증강현실(AR)이라 불리는 디지털 기술을 활용한 서비스가 게임 등을 통해 일반 소비자들에게 잘 알려져 있다. 그 용도는 일반 소비자 전용에 머무르지 않고, 건축이나 엔지니어링, 나아가서는 군사에 이르기까지, 모든 산업활동에서 활용되고 있다. 이 기사는 그 중에서도 제조업에 중심을 두고, 제조 현장에서의 AR 활용 방안과 그 구체적인 솔루션에 대해 알아 본다.

제조현장에서 AR이 활용되는 배경

제조 현장의 인력 부족과 기술 전승 문제

제조 현장에서 인원 부족 현상이 심화되고 있다. 젊은 세대들의 제조 현장 기피와 고령화 사회에 돌입하면서 지금까지 제조현장의 토대를 지탱해 온 숙련된 근로자들의 퇴직으로 그 뒤를 이을 인재가 압도적으로 부족한 것이 제조업의 당면 과제 중 하나이다.

한편, 지금 제조현장에서는 AI를 비롯한 다양한 디지털 기술 도입에 기대를 걸고 있다. 예를 들어 AR 기술을 활용하여 지금까지는 전달하기 어려웠던 기술이나 노하우도, 입체적 3D 시점에서 업무내용을 전달할 수 있다. 교육 훈련은 물론, 기술 전승의 관점에서도 유효하게 활용될 가능성이 높아지고 있다.

AR 하드웨어 성능 향상 및 저가화

스마트 안경을 비롯한 AR 실용화에 필요한 하드웨어의 성능 향상과 저가화도 제조업에서 활용이 확대될 수 있는 중요한 포인트다.

제조 현장에서 AR 안경을 도입하기 위해서는, 오랜 시간 착용해도 무리가 없을 정도로 경량화되어야 하고 배터리가 장시간 가동되어야 하며, 대량 도입이 가능한 수준으로 저가격화 되어야 한다. 이러한 제반 요건을 충족하는 기기 개발이 과거에는 기술적으로 어려웠으나 최근 저렴한 AR 안경이 시장에 속속 등장하고 있어 제조 현장에서의 활용 가능성도 높아지고 있다.

제조현장에서의 AR 활용 용도 

이와 같이 제조업과 관련된 사회 환경 변화와 디지털 기술개발을 배경으로 AR 활용이 기대되고 있다. 어떠한 업무에 활용 가능성이 있는지 살펴보자.

보수 및 검사 업무의 효율화

제조 현장에서 품질 관리를 위해 제품을 검사하는 작업이 이루어지고 있다. 복잡한 제품을 검품할 때 인쇄된 매뉴얼이나 검사 지시서 자료를 보아가며 검사해야 하지만 두꺼운 자료를 한 손에 들고 검사하는 것은 작업자의 부담이 크며 비효율적이다.

이러한 작업에서 AR 안경을 쓰고 디스플레이(안경화면)에 필요한 정보를 모두 나타내면서 작업을 진행할 수 있다면 손에 두꺼운 자료를 들고 있지 않아도 되므로 손이 자유로운 상태에서 여러 작업을 진행할 수 있다. 결과적으로 업무 효율을 상당히 높일 수 있다.

또한, 위치정보와 조합하여 디스플레이(안경)에 정보를 표시 할 수 있으므로 현장 설비의 어디에 어떤 스위치가 있고 어떤 순서로 조작하면 좋을 지 구체적인 가동순서를 오퍼레이터의 동작과 함께 확인하는 것도 가능하다.

원격 교육 및 훈련을 통한 교육 비용 절감

AR은 원격교육 및 훈련에도 적합하다.

과거에는 교육 훈련을 위해 실제로 현장을 방문하여 대면으로 교육과 훈련을 받았다. 이 방법은 일정 조정이나 이동 등으로 시간과 비용이 증가하였으며, 무엇보다도 교육 인원에 한계가 있기 때문에 교육 커리큘럼의 확장 유연성이 부족하였다.

AR를 활용하면 베테랑 숙련공의 작업내용을 기록하고 편집하여 이것을 3D공간 상에서 재생하여 실제로 작업하고 동작하는 것처럼 지도가 가능하다.

따라서, 실습생과 지도자는 물리적인 공간과 장소에 구애 받지 않고 쌍방향 교육을 진행할 수 있다.

또, 녹화 영상뿐 아니라 채팅으로 리얼타임 질문도 가능하기 때문에 원격으로 서로 눈에 보이는 것을 확인하면서 세세한 지도를 할 수 있다.

또한, 실제 제품과 설비 없이도 교육과 훈련에 사용하는 장치나 제품을 공간상에 3D모델로 표시할 수 있다. 고가의 장치나 제품을 트레이닝용으로 준비할 필요가 없고 교육 장소 문제도 해결되기 때문에 교육비용 삭감 효과도 있다.

제조 매뉴얼로 활용

AR 안경을 활용하면 제조 및 조립 공정을 디스플레이(안경)에 표시할 수 있다.

이 경우 종이로 된 책자 매뉴얼을 보는 것보다 실제 공간에서 상세한 작업 내용을 확인할 수 있으므로 현실에 가까운 높은 정확성을 유지할 수 있다.

물론, 3D 이미지뿐만 아니라 실제 작업과 가동 상황을 3D 동영상으로 확인 가능하기 때문에 작업 실수 방지에 보다 효과적이고 안전한 수단이 되기도 한다.

제조현장 AR 활용 사례 

AGC주식회사 소재 개발 프로세스에 AR 도입 사례

세계 최대 유리 제조업체인 AGC 주식회사는 AR 스타트 업에서 제공한 웹 AR을 시험적으로 사용하고 있다.

웹 AR이란 제조나 개발 현장 어디에서나 URL을 공유하면 전용 앱을 개발하지 않고 웹 브라우저 상에서 쉽게 실제 크기의 제품 이미지를 확인할 수 있는 AR 시스템이다.

일반적으로 소재개발을 진행하는 경우 재료개발에서 생산프로세스개발, 설비개발과 양산에 이르기까지 장기간의 시간이 걸린다. 그 중에서도 설비 개발은 같은 도면이나 사양을 공유하고 있다 해도 각 관계자들 간에 현물 이미지에 대한 인식의 차이가 있기 때문에 조정하고 확인하는데 아무래도 시간이 걸리게 마련이다.

이 과제를 해결하기 위해 AGC가 주목한 것이 바로 소재 개발에 있어서의 AR 활용이었다. 웹 AR를 이용하면 사전에 URL를 공유하고 관계자들은 태블릿 등 디바이스를 현장에 준비하여 개발하려는 설비 그대로의 형상과 크기를 공장의 현장 공간에 겹치는 형태로 표시할 수 있다.

현장의 레이아웃이나 작업성과 안전성 등을 설비 도입 전에 체크할 수 있기 때문에 각 관계자들 간의 커뮤니케이션이 원활히 촉진되어 설비 개발 및 소재 개발 전체의 속도를 높이려는 목적으로 이 회사는 AR을 도입 하였다.

BAE 시스템즈 현장 교육 훈련용으로 AR 도입 사례

항공 우주 관련 기업인 BAE시스템즈는 마이크로소프트의 「HoloLens」를 사내 교육 훈련용 디바이스로 도입 사용하고 있다.

교육 훈련용 매뉴얼을 3D로 작성해 직접 손으로 다루는 기계나 설비에 겹쳐서 표시한다. 교육 훈련용 교보재는 보통 두꺼운 판지로 만들어 사용하고 있는데, 이와 달리 실제의 부품 등에 겹쳐서 3D모델의 부품이 표시되기 때문에 작업 순서를 직감적으로 파악할 수 있어 효율적인 교육 훈련이 가능하다.

도입 후 나타난 성과로 교육 훈련에 필요로 하는 시간이 이 전에 비해 30~40%나 삭감되었다. 또 신제품 생산 라인 투입 시에 발생하는 교육 및 학습 훈련 비용도 AR 도입 전의 10분의 1에까지 삭감되었다 한다.

미래의 제조 현장은 증강 현실(AR)로 바뀐다

제조현장에서의 AR 활용 가능성이 다양해지고 있다. 3D의 고화질 품질이 매년 높아지고 있어 현실에 근접한 공간을 CG로 재현하는 일도 가능해지고 있다. 

따라서, AR은 보다 고도의 교육 훈련과 개발업무 등 제조업의 다양한 업무에 사용될 것으로 보인다.

제조현장에서 다양한 비용 삭감과 개발 업무 속도 향상에 공헌할 수 있는 디지털 기술로 자리잡아 가면서 광범위하게 사용이 확대될 것이다.

출처 : motto-ar