제조 설비 데이터인 IIoT Data에서 Insight를 찾다 - 암묵지

IIoT Data에서 암묵지 추출하고 활용 하는 방법

- 현장에서 IIoT Data를 Graph보여주고 질문과 응답
- IIoT Data에서 암묵지 추출하는 방안
. 특정 제품 제작 전반의 IoT data에서 데이터 분석

질문: “그래프와 같은 데이터는 무엇을 의미하나요?”

답변(숙련자):

그래프요? 펌프 온도 흐름이에요. 파란 선이 실제, 박스는 구간 나눠 본 거죠.

급히 내려가면 → 일단 정지. 공급 막힘/밸브 문제 먼저 봅니다.

급히 올라가면 → 부하 좀 빼고 냉각 키움. 유량/열교환 체크.

가끔 튀는 스파이크 → 센서나 접촉 흔들린 걸로 봄. 단자/케이블 확인.

계속 높은 채로 평탄 → 냉각 약해요. 열교환기 막힘/스케일 의심.

값이 너무 한 줄로 고정 → 센서 맛갔을 확률 큼. 교정하거나 갈아낍니다.

대충 기준: 85℃ 넘으면 쉬어가고, 90℃면 경보 수준입니다.

PS) 설비 명칭 및 설치 Spec data 포함 해야 됨

• 보이면 → 내가 하는 일

한마디식(그대로 적기 좋은 문장)

“푹 내려가면 멈추고 라인부터 봅니다.”

“온도 많이 오르면 냉각 키우고 유량 늘려요.”

“툭툭 튀면 센서 접점부터 확인합니다.”

“85도 넘기 시작하면 속도 줄이고, 90도면 경보라고 봐요.”

이러한 답변인 암묵지를 온톨로지로 변경하기 위해서는 좀 더 구체적인 질문 필요

암묵지를 온톨로지(KG)로 바꾸려면 “숫자·조건·행동”이 들리는 질문이 필요합니다.
바로 현장에서 쓸 수 있는 구체 질문 → (기대 답변형식) → 온톨로지 매핑 묶음을 드릴게요.
(워터펌프 온도 시계열 기준, 현장 말투 유지)

 1) 설비·센서 맥락(누구의 어떤 값인가?)

• “이 그래프, 어느 펌프/라인 거죠?” → (설비ID/라인명) → ex:Equipment, ex:equipId
• “온도 태그 이름은요?” → (예: Pump-AX1001/T_out) → sosa:ObservableProperty, ex:tagId
• “단위는 무엇으로 보십니까?” → (예: ℃) → qudt:unit, ex:unit
• “샘플 주기·윈도 길이?” → (예: 1s, 윈도 120s, 스트라이드 30s) → ex:samplingRate, ex:windowSec, ex:strideSec

2) 밴드(정상/고온/과열) 경계

• “정상 온도 범위는요?” → (예: 30–70℃) → ex:Band/Normal ; ex:min ; ex:max
• “고온, 과열 기준?” → (예: High 70–85, Overheat >85, 경보 90) → ex:Band/High, ex:Band/Overheat, ex:alarmThreshold

3) 안정성·변동 패턴 수치

• “안정/보통/불안정 표준편차 경계요?” → (예: <2, 2–5, ≥5) → ex:stdStableLt, ex:stdModerateLt
• “급격 하향을 뭐로 보나요?” → (기울기 < −1.0 ℃/s + 연속하락 ≥70%) → ex:dropSlopeThresh, ex:dropRunPct
• “스파이크 기준치는요?” → (ΔT≥8℃ within 10s or z≥3) → ex:spikeDelta, ex:spikeWindowSec, ex:spikeZ
• “비정상 평탄은요?” → (std<0.3 & 60s 이상 지속) → ex:flatStdLt, ex:flatMinDurationSec
   

4) 패턴 → 현장 조치(암묵지의 핵심)

• “급히 내려가면?” → (작업 중지 StopWork + 공급/밸브 점검) → ex:RapidDrop → ex:StopWork
• “급히 올라가거나 과열이면?” → (부하감소/냉각 CoolDown) → ex:RapidRise|Overheat → ex:CoolDown
• “툭툭 튀면?” → (설비·센서 점검 Inspect) → ex:Spike → ex:Inspect
• “값이 고정이면?” → (센서 점검/교정 CheckSensor) → ex:Flat → ex:CheckSensor
• “조치 발동 조건은?” → (예: Overheat 85℃ 30s 이상 지속 시 CoolDown) → ex:actionCondition (temp>85 & dur≥30s)
   

5) 원인 가설·교차신호

• “이 패턴, 주로 왜 생겨요?” → (공급막힘/유량저하/열교환막힘 등) → ex:likelyCause
• “같이 보는 태그는?” → (유량 L/min, ΔP bar, 전류 A, 진동 mm/s) → ex:correlatedTag

6) 예외·운전모드

• “이 기준이 안 맞는 모드?” → (예열/세정 모드엔 예외) → ex:excludedMode
• “얼마나 지속되면 진짜로 간주?” → (예: 10초 미만은 무시) → ex:debounceSec
   

7) 메타데이터

• “누가 정했나요? 버전?” → (숙련자ID, v1.2, 날짜) → prov:wasAttributedTo, ex:ruleVersion, dct:created
   

“질문 → 필드 → 온톨로지” 상위 12개 필드(요약표)

8) 결과 TTL 템플릿(바로 쓰는 양식)

@prefix ex: <http://example.org/manufacturing#> .
@prefix time: <http://www.w3.org/2006/time#> .
@prefix xsd: <http://www.w3.org/2001/XMLSchema#> .

ex:Pump-AX1001 a ex:Equipment ;
  ex:hasSignal ex:Pump-AX1001_T_out .

ex:Pump-AX1001_T_out a ex:TemperatureSignal ;
  ex:tagId "T_out" ;
  ex:unit "degC" ;
  ex:samplingRate "1"^^xsd:double ;
  ex:windowSec "120"^^xsd:int ;
  ex:strideSec "30"^^xsd:int ;
  ex:normalMin "30"^^xsd:double ; ex:normalMax "70"^^xsd:double ;
  ex:highMin "70"^^xsd:double   ; ex:highMax "85"^^xsd:double ;
  ex:overheatMin "85"^^xsd:double ;
  ex:alarmThreshold "90"^^xsd:double ;
  ex:stdStableLt "2"^^xsd:double ; ex:stdModerateLt "5"^^xsd:double ;
  ex:dropSlopeThresh "-1.0"^^xsd:double ; ex:dropRunPct "0.7"^^xsd:double ;
  ex:spikeDelta "8"^^xsd:double ; ex:spikeWindowSec "10"^^xsd:int ;
  ex:flatStdLt "0.3"^^xsd:double ; ex:flatMinDurationSec "60"^^xsd:int .

# 암묵지 규칙(패턴→조치)
ex:rule_RapidDrop_Stop a ex:OperationalHeuristic ;
  ex:appliesToSignal ex:Pump-AX1001_T_out ;
  ex:appliesToPattern ex:RapidDrop ;
  ex:recommendsAction ex:StopWork ;
  ex:hasSeverity "Critical" ;
  ex:actionCondition "slope<-1.0 && runPct>=0.7" ;
  ex:justification "급격 하향은 공급/밸브 문제 가능 → 즉시 정지 후 점검." .

ex:rule_Overheat_Cool a ex:OperationalHeuristic ;
  ex:appliesToSignal ex:Pump-AX1001_T_out ;
  ex:appliesToPattern ex:Overheat ;
  ex:recommendsAction ex:CoolDown ;
  ex:hasSeverity "High" ;
  ex:actionCondition "temp>85 && dur>=30" ;
  ex:justification "과열 지속 → 부하감소/냉각." .

9) 빠른 수집 양식(JSON) — 인터뷰 기록 → KG 변환용

{
  "equipId": "Pump-AX1001",
  "tagId": "T_out",
  "unit": "degC",
  "samplingRateSec": 1,
  "windowSec": 120,
  "strideSec": 30,
  "bands": {"normal":[30,70], "high":[70,85], "overheat":[85, null], "alarm": 90},
  "stability": {"stableStdLt":2, "moderateStdLt":5},
  "rapidDrop": {"slopeLt": -1.0, "runPctGe": 0.7},
  "spike": {"deltaGe": 8, "windowSec": 10},
  "flat": {"stdLt": 0.3, "minDurationSec": 60},
  "rules":[
    {"pattern":"RapidDrop","action":"StopWork","severity":"Critical","condition":"slope<-1.0 && runPct>=0.7"},
    {"pattern":"Overheat","action":"CoolDown","severity":"High","condition":"temp>85 && dur>=30"}
  ],
  "correlatedTags":["Flow_L_min","DeltaP_bar","Current_A","Vibration_mm_s"],
  "excludedModes":["Warmup","Cleaning"],
  "debounceSec":10,
  "author":"Expert_007","ruleVersion":"v1.2","created":"2025-09-30"
}

10) 인터뷰 진행 팁:

• “숫자로 어디부터 위험으로 봅니까?(온도/시간/기울기)”
• “얼마나 이어지면 진짜로 위험이죠?(지속시간)”
• “그때 바로 뭐 하세요?(중지/냉각/점검/센서확인)”
• “이 기준 안 맞는 상황 있어요?(예열/세정 등 예외)”
• “근거로 같이 보는 값은요?(유량/압력/전류/진동)”

참조 자료

1) 최소 확장 스키마(요약)

• ex:TimeSeriesSegment : 슬라이딩 윈도우 조각
• ex:VolatilityPattern : RapidDrop/RapidRise/Spike/Flat …
• ex:Action : StopWork, CoolDown, Inspect, CheckSensor …
• ex:OperationalHeuristic : “패턴 → 권고조치(심각도, 근거 포함)” 규칙
• 속성:
  • ex:hasPattern(세그먼트→패턴), ex:recommendsAction(규칙→액션)
  • ex:hasSeverity(규칙/세그먼트 심각도), ex:justification(설명)
     

2) 예시 TTL (암묵지 규칙 + 세그먼트)

@prefix ex:   <http://example.org/manufacturing#> .
@prefix time: <http://www.w3.org/2006/time#> .
@prefix xsd:  <http://www.w3.org/2001/XMLSchema#> .

# --- 패턴 ---
ex:RapidDrop a ex:VolatilityPattern .     # 급격 하향
ex:RapidRise a ex:VolatilityPattern .     # 급격 상승
ex:Spike     a ex:VolatilityPattern .     # 급변(스파이크)
ex:Flat      a ex:VolatilityPattern .     # 평탄(정상)

# --- 조치(Action) ---
ex:StopWork    a ex:Action .      # 작업 중지
ex:CoolDown    a ex:Action .      # 냉각/부하감소
ex:Inspect     a ex:Action .      # 설비 점검
ex:CheckSensor a ex:Action .      # 센서 점검/교정

# --- 암묵지 규칙(Operational Heuristic) ---
ex:rule_RapidDrop_Stop a ex:OperationalHeuristic ;
  ex:appliesToPattern ex:RapidDrop ;
  ex:recommendsAction ex:StopWork ;
  ex:hasSeverity "Critical" ;
  ex:justification "급격한 하향 그래프는 작업 중지(공정 붕괴/공구 파손/공급단절 가능)." .

ex:rule_RapidRise_Cool a ex:OperationalHeuristic ;
  ex:appliesToPattern ex:RapidRise ;
  ex:recommendsAction ex:CoolDown ;
  ex:hasSeverity "High" ;
  ex:justification "급격 상승은 과열 위험 → 냉각·이송감속 권고." .

ex:rule_Spike_Inspect a ex:OperationalHeuristic ;
  ex:appliesToPattern ex:Spike ;
  ex:recommendsAction ex:Inspect ;
  ex:hasSeverity "Medium" ;
  ex:justification "불규칙 급변은 공정 불안정 → 설비 점검." .

ex:rule_Flat_CheckSensor a ex:OperationalHeuristic ;
  ex:appliesToPattern ex:Flat ;
  ex:recommendsAction ex:CheckSensor ;
  ex:hasSeverity "Low" ;
  ex:justification "비정상적 평탄/고정값 지속 시 센서 드리프트/단선 의심." .

# --- 세그먼트(점선 박스) 예시 ---
ex:seg_071 a ex:TimeSeriesSegment ;
  time:hasBeginning "2025-09-30T10:25:00"^^xsd:dateTime ;
  time:hasEnd       "2025-09-30T10:27:00"^^xsd:dateTime ;
  ex:hasPattern ex:RapidDrop ;
  ex:mean 72.1 ; ex:std 5.9 ; ex:min 60.4 ; ex:max 78.2 .

ex:seg_072 a ex:TimeSeriesSegment ;
  time:hasBeginning "2025-09-30T10:27:00"^^xsd:dateTime ;
  time:hasEnd       "2025-09-30T10:29:00"^^xsd:dateTime ;
  ex:hasPattern ex:Spike ;
  ex:mean 91.2 ; ex:std 6.7 ; ex:min 84.9 ; ex:max 97.6 .

이렇게 넣어두면 “점선 박스의 의미(패턴)와 현장 행동(조치)”가 데이터로 연결됩니다.

3) 즉시 쓰는 SPARQL

A. “작업 중지”가 권고되는 세그먼트 찾기

PREFIX ex: <http://example.org/manufacturing#>
SELECT ?seg ?severity ?why
WHERE {
  ?seg ex:hasPattern ?p .
  ?rule a ex:OperationalHeuristic ;
        ex:appliesToPattern ?p ;
        ex:recommendsAction ex:StopWork ;
        ex:hasSeverity ?severity ;
        ex:justification ?why .
}
ORDER BY DESC(?severity)

B. 세그먼트별 권고 조치 표

PREFIX ex: <http://example.org/manufacturing#>
SELECT ?seg ?pattern ?action ?severity
WHERE {
  ?seg ex:hasPattern ?p .
  ?rule ex:appliesToPattern ?p ;
        ex:recommendsAction ?a ;
        ex:hasSeverity ?severity .
  BIND(STRAFTER(STR(?p), "#") AS ?pattern)
  BIND(STRAFTER(STR(?a), "#") AS ?action)
}

C. (Update) 패턴 기반으로 ‘필요 조치’ 트리플을 그래프에 부여

PREFIX ex: <http://example.org/manufacturing#>
INSERT {
  ?seg ex:requiresAction ?a .
}
WHERE {
  ?seg ex:hasPattern ?p .
  ?rule ex:appliesToPattern ?p ;
        ex:recommendsAction ?a .
}

4) 패턴 판정(예시 규칙)

• RapidDrop: 윈도우 선형기울기 slope < -β 또는 연속 하락 샘플 비율 ≥ θ
• RapidRise: slope > +β
• Spike: zscore(max) ≥ κ 또는 Δt 내 |Δx| ≥ δ
• Flat: std < ε 또는 (max-min) < ε
  → 이 판정은 Python에서 계산해 ex:hasPattern만 KG에 적재하면 됩니다. (이미 만든 라벨링 파이프라인에 한 줄 추가)
   

5) NL 질의 예시(지금 앱에 붙이기 쉬운 문장)

• “점선 박스 중 작업 중지 대상만 보여줘” → recommendsAction ex:StopWork
• “급격 하향(rapid drop) 구간과 조치” → hasPattern ex:RapidDrop JOIN 규칙
• “스파이크만 필터하고 심각도 순 정렬” → hasPattern ex:Spike + ORDER BY ?severity