전체 흐름 개요

flowchart TD
    A([🏭 스마트팩토리 전환 시작]) --> B

    subgraph PHASE1["① 현황 분석 & 목표 정의"]
        B[현장 실사 및 As-Is 분석] --> C[핵심 문제점 도출]
        C --> D[KPI / 목표 지표 설정]
    end

    subgraph PHASE2["② 아키텍처 설계"]
        E[레벨 계층 정의\nISA-95 / Purdue Model] --> F[네트워크 & 보안 설계]
        F --> G[데이터 흐름 설계\nOT ↔ IT 연계]
    end

    subgraph PHASE3["③ 디바이스 & 엣지 계층"]
        H[센서 / 액추에이터 선정] --> I[PLC / 임베디드 펌웨어 설계]
        I --> J[엣지 게이트웨이 구성\ngRPC / MQTT / OPC-UA]
    end

    subgraph PHASE4["④ 플랫폼 & 백엔드"]
        K[IoT 플랫폼 선택 or 자체 구축] --> L[데이터 수집 파이프라인\nKafka / InfluxDB / TimescaleDB]
        L --> M[AI / 분석 모듈\n이상탐지 · LSTM · YOLO QC]
    end

    subgraph PHASE5["⑤ MES / ERP 통합"]
        N[MES 설계\n공정관리 · 생산계획] --> O[ERP 연동\nSAP / 자체 시스템]
        O --> P[디지털 트윈 구축]
    end

    subgraph PHASE6["⑥ 프론트엔드 & 시각화"]
        Q[실시간 대시보드 설계] --> R[모바일 / 웹 HMI]
        R --> S[알림 & 보고서 자동화]
    end

    subgraph PHASE7["⑦ 검증 & 운영"]
        T[파일럿 라인 실증] --> U[성능 검증 및 KPI 측정]
        U --> V[전사 확산 & 지속 개선]
    end

    PHASE1 --> PHASE2
    PHASE2 --> PHASE3
    PHASE3 --> PHASE4
    PHASE4 --> PHASE5
    PHASE5 --> PHASE6
    PHASE6 --> PHASE7
    PHASE7 --> W([✅ 스마트팩토리 운영])

PHASE 1 — 현황 분석 & 목표 정의

flowchart LR
    A1[현장 실사] --> A2[공정 맵핑\nValue Stream Map]
    A2 --> A3[Pain Point 목록화\n불량률·다운타임·재고 등]
    A3 --> A4[우선순위 결정\n비용 vs 효과 매트릭스]
    A4 --> A5[SMART 목표 설정\ne.g. 불량률 30% 감소]

항목	내용
현장 실사	생산 공정, 설비 현황, 인력 배치 파악
As-Is 분석	현재 데이터 흐름, 병목 구간, 수작업 포인트
KPI 설정	OEE, 불량률, MTBF, 리드타임, 에너지 절감율
이해관계자	현장 작업자, 생산관리자, IT 담당, 경영진

PHASE 2 — 아키텍처 설계 (ISA-95 기반)

graph TB
    subgraph L4["레벨 4 — 비즈니스 계층"]
        ERP[ERP / SCM / BI]
    end
    subgraph L3["레벨 3 — MES 계층"]
        MES[MES · APS · Quality]
    end
    subgraph L2["레벨 2 — SCADA / HMI"]
        SCADA[SCADA · HMI · Historian]
    end
    subgraph L1["레벨 1 — 제어 계층"]
        PLC[PLC · DCS · 로봇 컨트롤러]
    end
    subgraph L0["레벨 0 — 현장 계층"]
        SENSOR[센서 · 액추에이터 · 카메라]
    end

    ERP <-->|REST / EDI| MES
    MES <-->|OPC-UA / REST| SCADA
    SCADA <-->|OPC-UA / Modbus| PLC
    PLC <-->|IO-Link / 4-20mA| SENSOR

PHASE 3 — 디바이스 & 엣지 계층

flowchart TD
    subgraph FIELD["현장 디바이스"]
        S1[온도·압력·진동 센서]
        S2[비전 카메라]
        S3[PLC / 로봇]
    end

    subgraph EDGE["엣지 게이트웨이"]
        GW[Edge Server\nRaspberry Pi / 산업용 PC]
        MQTT[MQTT Broker\nMosquitto]
        GRPC[gRPC Gateway]
        OPC[OPC-UA Server]
    end

    subgraph CLOUD["클라우드 / 온프레미스"]
        KAFKA[Kafka / NATS]
        DB[(InfluxDB / TimescaleDB)]
        AI[AI 추론 서버]
    end

    S1 & S2 & S3 --> GW
    GW --> MQTT & GRPC & OPC
    MQTT & GRPC --> KAFKA
    KAFKA --> DB --> AI

디바이스 선정 체크리스트

프로토콜 호환성 (Modbus / PROFINET / EtherNet/IP / IO-Link)
IP 등급 (방진·방수 요구 수준)
샘플링 레이트 (진동 분석 → 최소 1 kHz 이상)
엣지 AI 지원 여부 (TFLite / ONNX Runtime)
유지보수 및 교체 주기

PHASE 4 — 플랫폼 & 데이터 파이프라인

flowchart LR
    RAW[원시 데이터\n센서·로그·이벤트] --> INGEST

    subgraph INGEST["수집 계층"]
        KAFKA2[Kafka / MQTT]
    end

    subgraph PROCESS["처리 계층"]
        FLINK[Stream Processing\nFlink / Spark]
        ETL[ETL / 정제·전처리]
    end

    subgraph STORE["저장 계층"]
        TSDB[(시계열 DB\nInfluxDB)]
        RDB[(관계형 DB\nPostgreSQL)]
        OBJ[(Object Store\nMinIO / S3)]
    end

    subgraph ANALYTICS["분석 & AI"]
        ANOM[이상탐지\nIsolation Forest · LSTM]
        QC[비전 QC\nYOLO v8]
        PRED[예지정비\nPdM 모델]
    end

    INGEST --> PROCESS --> STORE --> ANALYTICS

PHASE 5 — MES / ERP 통합

sequenceDiagram
    participant ERP
    participant MES
    participant SCADA
    participant PLC

    ERP->>MES: 생산계획 다운로드 (작업지시)
    MES->>SCADA: 공정 파라미터 설정
    SCADA->>PLC: 제어 명령 전송
    PLC-->>SCADA: 실시간 상태 피드백
    SCADA-->>MES: 생산실적 / 품질데이터
    MES-->>ERP: 실적 집계 / 재고 업데이트

PHASE 6 — 프론트엔드 & 시각화

graph LR
    subgraph UI["대시보드 / HMI"]
        DASH[실시간 모니터링\nNext.js + XYFlow]
        ALARM[알람 & 이벤트 관리]
        REPORT[보고서 자동화]
        MOBILE[모바일 앱]
    end

    subgraph BACKEND["백엔드 API"]
        WS[WebSocket\n실시간 스트림]
        REST[REST API\nSpring Boot]
        SSE[SSE\nAI 에이전트 응답]
    end

    WS & REST & SSE --> DASH & ALARM & REPORT & MOBILE

PHASE 7 — 검증 & 전사 확산

flowchart TD
    P1[파일럿 라인 선정\n1개 공정 우선 적용] --> P2[데이터 수집 검증\n정확도·신뢰성 확인]
    P2 --> P3{KPI 달성?}
    P3 -- Yes --> P4[전사 확산 계획 수립]
    P3 -- No --> P5[원인 분석 & 튜닝]
    P5 --> P2
    P4 --> P6[단계별 롤아웃\n라인 → 공장 → 전사]
    P6 --> P7[운영팀 교육 & 매뉴얼]
    P7 --> P8[지속적 개선\nCI / Kaizen Loop]
    P8 --> P3

핵심 성공 요소 요약

mindmap
  root((스마트팩토리\n성공 요소))
    데이터 품질
      센서 정확도
      데이터 정합성
      실시간성
    보안
      OT/IT 망분리
      접근 제어
      취약점 관리
    조직
      현장 작업자 참여
      디지털 역량 교육
      경영진 의지
    기술
      표준 프로토콜
      확장 가능한 아키텍처
      AI 모델 정확도
    운영
      KPI 모니터링
      지속적 개선
      벤더 관리

단계별 체크리스트

단계	체크포인트	완료
1. 현황 분석	공정 맵 완성, Pain Point 목록화, KPI 확정	☐
2. 아키텍처	ISA-95 레벨 정의, 네트워크 설계, 보안 정책	☐
3. 디바이스	센서 선정, 프로토콜 확정, 엣지 구성	☐
4. 플랫폼	데이터 파이프라인 구축, AI 모델 학습	☐
5. MES/ERP	시스템 연동, 인터페이스 정의, 테스트	☐
6. UI/UX	대시보드 개발, 알람 설정, 모바일 지원	☐
7. 검증	파일럿 완료, KPI 측정, 전사 확산 계획	☐

CtrlPlus FactPlus 기반 스마트팩토리 플랫폼 설계 가이드
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