IT Life

가상현실(VR)과 증강현실(AR), 제조업과 만나다

2016.04.06 09:30

안녕하세요! LG CNS 대학생 기자단 임다은입니다.


최근 가상현실(VR, Virtual Reality)과 증강현실(AR, Augmented Reality)이 단연 IT업계의 뜨거운 화두인데요. 페이스북, 구글, 마이크로소프트와 같은 기업들이 그 가능성에 막대한 자본을 투자한 것으로 알려졌을 뿐만 아니라, 최근 개최되었던 IT업계의 축제인 CES(Consumer Electronics Show)와 MWC(Mobile World Congress)에서도 화제의 중심이었습니다.


● 관련 글: 주목 받는 차세대 플랫폼, 가상현실 (http://blog.lgcns.com/1045)


현재 상용화된 가상현실 기기들은 대부분 게임, 영상 등의 엔터테인먼트 산업에 집중되어 있습니다. 하지만 가상현실은 단순히 재미를 위한 도구를 넘어서 다양한 산업분야와 결합하여 새로운 가치를 창출할 것으로 예상되고 있는데요. 


l Oculus Rift (출처: www.oculus.com/en-us/touch)


현대의 제조산업은 생산하는 제품의 제조공정이 복잡하고 어려워짐과 동시에, 시시때때로 변하는 시장의 요구에 발맞춰 빠르게 대응해야 한다는 압박을 받고 있습니다. 새로운 IT기술과 융합을 통해서 제조업이 어떻게 제품 생산의 비용 절감하고, 효율성을 증대시킬 수 있을지 알아보도록 하겠습니다.

 

  가상현실, 제조업과 만나다

 

① 가상현실을 이용한 제품 디자인


가상현실을 이용하면 디자인하는 과정을 획기적으로 개선할 수 있습니다. 디자이너들이 공간을 초월하여 가상현실 내에서 협업할 수 있기 때문인데요. 여러 명의 디자이너와 엔지니어들은 가상환경에서 디자인을 평가하고, 부품을 조정하며, 여러 가지 대안을 비교하는 과정을 통해 최적의 제품을 만들어냅니다.


이러한 협업의 결과물은 기존의 시스템과 달리 누구나 접근 가능하고, 이해하기 쉬운 형태로 저장됩니다. 따라서 다양한 지식을 가지고 있는 전문가들이 가상현실 내의 제품에 대해 실시간으로 피드백하고 자유롭게 의견을 공유하면서, 더욱 훌륭한 제품을 생산해낼 수 있게 됩니다.


제품의 프로토타입을 가상현실에서 만들게 되면 현실에서 프로토타입을 만들기 위해 수반되는 제작비용을 감소시켜줍니다. 이러한 가상 프로토타입을 이용하면 가상공간에서 기능 검사 등의 과정을 거칠 수 있습니다. 또한, 가상 프로토타입을 고객과 공유하며 함께 제품의 가치를 창출하는 과정을 통해 제품에 대한 고객의 이해도를 높일 수도 있는데요. 고객과 상호작용을 통해 제품을 만들어가는 새로운 형태의 제품 창조 과정이 생기는 것이죠.


l 가상현실을 이용한 제품 디자인 (출처: www.esi-group.com)


이러한 가상현실 기술은 최근 경영학계에 화두가 되고 있는 ‘빅 티밍(Big Teaming, 여러 학문과 산업 전문가로 구성된 팀들의 협업)’을 가능하게 할 것입니다. 전 세계 각 분야의 전문가들이 가상현실을 통해 장애물 없이 커뮤니케이션하고, 협업하면서 빠르게 변화하는 외부환경에 맞춰 문제를 해결하는 혁신적인 기업으로 거듭날 수 있는 것이죠. 


② 가상현실을 이용한 제조공정


제조공정에 가상현실을 활용하는 것은 디자인보다 복잡도가 높아 기술적으로 구현하기 어려운 측면이 있습니다. 하지만 기술적인 측면을 극복하면 디자인에서와 마찬가지로 제조공정도 효율성을 크게 제고할 수 있습니다.


우선 가상현실 기술을 활용하면 가상현실에서 공정, 조립 과정 등을 계획하고 시험해봄으로써 효율적인 공정을 설계할 수 있습니다. 가상공정계획은 여러 관계자들에게 조립공정의 청사진을 시각적으로 표현해줍니다. 미리 조립 과정을 살펴보면 여러 분야의 관계자들이 모여 생산성, 스케줄링 등의 요소들을 분석하고 부적절한 부분에 대한 수정을 할 수 있습니다.


또한, 시뮬레이션을 통해 공정의 데이터, 컴포넌트 시퀀싱, 예상 시간 등의 정보들을 알 수 있고, 이를 바탕으로 여러 대안들간의 비교가 가능해집니다. 엔지니어는 가상현실을 이용하여 사전에 조립과 분해 순서를 평가하고 최적화시킬 뿐만 아니라 제조공정에 필요한 시간, 자원과 툴링[각주:1]에 대해서 살펴볼 수 있습니다. 


이러한 과정을 통해 제조공정에서 오류가 생기는 것을 사전에 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 원하는 제품을 생산해내는데 가장 효율적인 공정을 찾고, 해당 공정의 타당성과 실현가능성을 평가하는 것이죠.


l 가상현실을 활용한 제조공정 (출처: www.esi-group.com)


가상현실 기술은 직원들을 교육시킬 때에도 매우 효과적입니다. 직원들은 어렵고 복잡한 제조공정에 바로 투입되기 전에 새로운 업무에 익숙해질 수 있도록 가상의 환경에서 업무를 시뮬레이션할 수 있습니다. 3D프린터를 통해 모형을 만들고 가상현실 기술의 도움을 받아 조립을 연습하면, 컴퓨터는 이를 분석하여 직원들의 작업을 최적화할 수 있도록 도와줍니다.


가상현실은 직업훈련뿐만 아니라 직원들이 다양하고 복잡한 공정을 한 눈에 파악할 수 있도록 도와줍니다. 관리자는 공정 전체를 살피며 어떤 기능의 개선이 생산성을 높이고, 직원의 스트레스를 줄일 수 있는지 파악할 수 있습니다. 

 

  증강현실, 제조업과 만나다

 

증강현실을 이용하면 디바이스를 통해서 우리가 보고 있는 장면에 대한 추가적인 정보를 제공받을 수 있습니다. 최근 화제가 되고 있는 마이크로소프트의 홀로렌즈(HoloLens)가 대표적인 예인데요. 홀로렌즈는 머리에 쓰는 디스플레이 장치(Head Mounted Display, HMD)로, 반투명 디스플레이 위에서 홀로렌즈의 증강현실 영상이 사용자 환경과 상호작용해 재생됩니다. 예를 들어 증강현실로 구현된 3D 캐릭터가 거실에 있는 소파에 앉아서 사용자와 대화를 나눌 수도 있고, 사무실 책상 위에 3D로 구현한 증강현실 자동차 그래픽을 올려둘 수도 있습니다.


l 마이크로소프트 홀로렌즈 (출처: www.microsoft.com/microsoft-hololens/en-us/commercial)


특히, 손짓으로 증강현실 영상을 조작할 수 있다는 점이 홀로렌즈의 가장 큰 특징인데요. 모니터 속에서만 머물던 영상 콘텐츠 기술을 밖으로 끌어내 현실에 중첩하도록 돕는 기술이 바로 증강현실 기술입니다. 


① 증강현실을 이용한 제조공정


복잡한 제조과정에서도 증강현실이 도움을 줄 수 있습니다. 안경과 같은 증강현실 웨어러블 기기를 착용하면 서류나 태블릿을 통해 따로 지시사항을 볼 필요 없이 증강현실을 이용하여 업무에 필요한 정보와 데이터를 즉각적으로 확인할 수 있습니다. 예를 들어 공장의 경우 증강현실을 통해 분석된 데이터가 실시간으로 직원들에게 제공된다면 그 생산성이 획기적으로 올라갈 것입니다. 


또한, 직원이 복잡한 조립과정을 진행할 경우 조립 순서와 조립 방법에 대한 정보가 자동으로 눈과 귀를 통해 전달될 수 있습니다. 예를 들면 작업이 필요한 시점이나 볼트를 조이는 정도 등 매 순간 필요한 정보를 정확하게 알 수 있게 되는 것이죠. 


② 증강현실을 이용한 물류관리


증강현실을 이용하면 재고관리와 유통관리도 한결 쉬워집니다. 증강현실 안경이 상품의 바코드를 인식하면 어디로 이동되어야 할 제품인지, 재고가 어느 정도 쌓여있는지 등을 알려줘 관리가 수월해집니다. 또한, 제품을 찾기 위해 드는 조사 비용이 감소하며, 필요한 자료는 자동으로 업데이트되어 증강현실 기기를 통해 사람들에게 실시간으로 전달됩니다. 



이 외에도 부품에 적힌 외국어를 증강현실 기기를 통해 번역하는 등 다양한 분야에 활용이 가능합니다. 효율적이고 빠른 유통의 중요성이 증가하는 만큼 증강현실을 접목하여 비용도 줄이고 속도도 높이는 것은 매우 매력적인 혁신일 것입니다.

 

  가상현실의 적용 사례


① 가상현실을 이용해 제품을 디자인하는 Ford사


l Ford Virtual Lab (출처: https://media.ford.com/content/fordmedia-mobile/fna/us/en/news/2013/12/12/new-virtual-lab-improves-ford-global-vehicle-quality--engineers-.html)


미국 자동차 제조업체 포드(Ford)사에서는 1990년대부터 현업에 가상현실을 도입해 왔습니다. 이머젼 랩(Immersion Lab)을 통해 실시간으로 전 세계의 엔지니어와 디자이너가 협업하여 제품 프로토타입을 만들고, 가상현실을 통해 외관뿐만 아니라 내부 구조가 상호작용하는 모습까지 구현해 낸다고 합니다. 이를 통해서 미적 측면과 공학적 측면을 모두 고려한 차를 만드는 것이죠. 


또한, 포드사에서는 2013년 한 해 동안 디자이너들과 엔지니어들이 가상공정 이머젼 랩을 통해 193개 시제품에서 135,000개의 세부사항을 확인했는데요. 이것은 가상현실 기술이 없었던 몇 년 전만 해도 불가능했었던 성과입니다. 


② 가상현실을 이용해 제조공정을 만드는 ESI사


l ESI의 몰입형 가상현실 솔루션 IC.IDO 10 (출처: www.esi.co.kr)


ESI는 가상현실을 이용해 제조공정을 시뮬레이션하는 소프트웨어를 개발하는 미국회사입니다. 이들은 보잉, BMW, 포드 등의 회사들과 협업하여 가상 공정을 만들었습니다. 이를 통해 기업의 의사결정자들이 가상현실에서 직접 제품의 제조과정을 보고 의사결정을 내릴 수 있도록 돕고 있다고 합니다.

 

  가상현실과 제조업의 결합, 과거와 현재 그리고 미래

 

가상현실과 제조업의 융합에 대해서는 1990년대부터 연구가 진행되어왔습니다. 하지만 기술의 부족으로 그동안 실현이 불가능했었는데요. 이제는 저장공간이 기하급수적으로 증가하고 컴퓨팅 성능이 향상되어 가상제조에 필요한 정보처리 기술을 충분히 갖추게 되었습니다. 


최근 IT업계 내에서도 가상현실과 증강현실이 다시 주목을 받으면서 가상현실을 제조업에 적용하려는 시도가 늘어나고 있습니다. 완벽한 구현의 어려움만 극복한다면 이 결합이 제조업에 미치는 파급력은 상당할 것입니다.


우리는 지금 사물인터넷, 빅데이터 등 다양한 IT기술이 열어가는 다품종 소량생산 시대에 살고 있는데요. 가상현실과 증강현실을 활용하여 제품의 기획 단계부터 소비자와 함께 제품의 가치를 창출하고, 유연하게 공정을 운영한다면 4차 산업혁명의 중요한 동력이 되어줄 것입니다. 뿐만 아니라 공정과 유통의 전 영역에 걸친 효율성의 제고를 통해 제조기업의 시간과 비용을 크게 절약시켜줄 것입니다. 가상현실과 증강현실을 적용한 산업의 밝은 미래를 기대해 봅니다. 




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  1. 툴링: 광의의 의미로서 부여된 제품에 대하여 가공에 필요한 모든 조건들을 총괄하여 제품의 완성치수까지의 변수를 추적하여 밝히는 것이며, 심지어는 제품의 완성 후 이동까지를 말하기도 한다. 협의의 의미로는 부여된 조건(제품,장비,치구,공정등)하에서의 공구와 홀더를 선정하는 것을 말한다. [본문으로]
Posted by IT로 만드는 새로운 미래를 열어갑니다 LG CNS
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