K-SMARTFACTORY

AI & Big Data

사내 제작 ai 인공지능 로 로보트 강화 학습 후편

2021-05-22

“사내제작 AI(인공지능)로” 로보트 강화학습 - 기술자 공수를 대폭 삭감(후편)



Monist가 일본 OKI데이터 공장을 취재하여 AI를 엔지니어의 업무혁신에 활용한 사례를 지난 주에 이어 후편(3회)을 번역 송부합니다.



**설계에서 생산까지 프로세스 전체로 개선**
OKI데이터 LED 통괄공장은 「OPTAS(사내생산정보수집시스템)」을 정착시킨 후 2016년 경부터 로봇자동생산시스템 검토를 시작하였다. 1년 좀 넘는 기간인 단기간에 양산에 적용할 수 있게 되었다. 단기간에 도입한 이유에는 2가지 이유가 있다. 하나는, 「설계를 포함한 토탈 디자인 접근」과 다른 하나는 「주변에 있는 자원으로 손 쉽게 접근하기 위해 수작업으로 완성」했다는 점이다.

로봇에 의한 자동화로 「설계자공수 삭감」을 중시한다고 앞서 설명했지만, 공정의 상황에 따라 생산기술부 엔지니어만으로 추진하는 것 보다는 설계변경을 하는 것이 현장부담이 가벼워지고, 토탈 코스트도 삭감되는 경우도 많았다. 전체 최적을 추구하기 위해서는 전체 프로세스를 생각하고 접근해야 코스트 저감 성과로 이어진다.

실제로는, 로봇으로 전 작업을 완결하고 나아가 행동의 수 자체도 집중해서 선택할 경우, 과거에 사람이 작업했던 것을 상정한 설계로는 해결하기 어려운 장면이 나타난다. 예를 들어, 로봇자동생산시스템에서는 캐리어공통화가 포인트의 하나였는데, 캐리어에 탑재한 채 잡아 열처리를 하는 공정도 있다. 이 공정에서는 부재의 형상을 바꾸지 않으면 문제가 발생되는 일이 있었지만, 이곳이 전체 프로세스상에 이점을 줄 수 있다고 주장하여 변경한 적이 있다고 한다.





**수작업으로 AI활용 로봇 라인을 구축한 기술력**
또한, OKI데이터 LED 통괄 공장의 특징은 이들 기술을 거의 독학과 시판하는 자재를 활용 공정개선을 실현하였다. 거의 사내에서 제작하였으므로 조기 양산도입도 가능했다.

이 회사 관계자의 말을 빌리면, “툴인 「Visutal Studio」는 구입했지만, 오픈 화상 데이터 베이스 「OpenCV」와 프로그램 공유서비스 「GitHub」를 활용하였고, 강화학습도 독학으로 문헌을 찾아 활용할 수 있도록 만들었다. 하드웨어와 카메라, 센서도 통신판매 웹사이트를 활용하여 구매하였다. 마이콘도 「Arduino」로 만들었다. 캐리어는 3D프린터로 제작하였고, 거의 시판품을 조합하여 완성했다” 고 한다.

그 효과로, 거의 사내제작이었고 자신들의 개선과 연구의 범위 내에서 실현할 수 있었기 때문에 의사결정도 빠르고 즉시 대응할 수 있었다. 자신들이 하고 싶었던 것을 대규모 시스템이 아니라 필요 최소한의 코스트로 결과를 내게 되어 성취감과 사기도 진작되었다.



(파랑색 치구가 3D프린터로 제작한 캐리어. 모든 것을 자신들이 사내제작으로 완성. 출처:OKI)



**로봇도입 엔진니어 공수부담을 1/10로 최소화**
얻어진 성과로 가장 큰 것은 로봇 도입 코스트 비용이 매우 저렴했다. 현장 엔진니어 공수는 누계 1/10로 줄었고, 도입에 필요한 기간도 예상보다 짧았다. 뿐만 아니라 변화에도 유연하다. 로봇의 무인가동에 성공하여 이전 로봇의 가동율 30%였던 것이 3배 이상 증가하였다.


그 외에 예상치 못했던 성과로, 로봇자동생산시스템 성형공정에는 5개의 캐리어가 있는데 사람이 똑 같은 작업공정에서 같은 작업을 할 경우 이 5개의 캐리어에 생산품을 다 채워 다음 공정으로 보내기 쉽다. 그러나, AI로 학습한 결과에 의하면 이 캐리어에 2~3개 정도 만 생산품을 넣어 다음공정으로 보냈고, 15% 정도 생산성향상 효과가 있는 것으로 나타났다. 왜 처음부터 그 사실을 몰랐을까. 생산공정을 잘 살펴보았더니 중간 검사공정에서 시간이 필요이상으로 걸려 보틀 넥 현상이 발생하고 있었다. 처리할 수 있는 능력이상의 공정재고를 가지고 있어도 의미가 없어 캐리어를 모두 활용하지 않는 것으로 나타났다. 이렇게 알 수 없었던 미지의 현상을 발견한 것도 큰 효과 중의 하나이다.


OKI데이터 통괄공장은 앞으로, 로봇을 AGV에 태워 이동시키면서 생산하는 방법을 생각하고 있다. 지금의 공장라인에서 로봇을 이동시킬 수 있다면 더욱 생산성이 높아질 것으로 보고 새로이 과제를 설정하여 추진하고 있는 중이라고 관계자는 설명했다.(끝)



(이상, 3주에 걸쳐 일본 OKI데이터 통괄공장이 사내 제작한 AI로 로보트를 강화학습하여 현장 엔지니어링 공수를 저감한 사례를 보내 드렸습니다.)





번역: K-SmartFactory
출처: [[http://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/1806/04/news064.html|Monoist]]