증강현실, 작업자를 위한 부가가치

실리콘 밸리 하이테크 공장에서 데이터 글래스를 착용한 사람을 만나는 것은 흔한 일이다. 독일 데트몰드의 플러그 커넥터 제조사 공장에서도 데이터 글래스를 착용한 사람이 눈에 띄기 시작했다. 증강현실은 이제 기술적 잠재력과 경제적 잠재력을 내포하고 있다.

미하엘라 네만 (Michaela Nejman M. A.): Weidmüller Interface GmbH & Co. KG 직원

간단한 조립작업이지만 부품, 공구, 매뉴얼 이 모두를 들고 작업할 수는 없다. 조립과정에서 설치 매뉴얼이 실용적이지는 않지만 꼭 필요한 것이다. 실제 세계와 도면이 서로 다른 관점에서 제시되면서 공간과 관련된 사고의 변화가 일어나고 있다. 생산분야에서도 해결해야 할 도전 과제가 늘어나고 있다. 고도로 자동화된 기계를 정비하거나 재구성하려면 매뉴얼을 참고해야 한다. 매뉴얼에는 대체적으로 몇 가지 폴더를 포함하고 있다. 정비를 위해 기계를 중지하면 시간적인 압박이 뒤따른다. 90년대에 이미 데이터 글래스를 제공하려는 최초의 시도가 있었다. 그 때는 기술이 매우 복잡하고 비용도 많이 들었다. 하지만 이제 상황이 바뀌고 있다.

가상 현실, 어시스티드 리얼리티, 증강 현실의 차이

이 분야의 잠재력을 잘 이해하려면 다양한 타입의 데이터 글래스를 구분해야 한다.

VR (Virtual Reality) 글래스는 사용자의 눈을 완전히 가리는 모델이다. 두 개의 모니터를 통해 3차원 환경, 실물같은 환경, 환상적인 시각을 제공한다. 이를 위해 센서장치가 사용자의 위치와 행동을 파악하여 모사된 환경에서 움직일 수 있게 한다.

AR (Assisted Reality) 글래스는 실제 세상에 좀 더 가깝다. 유사한 예가 바로 구글 글래스이다. 구글 글래스는 헤드업 디스플레이를 통해 환경을 제공한다. 글래스는 정보를 능동적으로 불러오는 태블릿처럼 기능한다.

AR (Augmented Reality, 증강 현실)은 어시스티드 리얼리티의 발전된 형태로 이해하면 된다. 원리는 비교적 간단한 AR 어플리케이션인 스마트폰 앱 포켓몬고를 떠올릴 수 있다. 장치의 위치 데이터와 내장 카메라의 이미지를 통해 디스플레이에 게임 캐릭터가 등장하는 이미지를 생성한다. 이를 위해 현실 세계는 기술에 의해 자율적으로 포착되고 이미지의 가상 부분이 더해진다.

Weidmüller(바이드뮬러)는 이런 증강현실을 자신들의 생산과정에 적용하였다. 독일 북서부에 있는 데트몰드 본사 Global Factory Digitalization & Intelligence 팀은 디지털 시스템과 지능형 시스템을 플라스틱 사출기에 통합하는 임무를 담당하고 있다. 이 씽크탱크에서 사출 성형기의 서비스 기술자에게 마이크로소프트의 홀로렌즈 데이터 글래스를 제공하자는 아이디어가 처음 나왔다.

사출 성형기에서 보는 증강 현실

Weidmüller의 증강 현실: 패트릭 벤야민 뵈크와 그의 Global Factory Digitaliziation & Intelligence 팀은 데이터 글래스를 이용한 AR 어플리케이션을 통해 시간과 유연성을 얻을 수 있다.

터미널 블록은 바이드뮬러에서 가장 많이 팔리는 제품 가운데 하나이다. 터미널 캐리어는 플라스틱 사출 성형기에서 대량으로 생산되는데, 최고의 시스템 가용성은 가히 필수적이다. 장비 교체와 정비 작업을 위한 가동중지와 계획에 없던 작업 중단은 비용증가가 발생한다. 지능형 시스템을 이용하여 프로세스를 원활하게 유지한다면 비용을 줄이고 작업 조건도 개선할 수 있다. 이 과정에서 데이터 글래스는 스캔한 매뉴얼 그 이상으로 활용되고 있다. 작업자는 셋업 작업에서 기계에 관한 모든 정보를 볼 수 있고, 진행되는 주문사항도 확인할 수 있다. 사출성형기에 접근하면, 테두리에 불이 들어오는 3D 모델이 실제 시스템 위에 배치된 것처럼 보인다. 작업자가 성형기 위로 몸을 구부리고 세부 사항을 점검하면 화면도 그의 동작을 좇아 따라간다. 중요한 것은 X선 글래스처럼 기계 안을 들여다 볼 수도 있다. 보이는 것에 따라 자신의 작업을 조정할 수도 있고, 불필요한 부분은 숨기고 중요한 부분은 강조할 수도 있다. 냉각 시스템 호스는 순서에 따라 색상으로 표시할 수 있고, 관련 연결부를 동일한 색상으로 처리할 수 있다. 이를 통해 어떤 순서로 어떤 것을 설치해야 하는지 순서를 정할 수도 있다. 이상적인 것은 데이터 글래스가 근처의 사용할 공구를 감지하고 그 공구를 깜박이며 강조할 수 있다.

모두를 위한 회사 네트워크의 AR 데이터

회사 컴퓨터에 모든 디지털 정보와 모델이 저장되어 있다면, 필요한 데이터를 WLAN을 통해 데이터 글래스로 수신할 수 있다. 데이터 글래스는 Windows 컴퓨터와 같이 네트워크 인프라에 아무런 문제없이 연결할 수 있다. 이를 통해 또 다른 결과를 도출할 수 있다. 정보를 쉽게 업데이트할 수 있고, 연결되어 있는 출력 디바이스에서 불러올 수 있다. 이 기술은 회사가 가지고 있는 노하우를 하나로 묶어 어느 위치에서든 불러올 수 있고, 풀어야 할 큰 과제에도 해결의 단초를 제공한다. 한 가지 예시가 제조 매개변수를 올바르게 설정하는 것이다. 작업자들은 과립내의 온도나 습도 등 사출 프로세스에 영향을 줄 수 있는 노하우를 모아 셋팅하면 많은 시간과 자재를 아낄 수 있다. 바이드뮬러는 전세계 여러 공장에서 제품을 생산한다. 직원들을 교육하기 위해서는 숙련된 전문가가 여러 날 출장을 가야 했다. 하지만 미래에는 이런 작업들이 데이터 글래스 트레이닝으로 대체될 것이다. 직원들은 착용하고 있는 글래스를 통해 교육을 받을 수 있고, 현재 일어나고 있는 상황을 본사에서도 똑같이 볼 수 있어 실시간으로 지원할 수도 있다. 본사에서 전문가가 글래스를 통해 목적에 맞는 지침을 제공하고, 대상물을 색상으로 표시하여 정보를 보여줄 수 있어, 이런 방식으로 문제를 빠르게 해결할 수 있다. 진행되는 프로세스는 녹화할 수 있어, 이를 평가하거나 다음 정비를 위해 저장하고 개선할 수도 있다. 이처럼 바이드뮬러 Global Factory Digitalization & Intelligence팀은 전세계 공장을 데이터 글래스를 활용하여 원격으로 지원하고 있다.

미하엘 루드비히가 양 손으로 비디오 영상을 좇아가고 있다.

다음 단계로는 직원들이 자신의 경험을 축적하고, 쌍방향으로 데이터를 수집하는 것이 가능할 것이다. 특정 기계에서 동일한 오류를 여러 번 경험한 작업자라면 3D 모델로 오류를 해결하는 방법을 저장할 수 있다. 이러한 정보는 입력한 작업자는 물론 다른 직원들에게도 큰 도움이 될 것이다. 처음으로 문제에 직면한 작업자는 수리 전 과정을 녹화하여 전세계 다른 동료들을 위해 저장할 수 있다. 비디오 튜터리얼도 생각할 수 있다. 초보자는 글래스를 통해 어디서든 비디오 튜터리얼을 볼 수 있고, 이 지침에 따라 양 손으로 작업할 수 있다. 이에 대한 컨셉트는 아직 초보단계에 머물러 있다. 현재 인포메이션 포인트에서 기계의 3D 모델로 저장한 다음 비디오, 텍스트, 스케치 등 다른 포맷으로 정보 이미지를 프로그래밍한다. 다음 단계에서 기계는 데이터 글래스가 관련 3D 모델을 불러올 때 사용할 QR코드를 받는다. 이어 대상과의 간격을 측정하고 이 정보로 올바른 치수로 기계에 대한 모든 셋업 정보를 담아 3D 모델을 배치한다.

현재 바이드뮬러는 이 시스템을 공급하기 위해 데이터 베이스를 구축하고 있다. 이러한 결과로 제조공정의 품질을 향상시킬 수 있게 되었다. 동시에 직원들은 작업에 필요한 정보를 매뉴얼이나 방대한 PDF에서 찾을 필요가 없게 되었다. 언제든지 자신이 필요로 하는 정보를 회사 내부의 데이터 베이스에서 찾아, 말 그대로 눈 앞에 펼칠 수 있게 되었다.