미리보는 5G 스마트팩토리…‘5G-AI 머신비전’이 제품 결함 자동 판별

[한국금융신문 김희연 기자] SK텔레콤이 20일 경기도 안산시에 위치한 ‘스마트제조혁신센터’에서 5G와 첨단 ICT를 접목한 솔루션 5종의 데모 버전을 전시하고 공개 시연을 진행했다.

이날 스마트제조혁신센터 1층과 3층에 전시된 △5G 다기능 협업 로봇 △5G 스마트 유연생산 설비(Smart Base Block) △5G 소형 자율주행 로봇(AMR) △AR스마트 글래스 △5G-AI머신비전 등의 솔루션이 작업 공정 과정을 직접 선보였다.

솔루션 5종은 사람과 협업을 통해 전체 생산성을 높이는 데 중점을 뒀다. 5G, AI, 클라우드 등 첨단 기술도 탑재됐다. 범용 솔루션으로 어떤 기업이든 쉽게 도입할 수 있는 장점을 가졌다.

‘5G 다기능 협업 로봇’은 6축 로봇팔, 3D센싱 기능을 탑재한 2m(가로)x1m(세로)x1.5m(높이) 크기 카트형 로봇이다. 이 로봇은 내부 공간에 스스로 제품을 적재하고 자율주행으로 이동한다. 로봇은 근로자의 요청에 따라 제품을 다음 생산 라인으로 옮기거나 불량품만 따로 모아 별도 공간으로 운송하는데 주로 쓰인다.

인공지능 서버와 연결된 5G는 다기능 협업 로봇에 명령을 전달한다. 라이더 센서를 통해 로봇이 자율주행으로 이동할 수 있도록 주변 상황을 전달하기도 한다.

SK텔레콤은 이 로봇을 자동차 부품 전문기업 ‘셰플러’, 광학기기 업체 ‘씨메스’, 자동화 소프트웨어 업체 ‘엔스퀘어’ 등과 공동 개발했다. 셰플러 안산 공장에 내년 1분기 상용화할 계획이다.


5G 스마트 유연생산 설비(Smart Base Block)는 생산라인을 마치 블록을 쌓듯이 만들 수 있는 솔루션이다. 1.5m(가로)x1m(세로)x2m(높이) 크기의 한 모듈마다 부품 제조를 위한 로봇팔 등이 탑재돼 있다. 생산, 검수, 포장 등을 담당하는 모듈 3~10개가 모여 하나의 제품 생산 라인이 만들어진다.
만약 생산 라인에 새로운 기능이 필요하면 모듈을 더하고, 공정 시간을 줄이고 싶다면 모듈을 빼면 된다.

5G는 각 모듈의 자동화 컴포넌트(센서, 제어기, 로봇팔 등)를 무선화 하는 데 사용된다. 모듈별로 발생하는 빅데이터를 중앙컴퓨터로 전달해 공정 효율을 분석하기도 한다.

제조 업체가 각기 다른 모듈을 연결하고 통신을 가능하게 만들기 위해 OPC-UA(Open Platform Communication Unified Architecture) 표준이 사용됐다.

5G 소형 자율주행 로봇(AMR)은 사람과 협업을 위한 소형 로봇이다. 하단에 달린 바퀴 4개로 좁은 공간에서도 능숙하게 움직인다. 자율주행을 통해 장애물을 스스로 피한다.

로봇 상단은 용도에 맞게 바꿀 수 있다. 작은 로봇팔을 장착해 근로자에게 연장을 전달할 수 있으며, 쉴드박스를 장착해 중요한 부품을 다른 라인으로 전달할 수도 있다. 근로자들을 찾아다니며 음료를 제공하는 도우미 역할 기능으로 개조도 가능하다.

5G는 모바일 로봇 여러 대가 동시에 안정적으로 움직일 수 있도록 끊임없이 제어 명령을 내리는 역할을 한다. 5G로 연결돼 와이파이 연결보다 움직임 범위가 넓고, 안정성이 뛰어나다.

20일 시연에 앞서 진행된 5G 스마트팩토리 확산 전략 발표 때 장홍성 IoT/Data사업단장이 소형 자율주행 로봇에게 마이크를 전달받기도 했다.


5G-AI 머신비전은 국내 1호 5G 산업용 솔루션이다. 자동차 부품이 컨베이어 벨트를 지나가는 동안 1200만 화소 카메라로 사진 24장을 다각도로 찍어, 5G를 통해 클라우드 서버로 전송한다. 서버의 고성능 AI는 순식간에 사진을 판독해 제품에 결함이 있는지 확인한다. 결함 여부는 딥러닝을 통해 판단하기 때문에 기존보다 정확도가 높아졌다.

SK텔레콤은 모바일 엣지 컴퓨팅(MEC) 환경을 통해 5G로 전송되는 기업의 데이터 보안문제를 해결하는 것이 자사 솔루션의 강점이라고 설명했다.

또 5G-AI 머신비전이 근로자와 협업을 통해 1인당 생산성을 최대 2배까지 높일 수 있다고 전했다.

5G 머신비전은 현재 SK텔레콤의 5G 1호 고객사인 명화공업에 도입됐다. SK텔레콤은 물류회사, 타이어 회사 등 다양한 기업과 5G-AI 머신비전 도입을 협의하고 있다고 밝혔다.

이외에도 AR안경을 통해 근로자가 설비, 부품 정보, 조립 매뉴얼 등을 실시간으로 확인할 수 있는 AR 스마트 글래스가 공개됐다. 5G는 AR정보를 항상 최신으로 업데이트하고 반응 딜레이를 최소화한다.

4G LTE의 경우 단말과 데이터 종류에 관계없이 모두 같은 방식으로 전송 처리해 공장 형태·상황 맞춤형 솔루션을 제공하는 데 일부 제약이 있었다. 5G는 설비 유형에 맞게 네트워크 성능을 조정할 수 있다.

예컨대 빠른 반응속도가 필요한 설비에는 모바일 엣지 컴퓨팅을 주변 5G 기지국에 설치해 데이터 전송에 필요한 구간을 줄인다. 수 백 대의 자율주행 로봇이 충돌 없이 움직이기 위해서는 좁은 공간에서도 많은 단말을 안정적으로 연결하는 5G의 초연결 특성을 활용한다. 방위 산업용 부품이나 반도체 부품을 제조하는 공장에는 ‘양자암호통신’을 추가 적용해 네트워크 보안 강도를 높인다.

SK텔레콤은 유형별로 네트워크를 최적화할 수 있는 5G 전용 기술 ‘네트워크 슬라이싱’을 2016년부터 선제적으로 개발해왔다. 28GHz 초고속 데이터 전송 기술, 모바일 엣지 컴퓨팅, 양자암호통신 등도 차례로 상용화할 계획이다.

장홍성 SK텔레콤 IoT/Data사업단장은 “5G 상용화로 스마트팩토리 개발과 구축을 우리나라가 주도할 수 있는 기회가 열렸다”며 “다른 ICT회사, 공장자동화 전문기업과 협업하며 새로운 5G 팩토리 생태계 구축에 앞장서 갈 것”이라고 밝혔다.

김희연 기자 hyk8@fntimes.com