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IT Solutions

스마트팩토리의 넥스트 레벨, LG CNS ‘버추얼 팩토리’

 

[찐텐 올라가는 DX기술시리즈] 스마트팩토리 1편

 

스마트팩토리는 제품 공정 설계부터 설비, 시스템 구축 모든 생산 과정에 AI·빅데이터·IoT·로봇 등 DX신기술이 녹아들어가 있는 신기술의 집합체입니다. 최소 비용과 시간으로 고객 맞춤형 제품을 생산하기에 첨단 지능형 공장으로 불리기도 하는데요.

스마트팩토리는 공장 내 장비와 기기에 IoT를 설치해 공정 데이터를 실시간으로 수집하고 이를 분석해 목적에 따라 스스로 제어할 수 있습니다. 이는 생산 비용 및 인력 비용 절감, 생산 효율성 확대, 개인 맞춤형 대량 생산 등의 효과로 이어집니다.

최근 스마트팩토리는 올레드(OLED) 디스플레이, 전기차 배터리 등 국가 기밀급 제조 공정과 데이터를 다루고 있는 점에서 기업의 핵심 보안영역으로 꼽히며 더욱 주목을 받고 있습니다.

 

LG CNS 스마트F&C사업부장 조형철 전무가 이노베이션스튜디오에서 가상 레버를 조정하며 '버추얼 팩토리'를 시연하는 모습

DX전문기업 LG CNS는 최근 스마트팩토리 최상위 진화 단계인 '버추얼 팩토리'를 선보였습니다. LG CNS의 버추얼 팩토리는 공장과 설비 등을 실제와 같은 모습으로 가상 화면에 구현하고, 공장에서 발생하는 모든 데이터를 분석해 최적의 공장 운영안을 발굴해냅니다. 이를 가상환경에 적용하고 실제 공장 전체를 제어 가능하도록 지원합니다. 즉 가상으로 구현된 공장을 모니터링하는 기술에서 한 단계 더 나아가 생산 과정 전체를 제어하는 것이 가능해진 것입니다.

예를 들어, ‘버추얼 팩토리’에 접속하면 한국에 있는 엔지니어가 미국에 있는 공장 설비를 원격으로 조종할 수 있습니다. 물리적 장소 제약 없이 여러 명의 전문가가 실시간으로 가상 공장 안에 모여 가상 설비를 살펴보며 문제를 논의할 수도 있습니다. 가상 설비에서 발생하는 수 억 개의 데이터를 분석해 설비 고장을 예측하고, 공정 순서를 자동으로 최적화하는 등 원격 제품 생산도 가능해집니다.

LG CNS는 최근 신물질을 개발하는 연구전용 공장을 대상으로 '버추얼 팩토리'를 활용한 가상공장이 실현 가능한 지에 대해 기술검증(PoC, Proof of Concept)을 성공적으로 마쳤습니다. 현재는 이를 바탕으로 가상공장을 구축하고 있는데요. 향후 안전사고 방지, 에너지 절감, 환경물질 배출 감소 등 고객의 ESG 경영에도 기여할 계획입니다.

LG CNS는 '버추얼 랩' 사업도 추진합니다. 버추얼 랩은 가상 환경에서 △제품 설계 △가상 제품을 통한 품질 테스트 △원격 실제품 테스트 △신물질 개발 등 각종 연구를 수행하는 가상 디지털 실험실을 의미합니다. 현실 속에서 안전, 비용 등의 문제로 시도하기 어려웠던 연구들이 '버추얼 랩'에서는 얼마든지 가능합니다.

현재 버추얼 팩토리와 버추얼 랩은 스마트팩토리의 최상위 진화 단계로 평가받고 있습니다. 설비의 물리적 자동화, 제조 시스템을 통한 정보화, AI·빅데이터 기반의 지능화를 거쳐 디지털트윈을 통한 가상화 단계까지 발전하고 있습니다.

 

LG CNS는 버추얼 팩토리, 버추얼 랩 구축을 위해 디지털트윈, AI, 엣지컴퓨팅 기술 등 다양한 DX기술을 결합했습니다. 디지털트윈은 현실 속 물리적 사물을 디지털 환경에 시각적으로 똑같이 복제하는 기술입니다. 


AI는 생산 데이터를 분석해 설비 고장 시기를 예측하거나 자동으로 제품 불량을 판정하는 등 가상 환경 기반의 공장 자율 운영을 가능케 합니다. 엣지컴퓨팅 기술은 생산 설비, 측정 설비에 탑재돼 데이터 분석과 실행 명령을 중앙 서버에 거치지 않고 빠르게 수행할 수 있도록 지원합니다.

무엇보다 버추얼 팩토리와 버추얼 랩은 데이터를 확보하는 것이 가장 중요한 핵심으로 꼽힙니다. LG CNS는 수십년간 전자, 화학, 물류 등 다양한 산업 분야의 스마트팩토리를 구축하며 데이터를 축적해왔습니다. 이러한 노하우와 빅데이터 기술을 활용해 LG CNS는 설비, 로봇, 설계, 시험, 작업자, 공정, 물류, 안전 등 생산의 모든 영역에서 생성되는 데이터를 확보하는데 집중하고 있습니다.

 

LG CNS 이노베이션스튜디오의 가상화면에 구현된 실제 공장 모습

 

이와 함께 LG CNS는 고객이 직접 DX를 체험할 수 있는 ‘이노베이션 스튜디오’도 운영 중입니다. 고객들은 이노베이션 스튜디오에 방문해서 ‘버추얼 팩토리’와 ‘버추얼 랩’의 기반이 되는 메타버스, 디지털트윈, AR(증강현실), VR(가상현실) 등 최신 DX기술을 직접 체험하고, 사업 아이템을 구체화할 수 있습니다.

스마트팩토리를 넘어 버추얼 팩토리가 대중화된다면 개인 맞춤형 제조 시대가 열리는 셈인데요, 기존 대량 생산중심의 전통 제조업 프로세스가 아닌 개인 맞춤형 대량, 소량 생산이 가능해집니다. 다량의 데이터를 수집해 AI로 생산 규모를 예측해 유연하게 대응할 수 있고, 구매 고객들의 데이터를 분석해 맞춤형 제품을 생산할 수도 있습니다.

또한 불량 제품의 발생 확률도 대폭 낮출 수 있습니다. 각 공장에서 수집된 수많은 데이터를 기반으로 분석하고, 분석한 데이터를 기반으로 스마트한 공장 운영 체계를 갖추게 됩니다. 이렇게 되면 생산현장에서 발생하는 문제의 원인도 알아낼 수 있고 돌발 상황에 대처할 수 있게 됩니다.

 

(출처 : 스마트제조혁신추진단)

 

최근 국내외 많은 기업들이 스마트팩토리 구축을 위한 적극적인 움직임을 보이고 있는데요, LG CNS는 다양한 분야에서 축적해온 데이터와 DX기술 경쟁력을 바탕으로 제조 분야 DX고객 경험 강화에 나서고 있습니다. 스마트팩토리 시장의 미래를 이끌어갈 중심 축으로 자리잡고 있는 LG CNS에 많은 관심과 기대 부탁드립니다.

 

 

 

글 ㅣ LG CNS 홍보팀 최고수

 

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