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[기획] 스마트팩토리 구현을 위한 스마트 비전 솔루션의 진화

인공지능과 머신러닝 솔루션의 융합
전문기업 인수합병을 통한 스마트 솔루션 기술 융합

단순한 모니터링 시스템으로만 사용되었던 비전 센서가 제조 산업분야로 들어오면서 머신 비전 기술은 획기적인 발전을 거듭해 왔다. 최근에는 인더스트리4.0과 스마트팩토리의 구현방안에 대한 기술발전이 지속되고 있는 가운데, 인공지능과 머신러닝 솔루션에 대한 혁신적인 발전도 비전 기술에 대한 새로운 적용 영역을 확대해 나가고 있다.

그동안 반도체와 식음료라인에서 단순 검사장비로 머물렀던 머신 비전이 인공지능과 머신러닝을 업고 스마트 비전으로 진화하면서, 스마트 팩토리 구현에서의 핵심 솔루션으로 성장해 가고 있다.

비전 기술의 발전으로 인해 기존의 센서로는 검사 할 수 없었던 영역까지 비전센서가 검사를 할 수 있게 되면서, 비전센서가 기존 센서의 수요를 상당 부분 대체할 수 있을 것으로 생각된다. 특히 제품 들이 과거에 비해서 더욱 소형화, 정밀화되면서 불량 률을 낮추기 위해서 제품 및 부품을 더욱 정확하게 검사하는 것이 중요해지고 있다. 이에 따라 앞으로 비전센서의 수요는 계속 증가할 전망이다.

(이미지. 코그넥스)

[코그넥스]
비전센서 분야에서 가장 큰 이슈는 단연 인공지능과 머신러닝과의 융합이다. 대표적인 글로벌 머신비전 업체인 코그넥스(Cognex)는 지난해 딥러닝 소프트웨어 전문업체 미디시스템즈(ViDi Systems)를 인수했다. 이를 기반으로 코그넥스는 최근 딥러닝 기반의 산업용 머신비전 애널리틱스 솔루션인 ‘코그넥스 비디 스위트(Cognex ViDi Suite)’를 출시했다.

이번에 출시된 코그넥스 비디 스위트는 산업 이미지 분석 전용으로 설계된 딥 러닝 기반의 소프트웨어로 기계 학습의 첨단 알고리즘 세트를 기반으로 신뢰할 수 있는 이미지 분석을 제공한다.

기존의 머신비전 기술은 복잡한 배경에서 비정형적인 불량을 검출하거나 변형이 많은 복잡한 패턴을 정확하게 인식할 수 없었다. 코그넥스 비디 스위트는 차별화된 접근 방식과 인간의 학습 과정을 모델링한 예시 기반의 학습 방법으로 기존 머신비전의 한계를 극복하여 기존 방법으로는 프로그래밍 할 수 없었던 까다로운 검사 및 분류 문제도 해결한다.

조재휘 코그넥스코리아 지사장은 “코그넥스 비디 스위트는 고객들이 비용 효율적이고 믿을 수 있는 자동 품질 관리 시스템을 구축할 수 있도록 지원하는 딥러닝 머신비전 소프트웨어 솔루션”이라고 설명하고, “이번 신제품은 제약, 의료 기술, 자동차, 직물, 인쇄, 물류 및 시계 산업 등 섬세한 검사를 요구하는 분야에서 유용하게 활용될 것”이라고 말했다.

(이미지. 오므론)

[오므론]
자동화 및 센서 시스템 전문기업 오므론(Omron)도 일찌감치 비전 시스템의 스마트화에 적극 나서고 있다. 특히 탁상형 협동로봇과 자율주행이송로봇에 머신비전을 결합하는 방안으로 새로운 제조 및 물류 솔루션을 구상하고 있다.

오므론은 지난 2017년 산업용 카메라 전문업체 센텍(SEN TECH)을 인수를 완료했다. 오므론센텍은 산업용 머신 비전, 의료 및 실험실 등 다양한 용도의 카메라를 개발하고 글로벌 판매하는 산업용 카메라의 선두 주자다. 현재까지 약 200 기종에 다양한 Variation과 고화질을 유지하면서 소형화·고속화를 추구하는 고도로 집약된 카메라 설계 기술을 확보했다.

오므론은 “지금까지 보유하지 못했던 초소형 고화질을 실현하는 카메라 및 그 설계 및 개발 기술을 캡처하여 오므론의 화상 처리 컨트롤러와 맞춰 나가는 사업을 강화”한다는 구상이다. 또한 “각종 산업용 로봇 및 품질 검사 장비와 결합하여 가공 및 조립, 검사 등 모든 생산 공정에 카메라가 설치되어있는 정보가 왕래함으로써 품질과 생산성을 크게 향상시킨 혁신적인 제조업 현장의 실현”에도 적극 나설것이라고 밝혔다.

물론 오므론이 이미 인수한 어뎁트테크놀로지스를 통해 확보한 자율주행이송로봇(AMRs)과 인공지능 솔루션도 한 몫을 톡톡히 하고 있다. 여기에 협동로봇과 비전 카메라 기술을 결합하고, 기존 오므론의 고정밀 화상처리 기술을 통해서 초소형 고화질 스마트 비전 센서 솔루션을 구상하고 있다. 협동로봇에 스마트 비전을 내장시키고, 3차원 물체인식을 통해 Pick & Place하는 스마트 로보틱스 솔루션으로 발전시켜 나갈것으로 기대된다.

[발루프]
비전 및 센서 솔루션 전문기업 발루프(Balluff)는 지난해 2017년 ISS(innovative software services)와 메트릭스 비전(Matrix Vision)을 동시에 인수하고, 비전 센서에서의 카메라부문(메트릭스 비전)과 소프트웨어 애널리틱스 솔루션(ISS) 부문을 강화하면서 하드웨어 중심에서 솔루션 중심으로 비즈니스 중심축을 변화해 나가고 있다.

플로리안 허믈레 발루프 CEO는 인수발표에서 “발루프의 네트워크 기술과 인수한 두 기업의 소프트웨어 역량은 발루프가 단일 공급업체로서 좀 더 포괄적인 자동화 솔루션을 제공할 수 있게 해 줄 것”이라며, “iss와 Matrix Vision 그리고 두 회사의 직원들이 가지고 있는 노하우는 발루프가 디지털 분야에서 도약할 수 있는 기회를 좀 더 효과적으로 활용하고, 하드웨어는 물론 소프트웨어 포트폴리오를 확대하는 데에도 도움을 줄 것”이라고 기대했다.

특히 메트릭스 비전은 다양한 제품군을 선보이면서 지금까지 발루프 그룹 내에서 비교적 중요도가 낮았던 사업 영역을 한층 보완하게 됐다. 이는 바로 카메라 기반의 센서장치다. 1986년에 설립된 임직원 100명의 Matrix Vision은 산업용 이미지 처리 분야의 프레임 그래버, 표준 산업용 카메라, 비디오 센서, 임베디드 시스템과 소프트웨어 개발 및 마케팅 분야에 전문화된 기업이다. 발루프는 메트릭스 비전을 인수하기 전부터 수년동안 발루프의 비전 관련 개발 파트너로 역할을 담당해 왔다.

(이미지. 오토닉스)

[오토닉스]
국내 센서 시스템 전문개발업체 오토닉스(Autonics)가 최근 비전 시스템을 출시하면서 국내 시장에 바람을 일으키고 있다. 오토닉스는 국산 개발을 통해 그동안 해외 수입 제품들이 독점해 왔던 비전 센서들의 고가 정책에 영향력을 행사하고, 자사는 물론 전체 비전 센서의 국내 공급가격을 끌어내리는 것을 통해 다양한 시장에서의 비전 응용을 통한 생태계 확산으로 파이 키우기에 적극 나선다는 구상이다.

오토닉스의 첫번째 제품인 비전센서 VGT시리즈는 조명 일체형 제품으로 기존 비전 시스템에 비해 간단한 설치와 사용자 편의성을 향상시켰다. 또한 글로벌 셔터 방식으로 정확한 촬영과 총 9가지의 필수 검사 기능을 통하여 정밀한 판정이 가능하다. 여기에 간편한 설치로 사용 편의성을 보장할 뿐 아니라, 검사 결과 이미지를 FTP 서버로 전송해 저장할 수 있어 데이터의 관리 및 분석도 제공한다.

오토닉스의 비전센서 VG시리즈는 출시전부터 관련 업계로부터 큰 관심을 받고 있다. 이미 국내의 한 식품업체에 적용해 운용되고 있으며, 이 회사의 해외공장에도 확대 적용이 예정되어 있다. 이외에도 또다른 식품업체와 반도체 장비업체들에서도 다수 테스트 과정을 진행하고 있다.

오토닉스는 “실제로 자동차부품 및 식품 업체에 적용된 사례가 있는데, 식품업체는 단순하게 제조년월일의 유무를 보는 어플리케이션이 대부분이고, 긴급하게 진행되는 경우가 많다.”고 밝힌다. 일반 소비재의 경우, 누락 여부를 검사하는 것이 대부분인데, 테스트 기간이 짧더라도 검사가 된다고 하면 바로 적용해서 사용하는 경우가 많다. 반도체 분야는 충분한 과정을 거쳐서 검증절차를 까다롭게 진행되는 경우가 많다. “반도체 업계에서는 아직까지 검증기간이라고 볼 수 있다. 지금 테스트하는 것들이 결과가 잘 나오면, 올해 하반기 경에는 반도체 분야 에서도 VG시리즈가 적용된 사례가 가시화될 것으로 보인다.”고 전망했다.

오상원 객원기자 news@icnweb.co.kr


About 박은주 기자

뉴스 에디터입니다. 국내외 최신 기술 정보 발굴에 나서고 있습니다.

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