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美 존디어, 인텔 AI로 로봇 용접 '기공' 문제 해결에지 부분 결함시 실시간 기록·프로세스 자동 중단···숙련된 기술자보다 뛰어나
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승인 2021.04.07  10:08:01
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▲존디어가 인텔의 인공지능과 기계비전 기술을 활용해 비용이 많이 들고 낡은 제조 용접시 검사 공정 문제 해결에 나섰다. (사진=존디어)

미국 존디어(John Deere)가 인텔의 인공지능(AI)기술을 이용해 비용이 많이 들고 오래된 제조 용접 공정 상의 문제를 해결하고 있다고 ‘로보틱스앤오토메이션뉴스’가 지난 2일(현지시각) 보도했다.

존디어는 자사 생산시설 자동화 용접 공정의 공통적 결함을 자동으로 발견하기 위해 컴퓨터 비전을 사용하는 솔루션을 시범 운영하고 있다.

앤디 벤코 존 디어 건설 및 임업 부문 품질 책임자는 “용접은 복잡한 과정이다. 이 AI 솔루션은 고품질 기계들을 이전보다 더 효율적으로 생산할 수 있는 잠재력을 가지고 있다”고 말했다. 그는 “제조업에 새로운 기술이 도입됨에 따라 새로운 기회가 열리면서 수년 간 변하지 않은 일부 프로세스에 대한 사고 방식이 바뀌고 있다”고 설명했다.

◆왜 중요한가

존 디어는 전 세계 52개 공장에서 가스 메탈 아크 용접(Gas Metal Arc Welding·GMAW) 공정을 사용해 중간 강도에서 고강도에 이르는 강철을 용접해 기계와 제품을 만든다. 이런 공장에서는 수백 개의 로봇 팔이 연간 수백만 kg의 용접 와이어를 소비한다.

이 회사는 이같은 방대한 물량 용접시 발생하는 문제에 대한 해결책을 찾은 경험을 갖고 있으며 항상 잠재적 문제를 해결하기 위한 새로운 방법을 찾고 있다.

업계에서 공통적으로 느끼는 용접 문제 중 하나는 '다공성(porosity)'이다. 이는 용접부분이 식을 때 가스 거품이 끼여 용접 금속에 공동이 발생하는 것이다. 이 구멍은 용접 강도를 약화시킨다.

전통적으로 GMAW의 결함 감지는 고도로 숙련된 기술자가 필요한 수동 공정이었다. 과거 용접 다공성 문제를 해결하려던 업계의 시도들이 항상 성공적이었던 것은 아니다. 용접 후 나중에 제조 공정에서 이러한 결함이 발견되면 제조업체들은 전체 조립공정을 재작업하거나 폐기해야 하므로 제조에 지장을 주고 비용이 많이 들 수 있다.

◆어떻게 작동하나

존디어는 인텔과 협력, AI를 활용해 용접 다공성을 해결함으로써 자사의 핵심가치인 혁신과 품질을 결합할 수 있는 기회를 갖게 됐다.

벤코는 “우리는 존디어의 용접 품질을 그 어느 때보다 향상시킬 수 있는 기술을 개발하고 싶었다. 이것이 바로 고객에 대한 헌신이며, 고객들이 존 디어에게 기대하는 것이다”라고 말했다.

인텔과 존디어는 전문 지식을 결합해 실시간으로 인간 감각의 능력을 넘어서는 수준으로 에지 부분까지 통찰력을 만들어 내는 하드웨어(HW) 및 소프트웨어(SW)를 통합한 엔드 투 엔드 시스템을 개발했다.

이 솔루션은 신경망 기반의 추론 엔진을 사용할 때 실시간으로 결함을 기록하고 자동으로 용접 프로세스를 중단한다. 이 자동화된 시스템은 존디어가 실시간으로 문제를 바로잡고 존디어에게 양질의 제품을 생산하게 해 준다.

크리스틴 볼스 인텔 사물인터넷(IoT)의 부사장이자 산업 솔루션 그룹 총괄 매니저는 “존 디어는 로봇 용접의 공통 과제를 해결하기 위해 AI와 기계 비전(머신비전)을 활용하고 있다”고 말했다.

그는 “존 디어는 그들의 공장에 인텔의 기술과 스마트 인프라를 활용함으로써 이 용접 솔루션뿐만 아니라 잠재적으로 더 광범위한 인더스트리 4.0 혁신의 일부로 부상하는 다른 솔루션까지 잘 자본화할 수 있는 입지를 굳혀 준다”고 말했다.

인텔 코어 i7 프로세서가 에지 솔루션의 AI가 결함을 감지하는 데 사용된다. 인텔 모비디우스 VPU와 인텔 디스트리뷰션 오브 오픈VINO(Distribution of OpenVINO) 툴킷은 산업용 ADLINK 머신 비전 플랫폼(ADLINK Machine Vision Platform) 및 멜트 툴(MeltTools) 용접 카메라와 함께 구현된다.

이성원  sungwonly09@gmail.com
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