client terminal. This supports smooth confirmation and manipulation of the 3D model even on low-spec client terminals. For example, it can be selected to display only the external shape of the equipment in a simplified manner or to display detailed internal components.
실시예에서, 클라이언트 단말의 하드웨어 성능은, 클라이언트 단말의 CPU, GPU, 메모리 크기 및 네트워크 대역폭 중 적어도 하나에 관한 성능을 포함할 수 있다.In an embodiment, the hardware performance of the client terminal may include performance regarding at least one of the CPU, GPU, memory size, and network bandwidth of the client terminal.
일 실시예에서, 공정 설비 디지털트윈 모델에 대한 조정은, 상기 하드웨어 성능에 기초하여 공정 설비 디지털트윈 모델의 해상도, 세부 수준(LOD) 및 텍스처 품질 중 적어도 하나에 대한 조정인 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment, the adjustment to the process facility digital twin model may be characterized by an adjustment to at least one of the resolution, level of detail (LOD), and texture quality of the process facility digital twin model based on the hardware performance.
보다 구체적으로, 컴퓨팅 장치(100)는 클라이언트 단말의 하드웨어 성능 데이터를 수집하고, 이를 기반으로 클라이언트 단말에서 효율적으로 렌더링될 수 있는 최적의 공정 설비 디지털트윈 모델 조정 방법을 결정할 수 있다. 이러한 하드웨어 성능 데이터는 클라이언트 단말의 CPU 및 GPU 처리 속도, 메모리 여유 공간, 네트워크 대역폭 등을 포함하며, 컴퓨팅 장치(100)는 이를 실시간으로 분석하여 공정 설비 디지털트윈 모델의 복잡성을 적절히 조정할 수 있다.More specifically, the computing device (100) can collect hardware performance data of the client terminal and, based on the data, determine an optimal process facility digital twin model adjustment method that can be efficiently rendered on the client terminal. The hardware performance data includes CPU and GPU processing speeds, memory free space, network bandwidth, etc. of the client terminal, and the computing device (100) can analyze the data in real time and appropriately adjust the complexity of the process facility digital twin model.
공정 설비 디지털트윈 모델의 조정 과정은 클라이언트 단말의 성능에 따라 동적으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 고성능 단말에서는 설비의 미세한 디테일까지 표현하는 고해상도 모델이 생성될 수 있으며, 저사양 단말에서는 필수 정보만 포함하는 단순화된 모델로 조정될 수 있다The process of adjusting the digital twin model of the process equipment can be performed dynamically according to the performance of the client terminal. For example, a high-performance terminal can generate a high-resolution model that expresses even the minute details of the equipment, and a low-performance terminal can adjust it to a simplified model that only includes essential information.
구체적인 실시예에서, 도 9를 참조하면, 상기 클라이언트 단말의 하드웨어 성능에 기초하여 공정 설비 디지털트윈 모델에 대한 조정을 수행하여 맞춤형 공정 설비 이미지를 생성하는 단계는, 시뮬레이션 데이터를 기반으로, 클라이언트 단말에서 렌더링 중 발생할 수 있는 CPU 및 GPU 예상 부하율과 메모리 사용량을 계산하는 단계(S231)를 포함할 수 있다.In a specific embodiment, referring to FIG. 9, the step of generating a customized process facility image by performing adjustments to a process facility digital twin model based on the hardware performance of the client terminal may include a step (S231) of calculating the expected CPU and GPU load ratio and memory usage that may occur during rendering on the client terminal based on simulation data.
실시예에서, 컴퓨팅 장치(100)는 클라이언트 단말의 하드웨어 사양(예: CPU 코어 수, GPU 연산 속도, 메모리 용량)을 기반으로 렌더링 처리 가능 범위를 사전에 분석하고, 예상 CPU 및 GPU 부하율과 메모리 사용량을 계산하여 공정 설비 디지털트윈 모델의 조정 전략을 결정할 수 있다. 이를 위해 컴퓨팅 장치(100)는 클라이언트 단말의 하드웨어 성능 데이터를 실시간으로 수집 및 분석하며, 해당 단말에서 발생할 수 있는 렌더링 작업의 복잡도를 예측할 수 있다.In an embodiment, the computing device (100) may analyze the rendering processing range in advance based on the hardware specifications of the client terminal (e.g., the number of CPU cores, GPU operation speed, memory capacity), calculate the expected CPU and GPU load ratio and memory usage, and determine an adjustment strategy for the process equipment digital twin model. To this end, the computing device (100) may collect and analyze hardware performance data of the client terminal in real time, and predict the complexity of the rendering task that may occur in the corresponding terminal.
컴퓨팅 장치(100)는 클라이언트 단말의 CPU 및 GPU 성능 데이터를 활용하여 공정 설비 디지털트윈 모델의 렌더링에 필요한 연산량(예: 텍스처 매핑, 셰이더 처리)을 추정한다. 예를 들어, 다각형(폴리곤) 수가 높은 공정 설비 디지털트윈 모델이나 고해상도 텍스처를 포함한 모델은 더 많은 연산 자원을 요구하므로, 컴퓨팅 장치(100)는 클라이언트 단말에서 처리 가능한 최대 연산량을 초과하지 않도록 모델의 복잡성을 동적으로 조정할 수 있다.The computing device (100) estimates the amount of computation (e.g., texture mapping, shader processing) required for rendering the process facility digital twin model by utilizing the CPU and GPU performance data of the client terminal. For example, a process facility digital twin model with a high number of polygons or a model including a high-resolution texture requires more computational resources, so the computing device (100) can dynamically adjust the complexity of the model so as not to exceed the maximum amount of computation that can be processed by the client terminal.
또한, 컴퓨팅 장치(100)는 클라이언트 단말의 메모리 소비량을 평가하기 위해 시뮬레이션 데이터를 활용할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 장치(100)는 단말에서 사용 가능한 메모리 크기와 현재 메모리 점유율을 기반으로 텍스처 로드 크기, 캐시 사용량, 및 데이터 전송 요구사항을 계산할 수 있다. 이를 통해, 메모리 부족으로 인한 렌더링 지연이나 오류를 사전에 방지할 수 있다.In addition, the computing device (100) can utilize simulation data to evaluate the memory consumption of the client terminal. For example, the computing device (100) can calculate the texture load size, cache usage, and data transfer requirements based on the available memory size and current memory occupancy of the terminal. Through this, rendering delays or errors due to lack of memory can be prevented in advance.
구체적으로, 컴퓨팅 장치(100)는 공정 설비 디지털트윈 모델의 각 구성 요소(예: 설비의 복잡한 구조, 텍스처 해상도, 애니메이션 데이터)에 대한 데이터 크기와 렌더링 복잡도를 분석하여 예상 부하율을 계산할 수 있다. 예를 들어, 특정 섹션에 복잡한 설비 구조와 세부 텍스처가 포함된 경우, 해당 섹션의 GPU 연산 자원 요구량 및 메모리 사용량을 추정하고, 렌더링 작업의 우선순위를 조정할 수 있다.Specifically, the computing device (100) can calculate the expected load ratio by analyzing the data size and rendering complexity for each component (e.g., complex structure of the facility, texture resolution, animation data) of the process facility digital twin model. For example, if a specific section includes a complex facility structure and detailed texture, the GPU computational resource requirement and memory usage of the section can be estimated, and the priority of the rendering task can be adjusted.
추가적으로, 컴퓨팅 장치(100)는 클라이언트 단말의 네트워크 대역폭 및 데이터 전송 속도를 기반으로 공정 설비 디지털트윈 모델의 데이터 스트리밍 요구사항도 고려한다. 예를 들어, 대역폭이 제한된 단말에서는 텍스처 데이터를 압축하거나, 비필수 데이터를 제외하는 방식으로 데이터 전송량을 줄이는 최적화를 수행할 수 있다.Additionally, the computing device (100) also considers the data streaming requirements of the process facility digital twin model based on the network bandwidth and data transmission speed of the client terminal. For example, in a terminal with limited bandwidth, optimization can be performed to reduce the amount of data transmitted by compressing texture data or excluding non-essential data.
즉, 컴퓨팅 장치(100)는 클라이언트 단말의 하드웨어 사양, 메모리 사용량 및 네트워크 대역폭을 종합적으로 분석하여 공정 설비 디지털트윈 모델의 렌더링 작업을 최적화하고, 단말 성능에 맞는 맞춤형 공정 설비 이미지를 생성한다. 이를 통해, 클라이언트 단말에서 렌더링 품질을 유지하면서도 시스템의 안정성과 효율성을 동시에 확보할 수 있다.That is, the computing device (100) comprehensively analyzes the hardware specifications, memory usage, and network bandwidth of the client terminal to optimize the rendering work of the process equipment digital twin model and generate a customized process equipment image that matches the terminal performance. Through this, the stability and efficiency of the system can be secured at the same time while maintaining the rendering quality in the client terminal.
일 실시예에 따르면, 맞춤형 공정 설비 이미지를 생성하는 단계는, 계산된 상기 예상 부하율 및 메모리 사용량을 상기 클라이언트 단말의 하드웨어 성능과 비교하여 과부하 가능성이 있는 텍스처 및 폴리곤 밀도 영역을 식별하는 단계(S232)를 포함할 수 있다.According to one embodiment, the step of generating a customized process equipment image may include a step (S232) of comparing the calculated expected load ratio and memory usage with the hardware performance of the client terminal to identify texture and polygon density areas likely to be overloaded.
일 실시예에 따르면, 컴퓨팅 장치(100)는 계산된 예상 부하율과 메모리 사용량을 클라이언트 단말의 하드웨어 성능과 비교하여 과부하 가능성이 있는 텍스처 및 폴리곤 밀도 영역을 식별할 수 있다. 해당 단계는 클라이언트 단말에서 렌더링 작업이 부하를 초과하지 않도록 공정 설비 디지털트윈 모델의 특정 영역을 최적화하기 위한 과정일 수 있다.According to one embodiment, the computing device (100) can identify texture and polygon density areas that are likely to be overloaded by comparing the calculated expected load ratio and memory usage with the hardware performance of the client terminal. The step may be a process for optimizing a specific area of the process facility digital twin model so that the rendering work on the client terminal does not exceed the load.
컴퓨팅 장치(100)는 클라이언트 단말의 성능 데이터를 참조하여 각 하드웨어 자원의 임계값을 설정할 수 있다. 예를 들어, GPU의 연산 능력, 메모리의 가용 공간, 네트워크 대역폭 등의 임계값이 설정될 수 있으며, 임계값은 클라이언트 단말의 하드웨어 사양에 따라 동적으로 조정될 수 있다.The computing device (100) can set a threshold value for each hardware resource by referring to the performance data of the client terminal. For example, threshold values for the computational capability of the GPU, available space of the memory, network bandwidth, etc. can be set, and the threshold values can be dynamically adjusted according to the hardware specifications of the client terminal.
이후, 컴퓨팅 장치(100)는 공정 설비 디지털트윈 모델 내 각 텍스처와 폴리곤 영역을 분석하여 예상 부하율 및 메모리 사용량이 임계값을 초과하는지를 평가할 수 있다. 실시예에 따르면, 텍스처 데이터는 해상도별로 분류되며, 해상도가 높아질수록 메모리 사용량과 GPU 부하가 증가하므로 고해상도 텍스처가 많은 영역이 과부하 가능성이 높은 것으로 식별될 수 있다.Thereafter, the computing device (100) can analyze each texture and polygon area within the process facility digital twin model to evaluate whether the expected load ratio and memory usage exceed a threshold value. According to an embodiment, the texture data is classified by resolution, and as the resolution increases, the memory usage and GPU load increase, so an area with many high-resolution textures can be identified as having a high possibility of being overloaded.
폴리곤 밀도 영역에 대해서는, 컴퓨팅 장치(100)가 각 공정 설비 디지털트윈 모델의 다각형 수를 계산하여 특정 영역의 밀도가 클라이언트 단말의 GPU 처리 능력을 초과하는지를 평가할 수 있다. 컴퓨팅 장치(100)는 각 설비 섹션별로 다각형 수를 분석하고, 복잡한 기하학적 구조가 포함된 영역을 식별한다. 예를 들어, 설비의 내부 기계 부품이 복잡하게 설계된 특정 섹션은, 상대적으로 단순한 외관 섹션에 비해 폴리곤 수가 훨씬 많을 수 있다. 이러한 과밀 영역은 클라이언트 단말의 GPU 연산 자원을 과도하게 소모하여 렌더링 성능 저하를 초래할 가능성이 높다.For the polygon density area, the computing device (100) can calculate the number of polygons of each process facility digital twin model to evaluate whether the density of a specific area exceeds the GPU processing capability of the client terminal. The computing device (100) analyzes the number of polygons for each facility section and identifies an area containing a complex geometric structure. For example, a specific section in which the internal mechanical parts of the facility are complexly designed may have a much larger number of polygons than a relatively simple exterior section. Such an over-dense area is likely to excessively consume the GPU computational resources of the client terminal, resulting in a decrease in rendering performance.
구체적으로, 컴퓨팅 장치(100)는 클라이언트 단말의 GPU 클럭 속도, 셰이더 코어 수 및 메모리 대역폭을 기준으로 폴리곤 밀도와의 상관관계를 분석한다. 예를 들어, 특정 섹션의 폴리곤 수가 단말의 처리 능력을 초과할 경우, 컴퓨팅 장치(100)는 해당 영역을 과부하 가능 영역으로 식별하고, 추가적인 최적화가 필요함을 판단할 수 있다. 이러한 분석은 실시간으로 수행되어, 모델의 복잡성에 따라 유동적인 조정이 가능하도록 한다.Specifically, the computing device (100) analyzes the correlation with the polygon density based on the GPU clock speed, the number of shader cores, and the memory bandwidth of the client terminal. For example, if the number of polygons in a specific section exceeds the processing capability of the terminal, the computing device (100) can identify the area as an area subject to overload and determine that additional optimization is required. This analysis is performed in real time, allowing for flexible adjustments depending on the complexity of the model.
또한, 컴퓨팅 장치(100)는 텍스처와 폴리곤 밀도가 높은 영역이 클라이언트 단말의 성능에 미치는 영향을 시뮬레이션할 수 있다. 이 과정에서, 과부하 가능성이 있는 영역을 시각적으로 강조하여 사용자에게 표시하거나, 시스템이 자동으로 최적화 작업을 수행하도록 지정할 수 있다. 예를 들어, 특정 설비 섹션이 렌더링 속도를 저하시킬 가능성이 높은 경우, 컴퓨팅 장치(100)는 해당 섹션의 텍스처 해상도를 자동으로 낮추거나 폴리곤 수를 줄이는 리토폴로지(Retopology) 작업을 수행할 수 있다.In addition, the computing device (100) can simulate the impact of texture and high polygon density areas on the performance of the client terminal. In this process, areas with a high possibility of overload can be visually highlighted and displayed to the user, or the system can be designated to automatically perform optimization work. For example, if a specific facility section is likely to slow down the rendering speed, the computing device (100) can automatically lower the texture resolution of the section or perform a retopology work to reduce the number of polygons.
다시 말해, 컴퓨팅 장치(100)는 클라이언트 단말의 하드웨어 성능과 비교하여 공정 설비 디지털트윈 모델의 텍스처 및 폴리곤 밀도 영역을 분석하고, 과부하 가능성이 있는 영역을 식별함으로써 최적화 작업을 위한 기초 데이터를 제공할 수 있다. 이를 통해 클라이언트 단말에서의 렌더링 품질을 유지하면서도 안정적인 성능을 보장할 수 있다.In other words, the computing device (100) can analyze the texture and polygon density areas of the process equipment digital twin model by comparing them with the hardware performance of the client terminal, and identify areas with a possibility of overload, thereby providing basic data for optimization work. Through this, stable performance can be guaranteed while maintaining the rendering quality on the client terminal.
또한, 실시예에 따르면, 맞춤형 공정 설비 이미지를 생성하는 단계는, 식별된 상기 텍스처 및 폴리곤 밀도 영역에 대응하여 그래픽 처리 장치(GPU) 기반의 텍스처 압축 알고리즘을 적용하여 압축을 수행하는 단계(S233)를 포함할 수 있다. Additionally, according to an embodiment, the step of generating a customized process equipment image may include a step (S233) of performing compression by applying a graphics processing unit (GPU)-based texture compression algorithm corresponding to the identified texture and polygon density area.
보다 구체적으로, 컴퓨팅 장치(100)는 클라이언트 단말의 하드웨어 성능 데이터와 식별된 텍스처 밀도 정보를 기반으로, GPU 텍스처 압축 알고리즘을 선택하여 적합한 압축 방식을 적용할 수 있다. 예를 들어, 고성능 단말에서는 높은 품질을 유지하면서 데이터 크기를 줄일 수 있는 고효율 압축 포맷(예: Basis Universal)을 적용할 수 있으며, 저사양 단말에서는 속도 우선의 경량 압축 방식(예: DXT 또는 ASTC)을 적용할 수 있다.More specifically, the computing device (100) can select a GPU texture compression algorithm and apply a suitable compression method based on the hardware performance data of the client terminal and the identified texture density information. For example, in a high-performance terminal, a high-efficiency compression format (e.g., Basis Universal) that can reduce the data size while maintaining high quality can be applied, and in a low-spec terminal, a lightweight compression method that prioritizes speed (e.g., DXT or ASTC) can be applied.
압축 과정은 텍스처의 해상도와 품질을 적절히 조정하여 데이터 전송 및 렌더링 성능을 최적화하는 방향으로 수행된다. 예를 들어, 텍스처 해상도가 과도하게 높은 경우, 컴퓨팅 장치(100)는 해상도를 단계적으로 낮춰가며 사용 가능한 GPU 메모리와의 적합성을 평가할 수 있다. 또한, 컴퓨팅 장치(100)는 텍스처의 색상 채널 및 알파 채널 데이터를 분석하여, 중요도가 낮은 채널을 축소하거나 제거함으로써 압축 효율을 극대화할 수 있다.The compression process is performed in a direction to optimize data transmission and rendering performance by appropriately adjusting the resolution and quality of the texture. For example, if the texture resolution is excessively high, the computing device (100) can evaluate compatibility with the available GPU memory by gradually lowering the resolution. In addition, the computing device (100) can analyze the color channel and alpha channel data of the texture to reduce or remove channels with low importance, thereby maximizing the compression efficiency.
구체적인 예를 들어, 복잡한 설비 섹션에서 사용되는 고해상도 텍스처는, 클라이언트 단말의 GPU 메모리 할당량을 초과할 가능성이 있는 경우, 압축을 통해 데이터 크기를 절반 이상 줄이는 작업이 수행될 수 있다. 이 과정에서, 압축 후 품질 저하를 최소화하기 위해 텍스처의 디테일 정보가 보존되도록, 텍스처의 주파수 도메인 정보를 분석하여 고빈도 영역은 유지하고 저빈도 영역은 제거하는 선택적 압축 방식이 적용될 수 있다.For example, in a complex equipment section, a high-resolution texture that is likely to exceed the GPU memory allocation of the client terminal may be compressed to reduce the data size by more than half. In this process, a selective compression method may be applied to analyze the frequency domain information of the texture to preserve the detail information of the texture and maintain high-frequency areas and remove low-frequency areas so that the quality degradation after compression is minimized.
또한, 컴퓨팅 장치(100)는 압축된 텍스처 데이터를 공정 설비 디지털트윈 모델의 기존 데이터와 병합하여, 최종적으로 클라이언트 단말에서 효율적으로 렌더링될 수 있는 맞춤형 공정 설비 이미지를 생성할 수 있다. 압축된 텍스처 데이터는 렌더링 과정에서 GPU 메모리의 효율적 활용을 가능하게 하고, 데이터 전송 속도를 개선함으로써 사용자 경험을 최적화할 수 있다.Additionally, the computing device (100) can merge the compressed texture data with existing data of the process equipment digital twin model to ultimately generate a customized process equipment image that can be efficiently rendered on a client terminal. The compressed texture data can optimize the user experience by enabling efficient use of GPU memory during the rendering process and improving data transfer speed.
또한, 실시예에 따르면, 컴퓨팅 장치(100)는 공정 설비 디지털트윈 모델의 복잡성을 줄이고 클라이언트 단말에서의 렌더링 효율성을 향상시키기 위해 Retopology 프로세스를 수행할 수 있다.Additionally, according to an embodiment, the computing device (100) can perform a Retopology process to reduce the complexity of the process facility digital twin model and improve rendering efficiency at the client terminal.
구체적인 실시예에서, 도 10을 참조하면, 공정 설비 디지털트윈 모델에 대한 조정을 수행하여 맞춤형 공정 설비 이미지를 생성하는 단계는, 공정 설비 디지털트윈 모델에 대한 Retopology 프로세스를 수행하여 1차 조정된 공정 설비 디지털트윈 모델을 생성하는 단계(S241)를 포함할 수 있다. In a specific embodiment, referring to FIG. 10, the step of performing adjustments to a process facility digital twin model to generate a customized process facility image may include a step (S241) of performing a Retopology process on the process facility digital twin model to generate a first adjusted process facility digital twin model.
일 실시예에서, 도 11을 참조하면, 공정 설비 디지털트윈 모델에 대한 Retopology 프로세스를 수행하여 1차 조정된 공정 설비 디지털트윈 모델을 생성하는 단계는, 공정 설비 디지털트윈 모델의 원본 데이터를 분석하여, 설비 표면의 곡률, 기하학적 변화율, 또는 사용자 시각적 요구사항에 기초하여 제외 폴리곤 영역을 식별하는 단계(S241a), 제외 폴리곤 영역에서, 구조적 변화를 야기하지 않고 설비 모델의 형상 정확도 및 데이터 정합성을 유지할 수 있는 폴리곤을 식별하여 삭제 대상 폴리곤으로 설정하는 단계(S241b), 삭제 대상 폴리곤을 제거하거나 인접 폴리곤과 병합하여 메쉬(mesh)의 밀도를 축소시키는 단계(S241c) 및 폴리곤의 밀도가 축소된 공정 설비 디지털트윈 모델에 대한 보정을 수정하여 1차 조정된 공정 설비 디지털트윈 모델을 생성하는 단계(S241d)를 포함할 수 있다. In one embodiment, referring to FIG. 11, the step of performing a Retopology process on a process facility digital twin model to generate a first-adjusted process facility digital twin model may include a step of analyzing original data of the process facility digital twin model to identify an excluded polygon area based on a curvature of a facility surface, a geometric change rate, or a user visual requirement (S241a), a step of identifying a polygon to be excluded from the polygon area that does not cause a structural change and can maintain shape accuracy and data consistency of the facility model and setting the polygon as a polygon to be deleted (S241b), a step of removing the polygon to be deleted or merging it with an adjacent polygon to reduce the density of the mesh (S241c), and a step of modifying a correction for the process facility digital twin model with a reduced polygon density to generate a first-adjusted process facility digital twin model (S241d).
보다 구체적으로, 컴퓨팅 장치(100)는 공정 설비 디지털트윈 모델의 원본 데이터를 입력받아 설비 표면의 곡률, 기하학적 변화율 및 사용자 시각적 요구사항을 종합적으로 분석할 수 있다. 이 과정에서 컴퓨팅 장치(100)는 곡률 분석 알고리즘을 활용하여 설비 표면의 각 부분에서 곡률 값을 계산하고, 기하학적 변화가 적은 평면 영역이나 반복적이고 균일한 구조를 가진 영역을 제외 폴리곤 영역으로 식별할 수 있다. 예를 들어, 원통형 설비 표면에서 변동이 거의 없는 직선 부분은 제외 폴리곤 영역으로 선정될 가능성이 높다. 이러한 제외 폴리곤 영역은 3D 모델의 렌더링 효율성을 높이기 위한 최적화 대상이 될 수 있다.More specifically, the computing device (100) can receive the original data of the process equipment digital twin model and comprehensively analyze the curvature of the equipment surface, the geometric change rate, and the user's visual requirements. In this process, the computing device (100) can calculate the curvature value of each part of the equipment surface by utilizing a curvature analysis algorithm, and identify a flat area with little geometric change or an area with a repetitive and uniform structure as an excluded polygon area. For example, a straight line area with little change on a cylindrical equipment surface is likely to be selected as an excluded polygon area. Such an excluded polygon area can be an optimization target for improving the rendering efficiency of a 3D model.
컴퓨팅 장치(100)는 제외 폴리곤 영역으로 식별된 부분에서 형상 정확도와 데이터 정합성을 유지하기 위한 추가 분석을 수행할 수 있다. 이 과정에서, 각 폴리곤이 설비 모델의 구조적 특징에 미치는 영향을 평가하여, 구조적 변화를 유발하지 않는 폴리곤을 삭제 대상 폴리곤으로 설정할 수 있다. 삭제 대상 폴리곤은 설비의 주요 기하학적 특징을 유지하면서도 데이터 간소화를 가능하게 한다. 예를 들어, 평면 표면에서 과도하게 분포된 폴리곤은 하나의 단일 평면으로 병합되며, 복잡한 구조가 없는 단조로운 영역은 데이터 효율성을 위해 폴리곤 수를 줄일 수 있다.The computing device (100) can perform additional analysis to maintain shape accuracy and data consistency in the area identified as the excluded polygon area. In this process, the impact of each polygon on the structural feature of the equipment model can be evaluated, and polygons that do not cause structural changes can be set as polygons to be deleted. The polygons to be deleted enable data simplification while maintaining the main geometric features of the equipment. For example, polygons that are excessively distributed on a planar surface can be merged into one single plane, and monotonous areas without complex structures can have their number of polygons reduced for data efficiency.
삭제 대상 폴리곤이 결정된 이후, 컴퓨팅 장치(100)는 해당 폴리곤을 제거하거나 인접 폴리곤과 병합하는 최적화 작업을 수행할 수 있다. 이 단계에서, 메쉬의 밀도를 조정하는 알고리즘이 적용되며, 삭제된 폴리곤으로 인해 생길 수 있는 비정상적인 연결 상태를 보정한다. 실시예에 따르면, 보정 작업에서는, 인접한 폴리곤의 경계선을 재조정하여 매끄러운 연결을 유지하며, 경계선의 왜곡을 방지할 수 있다. 또한, 정점(vertex) 간의 간격을 분석하여 인접한 정점의 평균 간격을 기반으로 균일화를 수행한다. 이를 통해 데이터의 일관성과 시각적 품질을 유지하면서 렌더링 효율성을 높일 수 있다.After the polygon to be deleted is determined, the computing device (100) can perform an optimization task to remove the polygon or merge it with an adjacent polygon. In this step, an algorithm for adjusting the density of the mesh is applied, and an abnormal connection state that may be caused by the deleted polygon is corrected. According to an embodiment, in the correction task, the boundary line of the adjacent polygon can be readjusted to maintain a smooth connection and prevent distortion of the boundary line. In addition, the interval between vertices is analyzed and equalization is performed based on the average interval of the adjacent vertices. Through this, the rendering efficiency can be improved while maintaining the consistency and visual quality of the data.
또한, 실시예에서, 폴리곤의 밀도가 축소된 공정 설비 디지털트윈 모델에 대한 보정을 수정하여 1차 조정된 공정 설비 디지털트윈 모델을 생성하는 단계는, 폴리곤의 밀도가 축소된 공정 설비 디지털트윈 모델에 포함된 인접한 폴리곤의 경계선을 정렬하고, 경계선의 연속성을 검증 및 수정하는 단계, 폴리곤의 밀도가 축소된 공정 설비 디지털트윈 모델의 정점(vertex) 간의 간격을 인접한 정점의 평균 간격으로 조정하여 간격 균일화를 수행하는 단계 및 간격 균일화 이후, 삭제 및 병합 과정에서 발생한 이상 점(faulty vertex)과 비정상적인 면(artifact surface)을 제거하거나, 또는 기하학적으로 부적합한 영역을 재구성(reconstruction)하는 보정 작업을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, in the embodiment, the step of modifying the correction for the process facility digital twin model with reduced polygon density to generate the first adjusted process facility digital twin model may include the steps of aligning boundaries of adjacent polygons included in the process facility digital twin model with reduced polygon density and verifying and modifying the continuity of the boundaries, performing interval equalization by adjusting the interval between vertices of the process facility digital twin model with reduced polygon density to the average interval of the adjacent vertices, and performing an interval equalization, and after the interval equalization, performing a correction task of removing faulty vertices and artifact surfaces generated in the deletion and merging process, or reconstructing geometrically inappropriate areas.
구체적으로, 컴퓨팅 장치(100)는 폴리곤의 밀도가 축소된 공정 설비 디지털트윈 모델에서 삭제 및 병합 과정으로 인해 발생한 비정상적인 연결 상태를 감지하고 이를 수정하기 위한 보정 작업을 수행한다. 이러한 과정에서 컴퓨팅 장치(100)는 인접한 폴리곤 간 경계선의 기하학적 불일치를 분석하며, 경계선의 연속성을 보장하기 위해 경계선 정렬 알고리즘을 적용할 수 있다. 예를 들어, 삭제된 폴리곤이 위치한 영역에서 남은 인접 폴리곤의 경계선은 상호 연결되지 않을 수 있으므로, 컴퓨팅 장치(100)는 해당 경계선을 기준 좌표계에 따라 재조정하여 매끄러운 연결을 유지한다.Specifically, the computing device (100) detects an abnormal connection state caused by a deletion and merging process in a process facility digital twin model with a reduced polygon density, and performs a correction operation to correct it. In this process, the computing device (100) analyzes a geometric mismatch of a boundary line between adjacent polygons, and may apply a boundary line alignment algorithm to ensure the continuity of the boundary line. For example, since the boundary lines of the remaining adjacent polygons in the area where the deleted polygon is located may not be interconnected, the computing device (100) readjusts the boundary lines according to the reference coordinate system to maintain a smooth connection.
경계선 정렬이 완료된 이후, 컴퓨팅 장치(100)는 폴리곤의 정점(vertex) 간의 간격을 분석하고, 인접한 정점 간의 평균 간격을 계산하여 간격 균일화를 수행한다. 이 과정에서는 정점 간의 불균일한 간격으로 인해 발생할 수 있는 시각적 왜곡과 데이터 불일치를 방지하기 위해 정점 위치를 최적화한다. 예를 들어, 특정 영역의 정점 간 간격이 과도하게 좁거나 넓은 경우, 컴퓨팅 장치(100)는 인접 정점의 좌표를 재조정하여 정점 간 간격을 균일하게 만든다.After the boundary alignment is completed, the computing device (100) analyzes the spacing between the vertices of the polygon and calculates the average spacing between adjacent vertices to perform spacing uniformity. In this process, the vertex positions are optimized to prevent visual distortion and data inconsistency that may occur due to uneven spacing between vertices. For example, if the spacing between vertices in a specific area is excessively narrow or wide, the computing device (100) readjusts the coordinates of the adjacent vertices to make the spacing between the vertices uniform.
이후, 컴퓨팅 장치(100)는 간격 균일화 작업을 기반으로 삭제 및 병합 과정에서 발생한 이상 점(faulty vertex)과 비정상적인 면(artifact surface)을 감지하고 제거하는 단계를 수행할 수 있다. 이러한 이상 점은 삭제된 폴리곤의 잔여 데이터 또는 병합 과정에서 생긴 기하학적 불일치로 인해 발생할 수 있으며, 컴퓨팅 장치(100)는 이상 점을 인접 폴리곤의 데이터와 비교하여 자동으로 제거하거나 보정한다. 비정상적인 면은 데이터가 일치하지 않는 폴리곤 또는 왜곡된 면으로, 컴퓨팅 장치(100)는 해당 면의 기하학적 특성을 분석하여 재구성(reconstruction) 작업을 수행할 수 있다. 재구성 작업에서는 삭제된 폴리곤의 원래 형상을 복원하거나, 인접 폴리곤의 데이터를 기반으로 새로운 면을 생성하여 비정상적인 영역을 교정할 수 있다. Thereafter, the computing device (100) can perform a step of detecting and removing faulty vertices and abnormal surfaces (artifact surfaces) generated during the deletion and merging process based on the gap equalization operation. These faulty vertices may be generated due to residual data of the deleted polygon or geometric inconsistencies generated during the merging process, and the computing device (100) automatically removes or corrects the faulty vertices by comparing them with data of adjacent polygons. The abnormal surfaces are polygons whose data do not match or distorted surfaces, and the computing device (100) can analyze the geometric characteristics of the corresponding surfaces and perform a reconstruction operation. In the reconstruction operation, the original shape of the deleted polygon can be restored, or a new surface can be generated based on data of the adjacent polygon to correct the abnormal area.
즉, 컴퓨팅 장치(100)는 삭제 및 병합 작업 이후의 공정 설비 디지털트윈 모델에서 발생할 수 있는 기하학적 불일치를 보정하고, 데이터 정합성을 유지하며, 렌더링 품질을 향상시키는 1차 조정된 공정 설비 디지털트윈 모델을 생성할 수 있다. That is, the computing device (100) can generate a first adjusted process facility digital twin model that corrects geometric inconsistencies that may occur in the process facility digital twin model after the deletion and merge operation, maintains data consistency, and improves rendering quality.
이와 같은 과정을 통해 컴퓨팅 장치(100)에 의해 생성된 1차 조정된 공정 설비 디지털트윈 모델은, 설비의 핵심 형상을 유지하면서도 과도한 데이터 부하를 줄인 형태로, 이후 클라이언트 단말의 하드웨어 성능과 렌더링 요구 사항에 맞추어 추가적으로 최적화될 수 있다.Through this process, the first adjusted process facility digital twin model generated by the computing device (100) can be further optimized to match the hardware performance and rendering requirements of the client terminal while maintaining the core shape of the facility and reducing excessive data load.
다시 도 10을 참조하면, 공정 설비 디지털트윈 모델에 대한 조정을 수행하여 맞춤형 공정 설비 이미지를 생성하는 단계는, 1차 조정된 공정 설비 디지털트윈 모델에 대응하여, 클라이언트 단말의 하드웨어 성능 및 렌더링 요구 사항에 따라 세부 수준을 다단계로 설정하고, 각 세부 수준에 대응하는 2차 조정된 공정 설비 디지털트윈 모델을 생성하는 단계(S242)를 포함할 수 있다. Referring again to FIG. 10, the step of generating a customized process facility image by performing adjustments to the process facility digital twin model may include a step (S242) of setting the level of detail in multiple stages according to the hardware performance and rendering requirements of the client terminal in response to the first adjusted process facility digital twin model, and generating a second adjusted process facility digital twin model corresponding to each level of detail.
일 실시예에서, 도 12를 참조하면, 1차 조정된 공정 설비 디지털트윈 모델에 대응하여, 상기 클라이언트 단말의 하드웨어 성능 및 렌더링 요구 사항에 따라 세부 수준을 다단계로 설정하고, 각 세부 수준에 대응하는 2차 조정된 공정 설비 디지털트윈 모델을 생성하는 단계는, 클라이언트 단말의 하드웨어 성능에 기초하여 맞춤형 렌더링 설정을 결정하는 단계(S242a), 결정된 맞춤형 렌더링 설정에 기초하여, 1차 조정된 공정 설비 디지털트윈 모델의 각 폴리곤 그룹을 거리, 가시성, 또는 사용 빈도에 따라 분류하는 단계(S242b), 분류된 폴리곤 그룹 중, 멀리 위치하거나 가시 빈도가 낮은 그룹에 대해 폴리곤 밀도를 감소시키고, 가까운 그룹에 대해 고해상도를 유지하도록 세부 수준을 다단계로 설정하는 단계(S242c) 및 세부 수준이 설정된 공정 설비 디지털트윈 모델을 기반으로 2차 조정된 공정 설비 디지털트윈 모델을 생성하는 단계(S242d)를 포함할 수 있다. In one embodiment, referring to FIG. 12, the step of setting the level of detail in multiple stages according to the hardware performance and rendering requirements of the client terminal in response to the first-adjusted process facility digital twin model and generating the second-adjusted process facility digital twin model corresponding to each level of detail may include the step of determining customized rendering settings based on the hardware performance of the client terminal (S242a), the step of classifying each polygon group of the first-adjusted process facility digital twin model according to distance, visibility, or frequency of use based on the determined customized rendering settings (S242b), the step of setting the level of detail in multiple stages to reduce the polygon density for a group that is located far away or has a low visibility frequency among the classified polygon groups and maintain high resolution for a nearby group (S242c), and the step of generating the second-adjusted process facility digital twin model based on the process facility digital twin model with the set level of detail (S242d).
보다 구체적으로, 컴퓨팅 장치(100)는 클라이언트 단말의 하드웨어 성능 데이터를 기반으로, 렌더링 작업에 적합한 맞춤형 렌더링 설정을 결정할 수 있다. 이 과정에서 컴퓨팅 장치(100)는 클라이언트 단말의 CPU 및 GPU 처리 능력, 가용 메모리, 디스플레이 해상도, 네트워크 대역폭 등을 종합적으로 분석한다. 예를 들어, 고성능 GPU를 장착한 단말의 경우 고해상도 그래픽과 복잡한 폴리곤 세부사항을 유지하도록 설정할 수 있으며, 저사양 단말의 경우 렌더링 부하를 줄이기 위해 텍스처 품질 및 폴리곤 밀도를 감소시키는 설정을 적용할 수 있다.More specifically, the computing device (100) can determine customized rendering settings suitable for the rendering task based on the hardware performance data of the client terminal. In this process, the computing device (100) comprehensively analyzes the CPU and GPU processing capabilities, available memory, display resolution, network bandwidth, etc. of the client terminal. For example, in the case of a terminal equipped with a high-performance GPU, settings can be set to maintain high-resolution graphics and complex polygon details, and in the case of a low-spec terminal, settings can be applied to reduce texture quality and polygon density to reduce the rendering load.
결정된 맞춤형 렌더링 설정에 따라, 컴퓨팅 장치(100)는 1차 조정된 공정 설비 디지털트윈 모델의 각 폴리곤 그룹을 거리, 가시성, 사용 빈도와 같은 기준에 따라 분류할 수 있다. 이러한 과정에서 컴퓨팅 장치(100)는 공정 설비 디지털트윈 모델 내에서 각 폴리곤 그룹의 위치를 분석하여 클라이언트 단말의 시점에서 얼마나 가깝거나 멀리 위치하는지를 계산할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 시점에서 멀리 떨어져 있고 가시 빈도가 낮은 폴리곤 그룹은 최적화 대상이 될 가능성이 높다. 또한, 특정 폴리곤 그룹이 상시 보이는 위치에 있거나 사용자와의 상호작용 빈도가 높은 경우, 해당 그룹은 고해상도를 유지해야 하는 그룹으로 분류된다.According to the determined customized rendering settings, the computing device (100) can classify each polygon group of the first adjusted process facility digital twin model according to criteria such as distance, visibility, and usage frequency. In this process, the computing device (100) can analyze the location of each polygon group within the process facility digital twin model and calculate how close or far it is from the viewpoint of the client terminal. For example, a polygon group that is far from the user's viewpoint and has a low visibility frequency is likely to be a target for optimization. In addition, if a specific polygon group is in a location that is always visible or has a high frequency of interaction with the user, the group is classified as a group that must maintain a high resolution.
컴퓨팅 장치(100)는 분류된 폴리곤 그룹에 대해 세부 수준(Level of Detail, LOD)을 다단계로 설정한다. 예를 들어, 사용자의 시점에서 멀리 떨어진 폴리곤 그룹은 폴리곤 밀도를 감소시키거나 간소화된 메쉬로 대체하여 렌더링 부하를 줄일 수 있다. 반면, 사용자와 가까운 폴리곤 그룹은 고해상도를 유지하며, 미세한 디테일까지 표현할 수 있도록 폴리곤 밀도를 유지하거나 보강할 수 있다. 이러한 다단계 설정은 거리 기반뿐만 아니라, 가시 빈도와 사용 빈도를 종합적으로 고려하여 이루어진다. 가령, 설비의 내부 구성 요소와 같이 평소에는 보이지 않으나 특정 작업 상황에서 자주 접근되는 폴리곤 그룹은 높은 디테일을 유지하도록 설정될 수 있다.The computing device (100) sets the Level of Detail (LOD) for the classified polygon groups in multiple stages. For example, a polygon group that is far from the user's viewpoint can have its polygon density reduced or replaced with a simplified mesh to reduce the rendering load. On the other hand, a polygon group that is close to the user can maintain high resolution and maintain or reinforce its polygon density so that even fine details can be expressed. This multi-stage setting is performed not only based on distance, but also comprehensively considering visibility frequency and usage frequency. For example, a polygon group that is not normally visible, such as internal components of equipment, but is frequently accessed in a specific work situation, can be set to maintain high detail.
마지막으로, 컴퓨팅 장치(100)는 세부 수준이 설정된 폴리곤 그룹을 통합하여 2차 조정된 공정 설비 디지털트윈 모델을 생성한다. 이 경우, 각 폴리곤 그룹의 세부 수준 설정을 반영하여 모델을 조합하며, 통합된 모델이 렌더링 효율성을 극대화하면서도 사용자 경험을 유지할 수 있도록 한다. 예를 들어, 텍스처 압축 알고리즘과 병합하여 고해상도가 필요한 영역에는 고품질 텍스처를 유지하고, 불필요한 영역에는 저해상도 텍스처를 적용할 수 있다. 이러한 2차 조정된 공정 설비 디지털트윈 모델은 클라이언트 단말에서 최적의 렌더링 성능을 제공하며, 동시에 설비 모델의 가시성과 상호작용성을 유지할 수 있다. Finally, the computing device (100) integrates the polygon groups with the level of detail set to generate a second-order adjusted process facility digital twin model. In this case, the models are combined by reflecting the level of detail set for each polygon group, and the integrated model maximizes rendering efficiency while maintaining user experience. For example, by merging with a texture compression algorithm, high-quality textures can be maintained in areas requiring high resolution, and low-resolution textures can be applied to unnecessary areas. This second-order adjusted process facility digital twin model can provide optimal rendering performance on client terminals, while maintaining visibility and interactivity of the facility model.
다시 도 10을 참조하면, 공정 설비 디지털트윈 모델에 대한 조정을 수행하여 맞춤형 공정 설비 이미지를 생성하는 단계는, 2차 조정된 공정 설비 디지털트윈 모델에 기초하여 미니맵(mipmap)을 생성하고, 생성된 상기 미니맵을 기반으로 상기 맞춤형 공정 설비 이미지를 생성하는 단계(S243)를 포함할 수 있다.Referring again to FIG. 10, the step of generating a customized process facility image by performing adjustments to the process facility digital twin model may include a step (S243) of generating a minimap (mipmap) based on the second-adjusted process facility digital twin model, and generating the customized process facility image based on the generated minimap.
여기서, 미니맵은, 2차 조정된 공정 설비 디지털트윈 모델의 텍스처 데이터를 다단계 해상도로 계층화하여 생성되며, 렌더링 과정에서 클라이언트 단말의 하드웨어 성능에 따라 적합한 해상도의 텍스처를 동적으로 선택 및 적용할 수 있도록 구성되는 것일 수 있다.Here, the minimap may be generated by layering texture data of a second-order adjusted process facility digital twin model into multiple resolutions, and configured to dynamically select and apply a texture of an appropriate resolution depending on the hardware performance of the client terminal during the rendering process.
일 실시예에서, 도 13을 참조하면, 2차 조정된 공정 설비 디지털트윈 모델에 기초하여 미니맵을 생성하고, 생성된 미니맵을 기반으로 맞춤형 공정 설비 이미지를 생성하는 단계는, 2차 조정된 공정 설비 디지털트윈 모델의 텍스처 데이터를 분석하여 각 텍스처의 크기, 품질 및 사용 빈도를 평가하는 단계(S243a), 평가된 텍스처 데이터를 다단계 해상도로 분할하고, 각 해상도에 적합한 텍스처 블록을 생성하는 단계(S243b), 클라이언트 단말의 하드웨어 성능 및 렌더링 환경에 따라 적합한 해상도의 텍스처 블록을 동적으로 선택하여 적용할 수 있도록, 계층화된 텍스처 데이터를 미니맵 구조로 구성하는 단계(S243c) 및 미니맵 구조를 기반으로, 상기 클라이언트 단말에서 최적화된 렌더링 품질을 제공하기 위한 맞춤형 공정 설비 이미지를 생성하는 단계(S243d)를 포함할 수 있다.In one embodiment, referring to FIG. 13, the step of generating a minimap based on a second-adjusted process facility digital twin model and generating a customized process facility image based on the generated minimap may include a step of analyzing texture data of the second-adjusted process facility digital twin model to evaluate the size, quality, and usage frequency of each texture (S243a), a step of dividing the evaluated texture data into multiple resolutions and generating texture blocks suitable for each resolution (S243b), a step of configuring layered texture data into a minimap structure so that texture blocks of suitable resolutions can be dynamically selected and applied according to the hardware performance and rendering environment of the client terminal (S243c), and a step of generating a customized process facility image for providing optimized rendering quality in the client terminal based on the minimap structure (S243d).
보다 구체적으로, 컴퓨팅 장치(100)는 2차 조정된 공정 설비 디지털트윈 모델의 텍스처 데이터를 분석하여, 각 텍스처의 크기, 품질 및 사용 빈도를 평가할 수 있다. 이 과정에서 컴퓨팅 장치(100)는 공정 설비 디지털트윈 모델의 각 영역에 적용된 텍스처의 픽셀 해상도, 색상 품질, 사용 빈도 데이터를 수집하며, 수집된 데이터를 바탕으로 특정 텍스처가 클라이언트 단말의 렌더링 과정에서 미치는 영향을 분석할 수 있다. 예를 들어, 특정 영역의 텍스처가 고해상도를 요구하지만 가시 빈도가 낮은 경우, 해당 텍스처의 우선순위를 낮추는 방식으로 최적화를 진행할 수 있다.More specifically, the computing device (100) can analyze the texture data of the second-adjusted process facility digital twin model to evaluate the size, quality, and usage frequency of each texture. In this process, the computing device (100) collects pixel resolution, color quality, and usage frequency data of the texture applied to each area of the process facility digital twin model, and can analyze the influence of a specific texture on the rendering process of a client terminal based on the collected data. For example, if the texture of a specific area requires high resolution but has a low visibility frequency, optimization can be performed by lowering the priority of the corresponding texture.
컴퓨팅 장치(100)는 평가된 텍스처 데이터를 기반으로, 각 텍스처를 다단계 해상도로 분할하고, 각 해상도에 적합한 텍스처 블록을 생성할 수 있다. 텍스처의 다단계 해상도는 클라이언트 단말의 하드웨어 성능과 렌더링 환경에 따라 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 고해상도 텍스처는 사용자가 가까이에서 볼 수 있는 영역에 적용되며, 저해상도 텍스처는 먼 거리에서 보이는 영역에 할당된다. 이 과정에서 컴퓨팅 장치(100)는 픽셀 단위로 텍스처를 압축하거나 간소화하여, 동일한 텍스처를 다양한 해상도로 변환할 수 있다. The computing device (100) can divide each texture into multi-resolution levels based on the evaluated texture data and generate texture blocks suitable for each resolution. The multi-resolution levels of the texture can be set in various ways depending on the hardware performance and rendering environment of the client terminal. For example, a high-resolution texture is applied to an area that a user can see up close, and a low-resolution texture is assigned to an area that can be seen from a distance. In this process, the computing device (100) can compress or simplify the texture on a pixel basis to convert the same texture into various resolutions.
또한, 컴퓨팅 장치(100)는 다단계 해상도로 분할된 텍스처 데이터를 계층화하여 미니맵 구조를 생성한다. 미니맵 구조는 클라이언트 단말의 하드웨어 성능 및 렌더링 환경에 따라 적합한 해상도의 텍스처 블록을 동적으로 선택하고 적용할 수 있도록 설계된다. 예를 들어, 사용자의 시점이 가까운 영역을 렌더링할 때는 고해상도 텍스처 블록을 적용하고, 먼 거리의 영역을 렌더링할 때는 저해상도 텍스처 블록을 자동으로 선택하여 적용한다. 이러한 미니맵 구조는 렌더링 부하를 줄이면서도 사용자가 시각적으로 높은 품질을 경험할 수 있도록 한다.In addition, the computing device (100) hierarchizes texture data divided into multiple resolutions to generate a minimap structure. The minimap structure is designed to dynamically select and apply texture blocks of an appropriate resolution according to the hardware performance and rendering environment of the client terminal. For example, when rendering an area close to the user's viewpoint, a high-resolution texture block is applied, and when rendering an area far away, a low-resolution texture block is automatically selected and applied. This minimap structure reduces the rendering load while allowing the user to experience high visual quality.
추가적으로, 컴퓨팅 장치(100)는 생성된 미니맵 구조를 기반으로 맞춤형 공정 설비 이미지를 생성할 수 있다. 이 과정에서 각 영역에 적용되는 텍스처의 해상도와 품질을 클라이언트 단말의 성능에 맞게 최적화하며, 최종적으로 렌더링된 이미지는 클라이언트 단말에서 원활하게 시각화될 수 있다. 예를 들어, 복잡한 설비 구조를 포함하는 3D 이미지를 렌더링할 때, 미니맵 구조는 텍스처 블록의 크기와 품질을 동적으로 조정하여 클라이언트 단말에서 렌더링 성능과 시각적 품질을 동시에 만족시킬 수 있도록 한다. 이러한 프로세스는 최적의 렌더링 품질을 유지하면서 클라이언트 단말의 하드웨어 부하를 최소화할 수 있다.Additionally, the computing device (100) can generate a customized process facility image based on the generated minimap structure. In this process, the resolution and quality of the texture applied to each area are optimized to match the performance of the client terminal, and the finally rendered image can be smoothly visualized on the client terminal. For example, when rendering a 3D image including a complex facility structure, the minimap structure dynamically adjusts the size and quality of the texture block so that the rendering performance and visual quality can be satisfied at the same time on the client terminal. This process can minimize the hardware load on the client terminal while maintaining the optimal rendering quality.
본 발명의 일 실시예와 관련된 공조 설비 모니터링 및 제어 방법은, 맞춤형 공정 설비 이미지를 사용자 인터페이스를 통해 실시간으로 시각화하여 설비의 상태를 모니터링하거나, 또는 시뮬레이션 결과를 표시하는 단계(S250)를 포함할 수 있다.A method for monitoring and controlling air conditioning equipment related to one embodiment of the present invention may include a step (S250) of monitoring the status of equipment by visualizing a customized process equipment image in real time through a user interface or displaying simulation results.
사용자 인터페이스를 통해 실시간으로 시각화되는 맞춤형 공정 설비 이미지는, 설비의 온도, 압력, 전력 소모량 등의 설비 상태 데이터를 실시간으로 반영하며, 설비의 이상 상태 또는 비정상적인 가동 조건을 시각적으로 표시하기 위한 알림 정보가 포함되는 것을 특징으로 할 수 있다.A customized process equipment image visualized in real time through a user interface may be characterized by reflecting equipment status data such as temperature, pressure, and power consumption of the equipment in real time, and including notification information for visually indicating an abnormal state or abnormal operating condition of the equipment.
컴퓨팅 장치(100)는 생성된 맞춤형 공정 설비 이미지를 실시간으로 사용자 인터페이스를 통해 시각화하여 설비의 상태를 직관적으로 표시할 수 있다. 여기서 맞춤형 공정 설비 이미지는 설비의 실시간 상태 데이터를 기반으로 동적으로 업데이트되며, 온도, 압력, 전력 소모량과 같은 주요 데이터를 시각적으로 표현한다. 예를 들어, 설비의 특정 부위가 고온 상태에 도달한 경우, 해당 영역이 사용자 인터페이스 상에서 색상 변화(예: 빨간색)로 강조 표시될 수 있다.The computing device (100) can visualize the generated customized process equipment image in real time through a user interface to intuitively display the status of the equipment. Here, the customized process equipment image is dynamically updated based on the real-time status data of the equipment, and visually expresses key data such as temperature, pressure, and power consumption. For example, when a specific part of the equipment reaches a high temperature state, the corresponding area can be highlighted with a color change (e.g., red) on the user interface.
컴퓨팅 장치(100)는 설비 상태 데이터를 시각적으로 표현할 뿐만 아니라, 이상 상태를 감지한 경우 사용자에게 알림 정보를 제공한다. 이러한 알림은 텍스트, 그래픽 아이콘 또는 애니메이션 형태로 표시될 수 있다. 예를 들어, 특정 설비에서 압력이 기준 값을 초과한 경우, 사용자 인터페이스 상에서 경고 아이콘이 나타나며, 해당 설비의 위치와 원인을 설명하는 텍스트 메시지가 함께 제공될 수 있다.The computing device (100) not only visually displays equipment status data, but also provides notification information to the user when an abnormal condition is detected. Such notifications may be displayed in the form of text, graphic icons, or animations. For example, when the pressure in a specific equipment exceeds a reference value, a warning icon may appear on the user interface, and a text message explaining the location and cause of the equipment may be provided together.
또한, 컴퓨팅 장치(100)는 시뮬레이션 결과를 기반으로 설비 상태의 예측 정보를 사용자 인터페이스에 시각화할 수 있다. 예를 들어, 특정 설비의 부하가 현재 상태에서 지속될 경우 예상되는 온도 또는 압력 변화를 그래프 형태로 표시하거나, 설비의 가동 상태를 유지 또는 조정했을 때의 시뮬레이션 결과를 비교하여 사용자에게 선택 가능한 시나리오를 제공할 수 있다.In addition, the computing device (100) can visualize predicted information on the equipment status based on the simulation results on the user interface. For example, the temperature or pressure change expected when the load of a specific equipment is maintained in the current state can be displayed in the form of a graph, or the simulation results when the operating state of the equipment is maintained or adjusted can be compared to provide the user with selectable scenarios.
사용자 인터페이스는 직관적인 조작이 가능하도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 사용자는 3D 이미지의 특정 설비를 선택하여 상세 정보를 확인하거나, 설비의 가동 조건을 변경하기 위한 명령을 입력할 수 있다. 컴퓨팅 장치(100)는 이러한 입력을 처리하여 설비의 상태를 조정하거나 추가적인 분석 결과를 제공한다.The user interface can be designed to allow intuitive operation. For example, a user can select a specific piece of equipment in a 3D image to view detailed information or enter a command to change the operating conditions of the equipment. The computing device (100) processes this input to adjust the status of the equipment or provide additional analysis results.
즉, 컴퓨팅 장치(100)는 맞춤형 공정 설비 이미지를 실시간으로 업데이트하고, 설비 상태 데이터를 기반으로 한 시각적 정보를 제공함으로써, 사용자가 설비의 상태를 효율적으로 모니터링하고 필요한 조치를 즉각적으로 수행할 수 있도록 지원한다. 이러한 사용자 인터페이스는 공조 설비 모니터링 및 제어의 신뢰성과 효율성을 향상시키는 데 기여할 수 있다.That is, the computing device (100) updates the customized process equipment image in real time and provides visual information based on equipment status data, thereby enabling the user to efficiently monitor the equipment status and immediately take necessary actions. This user interface can contribute to improving the reliability and efficiency of air conditioning equipment monitoring and control.
정리하면, 컴퓨팅 장치(100)는 맞춤형 공정 설비 이미지를 사용자 인터페이스를 통해 실시간으로 시각화하여 설비의 상태를 직관적으로 모니터링할 수 있도록 지원한다. 이를 위해 컴퓨팅 장치(100)는 클라이언트 단말의 하드웨어 성능 데이터를 수집하고 분석하여, 해당 성능에 적합한 3D 이미지를 동적으로 생성 및 최적화한다. 예를 들어, 고성능 단말에서는 높은 해상도와 상세한 디테일의 3D 이미지를 제공하며, 저사양 단말에서는 필수적인 데이터만 포함한 경량화된 이미지를 제공함으로써 렌더링 성능을 최적화할 수 있다.In summary, the computing device (100) visualizes customized process equipment images in real time through a user interface to support intuitive monitoring of the equipment status. To this end, the computing device (100) collects and analyzes hardware performance data of a client terminal, and dynamically generates and optimizes a 3D image suitable for the performance. For example, a high-performance terminal provides a 3D image with high resolution and detailed details, and a low-spec terminal provides a lightweight image containing only essential data, thereby optimizing the rendering performance.
또한, 컴퓨팅 장치(100)는 설비 상태 데이터를 기반으로 동적으로 업데이트되는 3D 이미지를 생성하고, 설비의 온도, 압력, 전력 소모량 등 주요 데이터를 시각적으로 표현하며, 설비 이상 상태를 감지할 경우 사용자에게 알림 정보를 제공한다. 이를 통해 클라이언트 단말의 성능 제한으로 인해 발생할 수 있는 렌더링 속도 저하를 방지하고, 사용자가 실시간으로 설비 상태를 정확히 확인할 수 있도록 한다.In addition, the computing device (100) generates a 3D image that is dynamically updated based on the equipment status data, visually expresses key data such as the temperature, pressure, and power consumption of the equipment, and provides notification information to the user when an abnormal equipment status is detected. This prevents a decrease in rendering speed that may occur due to performance limitations of the client terminal, and allows the user to accurately check the equipment status in real time.
따라서, 컴퓨팅 장치(100)는 클라이언트 단말의 성능과 설비 상태 데이터를 동시에 고려하여 최적화된 3D 이미지를 제공함으로써, 설비의 실시간 상태와 예측 정보를 시각적으로 전달하고, 사용자로 하여금 설비를 효율적으로 관리하고 이상 징후에 즉각적으로 대응할 수 있게 한다. 이러한 접근은 설비의 안정성을 강화하고 운영 효율성을 극대화하는 데 기여할 수 있다.Accordingly, the computing device (100) provides an optimized 3D image by simultaneously considering the performance of the client terminal and the equipment status data, thereby visually conveying the real-time status and prediction information of the equipment, and allowing the user to efficiently manage the equipment and immediately respond to abnormal signs. This approach can contribute to strengthening the stability of the equipment and maximizing operational efficiency.
도 14 및 도 15는 본 발명의 일 실시예와 관련된 공조 설비 및 공정 설비의 상태 모니터링과 시뮬레이션 결과 시각화를 나타낸 예시도이다.FIG. 14 and FIG. 15 are exemplary diagrams showing the status monitoring and simulation result visualization of air conditioning equipment and process equipment related to one embodiment of the present invention.
도 14를 참조하면, 컴퓨팅 장치(100)는 설비의 온도, 압력, 유량, 전력 소모량 등의 실시간 데이터를 시각화하여 사용자 인터페이스에 표시할 수 있다. 이러한 데이터는 설비 내부의 복잡한 흐름을 시각적으로 표현하며, 각 설비 구성 요소의 상태를 직관적으로 파악할 수 있도록 도와준다. 예컨대, 설비의 냉각수 흐름 경로와 공기 순환 상태가 색상으로 구분되어 표시될 수 있으며, 이는 설비 내부의 효율성을 평가하거나 이상 상태를 조기에 감지하는 데 유용하다.Referring to FIG. 14, the computing device (100) can visualize real-time data such as temperature, pressure, flow rate, and power consumption of the facility and display them on the user interface. Such data visually expresses the complex flow inside the facility and helps to intuitively understand the status of each facility component. For example, the cooling water flow path and air circulation status of the facility can be displayed with color distinction, which is useful for evaluating the efficiency inside the facility or detecting abnormal conditions in advance.
도 15를 참조하면, 설비의 내부 구조와 주요 부품을 3D 단면도로 시각화하여, 설비의 작동 메커니즘을 상세히 분석할 수 있도록 지원한다. 예를 들어, 특정 설비 섹션이 고장이나 비정상적인 작동 조건을 나타내는 경우, 컴퓨팅 장치(100)는 해당 부품의 위치와 관련 데이터를 강조 표시하며, 사용자가 문제를 신속히 해결할 수 있도록 정보를 제공한다. 또한, 설비 내부의 주요 부품은 색상으로 구분되어 각 구성 요소의 상태와 역할을 명확히 나타낸다.Referring to Fig. 15, the internal structure and major components of the equipment are visualized in a 3D cross-section, thereby supporting detailed analysis of the operating mechanism of the equipment. For example, if a specific equipment section exhibits a failure or abnormal operating condition, the computing device (100) highlights the location and related data of the corresponding component, thereby providing information so that the user can quickly resolve the problem. In addition, major components inside the equipment are color-coded to clearly indicate the status and role of each component.
이와 같은 시각화는 설비 운영 상태를 실시간으로 모니터링하고, 시뮬레이션 결과를 기반으로 설비 성능을 최적화하기 위한 중요한 도구로 활용될 수 있다.Such visualizations can be used as important tools for monitoring facility operation status in real time and optimizing facility performance based on simulation results.
도 16은 본 발명의 일 실시예와 관련된 AI 기반 공정 설비 이상 징후 감지 및 대응 자동화 방법을 예시적으로 나타낸 순서도를 도시한다. 도 16에서 도시되는 내용에 대한 특징 중 도 3 내지 도 15와 관련하여 앞서 설명된 특징과 중복되는 특징에 대해서는 도 3 내지 도 15에 기재된 내용을 참고하고 여기에서는 그 설명을 생략하도록 한다.Fig. 16 illustrates a flow chart exemplarily showing an AI-based process equipment abnormality detection and response automation method related to one embodiment of the present invention. For features of the contents illustrated in Fig. 16 that overlap with features described above with respect to Figs. 3 to 15, reference should be made to the contents described in Figs. 3 to 15, and their descriptions will be omitted here.
본 발명의 일 실시예와 관련된 AI 기반 공정 설비 이상 징후 감지 및 대응 자동화 방법은, 시설 공간, 공조 설비 및 공정 설비의 설계 데이터와 초기 운영 데이터에 기초하여 시설 공간, 공조 설비 및 공정 설비의 상태를 시각적으로 표현하는 통합 디지털트윈 모델을 생성하는 단계(S310)를 포함할 수 있다.An AI-based process facility abnormality detection and response automation method related to one embodiment of the present invention may include a step (S310) of generating an integrated digital twin model that visually expresses the status of a facility space, air conditioning equipment, and process equipment based on design data and initial operation data of the facility space, air conditioning equipment, and process equipment.
통합 디지털트윈 모델은 이상 징후의 실시간 변화를 반영하도록 업데이트되고, 대응 프로토콜은 이상 징후의 심각도 및 설비 상태에 따라 가변적으로 조정되는 것을 특징으로 할 수 있다. 예컨대, 공정 설비의 특정 섹션에서 압력 이상이 발생하면, 해당 섹션은 시각적으로 강조 표시되며, 관련 공조 설비와 공간적 영향을 분석하여 사용자가 문제를 해결할 수 있는 정보를 제공할 수 있다.The integrated digital twin model can be updated to reflect real-time changes in anomalies, and the response protocol can be characterized by variable adjustments based on the severity of the anomaly and the condition of the equipment. For example, if a pressure anomaly occurs in a specific section of the process equipment, that section can be visually highlighted, and the associated air conditioning equipment and spatial impacts can be analyzed to provide information for the user to resolve the issue.
실시예에서, 통합 디지털트윈 모델은, 공정 설비의 배치 구조와 작동 상태에 관한 시각화 정보를 포함하는 공정 설비 디지털트윈 모델 및 시설 공간의 공간적 정보와 환경 데이터, 그리고 공조 설비의 가동 상태에 관한 시각화 정보를 포함하는 시설 디지털트윈 모델을 포함하여 구성될 수 있다.In an embodiment, the integrated digital twin model may be configured to include a process facility digital twin model including visual information about the layout structure and operating status of the process facility, and a facility digital twin model including spatial information and environmental data of the facility space, and visual information about the operating status of the air conditioning facility.
보다 구체적으로, 통합 디지털트윈 모델은 공정 설비, 시설 공간, 공조 설비 각각의 상태와 상호 연관성을 종합적으로 표현할 수 있도록 구성된다. 공정 설비의 공정 설비 디지털트윈 모델은 각 설비의 기하학적 구조와 물리적 특성을 기반으로 설계되며, 설비의 내부 부품 상태, 작동 상태, 에너지 소비량 등의 데이터를 실시간으로 반영할 수 있다. 예를 들어, 열교환기의 경우 유체의 흐름 경로와 온도 변화를 시각적으로 표현하고, 펌프의 경우 작동 속도와 유량 데이터를 그래픽으로 표시하여 사용자에게 명확한 정보를 제공할 수 있다.More specifically, the integrated digital twin model is configured to comprehensively express the status and interrelationship of each process facility, facility space, and air conditioning facility. The process facility digital twin model of the process facility is designed based on the geometric structure and physical characteristics of each facility, and can reflect data such as the status of the facility's internal components, operating status, and energy consumption in real time. For example, in the case of a heat exchanger, the flow path and temperature change of the fluid can be visually expressed, and in the case of a pump, the operating speed and flow rate data can be graphically displayed to provide clear information to the user.
시설 공간의 공간적 정보와 환경 데이터를 포함하는 시설 디지털트윈 모델은 온도, 습도, 공기 흐름 등 환경 변수를 실시간으로 반영할 수 있다. 시설 디지털트윈 모델은 공간의 구역별 환경 데이터를 시각화하여 사용자가 특정 구역의 환경 상태를 쉽게 이해할 수 있도록 지원한다. 예컨대, 특정 구역의 온도가 기준 범위를 초과하면 해당 구역이 색상으로 강조 표시되고, 공기 흐름의 속도와 방향이 애니메이션으로 나타날 수 있다. 이러한 데이터는 공간의 환경적 쾌적성을 평가하고 조정하기 위한 기반이 된다.The facility digital twin model, which includes spatial information and environmental data of the facility space, can reflect environmental variables such as temperature, humidity, and airflow in real time. The facility digital twin model visualizes environmental data by area of the space, allowing users to easily understand the environmental conditions of a specific area. For example, if the temperature of a specific area exceeds the standard range, the area can be highlighted in color, and the speed and direction of airflow can be animated. This data becomes the basis for evaluating and adjusting the environmental comfort of the space.
공조 설비의 가동 상태를 시각화하는 시설 디지털트윈 모델은 설비의 동작 상태, 에너지 소비량, 작동 효율 등의 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 냉방 장치의 경우 가동률, 송풍기의 경우 송풍 속도와 에너지 소비량이 실시간으로 표시되며, 이상 상태가 발생할 경우 경고 메시지와 함께 관련 정보를 강조 표시한다.A facility digital twin model that visualizes the operating status of air conditioning equipment can include information such as the operating status, energy consumption, and operating efficiency of the equipment. For example, for cooling equipment, the operating rate is displayed in real time, and for blowers, the blowing speed and energy consumption are displayed in real time, and when an abnormality occurs, related information is highlighted along with a warning message.
이러한 통합 디지털트윈 모델은 설비 간의 상호작용과 영향을 시각적으로 명확히 보여줄 수 있다. 예를 들어, 특정 공정 설비의 이상 상태가 공조 설비의 부하 증가로 이어지는 경우, 통합 모델은 설비 간의 상관 관계를 시각적으로 표시하여 사용자가 문제의 원인을 신속히 파악할 수 있도록 돕는다. 또한, 설비 상태와 환경 데이터를 실시간으로 통합하여 운영 상황에 따른 최적의 제어 신호를 생성하고, 필요 시 설비 동작을 조정하기 위한 정보를 제공할 수 있다.These integrated digital twin models can clearly visualize the interactions and influences between facilities. For example, if an abnormal condition of a specific process facility leads to an increase in the load of an air conditioning facility, the integrated model can visually display the correlation between facilities, helping users quickly identify the cause of the problem. In addition, by integrating facility status and environmental data in real time, it can generate optimal control signals according to the operating situation and provide information for adjusting facility operations when necessary.
본 발명의 일 실시예와 관련된 공조 설비 모니터링 및 제어 방법은, 시설 공간, 공조 설비 및 공정 설비 각각에 구비된 복수의 센서를 통해 실시간 환경 데이터 및 설비 상태 데이터를 획득하는 단계(S320)를 포함할 수 있다. A method for monitoring and controlling air conditioning equipment related to one embodiment of the present invention may include a step (S320) of acquiring real-time environmental data and equipment status data through a plurality of sensors provided in each of a facility space, air conditioning equipment, and process equipment.
일 실시예에서, 컴퓨팅 장치(100)는 시설 공간, 공조 설비 및 공정 설비 각각에 구비된 복수의 센서를 통해 실시간 환경 데이터 및 설비 상태 데이터를 획득할 수 있다. 환경 데이터 및 설비 상태 데이터의 획득 단계는 시스템 운영의 실시간성을 유지하고, 정확한 상태 모니터링과 제어를 위해 필수적인 역할을 한다.In one embodiment, the computing device (100) can obtain real-time environmental data and facility status data through a plurality of sensors installed in each of the facility space, air conditioning equipment, and process equipment. The step of obtaining environmental data and facility status data plays an essential role in maintaining real-time operation of the system and for accurate status monitoring and control.
컴퓨팅 장치(100)는 네트워크(400)를 통해 각 센서와 연결되어 있으며, 센서로부터 데이터를 주기적으로 또는 이벤트 기반으로 수집할 수 있다. 실시간 환경 데이터는 시설 공간의 온도, 습도, 공기 흐름 속도, 압력 및 공기 품질 등을 포함할 수 있으며, 공조 설비와 공정 설비에서 획득되는 설비 상태 데이터는 장비의 가동 상태, 에너지 소비량, 작동 온도, 유량, 진동 수준, 부품 마모 상태 등 다양한 정보를 포함할 수 있다.The computing device (100) is connected to each sensor via a network (400) and can collect data from the sensor periodically or based on an event. Real-time environmental data may include temperature, humidity, air flow rate, pressure, and air quality of the facility space, and facility status data obtained from air conditioning equipment and process equipment may include various information such as equipment operating status, energy consumption, operating temperature, flow rate, vibration level, and component wear status.
구체적으로, 시설 공간에 구비된 환경 센서는 각 구역의 온도와 습도를 측정하는 온습도 센서, 공기 흐름의 속도와 방향을 측정하는 풍속 센서, 공기 품질을 감지하는 먼지 센서 및 CO2 센서 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 장치(100)는 특정 구역에서 공기 품질이 기준치를 벗어나거나, 온도가 급격히 상승하는 경우 이를 감지하여 즉시 데이터를 수집하고, 이상 상태를 분석할 수 있다.Specifically, the environmental sensors installed in the facility space may include a temperature and humidity sensor that measures the temperature and humidity of each area, a wind speed sensor that measures the speed and direction of air flow, a dust sensor that detects air quality, and a CO2 sensor. For example, the computing device (100) can detect when the air quality in a specific area deviates from a standard or the temperature rises rapidly, immediately collect data, and analyze the abnormal condition.
공조 설비에 구비된 센서는 설비의 가동 상태와 관련된 데이터를 제공한다. 예를 들어, 컴퓨팅 장치(100)는 냉방기의 압축기 작동 상태를 감지하는 압력 센서, 송풍기의 속도를 측정하는 회전 속도 센서, 에너지 소비를 모니터링하는 전력 센서 등을 통해 공조 설비의 상태 데이터를 획득할 수 있다. 이를 통해 공조 설비의 효율성을 평가하거나 이상 동작을 조기에 탐지할 수 있다.Sensors equipped in air conditioning equipment provide data related to the operating status of the equipment. For example, the computing device (100) can obtain status data of the air conditioning equipment through a pressure sensor that detects the operating status of the compressor of the air conditioner, a rotation speed sensor that measures the speed of the blower, a power sensor that monitors energy consumption, etc. Through this, the efficiency of the air conditioning equipment can be evaluated or abnormal operation can be detected early.
공정 설비에 구비된 센서는 설비의 작동 조건과 성능을 모니터링한다. 예를 들어, 반응기에 장착된 온도 센서와 압력 센서는 내부의 작동 환경을 실시간으로 감지하며, 펌프의 유량 센서는 설비가 일정한 성능으로 작동하는지 확인할 수 있다. 또한, 진동 센서는 설비의 부품 마모 상태나 고장을 사전에 예측하는 데 활용될 수 있다.Sensors installed in process equipment monitor the operating conditions and performance of the equipment. For example, temperature and pressure sensors mounted on the reactor detect the internal operating environment in real time, and the flow sensor of the pump can check whether the equipment is operating at a constant performance. In addition, vibration sensors can be used to predict the wear status or failure of equipment parts in advance.
컴퓨팅 장치(100)는 수집된 데이터들을 통합하여 시스템의 상태를 종합적으로 분석할 수 있다. 예를 들어, 특정 공정 설비의 온도 상승이 해당 설비의 부하 증가와 공조 설비의 냉방 능력 부족으로 이어지는 경우, 컴퓨팅 장치(100)는 이를 실시간으로 감지하고 대응 방안을 제안할 수 있다. 데이터는 일정한 간격으로 수집되거나, 이상 상태가 발생했을 때 즉시 전송되어 시스템의 실시간 대응 능력을 강화한다.The computing device (100) can comprehensively analyze the status of the system by integrating the collected data. For example, if a temperature rise in a specific process facility leads to an increase in the load of the facility and a lack of cooling capacity in the air conditioning facility, the computing device (100) can detect this in real time and suggest a response measure. Data is collected at regular intervals or transmitted immediately when an abnormality occurs, thereby enhancing the real-time response capability of the system.
이와 같은 센서 데이터 획득 과정은 공조 설비와 공정 설비, 그리고 시설 공간이 상호작용하는 복합 시스템의 상태를 지속적으로 모니터링하고, 설비의 효율성과 안정성을 유지하며, 환경 조건을 최적화하는 데 중요한 기반이 될 수 있다. This sensor data acquisition process can be an important foundation for continuously monitoring the status of complex systems in which air conditioning equipment, process equipment, and facility spaces interact, maintaining equipment efficiency and stability, and optimizing environmental conditions.
본 발명의 일 실시예와 관련된 공조 설비 모니터링 및 제어 방법은, 인공지능 기반 이상 징후 감지 모델을 활용하여 획득된 환경 데이터 및 설비 상태 데이터를 분석하여 이상 징후를 감지하는 단계(S330)를 포함할 수 있다.A method for monitoring and controlling air conditioning equipment related to one embodiment of the present invention may include a step (S330) of detecting abnormal signs by analyzing acquired environmental data and equipment status data using an artificial intelligence-based abnormal sign detection model.
실시예에서, 이상 징후 감지 모델은, 공정 설비 및 시설 공간에서 획득된 환경 데이터와 설비 상태 데이터를 분석하여 정상 상태와 이상 상태를 분류하는 기계 학습 기반의 모델로, 시계열 데이터의 패턴을 학습하여 이상 상태를 감지하고, 이상 징후의 발생 원인을 분석하며, 발생 빈도와 심각도에 따라 경고 수준을 분류하는 것을 특징으로 할 수 있다.In an embodiment, the anomaly detection model is a machine learning-based model that analyzes environmental data and facility status data acquired from process equipment and facility space to classify normal and abnormal states, and may be characterized by learning patterns in time series data to detect abnormal states, analyzing the cause of occurrence of abnormal signs, and classifying warning levels according to occurrence frequency and severity.
구체적으로, 컴퓨팅 장치(100)는 이상 징후 감지 모델의 학습을 위해 공정 설비와 시설 공간에서 획득된 온도, 습도, 공기 흐름 속도와 같은 환경 데이터 및 설비의 진동, 압력, 에너지 소비량과 같은 상태 데이터를 수집하여 학습 데이터를 구성할 수 있다. 이러한 학습 데이터는 정상 상태와 이상 상태로 라벨링되어 있으며, 데이터의 품질을 보장하기 위해 결측치 처리, 정규화 및 이상치 제거와 같은 전처리 과정을 포함할 수 있다.Specifically, the computing device (100) may collect environmental data such as temperature, humidity, and airflow rate obtained from process equipment and facility space, and status data such as vibration, pressure, and energy consumption of the equipment, to form learning data for learning an anomaly detection model. Such learning data is labeled as a normal state and an abnormal state, and may include a preprocessing process such as missing value processing, normalization, and outlier removal to ensure data quality.
이상 징후 감지 모델은 딥러닝 기반의 구조를 포함할 수 있으며, 시계열 데이터의 패턴을 분석하기 위해 LSTM(Long Short-Term Memory) 네트워크를 사용하거나, 데이터의 특징을 효과적으로 학습하기 위해 CNN(Convolutional Neural Network)을 활용할 수 있다. 예를 들어, 설비의 과열 상태를 감지하기 위해, 특정 시점에서의 온도와 과거의 온도 패턴 간의 상관관계를 학습하여 이상 징후를 감지하도록 모델이 구성될 수 있다.The anomaly detection model may include a deep learning-based structure, and may use a Long Short-Term Memory (LSTM) network to analyze patterns in time series data, or a Convolutional Neural Network (CNN) to effectively learn the features of the data. For example, in order to detect overheating of equipment, the model may be configured to learn the correlation between the temperature at a specific point in time and the past temperature pattern to detect anomalies.
보다 구체적으로, 컴퓨팅 장치(100)는 공정 설비와 시설 공간에서 수집된 데이터를 활용하여 이상 징후 감지 모델을 학습하기 위한 구체적인 단계를 수행할 수 있다.More specifically, the computing device (100) can perform specific steps to learn an anomaly detection model by utilizing data collected from process equipment and facility space.
예를 들어, 설비의 과열 상태를 감지하기 위해, 컴퓨팅 장치(100)는 공정 설비의 온도 데이터를 시계열 데이터로 구성하고, 각 데이터 포인트에 정상 또는 과열 상태를 라벨링하여 학습 데이터 세트를 생성할 수 있다. 학습 데이터 세트는 과거 일정 기간 동안의 온도 변화 패턴과 현재 온도 데이터를 포함하며, 이를 통해 설비의 상태 변화를 예측할 수 있는 모델을 학습시킬 수 있다.For example, in order to detect an overheating condition of equipment, the computing device (100) can organize temperature data of the process equipment into time series data and label each data point as normal or overheating to create a learning data set. The learning data set includes temperature change patterns over a certain period of time in the past and current temperature data, and can be used to train a model capable of predicting changes in the condition of the equipment.
학습 과정에서, 컴퓨팅 장치(100)는 시계열 데이터의 시간적 종속성을 효과적으로 처리하기 위해 LSTM(Long Short-Term Memory) 네트워크를 활용할 수 있다. 예를 들어, LSTM 모델은 설비의 과거 온도 변화 데이터를 기반으로 다음 시점에서의 온도 변화를 예측하고, 예측된 값이 임계치를 초과하는 경우 이를 이상 징후로 분류할 수 있다.During the learning process, the computing device (100) can utilize a Long Short-Term Memory (LSTM) network to effectively process the temporal dependency of time series data. For example, the LSTM model can predict the temperature change at the next point in time based on the past temperature change data of the facility, and if the predicted value exceeds a threshold, it can be classified as an anomaly.
또한, 설비의 복잡한 상태 데이터를 처리하기 위해 CNN(Convolutional Neural Network)을 사용할 수 있다. 예를 들어, 설비의 진동 데이터를 시간-주파수 스펙트럼으로 변환하여 CNN 모델에 입력하고, 정상 상태와 비정상 상태의 패턴을 학습하여 이상 징후를 감지할 수 있다.In addition, CNN (Convolutional Neural Network) can be used to process complex condition data of equipment. For example, vibration data of equipment can be converted into a time-frequency spectrum and input into a CNN model, and patterns of normal and abnormal conditions can be learned to detect abnormal signs.
이상 징후 감지 모델이 학습된 이후, 컴퓨팅 장치(100)는 실시간으로 수집된 데이터를 분석하여 이상 상태를 신속히 감지하고, 이상 원인(예: 과열, 부품 마모) 및 발생 위치를 파악할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 장치(100)는 온도 60°C, 습도 45%, 진동 0.5g, 압력 400kPa, 에너지 소비량 120kW와 같은 입력 데이터를 처리하여 해당 설비가 정상 상태인지 여부를 분석할 수 있다. 분석 결과, 과열 상태로 인해 고위험 수준의 경고가 필요하거나, 과도한 진동으로 인해 중위험 수준의 경고를 생성하는 등 설비의 상태를 세분화하여 출력할 수 있다. 이러한 분석 결과는 경고 수준(예: 저위험, 중위험, 고위험)으로 분류되어 사용자 인터페이스를 통해 시각적으로 제공되거나 대응 프로토콜로 전달될 수 있다.After the abnormality detection model is learned, the computing device (100) can analyze the collected data in real time to quickly detect an abnormal condition and identify the cause of the abnormality (e.g., overheating, component wear) and the location of occurrence. For example, the computing device (100) can process input data such as temperature 60°C, humidity 45%, vibration 0.5g, pressure 400kPa, and energy consumption 120kW to analyze whether the corresponding equipment is in a normal state. As a result of the analysis, the status of the equipment can be output in detail, such as a high-risk level warning is required due to an overheating state or a medium-risk level warning is generated due to excessive vibration. Such analysis results can be classified into warning levels (e.g., low-risk, medium-risk, high-risk) and provided visually through a user interface or transmitted as a response protocol.
본 발명의 일 실시예와 관련된 공조 설비 모니터링 및 제어 방법은, 상기 이상 징후의 위치, 종류, 원인 및 영향을 통합 디지털트윈 모델에 반영하여 사용자 인터페이스를 통해 제공하는 단계(S340)를 포함할 수 있다.A method for monitoring and controlling air conditioning equipment related to one embodiment of the present invention may include a step (S340) of reflecting the location, type, cause, and influence of the abnormal symptom into an integrated digital twin model and providing the result through a user interface.
구체적인 실시예에서, 도 17을 참조하면, 이상 징후의 위치, 종류, 원인 및 영향을 통합 디지털트윈 모델에 반영하여 사용자 인터페이스를 통해 제공하는 단계는, 이상 징후가 발생한 설비 또는 공간의 위치를 통합 디지털트윈 모델 상에서 시각적으로 강조하는 단계(S341)를 포함할 수 있다.In a specific embodiment, referring to FIG. 17, the step of reflecting the location, type, cause, and influence of an abnormality symptom into an integrated digital twin model and providing it through a user interface may include a step (S341) of visually highlighting the location of the facility or space where the abnormality symptom occurred on the integrated digital twin model.
컴퓨팅 장치(100)는 이상 징후가 발생한 설비 또는 공간의 위치를 통합 디지털트윈 모델 상에서 시각적으로 강조하기 위해 색상, 애니메이션, 또는 그래픽 요소를 활용할 수 있다. 예를 들어, 특정 설비에서 과열 문제가 발생한 경우, 해당 설비를 3D 모델 상에서 빨간색으로 표시하거나, 깜박이는 아이콘을 추가하여 사용자가 즉시 인식할 수 있도록 강조할 수 있다. 이러한 시각적 강조는 이상 징후의 심각도에 따라 가변적으로 조정될 수 있다. 예를 들어, 경미한 이상 징후는 노란색으로, 심각한 이상 징후는 빨간색으로 표현하는 방식이 적용될 수 있다.The computing device (100) can utilize color, animation, or graphic elements to visually highlight the location of the equipment or space where the abnormality occurred on the integrated digital twin model. For example, if an overheating problem occurred in a specific equipment, the equipment can be highlighted in red on the 3D model or a blinking icon can be added to highlight it so that the user can immediately recognize it. This visual emphasis can be variably adjusted depending on the severity of the abnormality. For example, a method can be applied in which a minor abnormality is expressed in yellow and a serious abnormality is expressed in red.
또한, 컴퓨팅 장치(100)는 이상 징후의 종류에 따라 강조 방식을 다르게 적용할 수 있다. 예를 들어, 과도한 진동이 감지된 경우에는 진동 효과를 나타내는 애니메이션을 추가하거나, 공기 흐름 문제가 발생한 경우에는 3D 모델 상에서 화살표를 통해 비정상적인 공기 흐름 경로를 시각적으로 표시할 수 있다.Additionally, the computing device (100) can apply different emphasis methods depending on the type of abnormality. For example, when excessive vibration is detected, an animation indicating a vibration effect can be added, or when an airflow problem occurs, an abnormal airflow path can be visually indicated through an arrow on the 3D model.
실시예에서, 컴퓨팅 장치(100)는 이상 징후의 원인과 영향을 분석하여 이를 통합 디지털트윈 모델에 반영할 수 있다. 예를 들어, 설비의 과열 원인이 냉각 시스템의 고장으로 확인된 경우, 3D 모델 상에서 해당 냉각 시스템의 위치를 함께 강조하거나, 원인과 관련된 상세 정보를 팝업 창으로 제공할 수 있다. 또한, 이상 징후가 다른 설비나 공간에 미치는 영향을 분석하여 통합 디지털트윈 모델 상에서 직관적으로 표시할 수 있다. 예를 들어, 특정 설비의 고장이 인접 설비의 온도 상승을 유발할 가능성이 있는 경우, 해당 경로를 그래픽 화살표로 나타내거나, 예상 영향을 시각화하여 사용자에게 제공할 수 있다.In an embodiment, the computing device (100) may analyze the cause and effect of an abnormality and reflect it in the integrated digital twin model. For example, if it is confirmed that the cause of overheating of the facility is a failure of the cooling system, the location of the corresponding cooling system may be highlighted together on the 3D model, or detailed information related to the cause may be provided in a pop-up window. In addition, the effect of the abnormality on other facilities or spaces may be analyzed and intuitively displayed on the integrated digital twin model. For example, if a failure of a specific facility is likely to cause a temperature rise in an adjacent facility, the path may be represented as a graphic arrow, or the expected effect may be visualized and provided to the user.
일 실시예에서, 컴퓨팅 장치(100)는 사용자 인터페이스를 통해 이러한 정보를 계층적으로 제공하여, 사용자가 필요에 따라 세부 정보를 선택적으로 확인할 수 있도록 구성할 수 있다. 예를 들어, 이상 징후의 위치와 기본 정보를 기본 화면에 표시하고, 클릭 시 상세 원인 분석과 예상 영향을 포함한 추가 정보를 제공하는 방식이 적용될 수 있다. 이러한 구성은 사용자 경험을 최적화하고, 이상 징후 대응의 효율성을 극대화하는 데 기여할 수 있다.In one embodiment, the computing device (100) may be configured to provide such information hierarchically through a user interface so that the user can selectively check detailed information as needed. For example, a method may be applied in which the location and basic information of an anomaly are displayed on the main screen, and additional information including detailed cause analysis and expected impact are provided upon clicking. Such a configuration may contribute to optimizing the user experience and maximizing the efficiency of responding to an anomaly.
또한, 사용자 인터페이스를 통해 제공하는 단계는, 강조된 위치에 대응하여 상기 이상 징후의 종류, 발생 시간 및 원인을 설명하는 정보를 텍스트 또는 아이콘 형태로 표시하는 단계(S342)를 포함할 수 있다.In addition, the step provided through the user interface may include a step (S342) of displaying information describing the type, occurrence time, and cause of the abnormal symptom in the form of text or an icon corresponding to the highlighted location.
구체적으로, 컴퓨팅 장치(100)는 통합 디지털트윈 모델 상에서 강조된 이상 징후 위치에 대응하여, 해당 이상 징후의 종류, 발생 시간, 원인을 설명하는 정보를 텍스트 또는 아이콘 형태로 표시할 수 있다. 예를 들어, 특정 설비에서 과열 문제가 발생한 경우, 컴퓨팅 장치(100)는 해당 설비의 위치에 아이콘을 추가하여 과열 상태를 직관적으로 나타낼 수 있으며, 아이콘을 클릭하거나 터치했을 때 "과열 발생 - 온도: 85°C, 발생 시간: 14:23, 원인: 냉각 시스템 고장"과 같은 상세 설명을 팝업 창으로 제공할 수 있다.Specifically, the computing device (100) can display information explaining the type, occurrence time, and cause of the abnormal symptom in the form of text or icons corresponding to the location of the abnormal symptom highlighted on the integrated digital twin model. For example, if an overheating problem occurs in a specific facility, the computing device (100) can intuitively indicate the overheating state by adding an icon to the location of the facility, and when the icon is clicked or touched, a detailed description such as "Overheating occurred - Temperature: 85°C, Occurrence time: 14:23, Cause: Cooling system failure" can be provided in a pop-up window.
또한, 컴퓨팅 장치(100)는 텍스트 정보를 설비 상태와 연계하여 실시간으로 업데이트할 수 있다. 예를 들어, 설비가 정상 상태로 복구되었거나 이상 징후의 상태가 악화된 경우, 해당 정보를 실시간으로 반영하여 사용자에게 정확한 상태를 전달할 수 있다. 일 실시예에서, 텍스트 정보는 알림 메시지 또는 대화형 팝업 형태로 제공될 수 있어 사용자 경험을 향상시킨다.In addition, the computing device (100) can update text information in real time in connection with the equipment status. For example, when the equipment is restored to normal condition or the condition of an abnormality worsens, the information can be reflected in real time to convey the exact condition to the user. In one embodiment, the text information can be provided in the form of a notification message or an interactive pop-up to enhance the user experience.
아이콘 형태의 정보는 이상 징후의 종류를 한눈에 파악할 수 있도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 과열 문제는 온도를 상징하는 붉은색 아이콘으로, 진동 문제는 파형 아이콘으로, 공기 흐름 문제는 화살표 모양의 아이콘으로 표시하는 방식이 적용될 수 있다. 이러한 아이콘은 이상 징후의 심각도에 따라 크기나 색상이 동적으로 조정될 수 있다.Information in the form of icons can be designed to identify the type of abnormality at a glance. For example, overheating problems can be represented by a red icon symbolizing temperature, vibration problems by a waveform icon, and airflow problems by an arrow-shaped icon. These icons can be dynamically adjusted in size or color depending on the severity of the abnormality.
또한, 컴퓨팅 장치(100)는 사용자 인터페이스 상에서 텍스트 및 아이콘 정보를 계층적으로 구성하여, 사용자가 기본 정보와 상세 정보를 선택적으로 확인할 수 있도록 지원할 수 있다. 예를 들어, 기본 화면에는 이상 징후의 종류와 발생 시간만 표시하고, 추가 상호작용을 통해 원인 및 예상 영향을 포함한 상세 정보를 제공할 수 있다. 이러한 구체적인 정보 제공 방식은 사용자에게 이상 징후에 대한 명확한 이해를 제공하며, 빠르고 효율적인 문제 해결을 지원할 수 있다.In addition, the computing device (100) can support the user to selectively check basic information and detailed information by hierarchically configuring text and icon information on the user interface. For example, only the type and occurrence time of an abnormality can be displayed on the basic screen, and detailed information including the cause and expected impact can be provided through additional interaction. This specific information provision method can provide the user with a clear understanding of the abnormality and support quick and efficient problem solving.
또한, 사용자 인터페이스를 통해 제공하는 단계는, 이상 징후로 인해 예상되는 영향을 실시간 시뮬레이션 결과를 통해 그래픽 또는 대시보드 형태로 시각화하는 단계(S343)를 포함할 수 있다. Additionally, the step provided through the user interface may include a step (S343) of visualizing the expected impact due to the abnormal symptom in the form of graphics or a dashboard through real-time simulation results.
실시예에 따르면, 컴퓨팅 장치(100)는 이상 징후로 인해 예상되는 영향을 분석하고, 이를 실시간 시뮬레이션 결과로 시각화하여 사용자 인터페이스를 통해 제공할 수 있다. 예를 들어, 특정 설비에서 발생한 과열 문제가 주변 설비나 공정에 미칠 수 있는 영향을 예측하기 위해 컴퓨팅 장치(100)는 열 확산 시뮬레이션을 수행할 수 있다. 이러한 시뮬레이션 결과는 설비 주변의 온도 변화 예상치를 그래픽 형태로 표시하거나, 설비의 작동 효율 저하와 같은 영향을 대시보드 형태로 제공할 수 있다.According to an embodiment, the computing device (100) may analyze the expected impact due to the abnormal sign, visualize it as a real-time simulation result, and provide it through a user interface. For example, the computing device (100) may perform a heat diffusion simulation to predict the impact that an overheating problem occurring in a specific facility may have on surrounding facilities or processes. The simulation result may graphically display the expected temperature change around the facility, or provide the impact, such as a decrease in the operating efficiency of the facility, in the form of a dashboard.
구체적으로, 컴퓨팅 장치(100)는 시뮬레이션 데이터를 기반으로 이상 징후의 영향을 시각적으로 나타내기 위한 그래픽 요소를 생성한다. 예를 들어, 과열 문제가 확산될 가능성이 있는 영역을 통합 디지털트윈 모델 상에서 색상으로 구분하여 표시할 수 있으며, 고위험 영역은 빨간색, 중위험 영역은 주황색으로 나타내어 사용자에게 즉각적인 시각적 경고를 제공할 수 있다. 또한, 대시보드 형태의 인터페이스는 이상 징후의 예상 영향을 수치 데이터와 그래프를 통해 제공하여 사용자가 영향을 정량적으로 이해할 수 있도록 지원할 수 있다.Specifically, the computing device (100) generates graphic elements for visually representing the impact of an abnormality based on simulation data. For example, areas where an overheating problem is likely to spread can be displayed by distinguishing colors on the integrated digital twin model, and high-risk areas can be displayed in red and medium-risk areas in orange to provide an immediate visual warning to the user. In addition, a dashboard-type interface can provide the expected impact of an abnormality through numerical data and graphs to support the user to quantitatively understand the impact.
컴퓨팅 장치(100)는 예상 영향의 시뮬레이션 결과를 실시간으로 업데이트할 수 있다. 예를 들어, 특정 설비의 과열 문제가 냉각 시스템의 가동으로 감소하는 경우, 시뮬레이션 결과와 그래픽 표시를 즉각적으로 조정하여 사용자에게 최신 상태를 반영할 수 있다. 또한, 예상 영향이 공정 흐름에 미치는 영향을 평가하기 위해 설비 간의 연계성을 분석하고, 연계 설비의 작동 중단 가능성을 예측하여 대시보드에 경고 메시지로 표시할 수 있다.The computing device (100) can update the simulation results of the expected impact in real time. For example, if the overheating problem of a specific facility is reduced by the operation of the cooling system, the simulation results and graphical display can be adjusted immediately to reflect the latest status to the user. In addition, the interconnectivity between facilities can be analyzed to evaluate the impact of the expected impact on the process flow, and the possibility of the operation of the connected facilities can be predicted and displayed as a warning message on the dashboard.
추가적으로, 컴퓨팅 장치(100)는 사용자 인터페이스 상에서 사용자 정의 가능한 시뮬레이션 시나리오를 제공할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 설비의 작동 조건을 조정하거나 가상 시나리오를 설정하여, 해당 조건에서의 예상 영향을 시뮬레이션할 수 있도록 지원할 수 있다. 이를 통해 사용자에게 이상 징후에 대한 대응 전략을 사전에 검토할 수 있는 도구를 제공하며, 설비 운영의 안정성과 효율성을 향상시킬 수 있다.Additionally, the computing device (100) can provide user-definable simulation scenarios on the user interface. For example, it can support the user to adjust the operating conditions of the facility or set up a virtual scenario to simulate the expected impact under the conditions. This provides the user with a tool to review response strategies for abnormal signs in advance, and can improve the stability and efficiency of facility operation.
본 발명의 일 실시예와 관련된 공조 설비 모니터링 및 제어 방법은, 이상 징후의 종류 및 영향을 기반으로 사전 정의된 대응 프로토콜을 실행하는 단계(S350)를 포함할 수 있다.A method for monitoring and controlling air conditioning equipment according to one embodiment of the present invention may include a step (S350) of executing a predefined response protocol based on the type and influence of an abnormal symptom.
구체적인 실시예에 따르면, 도 18을 참조하면, 사전 정의된 대응 프로토콜을 실행하는 단계는, 이상 징후가 발생한 위치와 종류 및 심각도에 따라 우선순위를 설정하는 단계(S351)를 포함할 수 있다.According to a specific embodiment, referring to FIG. 18, the step of executing the predefined response protocol may include a step (S351) of setting a priority according to the location, type, and severity of the abnormal sign.
실시예에서, 이상 징후가 발생한 위치와 종류 및 심각도에 따라 우선순위를 설정하는 단계는, 이상 징후가 발생한 설비 또는 공간의 위치를 식별하고, 식별된 위치의 설비 중요도 및 작동 우선순위를 평가하는 단계, 이상 징후의 종류 및 이상 징후가 설비 성능에 미치는 영향을 분석하는 단계 및 이상 징후의 심각도를 사전 정의된 임계값과 비교하여 긴급, 경고 또는 정상 상태로 분류하는 단계를 포함할 수 있다.In an embodiment, the step of setting priorities based on the location and type and severity of the abnormality may include the steps of identifying the location of the equipment or space where the abnormality occurred, evaluating the equipment importance and operational priority of the identified location, analyzing the type of the abnormality and the impact of the abnormality on equipment performance, and comparing the severity of the abnormality with a predefined threshold value to classify it as an emergency, warning, or normal state.
실시예에 따르면, 이상 징후가 발생한 위치와 종류 및 심각도에 따라 우선순위를 설정하는 단계는, 복수의 이상 징후가 인접한 설비 또는 동일 섹션 내에서 발생한 경우, 설비 간 상호작용과 작동 상태를 분석하여, 상호 간 작동에 영향을 미치지 않고 각 설비의 이상 징후를 독립적으로 처리할 수 있도록 개별 제어 명령을 생성하는 단계, 이상 징후의 발생 빈도가 높은 설비 또는 공간에 대해 즉각적으로 대응 명령을 실행하도록 즉각 실행 명령을 전달하고, 발생 빈도가 낮은 이상 징후는 우선순위를 조정하여 지연 실행 명령을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the step of setting the priority according to the location, type, and severity of the occurrence of the abnormality may include a step of analyzing the interaction and operating status between the facilities when multiple abnormalities occur in adjacent facilities or within the same section, and generating individual control commands so that the abnormality of each facility can be independently processed without affecting the mutual operation, a step of transmitting an immediate execution command to immediately execute a response command for facilities or spaces with a high occurrence frequency of abnormalities, and a step of adjusting the priority of abnormalities with a low occurrence frequency to generate a delayed execution command.
보다 자세히 설명하면, 컴퓨팅 장치(100)는 이상 징후가 발생한 설비 또는 공간의 위치를 식별하기 위해, 실시간으로 수집된 설비 상태 데이터와 환경 데이터를 분석할 수 있다. 예를 들어, 설비의 온도, 압력, 진동 등의 상태 변화를 기반으로 이상 징후의 발생 지점을 정확히 식별하며, 해당 설비의 물리적 위치와 연결된 공정 섹션 또는 시설 공간 내 위치를 매핑하여 통합 디지털트윈 모델 상에서 강조할 수 있다.To explain in more detail, the computing device (100) can analyze the equipment status data and environmental data collected in real time to identify the location of the equipment or space where an abnormality symptom has occurred. For example, the location of the occurrence of an abnormality symptom can be accurately identified based on the change in the status of the equipment, such as temperature, pressure, and vibration, and the location within the process section or facility space connected to the physical location of the equipment can be mapped and highlighted on the integrated digital twin model.
컴퓨팅 장치(100)는 식별된 설비의 중요도와 작동 우선순위를 평가하기 위해 사전에 정의된 설비 등급 정보를 참조할 수 있다. 예를 들어, 특정 설비가 공정에서 핵심적인 역할을 수행하는 경우, 해당 설비는 높은 중요도를 부여받아 우선적으로 처리 대상이 된다. 또한, 이상 징후가 발생한 설비의 작동 중단이 인접 설비 또는 공정에 미칠 영향을 분석하여 작동 우선순위를 조정할 수 있다.The computing device (100) can refer to predefined facility grade information to evaluate the importance and operation priority of the identified facility. For example, if a specific facility plays a key role in the process, the facility is given a high importance and is given priority for processing. In addition, the operation priority can be adjusted by analyzing the impact of the operation stoppage of the facility where an abnormality has occurred on the adjacent facility or process.
이후, 컴퓨팅 장치(100)는 이상 징후의 종류를 분석하고, 설비 성능에 미치는 영향을 평가한다. 예를 들어, 과열로 인해 설비의 효율성이 감소하거나 안전 위험이 증가하는 경우, 과열 징후가 긴급 우선순위를 부여받을 수 있다. 반면, 상대적으로 경미한 이상 징후(예: 경미한 진동)는 낮은 우선순위로 처리된다. 이상 징후의 심각도는 실시간으로 감지된 데이터와 사전에 정의된 임계값을 비교하여 분류된다. 긴급 상태는 즉각적인 대응이 필요하며, 경고 상태는 일정 기간 내 대응이 필요하지만 즉각적 조치는 불필요할 수 있다.Thereafter, the computing device (100) analyzes the type of abnormality sign and evaluates the impact on the equipment performance. For example, if the efficiency of the equipment decreases or safety risks increase due to overheating, the overheating sign may be given an urgent priority. On the other hand, relatively minor abnormalities (e.g., minor vibration) are processed with a low priority. The severity of the abnormality sign is classified by comparing the data detected in real time with a predefined threshold value. An emergency state requires an immediate response, and a warning state requires a response within a certain period of time, but immediate action may not be necessary.
복수의 이상 징후가 인접한 설비나 동일 섹션 내에서 발생한 경우, 컴퓨팅 장치(100)는 설비 간 상호작용과 작동 상태를 분석한다. 예를 들어, 동일 공정 라인의 두 설비에서 동시에 과열 경고가 발생한 경우, 컴퓨팅 장치(100)는 두 설비의 작동 부하를 재분배하거나 냉각 장치의 출력을 조정하는 명령을 생성하여 이상 징후를 독립적으로 처리할 수 있도록 한다.When multiple abnormal signs occur in adjacent facilities or within the same section, the computing device (100) analyzes the interaction and operating status between the facilities. For example, when an overheating warning occurs simultaneously in two facilities in the same process line, the computing device (100) generates a command to redistribute the operating load of the two facilities or adjust the output of the cooling device so that the abnormal signs can be handled independently.
또한, 이상 징후의 발생 빈도가 높은 설비에 대해 즉각 실행 명령을 전달하여 우선적으로 대응하며, 발생 빈도가 낮은 설비는 우선순위를 조정하여 지연 실행 명령을 생성할 수 있다. 예를 들어, 발생 빈도가 높은 설비는 가동 중단이나 부품 교체와 같은 조치가 우선 적용되며, 상대적으로 덜 빈번한 설비는 긴급한 영향을 미치지 않는 한 차후에 처리될 수 있다.In addition, immediate execution orders can be sent to facilities with a high frequency of occurrence of abnormal signs to respond preferentially, and delayed execution orders can be generated by adjusting the priority of facilities with a low frequency of occurrence. For example, facilities with a high frequency of occurrence can be given priority for measures such as shutdown or replacement of parts, and facilities with relatively less frequent occurrences can be handled later unless they have an urgent impact.
이와 같이, 컴퓨팅 장치(100)는 이상 징후의 위치, 종류 및 심각도를 종합적으로 평가하고, 사전 정의된 대응 프로토콜에 따라 설비 상태를 최적화하며, 공정 및 설비의 안정성을 유지할 수 있도록 제어 명령을 생성한다. 이러한 단계는 사용자 인터페이스를 통해 실시간으로 시각화되거나, 자동화된 방식으로 실행될 수 있다.In this way, the computing device (100) comprehensively evaluates the location, type, and severity of the abnormality, optimizes the equipment status according to a predefined response protocol, and generates control commands to maintain the stability of the process and equipment. These steps can be visualized in real time through a user interface or executed in an automated manner.
또한 실시예에서, 사전 정의된 대응 프로토콜을 실행하는 단계는, 우선순위에 따라 공정 설비 및 공조 설비 각각에 대한 제어 명령을 생성하는 단계(S35)를 포함할 수 있다.Additionally, in the embodiment, the step of executing the predefined response protocol may include a step (S35) of generating a control command for each of the process equipment and the air conditioning equipment according to priority.
보다 구체적으로, 컴퓨팅 장치(100)는 이상 징후의 우선순위 정보를 기반으로 공정 설비 및 공조 설비 각각에 대해 개별적인 제어 명령을 생성할 수 있다. 우선순위는 설비의 중요도, 이상 징후의 종류 및 심각도, 그리고 설비 간의 상호작용을 종합적으로 고려하여 설정된다. 예를 들어, 공정 설비의 핵심 부품에서 발생한 과열 경고는 높은 우선순위를 부여받아 즉각적인 냉각 명령이 생성될 수 있다. 반면, 공조 설비에서 발생한 경미한 진동은 낮은 우선순위를 부여받아 지연 명령이 생성될 수 있다.More specifically, the computing device (100) can generate individual control commands for each of the process equipment and the air conditioning equipment based on the priority information of the abnormality symptoms. The priorities are set by comprehensively considering the importance of the equipment, the type and severity of the abnormality symptoms, and the interaction between the equipment. For example, an overheating warning generated in a core component of the process equipment can be given a high priority, and an immediate cooling command can be generated. On the other hand, a minor vibration generated in the air conditioning equipment can be given a low priority, and a delay command can be generated.
컴퓨팅 장치(100)는 공정 설비의 제어 명령을 생성할 때, 설비의 현재 동작 상태와 이상 징후 데이터를 분석하여 설비의 출력 수준, 가동 시간 또는 작동 모드를 조정하는 명령을 생성할 수 있다. 예를 들어, 특정 설비의 압력이 임계값을 초과한 경우, 컴퓨팅 장치(100)는 설비의 작동 속도를 줄이거나, 부하를 다른 설비로 분산시키는 명령을 생성할 수 있다. 또한, 진동이 과도한 설비에 대해서는 자동으로 작동을 중지하고, 점검 알림을 생성하는 명령이 전달될 수 있다.When generating a control command for a process facility, the computing device (100) may analyze the current operating status and abnormality symptom data of the facility to generate a command for adjusting the output level, operating time, or operating mode of the facility. For example, when the pressure of a specific facility exceeds a threshold value, the computing device (100) may generate a command to reduce the operating speed of the facility or distribute the load to other facilities. In addition, for facilities with excessive vibration, a command may be transmitted to automatically stop operation and generate an inspection notification.
공조 설비의 제어 명령 생성에서는 설비가 제공하는 환경 데이터를 고려하여 공기 흐름 속도, 온도 설정, 또는 습도 조절을 위한 명령이 생성될 수 있다. 예를 들어, 특정 구역의 온도가 사전 정의된 기준을 초과하는 경우, 컴퓨팅 장치(100)는 해당 구역의 냉각 장치를 활성화하거나, 공기 흐름 방향을 조정하여 온도를 낮추는 명령을 전달할 수 있다.In generating control commands for air conditioning equipment, commands for airflow speed, temperature setting, or humidity control can be generated by considering environmental data provided by the equipment. For example, if the temperature of a specific area exceeds a predefined standard, the computing device (100) can transmit a command to activate a cooling device in the area or adjust the airflow direction to lower the temperature.
제어 명령 생성 과정에서, 컴퓨팅 장치(100)는 설비 간의 상호작용을 고려하여 충돌이 없는 명령을 생성하도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 동일한 공정 라인에 연결된 두 설비에서 동시 이상 징후가 발생한 경우, 컴퓨팅 장치(100)는 두 설비의 동작 조건을 조정하여 한 설비의 대응 조치가 다른 설비에 부정적인 영향을 미치지 않도록 제어 신호를 최적화할 수 있다.In the process of generating control commands, the computing device (100) can be designed to generate conflict-free commands by considering the interaction between the equipment. For example, if an abnormality occurs simultaneously in two equipment connected to the same process line, the computing device (100) can optimize the control signal by adjusting the operating conditions of the two equipment so that the response action of one equipment does not have a negative impact on the other equipment.
생성된 제어 명령은 공정 설비 및 공조 설비 각각으로 전달되며, 컴퓨팅 장치(100)는 설비가 명령에 따라 정상적으로 작동하는지를 실시간으로 모니터링하고, 필요 시 추가적인 명령을 생성하여 전달할 수 있다. 이와 같은 과정은 공정 및 환경의 안정성을 유지하고, 이상 징후가 설비 및 공정 전체에 미치는 영향을 최소화하기 위한 것이다.The generated control commands are transmitted to each of the process equipment and air conditioning equipment, and the computing device (100) can monitor in real time whether the equipment is operating normally according to the commands, and can generate and transmit additional commands when necessary. This process is intended to maintain the stability of the process and environment, and to minimize the impact of abnormal signs on the equipment and the entire process.
또한 실시예에서, 사전 정의된 대응 프로토콜을 실행하는 단계는, 생성된 제어 명령을 공정 설비 및 공조 설비 각각으로 전달하여 설비 상태를 조정하거나 환경 조건을 수정하는 단계(S353)를 포함할 수 있다.Additionally, in the embodiment, the step of executing the predefined response protocol may include a step (S353) of transmitting the generated control command to each of the process equipment and the air conditioning equipment to adjust the equipment status or modify the environmental conditions.
실시예에 따르면, 컴퓨팅 장치(100)는 이상 징후 분석 결과와 우선순위 설정 데이터를 바탕으로 설비 또는 공간에 필요한 제어 명령을 생성한다. 예를 들어, 특정 공정 설비에서 과열이 감지된 경우, 냉각 시스템의 출력을 증가시키거나 해당 설비의 가동 속도를 조정하는 명령이 생성될 수 있다. 또한, 공조 설비의 경우, 특정 섹션의 온도가 상승한 경우, 해당 섹션에 냉각 공기를 추가로 공급하도록 공기 흐름을 조정하는 명령이 생성될 수 있다.According to an embodiment, the computing device (100) generates a control command required for the facility or space based on the abnormal symptom analysis result and the priority setting data. For example, if overheating is detected in a specific process facility, a command may be generated to increase the output of the cooling system or adjust the operating speed of the facility. Additionally, in the case of air conditioning facilities, if the temperature of a specific section rises, a command may be generated to adjust the air flow to supply additional cooling air to the section.
컴퓨팅 장치(100)는 생성된 제어 명령을 설비와 통신 가능한 네트워크를 통해 직접 전달하며, 명령 전달 과정에서 설비의 응답 상태를 실시간으로 확인한다. 예를 들어, 공정 설비의 속도 감소 명령이 전달된 경우, 해당 설비가 명령을 성공적으로 수신하고 실행했는지 피드백 데이터를 통해 검증할 수 있다.The computing device (100) directly transmits the generated control command through a network capable of communicating with the equipment, and checks the response status of the equipment in real time during the command transmission process. For example, when a speed reduction command for the process equipment is transmitted, it can be verified through feedback data whether the equipment successfully received and executed the command.
이후, 컴퓨팅 장치(100)는 전달된 제어 명령의 실행 결과를 지속적으로 모니터링하여 설비 상태가 사전 정의된 목표 조건으로 정상화되는지를 평가한다. 예를 들어, 냉각 명령이 실행된 후, 온도 센서를 통해 설비의 온도가 정상 범위로 복귀하는지 확인하고, 결과에 따라 추가적인 제어 명령을 생성하거나 기존 명령을 수정할 수 있다.Thereafter, the computing device (100) continuously monitors the execution result of the transmitted control command to evaluate whether the equipment status is normalized to a predefined target condition. For example, after the cooling command is executed, it is checked through the temperature sensor whether the temperature of the equipment returns to a normal range, and an additional control command can be generated or an existing command can be modified based on the result.
또한, 컴퓨팅 장치(100)는 네트워크 지연이나 설비의 비정상적인 응답 상황에서도 명령 실행의 신뢰성을 보장하기 위해, 일정 시간 내 응답이 없는 경우 재전송 명령을 수행하거나, 사전 정의된 비상 대응 프로토콜을 활성화할 수 있다. 예를 들어, 설비의 냉각 시스템이 비정상적으로 작동하지 않는 경우, 전체 설비를 안전 모드로 전환하는 명령을 우선적으로 실행할 수 있다.In addition, the computing device (100) may perform a retransmission command or activate a predefined emergency response protocol if there is no response within a certain period of time to ensure the reliability of command execution even in the event of network delay or abnormal response of the equipment. For example, if the cooling system of the equipment is not operating abnormally, a command to switch the entire equipment to a safe mode may be preferentially executed.
이와 같은 과정에서 컴퓨팅 장치(100)는 공정 설비 및 공조 설비 각각의 상태를 실시간으로 모니터링하며, 각 설비의 작동 조건 및 환경 데이터를 지속적으로 분석하여 추가적인 최적화 명령을 생성하거나, 이상 징후 감지 모델의 학습 데이터를 업데이트할 수 있다. 이를 통해 설비의 안정성을 유지하고 이상 상태로 인한 운영 중단을 최소화할 수 있다.In this process, the computing device (100) monitors the status of each process facility and air conditioning facility in real time, and continuously analyzes the operating conditions and environmental data of each facility to generate additional optimization commands or update the learning data of the abnormality detection model. Through this, the stability of the facility can be maintained and operational interruption due to abnormal conditions can be minimized.
다양한 실시예에서, 공조 설비 모니터링 및 제어 방법은, 이상 징후에 대한 대응 명령 실행 이후에도 비정상 상태가 지속되거나 악화되는 경우, 사전 정의된 비상 대응 프로토콜을 활성화하여 설비 작동을 중단하거나 사용자 인터페이스를 통해 시각적 및 음성 경고를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이러한 비상 대응 프로토콜은 설비의 안전과 시스템의 안정성을 유지하기 위한 마지막 수단으로 설계된다.In various embodiments, the method for monitoring and controlling air conditioning equipment may further include the step of activating a predefined emergency response protocol to stop equipment operation or provide visual and audio warnings via a user interface if the abnormal condition persists or worsens after the execution of a response command for the abnormality symptom. Such emergency response protocol is designed as a last resort to maintain the safety of the equipment and the stability of the system.
보다 구체적으로, 컴퓨팅 장치(100)는 이상 징후가 발생한 설비나 공간에서 수집된 실시간 환경 데이터 및 설비 상태 데이터를 지속적으로 모니터링하고, 비정상 상태가 임계값을 초과하거나 악화 추세를 보이는 경우, 비상 대응 프로토콜을 자동으로 트리거할 수 있다. 예를 들어, 특정 설비의 온도가 사전 정의된 최대 허용 온도를 초과하거나, 진동 수치가 지속적으로 증가하여 설비의 구조적 손상이 예상되는 경우, 컴퓨팅 장치(100)는 해당 설비의 작동을 즉시 중단하고 안전 모드로 전환하도록 명령할 수 있다.More specifically, the computing device (100) continuously monitors real-time environmental data and equipment status data collected from equipment or spaces where abnormal signs have occurred, and if the abnormal condition exceeds a threshold or shows a worsening trend, it can automatically trigger an emergency response protocol. For example, if the temperature of a specific equipment exceeds a predefined maximum allowable temperature or the vibration level continuously increases and structural damage to the equipment is expected, the computing device (100) can command the equipment to immediately stop operating and switch to a safe mode.
또한, 비상 대응 프로토콜은 사용자 인터페이스를 통해 시각적 및 음성 경고를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 컴퓨팅 장치(100)는 이상 징후의 세부 정보(예: 발생 위치, 종류, 심각도)를 사용자 인터페이스에 그래픽 또는 텍스트 형태로 표시하고, 음성 알림을 통해 운영자가 신속히 조치를 취할 수 있도록 한다. 예를 들어, "설비 A에서 과열 상태 발생 - 즉시 점검 필요"와 같은 음성 경고와 함께, 통합 디지털트윈 모델 상에서 이상 징후 발생 위치를 강조 표시하여 사용자에게 직관적인 정보를 제공할 수 있다.Additionally, the emergency response protocol may include steps for providing visual and audio alerts via the user interface. The computing device (100) displays details of the abnormality (e.g., location, type, severity) in graphical or text form on the user interface, and enables the operator to take action quickly via audio notification. For example, along with an audio alert such as “Overheating condition occurred at facility A - immediate inspection required,” the location of the abnormality may be highlighted on the integrated digital twin model to provide intuitive information to the user.
추가적으로, 컴퓨팅 장치(100)는 비상 상황에 대한 상세 로그를 생성하여 데이터베이스에 저장할 수 있다. 이 로그는 비상 상황의 발생 원인, 대응 조치, 및 결과를 기록하여 향후 분석 및 시스템 개선에 활용될 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 장치(100)는 비상 상황 로그를 기반으로 설비의 반복적인 이상 상태를 분석하거나, 비상 대응 프로토콜의 효과성을 평가하여 최적화된 프로토콜을 구성할 수 있다.Additionally, the computing device (100) can create a detailed log of the emergency situation and store it in a database. This log can record the cause of the emergency situation, the response measures, and the results, and can be utilized for future analysis and system improvement. For example, the computing device (100) can analyze the repetitive abnormal state of the facility based on the emergency situation log, or can evaluate the effectiveness of the emergency response protocol and configure an optimized protocol.
이를 통해, 본 발명의 공조 설비 모니터링 및 제어 방법은 이상 징후 상황에서도 설비의 안전성과 시스템의 안정성을 유지하고, 사용자에게 신속하고 명확한 정보를 제공하며, 지속적인 데이터 분석을 통해 시스템의 효율성을 향상시킬 수 있다.Through this, the air conditioning equipment monitoring and control method of the present invention can maintain the safety of the equipment and the stability of the system even in an abnormal symptom situation, provide quick and clear information to the user, and improve the efficiency of the system through continuous data analysis.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 19에 도시된 바와 같이, 공조 설비 모니터링 및 제어 방법은, 이상 징후 발생 시점의 환경 데이터 및 설비 상태 데이터를 추출하여 이상 징후 원인 분석을 위한 원인 분석 데이터를 구성하는 단계(S361), 구성된 원인 분석 데이터에 기초하여 사전 정의된 양식에 따라 이상 징후 보고서를 자동 생성하는 단계(S362), 원인 분석 데이터 및 생성된 이상 징후 보고서를 데이터베이스에 저장하는 단계(S363) 및 데이터베이스에 저장된 데이터들을 기반으로 이상 징후 감지 모델에 대한 재학습을 수행하는 단계(S364)를 더 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, as illustrated in FIG. 19, the method for monitoring and controlling air conditioning equipment may further include a step (S361) of extracting environmental data and equipment status data at the time of occurrence of an abnormality to configure cause analysis data for analyzing the cause of an abnormality, a step (S362) of automatically generating an abnormality report according to a predefined format based on the configured cause analysis data, a step (S363) of storing the cause analysis data and the generated abnormality report in a database, and a step (S364) of performing re-learning on an abnormality detection model based on data stored in the database.
일 실시예에서 컴퓨팅 장치(100)는 이상 징후가 감지된 시점의 환경 데이터와 설비 상태 데이터를 기반으로 이상 징후 원인 분석 데이터를 구성한다. 이 과정에서 컴퓨팅 장치(100)는 공정 설비 및 공조 설비에 설치된 복수의 센서로부터 실시간 데이터를 수집하여, 온도(예: 80°C), 습도(예: 65%), 공기 흐름 속도(예: 5m/s)와 같은 환경 데이터와, 압력(예: 300kPa), 진동(예: 1.2g), 에너지 소비량(예: 150kW), 가동 상태(예: 작동 중/대기 상태)와 같은 설비 상태 데이터를 추출한다. 이 데이터를 기반으로 이상 징후 발생 원인을 명확히 하기 위해, 결측 데이터를 보완하거나 이상치를 제거하는 데이터 전처리 과정을 수행한다. 예를 들어, 누락된 온도 데이터는 이전 시점의 데이터를 보간법을 통해 추정하거나, 센서 오작동으로 인해 발생한 비정상적인 진동 값은 제거할 수 있다.In one embodiment, the computing device (100) configures abnormality cause analysis data based on environmental data and facility status data at the time when the abnormality is detected. In this process, the computing device (100) collects real-time data from a plurality of sensors installed in the process facility and the air conditioning facility, and extracts environmental data such as temperature (e.g., 80°C), humidity (e.g., 65%), and air flow speed (e.g., 5 m/s), and facility status data such as pressure (e.g., 300 kPa), vibration (e.g., 1.2 g), energy consumption (e.g., 150 kW), and operating status (e.g., in operation/standby). Based on this data, a data preprocessing process is performed to supplement missing data or remove outliers in order to clarify the cause of the abnormality occurrence. For example, missing temperature data can be estimated by interpolating data from a previous time point, or abnormal vibration values caused by sensor malfunction can be removed.
이후, 컴퓨팅 장치(100)는 구성된 원인 분석 데이터를 활용하여 사전 정의된 양식에 따라 자동으로 이상 징후 보고서를 생성한다. 이 보고서는 이상 징후 발생 시간(예: 14:32), 위치(예: 설비 A-2), 설비 이름(예: 열교환기 B-1), 감지된 이상 징후의 종류(예: 과열, 과도한 진동), 원인 분석 결과(예: 냉각 유량 부족), 영향 평가(예: 설비 효율 저하 및 손상 위험), 권장 대응 조치(예: 냉각 펌프 점검 및 부품 교체)와 같은 핵심 정보를 포함할 수 있다. 생성된 보고서는 사용자 인터페이스를 통해 표, 차트, 3D 모델 오버레이와 같은 그래픽 형태로 시각적으로 제공되며, 필요시 이메일 전송 또는 클라우드 기반 관리 시스템에 업로드될 수 있다.Thereafter, the computing device (100) automatically generates an anomaly report according to a predefined format by utilizing the configured cause analysis data. The report may include key information such as the time of occurrence of the anomaly (e.g., 14:32), location (e.g., facility A-2), facility name (e.g., heat exchanger B-1), type of the detected anomaly (e.g., overheating, excessive vibration), cause analysis result (e.g., insufficient cooling flow rate), impact assessment (e.g., reduced facility efficiency and risk of damage), and recommended response action (e.g., inspection of cooling pump and replacement of parts). The generated report is visually provided in graphical form such as a table, chart, or 3D model overlay through a user interface, and may be sent by email or uploaded to a cloud-based management system if necessary.
일 실시예에서, 이상 징후 보고서와 원인 분석 데이터는 데이터베이스에 저장될 수 있다. 데이터베이스는 설비 작동 이력, 이상 징후 발생 빈도 및 감지된 징후의 종류를 체계적으로 기록하며, 이는 이후 분석 및 이상 징후 감지 모델의 성능 향상을 위한 학습 데이터로 활용될 수 있다. 예를 들어, 특정 설비에서 반복적으로 발생하는 이상 징후 패턴(예: 주기적인 과열 현상)을 식별하여, 해당 설비의 사전 유지보수 계획을 수립하거나, 설비 성능 향상 방안을 제시하는 데 유용할 수 있다.In one embodiment, the anomaly report and cause analysis data can be stored in a database. The database systematically records the equipment operation history, the frequency of occurrence of anomalies, and the types of detected signs, which can be used as learning data for subsequent analysis and performance improvement of anomaly detection models. For example, identifying anomaly pattern (e.g., periodic overheating) that occurs repeatedly in a specific equipment can be useful for establishing a preemptive maintenance plan for the equipment or suggesting a method for improving equipment performance.
추가적으로, 컴퓨팅 장치(100)는 데이터베이스에 저장된 이상 징후 데이터를 활용하여 이상 징후 감지 모델에 대한 재학습을 수행할 수 있다. 이 과정에서 기존 학습 데이터와 새로운 이상 징후 데이터를 결합하여 모델의 정확도와 신뢰도가 개선될 수 있다. 예를 들어, 감지된 이상 징후(예: 특정 시간대의 진동 급증과 에너지 소비 증가)에 원인 분석 데이터를 라벨링하여, 모델이 이와 유사한 상황에서 보다 빠르고 정확하게 이상 징후를 감지하도록 학습시킨다. 재학습은 주기적으로 또는 새로운 이상 징후 데이터가 누적될 때 수행되며, 이를 통해 시스템은 변화하는 설비 환경과 조건에 적응하여 지속적으로 진화할 수 있다.Additionally, the computing device (100) can perform retraining on the anomaly detection model by utilizing the anomaly data stored in the database. In this process, the accuracy and reliability of the model can be improved by combining existing learning data with new anomaly data. For example, by labeling the cause analysis data for the detected anomaly (e.g., a sudden increase in vibration and an increase in energy consumption at a specific time period), the model is trained to detect the anomaly more quickly and accurately in similar situations. Retraining is performed periodically or when new anomaly data is accumulated, and through this, the system can continuously evolve by adapting to the changing facility environment and conditions.
추가적인 실시예에서, 컴퓨팅 장치(100)는 이상 징후의 예방적 조치를 위한 설비 상태 예측 및 최적화 알고리즘을 적용할 수 있다. 이를 통해 이상 징후 발생 가능성을 사전에 예측하고, 공조 설비 및 공정 설비의 운영을 사전 조정하여 이상 징후의 발생을 최소화하거나 방지할 수 있다.In an additional embodiment, the computing device (100) can apply a facility status prediction and optimization algorithm for preventive measures against abnormal signs. Through this, the possibility of occurrence of abnormal signs can be predicted in advance, and the operation of air conditioning equipment and process equipment can be adjusted in advance to minimize or prevent occurrence of abnormal signs.
구체적으로, 컴퓨팅 장치(100)는 실시간으로 수집되는 설비 상태 데이터를 기반으로 설비의 미래 상태를 예측한다. 이를 위해 시계열 예측 모델을 활용하여 설비의 주요 파라미터(예: 온도, 압력, 진동 등)의 변화를 분석하고, 이를 통해 임계값 초과 가능성을 평가한다. 예를 들어, 특정 설비의 압력이 현재 350kPa에서 점진적으로 증가하고 있어 2시간 내에 임계값인 400kPa를 초과할 것으로 예측되는 경우, 컴퓨팅 장치(100)는 이를 이상 징후 발생 가능성으로 판단할 수 있다.Specifically, the computing device (100) predicts the future status of the facility based on the facility status data collected in real time. To this end, a time series prediction model is utilized to analyze changes in the main parameters (e.g., temperature, pressure, vibration, etc.) of the facility, and the possibility of exceeding the threshold is evaluated based on this. For example, if the pressure of a specific facility is currently gradually increasing from 350 kPa and is predicted to exceed the threshold of 400 kPa within 2 hours, the computing device (100) can determine this as a possibility of occurrence of an abnormality sign.
또한, 컴퓨팅 장치(100)는 공정 설비와 공조 설비 간의 상호작용을 분석하여, 특정 설비의 상태 변화가 다른 설비에 미칠 영향을 평가한다. 예를 들어, 공정 설비의 온도 상승이 냉각 시스템의 부하 증가로 이어질 수 있는 경우, 컴퓨팅 장치(100)는 해당 냉각 시스템의 가동 상태를 사전에 조정하여 부하를 분산시킬 수 있다.In addition, the computing device (100) analyzes the interaction between the process equipment and the air conditioning equipment to evaluate the impact that a change in the status of a specific equipment will have on other equipment. For example, if a temperature increase in the process equipment may lead to an increase in the load of the cooling system, the computing device (100) can adjust the operating status of the cooling system in advance to distribute the load.
컴퓨팅 장치(100)는 이러한 설비 상태 예측 데이터를 기반으로 예방적 조치를 결정하고, 공정 설비 및 공조 설비의 동작 상태를 조정하기 위한 명령을 생성할 수 있다. 예를 들어, 특정 설비의 진동이 임계값에 근접할 경우, 컴퓨팅 장치(100)는 해당 설비의 작동 속도를 일시적으로 낮추거나, 인접 설비로 부하를 분산시키는 명령을 실행할 수 있다. 또한, 설비의 작동 이력과 예측 데이터를 분석하여 특정 부품에 대한 교체 시점을 제안하거나, 유지보수 일정을 사전에 계획하도록 알림을 제공할 수도 있다.The computing device (100) can determine preventive measures based on such equipment condition prediction data and generate commands to adjust the operating conditions of process equipment and air conditioning equipment. For example, when the vibration of a specific equipment approaches a threshold, the computing device (100) can execute a command to temporarily lower the operating speed of the equipment or distribute the load to adjacent equipment. In addition, the operating history and prediction data of the equipment can be analyzed to suggest replacement timing for specific parts or provide notifications to plan maintenance schedules in advance.
이와 더불어, 컴퓨팅 장치(100)는 설비 상태 예측 결과와 예방적 조치를 통합 디지털트윈 모델 상에 시각화하여 사용자에게 제공할 수 있다. 예를 들어, 특정 설비의 예상 이상 징후 발생 위치를 3D 모델에서 강조 표시하고, 해당 위치에 대한 예방 조치(예: 냉각 강화, 부품 교체)를 텍스트 또는 그래픽으로 설명할 수 있다. 또한, 예상 부하 변화 시뮬레이션 결과를 시각적으로 표시하거나, 설비 상태 변화의 시간 경과를 차트 형태로 제공하여 사용자가 예방 조치의 필요성을 직관적으로 이해할 수 있도록 지원할 수 있다.In addition, the computing device (100) can provide the user with visualized facility status prediction results and preventive measures on an integrated digital twin model. For example, the location of occurrence of expected abnormal signs of a specific facility can be highlighted on a 3D model, and preventive measures for the location (e.g., cooling reinforcement, component replacement) can be described in text or graphics. In addition, the expected load change simulation results can be visually displayed, or the time course of facility status changes can be provided in a chart form to support the user to intuitively understand the need for preventive measures.
본 실시예는 이상 징후의 사후적 감지 및 대응에 국한되지 않고, 설비 상태 예측 및 예방적 조치를 통해 공정 설비와 공조 설비의 안정성과 효율성을 향상시키는 데 기여한다. 이를 통해 설비의 유지보수 비용을 절감하고, 공정의 안정성을 증대시키는 효과를 제공할 수 있다.This embodiment is not limited to the post-detection and response to abnormal signs, but also contributes to improving the stability and efficiency of process equipment and air conditioning equipment through equipment condition prediction and preventive measures. This can provide the effect of reducing equipment maintenance costs and increasing process stability.
정리하면, 본 발명은 공조 설비 및 공정 설비의 상태를 실시간으로 모니터링하고, 이상 징후를 감지하여 신속하고 적절한 대응을 가능하게 하는 공조 설비 모니터링 및 제어 방법을 제공한다. 컴퓨팅 장치(100)는 복수의 센서를 통해 환경 데이터 및 설비 상태 데이터를 수집하고, 인공지능 기반 이상 징후 감지 모델을 활용하여 설비 상태를 분석함으로써 이상 징후의 위치, 종류, 원인 및 영향을 감지한다. 감지된 이상 징후는 통합 디지털트윈 모델에 실시간으로 반영되며, 사용자 인터페이스를 통해 시각적으로 제공되어 사용자에게 설비 상태를 직관적으로 전달한다.In summary, the present invention provides a method for monitoring and controlling air conditioning equipment, which monitors the status of air conditioning equipment and process equipment in real time, detects abnormal signs, and enables rapid and appropriate responses. A computing device (100) collects environmental data and equipment status data through a plurality of sensors, and analyzes the equipment status using an artificial intelligence-based abnormal sign detection model, thereby detecting the location, type, cause, and influence of abnormal signs. The detected abnormal signs are reflected in real time in an integrated digital twin model, and are visually provided through a user interface to intuitively convey the equipment status to the user.
또한, 본 발명은 이상 징후의 심각도와 설비 간의 상호작용을 분석하여 우선순위를 설정하고, 사전 정의된 대응 프로토콜을 실행하여 설비 상태를 조정하거나 환경 조건을 최적화한다. 이 과정에서, 컴퓨팅 장치(100)는 공정 설비와 공조 설비 각각에 대해 개별적인 제어 명령을 생성하며, 설비의 효율성과 안정성을 유지하기 위해 동작 상태를 조정한다.In addition, the present invention analyzes the severity of abnormal signs and the interaction between facilities to set priorities, and executes predefined response protocols to adjust facility conditions or optimize environmental conditions. In this process, the computing device (100) generates individual control commands for each of the process facilities and air conditioning facilities, and adjusts the operating conditions to maintain the efficiency and stability of the facilities.
더 나아가, 본 발명은 이상 징후 발생 데이터를 기반으로 이상 징후 원인 분석과 보고서를 자동 생성하며, 이를 데이터베이스에 저장하여 이상 징후 감지 모델의 지속적인 재학습에 활용함으로써 시스템의 신뢰성과 정확도를 향상시킨다. 이러한 일련의 과정을 통해, 본 발명은 설비의 효율적인 운영, 이상 징후의 조기 감지 및 대응, 에너지 절약 및 설비 수명 연장을 가능하게 하며, 공정과 설비 운영의 안정성을 강화하는 데 기여할 수 있다. Furthermore, the present invention automatically generates abnormal symptom cause analysis and report based on abnormal symptom occurrence data, stores it in a database, and utilizes it for continuous re-learning of an abnormal symptom detection model, thereby improving the reliability and accuracy of the system. Through this series of processes, the present invention enables efficient operation of equipment, early detection and response to abnormal symptoms, energy saving and equipment life extension, and can contribute to strengthening the stability of process and equipment operation.
도 20 및 도 21은 본 발명의 일 실시예와 관련된 공조 설비 및 공정 설비 모니터링 시스템에서 제공되는 사용자 인터페이스를 나타낸 예시도이다.FIGS. 20 and 21 are exemplary diagrams showing a user interface provided in an air conditioning facility and process facility monitoring system related to one embodiment of the present invention.
도 20 및 도 21을 참조하면, 사용자 인터페이스는 시설 공간 내 설비 상태와 이상 징후 정보를 통합 디지털트윈 모델 형태로 시각화하여 제공하며, 설비별 전력 소비량, 가동 상태, 및 이상 징후 경고 정보를 실시간으로 표시할 수 있다. 예컨대, 특정 설비의 이상 징후가 감지된 경우, 해당 설비는 시각적으로 강조(예: 붉은색 또는 강조 표시)되며, AI 관리자가 이상 상태를 분석하고 권장 조치를 제안하는 정보 패널이 함께 표시될 수 있다.Referring to FIGS. 20 and 21, the user interface provides information on equipment status and abnormal symptoms within the facility space in the form of an integrated digital twin model, and can display power consumption, operating status, and abnormal symptom warning information for each equipment in real time. For example, if an abnormal symptom of a specific equipment is detected, the equipment is visually highlighted (e.g., colored red or highlighted), and an information panel where an AI manager analyzes the abnormal condition and suggests recommended actions can be displayed together.
또한, 사용자 인터페이스는 시간별 전력 사용량 그래프, 설비별 에너지 효율성 대시보드, 이상 징후 발생 구역에 대한 원형 차트 등 다양한 형태의 데이터를 통합하여 제공할 수 있다. 이를 통해 관리자는 이상 징후의 위치, 발생 빈도, 심각도를 직관적으로 파악할 수 있으며, 필요시 AI 음성 알림을 통해 현재 전력 사용량 및 설비 상태에 대한 주요 정보를 즉시 확인할 수 있다.In addition, the user interface can provide integrated data in various forms, such as hourly power usage graphs, energy efficiency dashboards by facility, and circular charts for areas where abnormal signs occur. This allows managers to intuitively identify the location, frequency, and severity of abnormal signs, and, when necessary, can immediately check key information on current power usage and facility status through AI voice notifications.
또한 실시예에서, 사용자는 공간 내 특정 영역을 확대하여 각 설비의 세부적인 운영 상태와 관련 정보를 확인할 수 있으며, 실시간으로 업데이트된 데이터를 기반으로 문제 발생 원인을 분석하고 적절한 대응 방안을 신속하게 결정할 수 있다. 이러한 사용자 인터페이스는 설비 상태 모니터링과 이상 징후 관리의 효율성을 크게 향상시킬 수 있다.In addition, in the embodiment, the user can zoom in on a specific area in the space to check the detailed operating status and related information of each facility, and analyze the cause of the problem and quickly decide on an appropriate response based on the data updated in real time. This user interface can greatly improve the efficiency of facility status monitoring and abnormality management.
본 발명의 구성 요소들은 하드웨어인 컴퓨터와 결합되어 실행되기 위해 프로그램(또는 애플리케이션)으로 구현되어 매체에 저장될 수 있다. 본 발명의 구성 요소들은 소프트웨어 프로그래밍 또는 소프트웨어 요소들로 실행될 수 있으며, 이와 유사하게, 실시 예는 데이터 구조, 프로세스들, 루틴들 또는 다른 프로그래밍 구성들의 조합으로 구현되는 다양한 알고리즘을 포함하여, C, C++, 자바(Java), 어셈블러(assembler) 등과 같은 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능적인 측면들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다.The components of the present invention may be implemented as a program (or application) to be executed by combining with a computer as hardware and stored on a medium. The components of the present invention may be executed as software programming or software elements, and similarly, the embodiments may be implemented in a programming or scripting language such as C, C++, Java, assembler, etc., including various algorithms implemented as a combination of data structures, processes, routines, or other programming elements. Functional aspects may be implemented as algorithms that are executed on one or more processors.
본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 여기에 개시된 실시예들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 프로세서들, 수단들, 회로들 및 알고리즘 단계들이 전자 하드웨어, (편의를 위해, 여기에서 "소프트웨어"로 지칭되는) 다양한 형태들의 프로그램 또는 설계 코드 또는 이들 모두의 결합에 의해 구현될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 하드웨어 및 소프트웨어의 이러한 상호 호환성을 명확하게 설명하기 위해, 다양한 예시적인 컴포넌트들, 블록들, 모듈들, 회로들 및 단계들이 이들의 기능과 관련하여 위에서 일반적으로 설명되었다. 이러한 기능이 하드웨어 또는 소프트웨어로서 구현되는지 여부는 특정한 애플리케이션 및 전체 시스템에 대하여 부과되는 설계 제약들에 따라 좌우된다. 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 각각의 특정한 애플리케이션에 대하여 다양한 방식들로 설명된 기능을 구현할 수 있으나, 이러한 구현 결정들은 본 발명의 범위를 벗어나는 것으로 해석되어서는 안 될 것이다.Those skilled in the art will appreciate that the various illustrative logical blocks, modules, processors, means, circuits, and algorithm steps described in connection with the embodiments disclosed herein may be implemented as electronic hardware, various forms of program or design code (referred to herein for convenience as “software”), or a combination of both. To clearly illustrate this interchangeability of hardware and software, various illustrative components, blocks, modules, circuits, and steps have been described above generally in terms of their functionality. Whether such functionality is implemented as hardware or software depends upon the particular application and design constraints imposed on the overall system. Those skilled in the art may implement the described functionality in varying ways for each particular application, but such implementation decisions should not be interpreted as causing a departure from the scope of the present invention.
여기서 제시된 다양한 실시예들은 방법, 장치, 또는 표준 프로그래밍 및/또는 엔지니어링 기술을 사용한 제조 물품(article)으로 구현될 수 있다. 용어 "제조 물품"은 임의의 컴퓨터-판독가능 장치로부터 액세스 가능한 컴퓨터 프로그램, 캐리어, 또는 매체(media)를 포함한다. 예를 들어, 컴퓨터-판독가능 매체는 자기 저장 장치(예를 들면, 하드 디스크, 플로피 디스크, 자기 스트립, 등), 광학 디스크(예를 들면, CD, DVD, 등), 스마트 카드, 및 플래쉬 메모리 장치(예를 들면, EEPROM, 카드, 스틱, 키 드라이브, 등)를 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 또한, 여기서 제시되는 다양한 저장 매체는 정보를 저장하기 위한 하나 이상의 장치 및/또는 다른 기계-판독가능한 매체를 포함한다. 용어 "기계-판독가능 매체"는 명령(들) 및/또는 데이터를 저장, 보유, 및/또는 전달할 수 있는 무선 채널 및 다양한 다른 매체를 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다.The various embodiments presented herein can be implemented as a method, apparatus, or article of manufacture using standard programming and/or engineering techniques. The term "article of manufacture" includes a computer program, a carrier, or a medium that is accessible from any computer-readable device. For example, computer-readable media include, but are not limited to, magnetic storage devices (e.g., hard disks, floppy disks, magnetic strips, etc.), optical disks (e.g., CDs, DVDs, etc.), smart cards, and flash memory devices (e.g., EEPROMs, cards, sticks, key drives, etc.). Additionally, the various storage media presented herein include one or more devices and/or other machine-readable media for storing information. The term "machine-readable media" includes, but is not limited to, wireless channels and various other media capable of storing, retaining, and/or transmitting instructions(s) and/or data.
제시된 프로세스들에 있는 단계들의 특정한 순서 또는 계층 구조는 예시적인 접근들의 일례임을 이해하도록 한다. 설계 우선순위들에 기반하여, 본 발명의 범위 내에서 프로세스들에 있는 단계들의 특정한 순서 또는 계층 구조가 재배열될 수 있다는 것을 이해하도록 한다. 첨부된 방법 청구항들은 샘플 순서로 다양한 단계들의 엘리먼트들을 제공하지만 제시된 특정한 순서 또는 계층 구조에 한정되는 것을 의미하지는 않는다.It is to be understood that the specific order or hierarchy of steps in the processes presented is an example of exemplary approaches. It is to be understood that the specific order or hierarchy of steps in the processes may be rearranged within the scope of the present invention based on design priorities. The appended method claims provide elements of various steps in a sample order, but are not meant to be limited to the specific order or hierarchy presented.
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.The description of the disclosed embodiments is provided to enable any person skilled in the art to make or use the invention. Various modifications to these embodiments will be apparent to those skilled in the art, and the generic principles defined herein may be applied to other embodiments without departing from the scope of the invention. Thus, the invention is not intended to be limited to the disclosed embodiments, but is to be construed in the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein.
Claims (10)
시설 공간의 설계 데이터 및 공조 설비 구성 데이터에 기초하여 시설 공간 및 공조 설비에 대응하는 시설 디지털트윈 모델을 생성하는 단계;
상기 시설 공간 내 구비된 복수의 센서를 통해 시설 내 환경 데이터를 실시간으로 획득하고, 획득된 환경 데이터를 기반으로 상기 시설 디지털트윈 모델을 업데이트하는 단계;
시뮬레이션 분석 알고리즘을 활용하여 온도 변화 및 공기 흐름을 예측하여 상기 시설 공간 내 열적 쾌적성 정보를 산출하는 단계; 및
상기 열적 쾌적성 정보에 기초하여 상기 공조 설비를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 단계; 를 포함하며,
상기 시설 디지털트윈 모델은, 상기 시설 공간의 물리적 구조 및 배치에 관한 건축물 모델(BIM, Building Information Model) 및 상기 공조 설비의 구성 요소와 작동 특성에 관한 공조 설비 디지털트윈 모델(HVAC Digital Twin Model)을 포함하며,
상기 복수의 센서는,
상기 시설 공간 내 복수 개의 섹션 각각에 구비되어 온도, 습도 및 공기 흐름에 대한 정보를 포함하는 센싱 데이터를 획득하는 환경 센서 모듈; 및
상기 공조 설비의 가동 유무, 동작 방향 및 출력 수준을 포함하는 설비 데이터를 모니터링 하는 설비 상태 센서 모듈; 을 포함하며,
상기 시설 공간 내 구비된 복수의 센서를 통해 시설 내 환경 데이터를 실시간으로 획득하고, 획득된 환경 데이터를 기반으로 상기 시설 디지털트윈 모델을 업데이트하는 단계는,
상기 복수의 센서로부터 획득된 실시간 환경 데이터를 기반으로 공조 설비 및 시설 공간 내의 온도, 습도 및 공기 흐름을 변화를 반영하여 상기 시설 디지털트윈 모델을 실시간으로 갱신하는 단계;
상기 환경 데이터 및 설비 데이터를 분석하여 상기 공조 설비의 작동 상태 및 환경 변화를 시뮬레이션하고, 해당 시뮬레이션 결과에서 의미 있는 이벤트를 식별하여 학습 데이터에 추가하는 단계;
갱신된 환경 데이터를 기존 누적 데이터와 비교 분석하여 상기 공조 설비의 동작 패턴과 환경 변화에 대한 예측 결과를 업데이트하는 단계; 및
업데이트된 학습 데이터에 기초하여 상기 시설 디지털트윈 모델에 공조 설비의 작동 상태와 환경 변화를 시각적으로 반영하여 사용자 인터페이스를 통해 표시할 것을 결정하는 단계; 를 포함하는,
공조 설비 모니터링 및 제어 방법.
A method performed on one or more processors of a computing device,
A step of creating a facility digital twin model corresponding to the facility space and air conditioning equipment based on the design data of the facility space and the configuration data of the air conditioning equipment;
A step of acquiring environmental data within the facility in real time through multiple sensors installed within the above facility space, and updating the facility digital twin model based on the acquired environmental data;
A step of predicting temperature changes and air flow using a simulation analysis algorithm to produce thermal comfort information within the facility space; and
A step of generating a control signal for controlling the air conditioning equipment based on the thermal comfort information; comprising:
The above facility digital twin model includes a building model (BIM, Building Information Model) regarding the physical structure and layout of the facility space and an air conditioning facility digital twin model (HVAC Digital Twin Model) regarding the components and operating characteristics of the air conditioning facility.
The above multiple sensors are,
An environmental sensor module provided in each of a plurality of sections within the above facility space to obtain sensing data including information on temperature, humidity and air flow; and
Includes a facility status sensor module that monitors facility data including whether the above air conditioning facility is in operation, the direction of operation, and the output level;
The step of acquiring environmental data within the facility in real time through multiple sensors installed within the above facility space and updating the facility digital twin model based on the acquired environmental data is as follows.
A step of updating the facility digital twin model in real time by reflecting changes in temperature, humidity, and air flow within the air conditioning equipment and facility space based on real-time environmental data acquired from the plurality of sensors;
A step of analyzing the above environmental data and facility data to simulate the operating status and environmental changes of the air conditioning facility, and identifying meaningful events from the simulation results to add them to learning data;
A step of comparing and analyzing the updated environmental data with existing accumulated data to update the operation pattern of the air conditioning equipment and the prediction results for environmental changes; and
A step of determining to visually reflect the operating status and environmental changes of the air conditioning equipment in the facility digital twin model based on the updated learning data and displaying them through a user interface; including;
Method for monitoring and controlling air conditioning equipment.
상기 시설 공간 내 구비된 복수의 센서를 통해 시설 내 환경 데이터를 실시간으로 획득하고, 획득된 환경 데이터를 기반으로 상기 시설 디지털트윈 모델을 업데이트하는 단계는,
상기 시설 공간의 설계 데이터 및 상기 공조 설비 구성 데이터를 기반으로 상기 시설 공간의 물리적 특성을 정의하는 단계;
상기 공조 설비의 구성 요소 및 작동 특성을 모델링하여 시뮬레이션을 위한 학습 데이터를 생성하는 단계; 및
생성된 상기 학습 데이터를 활용하여 상기 건축물 모델 및 공조 설비 디지털트윈 모델을 포함하는 상기 시설 디지털트윈 모델을 생성하는 단계;
를 포함하는,
공조 설비 모니터링 및 제어 방법.
In the first paragraph,
The step of acquiring environmental data within the facility in real time through multiple sensors installed within the above facility space and updating the facility digital twin model based on the acquired environmental data is as follows.
A step of defining the physical characteristics of the facility space based on the design data of the facility space and the air conditioning equipment configuration data;
A step of generating learning data for simulation by modeling the components and operating characteristics of the above air conditioning equipment; and
A step of generating a facility digital twin model including the building model and the air conditioning equipment digital twin model by utilizing the generated learning data;
Including,
Method for monitoring and controlling air conditioning equipment.
시설 공간의 설계 데이터 및 공조 설비 구성 데이터에 기초하여 시설 공간 및 공조 설비에 대응하는 시설 디지털트윈 모델을 생성하는 단계;
상기 시설 공간 내 구비된 복수의 센서를 통해 시설 내 환경 데이터를 실시간으로 획득하고, 획득된 환경 데이터를 기반으로 상기 시설 디지털트윈 모델을 업데이트하는 단계;
시뮬레이션 분석 알고리즘을 활용하여 온도 변화 및 공기 흐름을 예측하여 상기 시설 공간 내 열적 쾌적성 정보를 산출하는 단계; 및
상기 열적 쾌적성 정보에 기초하여 상기 공조 설비를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 단계; 를 포함하며,
상기 시설 디지털트윈 모델은, 상기 시설 공간의 물리적 구조 및 배치에 관한 건축물 모델 및 상기 공조 설비의 구성 요소와 작동 특성에 관한 공조 설비 디지털트윈 모델을 포함하며,
시뮬레이션 분석 알고리즘을 활용하여 온도 변화 및 공기 흐름을 예측하여 상기 시설 공간 내 열적 쾌적성 정보를 산출하는 단계는,
상기 시설 공간 및 상기 공조 설비의 물리적 특성에 기반하여 공기 흐름 및 열 전달 시뮬레이션을 수행하기 위한 초기 조건을 설정하는 단계;
상기 초기 조건을 바탕으로 베르누이 방정식 및 공기 저항 모델을 적용하여, 공기 흐름의 속도, 압력 및 밀도를 계산하는 단계;
계산된 상기 공기 흐름 및 열 전달 데이터를 분석하여, 섹션 별 온도 분포 및 공기 흐름 특성을 도출하는 단계; 및
도출된 상기 온도 분포 및 공기 흐름 특성에 기초하여 상기 시설 공간 내 열적 쾌적성 정보를 산출하는 단계;
를 포함하는,
공조 설비 모니터링 및 제어 방법.
A method performed on one or more processors of a computing device,
A step of creating a facility digital twin model corresponding to the facility space and air conditioning equipment based on the design data of the facility space and the configuration data of the air conditioning equipment;
A step of acquiring environmental data within the facility in real time through multiple sensors installed within the above facility space, and updating the facility digital twin model based on the acquired environmental data;
A step of predicting temperature changes and air flow using a simulation analysis algorithm to produce thermal comfort information within the facility space; and
A step of generating a control signal for controlling the air conditioning equipment based on the thermal comfort information; comprising:
The above facility digital twin model includes a building model regarding the physical structure and layout of the facility space and an air conditioning facility digital twin model regarding the components and operating characteristics of the air conditioning facility.
The step of predicting temperature changes and airflow using a simulation analysis algorithm to produce thermal comfort information within the facility space is as follows.
A step of setting initial conditions for performing air flow and heat transfer simulation based on the physical characteristics of the above facility space and the above air conditioning equipment;
A step of calculating the speed, pressure, and density of air flow by applying the Bernoulli equation and air resistance model based on the above initial conditions;
A step of analyzing the calculated air flow and heat transfer data to derive temperature distribution and air flow characteristics by section; and
A step of calculating thermal comfort information within the facility space based on the derived temperature distribution and air flow characteristics;
Including,
Method for monitoring and controlling air conditioning equipment.
시설 공간의 설계 데이터 및 공조 설비 구성 데이터에 기초하여 시설 공간 및 공조 설비에 대응하는 시설 디지털트윈 모델을 생성하는 단계;
상기 시설 공간 내 구비된 복수의 센서를 통해 시설 내 환경 데이터를 실시간으로 획득하고, 획득된 환경 데이터를 기반으로 상기 시설 디지털트윈 모델을 업데이트하는 단계;
시뮬레이션 분석 알고리즘을 활용하여 온도 변화 및 공기 흐름을 예측하여 상기 시설 공간 내 열적 쾌적성 정보를 산출하는 단계; 및
상기 열적 쾌적성 정보에 기초하여 상기 공조 설비를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 단계; 를 포함하며,
상기 시설 디지털트윈 모델은, 상기 시설 공간의 물리적 구조 및 배치에 관한 건축물 모델 및 상기 공조 설비의 구성 요소와 작동 특성에 관한 공조 설비 디지털트윈 모델을 포함하며,
상기 열적 쾌적성 정보에 기초하여 상기 공조 설비를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 단계는,
복수의 섹션 각각에 대응하는 열적 쾌적성 정보가 사전에 정의된 기준 범위 이내에 존재하는지 여부를 판단하는 단계;
판단 결과 상기 기준 범위를 벗어나는 섹션에 대해 개별적으로 제어 신호를 생성하는 단계; 및
생성된 제어 신호를 대응하는 공조 설비로 전달하여, 상기 섹션의 온도를 조정하거나 공기 흐름을 제어하도록 하는 단계;
를 포함하는,
공조 설비 모니터링 및 제어 방법.
A method performed on one or more processors of a computing device,
A step of creating a facility digital twin model corresponding to the facility space and air conditioning equipment based on the design data of the facility space and the configuration data of the air conditioning equipment;
A step of acquiring environmental data within the facility in real time through multiple sensors installed within the above facility space, and updating the facility digital twin model based on the acquired environmental data;
A step of predicting temperature changes and air flow using a simulation analysis algorithm to produce thermal comfort information within the facility space; and
A step of generating a control signal for controlling the air conditioning equipment based on the thermal comfort information; comprising:
The above facility digital twin model includes a building model regarding the physical structure and layout of the facility space and an air conditioning facility digital twin model regarding the components and operating characteristics of the air conditioning facility.
The step of generating a control signal for controlling the air conditioning equipment based on the thermal comfort information comprises:
A step of determining whether thermal comfort information corresponding to each of a plurality of sections exists within a predefined reference range;
A step of individually generating a control signal for a section that falls outside the above-mentioned reference range as a result of the judgment; and
A step of transmitting the generated control signal to a corresponding air conditioning facility to adjust the temperature of the section or control the air flow;
Including,
Method for monitoring and controlling air conditioning equipment.
시설 공간의 설계 데이터 및 공조 설비 구성 데이터에 기초하여 시설 공간 및 공조 설비에 대응하는 시설 디지털트윈 모델을 생성하는 단계;
상기 시설 공간 내 구비된 복수의 센서를 통해 시설 내 환경 데이터를 실시간으로 획득하고, 획득된 환경 데이터를 기반으로 상기 시설 디지털트윈 모델을 업데이트하는 단계;
시뮬레이션 분석 알고리즘을 활용하여 온도 변화 및 공기 흐름을 예측하여 상기 시설 공간 내 열적 쾌적성 정보를 산출하는 단계; 및
상기 열적 쾌적성 정보에 기초하여 상기 공조 설비를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 단계; 를 포함하며,
상기 시설 디지털트윈 모델은, 상기 시설 공간의 물리적 구조 및 배치에 관한 건축물 모델 및 상기 공조 설비의 구성 요소와 작동 특성에 관한 공조 설비 디지털트윈 모델을 포함하며,
상기 열적 쾌적성 정보에 기초하여 상기 공조 설비를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 단계는,
복수의 섹션 간 열적 쾌적성 정보를 비교하여, 열적 쾌적성 정보의 편차를 도출하고, 상기 편차가 사전에 정의된 기준값을 초과하는 경우 추가적인 제어가 필요한 섹션을 식별하는 단계;
식별된 섹션 및 상기 식별된 섹션에 인접한 섹션의 열적 쾌적성 정보에 기초하여, 섹션 간 열적 쾌적성을 균등화하기 위한 제어 신호를 생성하는 단계; 및
생성된 제어 신호를 대응하는 공조 설비로 전달하여, 섹션 간 온도 차이를 사전에 설정된 허용 범위 내로 조정하거나 공기 흐름 방향 및 속도를 조정하도록 하는 단계;
를 포함하는,
공조 설비 모니터링 및 제어 방법.
A method performed on one or more processors of a computing device,
A step of creating a facility digital twin model corresponding to the facility space and air conditioning equipment based on the design data of the facility space and the configuration data of the air conditioning equipment;
A step of acquiring environmental data within the facility in real time through multiple sensors installed within the above facility space, and updating the facility digital twin model based on the acquired environmental data;
A step of predicting temperature changes and air flow using a simulation analysis algorithm to produce thermal comfort information within the facility space; and
A step of generating a control signal for controlling the air conditioning equipment based on the thermal comfort information; comprising:
The above facility digital twin model includes a building model regarding the physical structure and layout of the facility space and an air conditioning facility digital twin model regarding the components and operating characteristics of the air conditioning facility.
The step of generating a control signal for controlling the air conditioning equipment based on the thermal comfort information comprises:
A step of comparing thermal comfort information between multiple sections to derive a deviation of the thermal comfort information, and identifying a section requiring additional control if the deviation exceeds a predefined reference value;
A step of generating a control signal for equalizing thermal comfort between sections based on thermal comfort information of the identified section and sections adjacent to the identified section; and
A step of transmitting the generated control signal to the corresponding air conditioning equipment to adjust the temperature difference between sections within a preset allowable range or to adjust the air flow direction and speed;
Including,
Method for monitoring and controlling air conditioning equipment.
시설 공간의 설계 데이터 및 공조 설비 구성 데이터에 기초하여 시설 공간 및 공조 설비에 대응하는 시설 디지털트윈 모델을 생성하는 단계;
상기 시설 공간 내 구비된 복수의 센서를 통해 시설 내 환경 데이터를 실시간으로 획득하고, 획득된 환경 데이터를 기반으로 상기 시설 디지털트윈 모델을 업데이트하는 단계;
시뮬레이션 분석 알고리즘을 활용하여 온도 변화 및 공기 흐름을 예측하여 상기 시설 공간 내 열적 쾌적성 정보를 산출하는 단계; 및
상기 열적 쾌적성 정보에 기초하여 상기 공조 설비를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 단계; 를 포함하며,
상기 시설 디지털트윈 모델은, 상기 시설 공간의 물리적 구조 및 배치에 관한 건축물 모델 및 상기 공조 설비의 구성 요소와 작동 특성에 관한 공조 설비 디지털트윈 모델을 포함하며,
상기 열적 쾌적성 정보에 기초하여 상기 공조 설비를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 단계는,
공조 설비의 현재 동작 상태 및 실시간으로 산출된 열적 쾌적성 정보를 분석하는 단계;
상기 분석된 정보를 기반으로, 공조 설비가 특정 시간 동안 계속 구동되는 경우에 예측되는 열적 쾌적성 정보를 산출하는 단계;
상기 예측된 열적 쾌적성 정보가 사전에 정의된 목표 범위를 벗어나는 경우, 공조 설비의 동작 상태를 수정하기 위한 제어 신호를 생성하는 단계; 및
생성된 제어 신호를 대응하는 공조 설비로 전달하여, 공조 설비의 출력 수준, 가동 시간 또는 공기 흐름 방향을 조정하도록 하는 단계;
를 포함하는,
공조 설비 모니터링 및 제어 방법.
A method performed on one or more processors of a computing device,
A step of creating a facility digital twin model corresponding to the facility space and air conditioning equipment based on the design data of the facility space and the configuration data of the air conditioning equipment;
A step of acquiring environmental data within the facility in real time through multiple sensors installed within the above facility space, and updating the facility digital twin model based on the acquired environmental data;
A step of predicting temperature changes and air flow using a simulation analysis algorithm to produce thermal comfort information within the facility space; and
A step of generating a control signal for controlling the air conditioning equipment based on the thermal comfort information; comprising:
The above facility digital twin model includes a building model regarding the physical structure and layout of the facility space and an air conditioning facility digital twin model regarding the components and operating characteristics of the air conditioning facility.
The step of generating a control signal for controlling the air conditioning equipment based on the thermal comfort information comprises:
A step of analyzing the current operating status of air conditioning equipment and thermal comfort information generated in real time;
A step of calculating predicted thermal comfort information based on the above analyzed information when the air conditioning equipment is continuously operated for a specific period of time;
A step of generating a control signal for correcting the operating state of the air conditioning equipment when the predicted thermal comfort information is out of a predefined target range; and
A step of transmitting the generated control signal to a corresponding air conditioning facility to adjust the output level, operating time, or air flow direction of the air conditioning facility;
Including,
Method for monitoring and controlling air conditioning equipment.
상기 메모리에 저장된 상기 하나 이상의 인스트럭션을 실행하는 프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는 상기 하나 이상의 인스트럭션을 실행함으로써, 제1항, 제5항, 제6항, 제7항 또는 제8항의 방법을 수행하는, 장치.
Memory that stores one or more instructions; and
A processor comprising: a processor for executing one or more instructions stored in said memory;
A device wherein the processor performs the method of claim 1, claim 5, claim 6, claim 7 or claim 8 by executing one or more of the instructions.
A computer program stored on a computer-readable recording medium, which is combined with a computer as hardware and enables the method of claim 1, claim 5, claim 6, claim 7 or claim 8 to be performed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020240202667A KR102830045B1 (en) | 2024-12-31 | 2024-12-31 | Method, device, and program for monitoring and controlling hvac systems |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020240202667A KR102830045B1 (en) | 2024-12-31 | 2024-12-31 | Method, device, and program for monitoring and controlling hvac systems |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102830045B1 true KR102830045B1 (en) | 2025-07-07 |
Family
ID=96395073
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020240202667A Active KR102830045B1 (en) | 2024-12-31 | 2024-12-31 | Method, device, and program for monitoring and controlling hvac systems |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102830045B1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN120972086A (en) * | 2025-10-21 | 2025-11-18 | 南京能瑞自动化设备股份有限公司 | Low-Temperature Environment Energy Meter Testing Method and Processing Equipment Based on Digital Twin |
| CN121069942A (en) * | 2025-11-06 | 2025-12-05 | 江苏神州半导体科技有限公司 | Process control methods and systems for hard anodizing |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101723938B1 (en) * | 2015-10-21 | 2017-04-10 | 오텍캐리어 주식회사 | Pmv calculation apparatus for air conditioner and method thereof |
| KR20200072765A (en) | 2018-12-13 | 2020-06-23 | 주식회사 어니언소프트웨어 | Evaluation method of air conditioning state for server room and evaluation system thereof |
| KR20240014757A (en) * | 2022-07-26 | 2024-02-02 | 주식회사 어니언소프트웨어 | An optimal operating system for data center air conditioning equipment based on digital twin simulation |
-
2024
- 2024-12-31 KR KR1020240202667A patent/KR102830045B1/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101723938B1 (en) * | 2015-10-21 | 2017-04-10 | 오텍캐리어 주식회사 | Pmv calculation apparatus for air conditioner and method thereof |
| KR20200072765A (en) | 2018-12-13 | 2020-06-23 | 주식회사 어니언소프트웨어 | Evaluation method of air conditioning state for server room and evaluation system thereof |
| KR20240014757A (en) * | 2022-07-26 | 2024-02-02 | 주식회사 어니언소프트웨어 | An optimal operating system for data center air conditioning equipment based on digital twin simulation |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN120972086A (en) * | 2025-10-21 | 2025-11-18 | 南京能瑞自动化设备股份有限公司 | Low-Temperature Environment Energy Meter Testing Method and Processing Equipment Based on Digital Twin |
| CN121069942A (en) * | 2025-11-06 | 2025-12-05 | 江苏神州半导体科技有限公司 | Process control methods and systems for hard anodizing |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102830045B1 (en) | Method, device, and program for monitoring and controlling hvac systems | |
| CA3104482C (en) | Deep-learning-based fault detection in building automation systems | |
| CN113646711B (en) | System and method for establishing relationships between building automation system components | |
| US12271163B2 (en) | Building information model management system with hierarchy generation | |
| US9170574B2 (en) | Systems and methods for configuring a building management system | |
| US20210173969A1 (en) | Multifactor analysis of building microenvironments | |
| US10719092B2 (en) | Building energy modeling tool systems and methods | |
| EP4632530A1 (en) | Refrigeration system operation method and apparatus, device, and storage medium | |
| US10095756B2 (en) | Building management system with declarative views of timeseries data | |
| US11960263B2 (en) | Building automation system monitoring | |
| US20230064472A1 (en) | Automated setpoint generation for an asset via cloud-based supervisory control | |
| US9542059B2 (en) | Graphical symbol animation with evaluations for building automation graphics | |
| CA2938693C (en) | Identifying related items associated with devices in a building automation system based on a coverage area | |
| Olaseni | Digital Twin and BIM synergy for predictive maintenance in smart building engineering systems development | |
| AU2021329227B2 (en) | Systems and methods for HVAC equipment predictive maintenance using machine learning | |
| US20240037831A1 (en) | Datacenter dashboard with temporal features | |
| KR102921371B1 (en) | Method, device, and program for ai-based anomaly detection and response automation in process equipment | |
| KR102921370B1 (en) | Method, device, and program for 3d data optimization and equipment visualization | |
| CN113870522A (en) | Enhanced alerts using BACnet objects | |
| CN120873771A (en) | AIoT digital twin-based building energy efficiency management platform | |
| US20230280708A1 (en) | Building automation system with cross-site device status monitoring | |
| CA3188727C (en) | Systems and methods for hvac equipment predictive maintenance using machine learning | |
| US20250238006A1 (en) | Distributed adaptive building monitoring and control system | |
| US20250103044A1 (en) | Virtual sensor generation and instantiation within a digital twin | |
| US20250110495A1 (en) | Building automation system with integrated video feed |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0302 | Request for accelerated examination |
St.27 status event code: A-1-2-D10-D16-exm-PA0302 |
|
| D13-X000 | Search requested |
St.27 status event code: A-1-2-D10-D13-srh-X000 |
|
| D14-X000 | Search report completed |
St.27 status event code: A-1-2-D10-D14-srh-X000 |
|
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
St.27 status event code: A-1-2-D10-D21-exm-PE0902 |
|
| E13-X000 | Pre-grant limitation requested |
St.27 status event code: A-2-3-E10-E13-lim-X000 |
|
| P11-X000 | Amendment of application requested |
St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000 |
|
| P13-X000 | Application amended |
St.27 status event code: A-2-2-P10-P13-nap-X000 |
|
| PE0701 | Decision of registration |
St.27 status event code: A-1-2-D10-D22-exm-PE0701 |
|
| PA0107 | Divisional application |
St.27 status event code: A-0-1-A10-A16-div-PA0107 |
|
| PR0701 | Registration of establishment |
St.27 status event code: A-2-4-F10-F11-exm-PR0701 |
|
| PR1002 | Payment of registration fee |
St.27 status event code: A-2-2-U10-U11-oth-PR1002 Fee payment year number: 1 |
|
| PG1601 | Publication of registration |
St.27 status event code: A-4-4-Q10-Q13-nap-PG1601 |
|
| Q13 | Ip right document published |
Free format text: ST27 STATUS EVENT CODE: A-4-4-Q10-Q13-NAP-PG1601 (AS PROVIDED BY THE NATIONAL OFFICE) |