Honeywell의 가상 공간에서 일하고 배우기

직원들에 대한 요구사항이 까다로워지는데 교육할 시간이 없다. 이런 경우 증강현실로 지식을 보다 효율적으로 전달할 수 있다. 필요한 디지털 데이터가 있다면 증강현실로 시간을 절감하고 학습효과를 높일 수 있다.

 

안네마리 디펜브뢱(Annemarie Diepenbroek): Honeywell Process Solutions 시니어 제품 매니저

 

오늘날 산업 플랜트 업체들은 넓은 범위의 요건과 시스템을 커버할 수 있어야 한다. 이들의 작업 범위는 날로 커지고 있으며, 오래된 시스템과 새로운 시스템뿐만 아니라 기계 및 전자 시스템을 포함하고 있다. 이 시스템들은 추가적인 지식을 요구하며 가동 중단, 교육 및 관리 수고를 줄여주는 특수한 소프트웨어 솔루션을 포함한다. 상세한 전문지식이 필요하여 현장에서 보조를 맞출 수 없는 경우, 산업 플랜트 전문업체들은 현장의 효율성, 생산성, 안전성을 어떻게 다룰 수 있을까? 그리고 숙련된 인력이 은퇴하고 교육이 충분하지 않은 새로운 직원들이 역량 공백을 어떤 식으로 대처할 수 있을까? 이런 경우 기술적 보조수단이 도움이 될 수 있고, 기술적 보조수단 가운데 실질적인 효과가 있는 것을 선택하면 된다.

 

학습의 중요성이 증가하고 있다

최근 몇 년 간 학습법이 본질적으로 변하고 있지만, 산업 시스템의 기본은 크게 변하지 않았다.

  • 복잡성이 증가하는 시대에 트레이너나 전문가 또는 동료를 통한 학습이 갈수록 중요해지고 있다. 보다 넓은 스펙트럼이 현장 기술자들에 의해 처리되어야 하지만, 개별 교육이나 다른 상호작용을 위한 시간이 별로 없다. 이러한 환경에서 인더스트리 4.0 범위에서 제공되는 협력 방법들이 사회적 환경의 개선을 요구하고 문제처리 시 도움을 주고 있다.
  • 미래에도 실무교육의 수요는 없어지지 않을 것이다. 하지만 교육할 시간이 별로 없다는 자조 섞인 목소리가 계속해서 들려온다. 벌써부터 현장에서는 자질부족 현상이 나타나고 있으며, 이는 20년 전이나 지금이나 크게 변하지 않았다. 또한 모든 연령대의 직원들은 정보에 쉽게 접근하기를 바라고 있으며, 장기간 정보를 습득하고 수 년에 걸쳐 역량을 갖추기 보다 이를 단기간에 습득하기를 원한다.

 

학습효율 증대를 위한 가상현실과 증강현실

가상기술이 학습 프로세스를 보다 유연하고 신속하게 만들고, 복잡한 프로세스를 개선할 수 있다.

제조산업분야는 경험을 통한 대안 학습법(교육 인력을 직접 교육하기, 학습 비디오 시청, 매뉴얼 읽기 등) 보다 실제적인 효율을 선호하는 것으로 나타났다. 또한 작업자들도 경우에 따라 불러올 수 있는 보다 짧고 목적에 맞는 지침을 원했다. 이러한 구체적인 요건을 충족하기 위해서 가상기술과 증강기술이 이상적인 것으로 나타났다. 이런 경우 실제 세상과 가상 세상(VR, Virtual Reality)이 서로 융합되고 물리적(실제) 대상과 디지털(가상) 대상이 공존하고 상호 반응하는 새로운 환경을 형성되어 직원 학습 프로세스를 유연하고 짧은 시간에 형성할 수 있다.

                  종이를 기반으로 한 기존 학습법과 교육 방법에 대해 효율성 개선 사례를 제공하는 기업이 있다. 우리가 잘 아는 항공기 제조사 Boeing이다. 이 기업은 증강현실(AR)을 기반으로 하는 교육으로 복잡한 제조 프로세스의 생산성과 품질을 개선하였다. 교육 참여자들은 파일럿 프로젝트에서 항공기 날개의 한 구간을 조립하는 데에 필요한 50가지 단계를 AR을 통해 지원받는다. 참가자들은 2D 도면과 문서를 이용해 조립하는 것보다 35%의 시간이 절약할 수 있다. 그뿐만이 아니다. 경험이 없거나 별로 없는 직원들도 처음 시도하는 해당 작업에서 생산성이 90% 정도 늘었다.

AR 기술과 VR 기술이 기업체의 모든 영역에 진출하고 있다.

  • 제품 개발 엔지니어들은 전세계에 퍼져 있는 작업장에서 공중에 투사되는 동일한 자동차 모델을 보고 작업한다.
  • 마케팅과 판매 부서는 각기 다른 구성의 제품들을 프레젠테이션 하는 데에 이 기술을 사용한다.
  • 서비스 기술자들은 가상 지침서를 이용하여 현장에서 기계 또는 장치를 정비하고 수리한다.

IDC의 보고에 따르면, 2021년이면 AR과 VR 총출력이 약 2천 150억 US달러에 이를 수 있다고 하였다. 특히 서비스 영역에서 VR/AR 기술 발전과 채용의 큰 요인이 되었다. VR/AR을 통한 가이드 덕분에 기술자들은 더 이상 수리할 기계에 대해 숙련해야 할 필요가 없어졌다. 또한 매뉴얼과 사용 설명서도 필요 없게 되었다.

                  AR과 VR 기술의 또 다른 중요한 영역은 바로 교육이다. VR/AR 기술은 사용자가 업무를 잘 수행하고 잘 처리할 수 있도록 실제적인 상호작용을 한다. 또한 멀리 떨어지거나 접근하기 어려운 해상 굴착기지 등의 작업을 실제 조건처럼 훈련할 수도 있다.

 

디지털 데이터와 3D 모델이 열쇠이다

작업자는 기본 토대인 디지털 3D 모델을 통해 시스템 정비 등 단계별 지침을 한 눈에 파악할 수 있다.

AR/VR 기술을 실질적으로 구현하는 데에 두 가지 방법을 생각할 수 있다. AR과 VR 내용을 특수한 가상현실 플랫폼을 갖고 있는 기업이 직접 작성하거나, 특정 장치나 기계, 시스템 제조사와 함께 납품하는 것이다. 교육, 특히 특정 시스템 작동을 위해서 후자의 옵션이 제공된다. 이는 정비, 분해 또는 조립 시 어느 단계를 수행해야 하는지 제조사들이 가장 잘 알기 때문이다. 예를 들어 컨트롤 룸의 산업 시스템 제어 또는 기술 장애 시 대응 절차와 같은 프로세스 가상 맵핑의 경우에 사용자가 필요하다. 프로세스와 절차를 가장 잘 아는 것은 결국 사용자이기 때문에 훈련 과정을 대부분 공동으로 개발한다.

                  VR/AR을 직접 또는 공동으로 개발하거나 납품에 관계 없이, 필요한 기본 요건은 디지털 3D 데이터이다. 시나리오에 따라 3D 제품 데이터가 있을 수 있다. 여기에서 제품 데이터 외에 프로세스 단계를 결정하고 단계별 안내를 맵핑하는 것도 중요하다. 산업 시스템과 플랜트의 정비 시나리오의 경우도 마찬가지이다. 하나의 가상 환경에서 전체 시나리오를 개발하려면, 교육 참여자가 가상으로 움직이는 공간과 플랜트의 3D 모델이 필요하다.

가장 큰 장애물 가운데 하나는 종이 위에 있는 정보와 도면을 디지털 시스템으로 옮기는 것이다. 이러한 기본 바탕이 마련되고 모든 관련 프로세스가 정의된 이후 AR과 VR 어플리케이션을 개발하고 사용할 수 있다.

 

기술과 플랫폼은 오래 전부터 있었다

현존하는 데이터 글래스는 인간 공학적 특성으로 8시간 이상 사용하기에 적합성이 떨어지지만, 잠깐이나 교육용으로 사용하기에는 충분하다

다른 수많은 분야와 마찬가지로 제조 기업들도 기존 기술자와 신규 기술자들의 역량을 최고 수준으로 유지하기 위해 많은 도전을 극복해야 한다. 제조 기업들은 직원들을 교육하기 위해 값비싼 컨트롤 시스템과 보안 시스템을 구입하고 관리한다. 하지만 특수한 상황에서 필요한 역량은 거의 측정이 불가능하다.

교육 시스템의 구성요소로서 AR 기술과 VR 기술은 교육 비용을 낮추고 각 지원자들의 역량 상태를 파악하는 데에 도움이 된다. 또한 언제 어디서나 중요한 시스템에서 복잡한 작업을 실시하기 위해 현장 전문가들이 필요로 하는 정보에 접근할 수 있어야 한다. 이러한 VR/AR 현실 구현을 위한 기술과 플랫폼은 오래 전부터 있었고 현재 사용할 수 있다. 물론 제품, 시스템, 공간 또는 전체 설비의 디지털 데이터와 3D 모델이 전제가 된다. 현존하는 데이터 글래스는 인간 공학적 특성으로 인해 지속적으로 사용하기에는 적합하지 않지만, 서비스나 교육에 잠깐 이용하기에는 충분하다. 그리고 지속적인 사용도 이제 시간 문제이다. 데이터 글래스가 더 작아지고 가벼워지고 있으며, 사용자의 망막에 직접 데이터를 투사하는 헤드 마운트 디스플레이 등 이미 진보한 기술이 있기 때문이다.

MM 응용 사례

AR/VR을 이용하여 프로세스 중에 구성 요소 정비하기

Experion Process Knowledge System (PKS)은 지속적인 프로세스와 배치 시스템의 자동화와 관리 그리고 안전 컨트롤 및 전기 컨트롤을 위한 Honeywell의 선도적인 솔루션이다. Honeywell의 C300 컨트롤러는 전세계적으로 200만 개 이상의 I/O 채널로 수많은 산업 플랜트의 중심을 형성하고 있다. 이 컨트롤러는 최대 50ms의 사이클 타임으로 수천 가지 제어 및 컨트롤 기능을 중복 실행하면서 끊김이 없다. 이러한 중복성 때문에 프로세스 중에도 부품을 교체하거나 펌웨어 업데이트가 가능하다.

C300는 정기적인 예측 정비나 오류 진단을 위한 조치 중에도 중단 없이 계속 돌아가도록 보장해야 한다. 하지만 현장 인력은 설계된 컨트롤러에 대해 제한된 실전 경험만 적용할 수 있을 뿐이다. 따라서 Honeywell은 증강 현실을 기반으로 실제 컨트롤러와 치수가 같은 C300 컨트롤러를 포함하여 완전히 시뮬레이션 된 가이드 시스템을 개발하였다. 현장 인력은 이제 안전이 보장된 환경에서 작업할 수 있게 되었다. Experion PKS 소프트웨어를 포괄적으로 통합하여 증강 현실을 통해 자동화 전략을 실제 하드웨어와 동일한 방식으로 가상 하드웨어를 다룰 수 있다. 이를 통해 리스크를 줄이고, 실제와 같은 환경에서 양방향 보조 수단을 더 효율적이고 효과적으로 사용할 수 있다. Immersive Competency는 필수적인 업무에 적합한 지침을 제공하고 학습 효율을 높인다. 구성 가능한 시나리오를 통해 개별 조정이 가능하고 트레이너는 각각의 위치에 맞추어 요구 사항을 조정할 수 있다.

 

MM Software

AR/VR 시뮬레이터로 직원 교육하기

Honeywell이 증강현실과 가상현실의 조합하여 클라우드 기반 시뮬레이션 도구인 „Connected Plant Immersive Competency“를 통해 직원들을 교육하고 있다. 이 제품은 보다 나은 트레이닝과 새로운 최신 형식을 제공하여 신입 사원들을 필요한 지식 수준으로 신속하게 끌어 올린다. 발전된 이 트레이닝 시뮬레이션은 25년의 Honeywell 경험과 데이터 분석을 결합하여 상호작용 환경을 형성하고 다양한 현실 형태를 이용한다. 내용 재현을 위해 Microsoft 홀로 렌즈와 Windows 헤드셋을 혼합현실에 적용하였다.