FEMS(Factory Energy Management System)

1. 개요

FEMS는 공장 내에 공급, 소비되는 에너지를 최적화 시켜주는 에너지관리시스템입니다.

2. 프로젝트 아키텍처

2.1 시스템 구조

wacefems/
├── fems-admin/              # 공급업체 슈퍼 관리자 시스템
│   ├── src/
│   │   ├── app/
│   │   │   ├── (auth)/     # 관리자 인증
│   │   │   ├── dashboard/  # 전체 현황 대시보드
│   │   │   ├── companies/  # 기업 관리
│   │   │   │   ├── list/   # 기업 목록
│   │   │   │   ├── registration/ # 기업 등록
│   │   │   │   └── [id]/   # 기업 상세
│   │   │   ├── contracts/  # 계약 관리
│   │   │   ├── billing/    # 과금/결제 관리
│   │   │   ├── support/    # 기술 지원
│   │   │   └── settings/   # 시스템 설정
│   │   ├── components/
│   │   ├── services/
│   │   └── types/
│
├── fems-app/               # 사용 기업용 FEMS 시스템
│   ├── src/
│   │   ├── app/
│   │   │   ├── (auth)/    # 인증 시스템
│   │   │   │   ├── login/
│   │   │   │   └── register/
│   │   │   ├── (admin)/   # 기업 관리자용 기능
│   │   │   │   ├── company-settings/  # 회사 설정
│   │   │   │   │   ├── profile/      # 회사 프로필
│   │   │   │   │   ├── branches/     # 지점/공장 관리
│   │   │   │   │   └── billing/      # 결제 관리
│   │   │   │   ├── user-management/  # 사용자 관리
│   │   │   │   │   ├── departments/  # 부서 관리
│   │   │   │   │   ├── roles/       # 권한 관리
│   │   │   │   │   └── accounts/    # 계정 관리
│   │   │   │   └── system-settings/  # 시스템 설정
│   │   │   │
│   │   │   ├── dashboard/           # 대시보드
│   │   │   │   ├── overview/        # 전체 현황
│   │   │   │   ├── kpi/            # KPI 지표
│   │   │   │   └── costs/          # 비용 현황
│   │   │   │
│   │   │   ├── monitoring/         # 에너지 모니터링
│   │   │   │   ├── electricity/    # 전력
│   │   │   │   ├── gas/           # 가스
│   │   │   │   ├── water/         # 용수
│   │   │   │   └── steam/         # 스팀
│   │   │   │
│   │   │   ├── equipment/         # 설비 관리
│   │   │   │   ├── inventory/     # 설비 목록
│   │   │   │   ├── monitoring/    # 상태 모니터링
│   │   │   │   └── maintenance/   # 정비 관리
│   │   │   │
│   │   │   ├── analysis/         # 분석/리포트
│   │   │   │   ├── energy/       # 에너지 분석
│   │   │   │   ├── efficiency/   # 원단위 분석
│   │   │   │   └── reports/      # 보고서
│   │   │   │
│   │   │   ├── alarm/           # 알람/이벤트
│   │   │   │   ├── realtime/    # 실시간 알람
│   │   │   │   ├── history/     # 이력 관리
│   │   │   │   └── settings/    # 알람 설정
│   │   │   │
│   │   │   ├── planning/        # 에너지 계획
│   │   │   │   ├── targets/     # 절감 목표
│   │   │   │   ├── forecast/    # 수요 예측
│   │   │   │   └── optimization/# 최적화
│   │   │   │
│   │   │   ├── support/        # 도움말/지원
│   │   │   │   ├── manual/     # 사용자 가이드
│   │   │   │   ├── faq/        # FAQ
│   │   │   │   └── contact/    # 문의하기
│   │   │   │
│   │   │   └── community/     # 커뮤니티
│   │   │       ├── notice/    # 공지사항
│   │   │       ├── forum/     # 게시판
│   │   │       └── news/      # 뉴스
│   │   │
│   │   ├── components/       # 공통 컴포넌트
│   │   │   ├── ui/          # UI 컴포넌트
│   │   │   ├── charts/      # 차트 컴포넌트
│   │   │   └── forms/       # 폼 컴포넌트
│   │   │
│   │   ├── hooks/          # 커스텀 훅
│   │   ├── services/       # API 서비스
│   │   ├── stores/         # 상태 관리
│   │   ├── types/          # 타입 정의
│   │   └── utils/          # 유틸리티
│
├── fems-api/              # 백엔드 API 서버
│   ├── src/
│   │   ├── config/       # 설정
│   │   ├── controllers/  # 컨트롤러
│   │   │   ├── admin/   # 슈퍼 관리자 API
│   │   │   │   ├── companies/
│   │   │   │   ├── contracts/
│   │   │   │   └── billing/
│   │   │   │
│   │   │   └── app/     # 기업용 API
│   │   │       ├── auth/
│   │   │       ├── dashboard/
│   │   │       ├── monitoring/
│   │   │       └── ...
│   │   │
│   │   ├── models/      # 데이터 모델
│   │   ├── services/    # 비즈니스 로직
│   │   └── middleware/  # 미들웨어
│
├── shared/              # 공통 코드
├── .env                # 환경 변수
└── docker-compose.yml  # 도커 구성

2.2 기술 스택

Frontend

• Next.js App Router: SSR, 라우팅, 코드 스플리팅
• shadCN UI: 재사용 가능한 UI 컴포넌트
• TailwindCSS: 유틸리티 퍼스트 CSS
• TypeScript: 정적 타입 체크
• NextAuth.js: 인증 및 세션 관리

Backend

• Node.js: 이벤트 기반 서버
• PostgreSQL + TimescaleDB: 시계열 데이터 관리

데이터 수집 및 처리

1. 데이터 수집 계층

   • Open PLC: PLC 통신
   • Eclipse Milo: OPC UA 통신
   • Eclipse Kura: IoT 게이트웨이

2. 데이터 전송 계층

   • Eclipse Mosquitto: MQTT 브로커
   • Node-RED: 데이터 흐름 관리

3. 데이터 처리 계층

   • Apache Kafka: 메시지 스트리밍
   • Apache Spark: 실시간 처리

4. 데이터 저장 계층

   • TimescaleDB: 시계열 데이터
   • Redis: 캐시 관리

5. 모니터링 도구

   • Prometheus + Grafana
   • ELK Stack

3. 시스템 구성요소

시스템 주요 기능

3.1 FEMS Admin (공급업체용) - 주요 기능

• 기업 관리
• 계약 관리
• 과금/결제 관리
• 기술 지원
• 시스템 설정

3. 시스템 구성요소 및 주요 기능

3.1 FEMS Admin (공급업체용)

핵심 관리 기능

1. 기업 관리
2. 계약 관리
3. 과금/결제 관리
4. 기술 지원
5. 시스템 설정

3.2 FEMS App (사용 기업용)

1. 대시보드

1.1 실시간 현황

에너지 사용량 모니터링

• 전력, 가스, 용수, 스팀 등 실시간 사용량 표시
• 설비별/구역별 사용량 분포
• 목표 대비 실적 현황

시각화 대시보드

• 그래프 및 차트를 통한 직관적 표시
• 실시간 업데이트되는 데이터 표현
• 사용자 정의 위젯 구성 가능

1.2 KPI 지표

핵심 성과 지표

• 에너지 효율성 지표
• 비용 절감률
• CO2 배출량
• 설비 가동률

목표 대비 실적

• 일간/주간/월간 목표 달성률
• 전년 동기 대비 비교
• 업계 평균 대비 비교

1.3 에너지 비용

비용 현황

• 에너지원별 사용 비용
• 실시간 요금 계산
• 예상 청구액 산정

비용 분석

• 시간대별 요금 분석
• 계절별 비용 변동
• 절감 기회 도출

2. 에너지 모니터링

2.1 전력 모니터링

실시간 데이터 수집

• 전력 사용량 측정
• 피크 전력 관리
• 역률 모니터링

품질 관리

• 전압/전류 품질
• 고조파 분석
• 정전 관리

2.2 가스/용수/증기 모니터링

사용량 관리

• 실시간 유량 측정
• 압력/온도 모니터링
• 품질 데이터 수집

효율성 평가

• 손실률 계산
• 최적 운영점 도출
• 누수/누기 감지

3. 설비 관리

3.1 설비 목록

기본 정보 관리

• 설비 마스터 데이터
• 설비 사양 정보
• 위치 정보

문서 관리

• 설비 매뉴얼
• 도면 관리
• 인증서 관리

3.2 설비 상태 모니터링

실시간 모니터링

• 가동 상태 확인
• 성능 지표 모니터링
• 이상징후 감지

데이터 로깅

• 운전 데이터 기록
• 상태 변화 이력
• 센서 데이터 저장

3.3 정비 관리

정비 계획

• 정기 점검 계획
• 예방 정비 일정
• 부품 교체 계획

이력 관리

• 정비 작업 기록
• 부품 교체 이력
• 비용 관리

4. 분석/리포트

4.1 에너지 분석

사용량 분석

• 시계열 분석
• 패턴 분석
• 이상치 탐지

효율성 분석

• 설비별 효율
• 구역별 효율
• 개선점 도출

4.2 원단위 분석

생산성 분석

• 생산량 대비 에너지 사용량
• 제품별 에너지 원단위
• 공정별 에너지 효율

벤치마킹

• 업계 평균 비교
• 최적 사례 분석
• 개선 목표 설정

4.3 보고서 생성

정기 보고서

• 일일/주간/월간 보고서
• 분기/연간 보고서
• 관리 보고서

맞춤형 보고서

• 사용자 정의 보고서
• 규제 대응 보고서
• 경영 분석 보고서

5. 알람/이벤트

5.1 실시간 알람

알람 유형

• 설비 이상 알람
• 에너지 사용량 초과
• 효율 저하
• 정비 필요

알람 우선순위

• 긴급 (Red)
• 경고 (Yellow)
• 주의 (Blue)
• 정보 (Gray)

5.2 알람 설정

조건 설정

• 임계값 설정
• 시간대별 조건
• 복합 조건

수신자 관리

• 담당자 설정
• 통보 방식 설정
• 에스컬레이션 규칙

6. 에너지 계획/최적화

6.1 절감 계획

목표 설정

• 에너지원별 절감 목표
• 비용 절감 목표
• CO2 감축 목표

실행 계획

• 단기/중기/장기 계획
• 투자 계획
• 효과 분석

6.2 수요 예측

예측 모델

• 시계열 분석
• 머신러닝 기반 예측
• 시나리오 분석

최적화

• 운전 최적화
• 비용 최적화
• 효율 최적화

7. 사용자/관리자 설정

7.1 기업 정보

기본 정보

• 회사 정보
• 사업장 정보
• 조직 구조

계약 정보

• 에너지 공급 계약
• 요금제 설정
• 목표 관리

7.2 사용자 관리

계정 관리

• 사용자 등록/수정/삭제
• 권한 그룹 설정
• 접근 이력 관리

조직 관리

• 부서 관리
• 직책 관리
• 업무 분장

8. 시스템 설정

8.1 일반 설정

환경 설정

• 시스템 기본 설정
• 언어/시간대 설정
• 화면 설정

데이터 설정

• 데이터 수집 주기
• 보관 기간 설정
• 백업 설정

8.2 연동 설정

외부 시스템 연동

• ERP 연동
• MES 연동
• 센서 데이터 연동

API 설정

• API 키 관리
• 접근 권한 설정
• 로그 관리

9. 도움말/지원

9.1 사용자 가이드

매뉴얼

• 시스템 사용 설명서
• 기능별 가이드
• FAQ

교육 자료

• 동영상 매뉴얼
• 실습 가이드
• 문제 해결 가이드

9.2 기술 지원

지원 센터

• 문의 접수
• 원격 지원
• 장애 처리

자료실

• 기술 문서
• 참고 자료
• 양식 다운로드

10. 커뮤니티

10.1 게시판

• 공지사항
• 자유게시판
• 기술 토론
• 개선 제안

10.2 뉴스

• 에너지 뉴스
• 정책 동향
• 기술 동향
• 성공 사례