스마트 제조 현장에서 운영 안정성과 유연성 향상을 위한 VOLTTRON 모듈형 분석 에이전트 프레임워크 설계 및 검증
Design and Validation of a VOLTTRON Modular Analysis Agent Framework for Enhancing Operational Stability and Deployment Flexibility in Smart Manufacturing Environments
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초록
최근 스마트팩토리 확산과 디지털 전환이 가속화됨에 따라 제조 현장에서 발생하는 다양한 데이터를 효율적으로 수집하고 분석하는 것이 중요해졌으며, 특히 높은 운영 안정성과 신속한 신규 알고리즘 및 실험 코드 적용이 빈번하게 일어나고 있다. 그러나 기존의 현장에서의 분석 환경은 유연성 및 확장성에 한계가 있어 복구시간이 길어지고, 플랫폼 표준화 부족으로 분산 시스템 운영시 관리의 복잡성을 가진다. 이러한 문제를 해결하기 위해 오픈소스 플랫폼 VOLTTRON을 활용하여 제조 현장에 특화된 에이전트 기반 모듈형 아키텍처를 제안한다. 제안된 아키텍처는 데이터 수집, 분석, 제어 기능을 독립적인 에이전트로 분리하는 구조를 통해 오류 시 장애 격리를 구조적으로 보장하며, 에이전트 단위 배포를 통해 복구시간을 최소화하고 운영 유연성, 확장성, 유지보수성을 극대화한다. 모놀리식 및 일반 모듈형 아키텍처와의 비교 실험을 통해 제안 모델의 배포 유연성과 가용성 측면에서의 우수성을 검증하고자 한다.
Abstract
With the recent acceleration of the spread of smart factories and digital transformation, it has become important to efficiently collect and analyze various data generated in manufacturing sites, especially with high operational stability and rapid application of new algorithms and experimental codes. However, the existing analysis environment in the field has limitations in flexibility and scalability, which lengthens the recovery time and has complexity when operating a distributed system due to lack of platform standardization. To solve this problem, we propose an agent-based modular architecture specialized in the manufacturing site using the open-source platform VOLTTRON. The proposed architecture structurally guarantees fault isolation in case of errors through a structure that separates data collection, analysis, and control functions into independent agents, minimizes recovery time and maximizes operational flexibility, scalability, and maintenance through agent-by-agent distribution. We intend to verify the superiority in terms of deployment flexibility and availability of the proposed model through comparative experiments with monolithic and general modular architectures.