제조업의 AI는 타협 없는 자동화를 의미합니다

다음은 매일 제조 시설에서 진행되는 시나리오입니다. 계약 제조업체가 맞춤형 부품 50개를 주문 받습니다. 팀은 생산 라인을 설정하고, 장비를 프로그래밍하고, 특정 요구 사항에 대해 작업자를 교육하느라 바빠집니다. 모든 것이 원활하게 실행되고, 곧이어 작업이 완료됩니다. 그러나 다음 품목을 제조하기 위해 모든 것을 처음부터 다시 시작해야 합니다. 

유연성이 무엇보다 중요하지만 효율성은 여전히 달성하기 너무나 어려운 다품목 소량 제조(HMLV)의 세계에 오신 것을 환영합니다. 그러나 지능형 자동화의 새로운 시대가 마침내 이 오랜 격차를 해소하고 있습니다. 

HMLV 사업을 운영하고 있다면 수십, 수백 가지의 다양한 제품을 비교적 소량으로 생산할 수 있는 능력이 사업 성공의 핵심이라는 것을 잘 알고 계실 겁니다. 고객들은 신속한 응대와 뛰어난 품질에 만족할 것입니다. 하지만 내부적으로는 힘겨운 싸움을 벌이고 있습니다. 

기존 자동화는 거의 동일한 제품 수천 개를 만들어내는 자동차 조립 라인처럼 소품목 다량 생산 환경에 맞춰 설계되었습니다. 이러한 시스템은 반복적인 작업에서 탁월하지만 빈번한 전환 및 맞춤화 요구에 직면했을 때 무너집니다. 신제품용 로봇 프로그래밍은 몇 시간 또는 며칠이 걸릴 수 있는데, 소량 생산 시에는 그럴 시간이 없습니다. 

이로 인해 많은 HMLV 제조업체는 만족스럽지 못한 두 가지 선택지 사이에서 딜레마에 빠지게 됩니다. 

• 수작업에 크게 의존하는 것(비용이 많이 들고, 일관성이 없으며, 인력 확보가 점점 어려워짐)
• 제품 다양성을 수용하기에는 너무 경직된 자동화에 투자하는 것 

그 결과는 무엇일까요? HMLV 제조업체는 역사적으로 자동화 혁명에 뒤처져 왔습니다. 대량 생산업체는 로봇과 자동화 시스템의 생산성 향상 효과를 누리지만, HMLV 공장은 점점 더 자동화되는 세계에서 여전히 수작업이 지배하는 고립된 환경입니다.  

하지만 이는 AI를 촉매로 변화하고 있습니다. ​

HMLV 위탁 제조의 판도를 바꿀 요소는 단순한 자동화가 아니라 지능형 자동화입니다. 단순히 고정된 프로그램을 실행하는 것이 아니라 보고, 배우고, 적응할 수 있는 시스템이어야 합니다.  

딥러닝 알고리즘을 기반으로 하는 최신 머신 비전 시스템은 반복적인 작업을 수행하는 것뿐만 아니라 패턴을 인식하고, 의사 결정을 내리고, 시간이 지남에 따라 성능을 향상시킵니다. 이러한 근본적인 변화는 HMLV 생산의 핵심 문제를 해결합니다. 

HMLV 제조업체에게 매우 중요하지만 노동 집약적인 프로세스인 품질 검사를 생각해 보십시오. 기존의 자동 검사 시스템은 새로운 부품마다 광범위한 프로그래밍이 필요하므로 소량 생산에는 실용적이지 않았습니다. 인간 검사관은 유연성은 있지만 일관성이 부족하고 생산 속도를 따라잡을 수 없습니다.  

AI 기반 비전 시스템은 다음과 같은 이유로 이러한 상황을 바꿀 수 있습니다.

• 몇 가지 예시를 통해 허용 가능한 부품과 결함 있는 부품을 알아보는 방법을 배웁니다.
• 처음부터 시작하는 것이 아니라 유사한 제품 간에 학습을 이전합니다.
• 조명, 위치 및 방향의 변화에 대응합니다.
• 간단한 규칙 기반 프로그래밍으로 처리할 수 없는 외관상 결함을 처리합니다.  

즉, 검사시스템은 며칠이 아닌 몇 분 또는 몇 시간 만에 새로운 부품에 대해 학습할 수 있어, 소량 생산에도 자동화가 경제적으로 실현 가능하다는 것을 뜻합니다. ​ 

위탁생산 분야의 숙련된 인력 부족은 단순한 뉴스거리가 아니라 대부분의 생산 현장에서 매일같이 겪는 현실입니다. 프로그래밍, 설정, 유지관리 분야의 숙련된 인력을 확보하고 유지하는 것은 여전히 ​​업계의 가장 큰 과제 중 하나입니다.

AI 기반 비전 시스템은 더욱 직관적이고 사용자 친화적으로 변모함으로써 이러한 문제를 해결하고 있습니다. 오늘날의 솔루션의 특징은 다음과 같습니다.

• 다음 단계를 시각화하는 노코드 프로그래밍 인터페이스
• 복잡한 설정 절차를 없애는 자동 보정 기능
• 숙련도가 낮은 작업자가 복잡한 작업을 수행할 수 있도록 안내하는 보조 기술
• 가동 중단 시간을 줄이는 원격 문제 해결 기능

오늘날 머신 비전 시스템의 놀라운 점은 정교한 AI 기능을 캡슐화하여 생산 직원이 인터페이스를 통해 빠르게 마스터할 수 있다는 점입니다. 복잡한 문제는 기술 자체에서 처리하므로 사용자에게 부담을 주지 않습니다. 즉, 기존 인력이 몇 달이 아닌 며칠 만에 고급 비전 도구를 사용하여 생산성을 높일 수 있으므로, 전문가를 고용하거나 광범위한 교육 프로그램에 투자할 필요 없이 고급 검사 및 가이드를 활용할 수 있습니다.

여러 가지 혁신적인 기술을 덕분에 HMLV 제조업체도 자동화를 활용할 수 있습니다. 예를 들어, Cognex In-Sight vision systems은 전문 프로그래밍 전문 지식 없이도 복잡한 검사를 수행할 수 있습니다. 사전 훈련된 알고리즘을 이용해 최소한의 훈련으로 부품을 분류하고, 이상을 감지하고, 제품 변형에서 특징을 식별할 수 있습니다.  

어셈블리 검증의 경우, Cognex VisionPro Deep Learning 소프트웨어와 같은 솔루션이 다양한 제품 라인 걸쳐 품질을 보장합니다. 이 시스템은 올바르게 조립된 제품의 이미지 몇 개만으로 적절한 조립을 검증하도록 학습할 수 있으므로, 소량 생산에 실용적입니다. 

HMLV 환경에서 중요한 부품 식별 및 추적 가능성에 관한 한 DataMan 시리즈 바코드 리더기는 방향, 크기 또는 품질에 관계없이 안정적으로 코드를 판독할 수 있습니다. 이는 제품이 하루 종일 변하더라도 일관된 추적이 가능하다는 것을 의미합니다.  

HMLV 작업에서 가장 중요한 점은, 이러한 솔루션이 Cognex 비전 시스템과 같은 직관적인 인터페이스를 갖추고 있어 작업자가 전문 프로그래밍 기술 없이 새로운 검사를 설정할 수 있다는 것입니다. 이는 전환 시간을 획기적으로 단축하고 자동화 제어를 전문 엔지니어가 아닌 생산 직원의 손에 맡길 수 있게 해줍니다. 

안소마트의 안소피 반 파리스는 "엔지니어링 지식이 없는 사용자도 쉽게 프로그래밍할 수 있기 때문에 Cognex In-Sight 비전 제품군을 선택했다"고 말하며, 오늘날 자동화 솔루션에서 접근성의 중요성을 강조했습니다. 이러한 사용 편의성은 빈번한 ���환으로 인해 엔지니어뿐만 아니라 작업자도 조정할 수 있는 시스템이 필요한 HMLV 환경에 매우 중요합니다."

"Industry 4.0"이라는 용어는 일반적으로 대량 제조와 관련이 있지만 이러한 새로운 AI 기반 솔루션은 HMLV 생산 업체에게도 스마트 공장 기능을 보편화하고 있습니다. 이제 데이터 과학자나 비전 전문가로 구성된 팀이 없어도 이러한 정교한 기술에 액세스할 수 있다는 것이 판도를 바꾸고 있습니다.  

미래는 다음과 같은 기능을 갖춘 공장의 것입니다.

• CAD 데이터를 기반으로 자체 프로그래밍을 자동으로 생성합니다.
• 품질 문제가 발생하기 전에 예측하고 예방합니다.
• 다양한 목표(처리량, 에너지 효율성, 품질)에 대해 자체 최적화합니다.
• 업스트림 설계 및 다운스트림 물류와 원활하게 통합됩니다.  

가장 흥미로운 점은 이러한 기능들이 점점 더 중소 제조업체들도 쉽게 이용할 수 있는 형태로 제공되고 있다는 것입니다. 인텔리전스는 솔루션 자체에 내장되어 있으며, 전문 부서 또는 외부 컨설턴트에 의존하지 않습니다. 이러한 민주화는 소규모 HMLV 업체조차도 전담 자동화 팀을 보유한 대기업에서만 누릴 수 있었던 기술의 혜택을 받을 수 있음을 의미합니다. 

이 미래는 공상과학이 아닙니다. 전 세계 연구소와 첨단 제조 시설에서 오늘날 개발되고 있는 현실입니다.  

다품목 소량 생산은 항상 유연성과 맞춤 제작이 관건이었습니다. 차세대 AI 기반 자동화 도구는 이러한 강점을 유지하면서도 HMLV 생산의 약점이었던 일관성 부족, 노동 의존성 및 전환 비효율성을 해결합니다.  

HMLV 제조업체는 처음으로 두 세계의 장점을 모두 누릴 수 있게 되었습니다. 고객에게 항상 제공해왔던 유연성과 이전에는 대량 생산에만 가능했던 효율성을 모두 확보할 수 있게 된 것입니다. 바로 제조업의 핵심 분야가 그토록 기다려온 타협 없는 자동화입니다. 

제조업에서 AI를 도입함으로써 HMLV 운영은 단순히 업계 동향에 발맞추는 것이 아니라 점점 더 맞춤화되는 세상에서 고객을 위한 민첩하고 효율적인 파트너로 자리매김하고 있습니다. 이는 투자할 가치가 있는 경쟁 우위입니다.