산업기술/제조/경영

Nikkei Monozukuri_2019.2. 특집(1) 요약 (p33~54)

디지털로 후계 육성
인공지능 및 스마트안경, 화상 해석 등 새로운 기술 구사

숙련기능자의 고령화와 생산연령 인구의 감소로 인한 인력부족으로, 제조업계의 현장에서는 기능 계승에 대한 위기감이 전례 없이 높아지고 있다. 계약사원 등의 교체로 이어지는 법개정이 위기감을 더욱 조성하고 있다. 이런 상황에서 기대를 모으고 있는 것이 베테랑의 기술 및 노하우를 정확하게 추출해 효과적으로 전수하는 디지털 기술이다. 감각이 아닌 수치로, 문자가 아닌 영상으로 숙련기능자의 노하우를 젊은 기술자에게 전수할 수 있다. 인공지능 및 스마트 안경, 화상 해석 등 새로운 기술을 구사하여 젊은 인재를 육성하는 기업이 늘어나고 있다.

Part 1. 총론
디지털 기술을 통해 노하우를 형식지(形式知)로/ 정밀도 높은 기록과 알기 쉬운 시각화로 계승

나카야마(中山)철공소(오카야마 현)의 나카야마 사장은 새로운 디지털 기술을 사용해 숙련기능자의 기술을 젊은 사원에게 계승하려는 시도를 하고 있다. 당사는 주로 자동차 부품을 금형 설계부터 제조까지 도맡아 하고 있다. 최근에는 의료기기 및 항공기 부품의 금형에도 도전. 스테인리스강이나 티탄 합금, 인코넬 등 난삭재(難削材)의 가공에도 힘을 쏟고 있다.

그런 당사에게 있어 작업자의 기능을 끌어 올리는 것은 급선무였다. 그러나 지방의 중소기업은 인재 부족이 심각했다. 최근 경기 회복으로 이한 잇따른 대기업의 채용 확산으로 젊은 사원의 채용이 점점 더 어려워지고 있다. 어렵게 채용한 젊은 사원에게는 가능한 빨리 확실한 기능을 몸에 익히게 해 고령화되는 숙련기능자의 뒤를 잇게 하고 싶다. 그렇지 않으면 생산 효율이 오르지 않고 경영이 불가능해 진다.

-- AI의 양부 판정을 젊은 인재 육성에 활용 --
-- 고령화∙인력 부족에 따른 법 개정 --
-- 어려운 노하우의 ‘수집’과 ‘전달’ --
-- 디지털 기술 활용이 신속한 인재 육성의 열쇠로 --
-- 하드웨어의 진보를 따라가는 새로운 서비스 --
-- 체험이 기능 계승을 촉구한다 --
-- 기능자의 ‘시점의 움직임’도 기록 --

Part 2. 사례

■ 덴소
-- 스마트안경; 베테랑의 시점 이동을 교재로
-- 아이트레킹 기술; 스마트 안경으로 신입 사원을 훈련

“고압 직분식 인젝터의 외관 검사 노하우를 숙련된 검사원으로부터 계약사원 등의 초심자에게 전수하는 업무에 대해 거의 100% 실현되었다고 생각한다”. 덴소 니시오(西尾) 제작소의 가솔린 분사제조부 가솔린 분사1공장의 히라야마(平山) 공장장은 이렇게 단언한다.

가솔린 분사공장에서는 분사형 가솔린 엔진의 고압 인젝터와 고압 펌프 등을 제조하고 있다. 외관검사의 기술 계승에 사용하는 것이 스마트안경을 활용한 ‘시점(視点)의 움직임’을 기록하는 시스템이다. 스마트안경으로 숙련된 검사원이 작업할 때의 시점의 움직임을 기록해 그 데이터를 분석, 기능인의 노하우를 추출한다. 초심자의 신입사원 및 계약사원 들에게 효율적인 외관검사의 방법을 전수할 뿐만 아니라 해당 검사의 실무 훈련에도 활용되고 있다.

이곳에서 채택한 것은 토비 테크놀로지(본사 도쿄)의 스마트안경과 아이트레킹 기술이다. 스마트안경의 프레임에 탑재한 LED에서 근적외광을 안구에 조사(照射)해 각막으로부터의 반사를 촬영해 시점의 움직임을 산출하는 ‘각막반사법’을 응용. 동공으로부터의 반사뿐만이 아니라, 각막 표면의 반사광 2점을 기반으로 시점의 움직임을 높은 정밀도로 측정할 수 있다.

-- 기능인은 시점을 ‘숫자 2’ 모양으로 움직인다 --
-- 채택의 관건은 보정 시간의 단축 --
-- 격심해지는 계약 사원의 교체 --

■ 다이킨공업
-- 동영상 기록; 숙련된 ‘납땜’ 기술을 화상 해석
-- 화상 해석; 신입 사원의 훈련 기간을 3개월에서 절반으로 줄여

다이킨공업은 숙련기능자의 기술을 젊은 작업자에게 전수하기 위한 ‘납땜 훈련지원 시스템’을 히타치(日立)제작소와 공동으로 개발해 기능훈련에 활용하고 있다. 히타치의 IoT 플랫폼인 ‘Lumada’의 핵심기술 중 하나인 화상 해석 기술을 이용해 납땜 작업의 기능을 작업 영상을 기반으로 분석해 수치 및 그래프로 정량화시켜 가시화했다. 숙련기능자와 젊은 작업자와의 분석 결과를 비교하면서 훈련하는 방법을 도입해 단기간에 기능을 향상시킨다는 것을 목표로 했다. 그 결과, 도입으로부터 1년여만에 성과가 보이기 시작했다.

-- 3대의 카메라로 작업을 촬영 --
-- 질이 다른 트라이 앤드 에러(try-and-error)로 --
-- 제 몫을 할 때까지 3개월 --
-- 8항목으로 충분, 과도한 데이터화는 불필요 --

■ 도시바(東芝)기계
-- 동영상 매뉴얼 작성; 베테랑이 iPad로 동영상 매뉴얼을 작성, 신입사원과 주고 받는 그림 콘티로 논의하는데 착안

도시바기계의 재료 가공사업부는 2017년말부터 젊은 인재 육성 및 기능계승을 위해 주조(鑄造) 및 기계 가공의 현장에서 매뉴얼을 작성하는 활동을 추진하고 있다. 현재 제작하고 있는 것은 스마트폰 등으로 열람할 수 있는 동영상 매뉴얼. 이것을 현장의 베테랑 작업자가 직접 스마트폰이나 태블릿 단말기로 작성한다는 점이 흥미로우며 젊은 인재 육성에 성과를 올리고 있다.

재료가공업부 주조부 부장인 오가와(小川) 씨는 “현장의 눈높이에서 당사자들이 만들기 때문에 효과가 있다. 매뉴얼 작성을 의논하는 가운데 베테랑도 새로운 것을 깨닫게 된다”라고 그 의의를 강조한다. QC활동의 일환으로 동영상 매뉴얼 작성에 나서고 있으며 현재까지 25개의 동영상 매뉴얼을 만들어 활용하고 있다.

-- 그림 콘티를 만들어 포인트를 알아내다 --
-- 이해도 테스트가 20% 성적을 올려 --

Part 3. IT Tool (도구)
가상 현실 및 AI로 베테랑과 신입사원의 가교 역할/ 지혜와 기술을 디지털로 재현

젊은 기술자∙기능자의 육성이 급선무인 가운데, 암묵지의 형식지화 및 교육을 지원하는 IT 도구가 늘어났다. 특히 주목을 받고 있는 것이 Part 1에서 설명한 원격작업 지원을 중심으로 한 스마트안경이다. 최근에는 단안과 양안, 방폭타입 등 제조 현장에서 사용할 수 있는 것이 잇따라 등장하고 있으며 새로운 후계 육성의 지원 도구로서 기대를 모으고 있다.

가상현실(VR), 인공지능(AI)과 같은 새로운 IT 기술을 활용한 후계 육성에 이용하는 IT 도구도 잇따라 등장하고 있다. 예를 들어 도요(東洋)비즈니스엔지니어링은 설비의 가동 상황 및 계측기의 체크와 같은 확인 작업에 있어서 숙련된 작업자의 노하우를 배우기 위한 VR 훈련시스템 ‘mcframe MOTION VR-learning’을 제공하고 있다. 숙련된 작업자가 설비의 어느 부분을 어떤 순서로 확인하고 있는 지를 VR공간 상에 표시한다. 훈련 수강자는 확인 장소나 숙련된 작업자의 시선 움직임을 예습한 뒤에 HMD를 장착해 VR공간에 표시된 확인 장소를 순서에 따라 둘러본다. 시선의 움직임을 기록해 확인 작업의 순서 및 소요 시간을 정량적으로 평가한다.

VR공간은 실제의 설비를 전천주(全天周) 카메라로 촬영한 정지 화면 및 동영상을 기반으로 그곳에서 본보기가 되는 숙련작업자가 확인하는 포인트를 설정해 구축한다. 3D CG 등이 불필요하므로 손쉽게 훈련 프로그램을 구축할 수 있다는 것이 특징이다. 필요에 따라 순서 및 확인 방법, 주의점 등의 정보도 부가할 수 있다. 현장에 가지 않고도 훈련이 가능할 뿐만 아니라, “동영상을 보기만 하는 훈련에 비해 긴장감이 있어 학습 효과가 뛰어나다”(당사)고 한다. 표준가격은 100만엔(세금 별도) 부터.

-- 베테랑의 사고 패턴을 AI화 --
-- 햅틱으로 힘이 들어가는 정도를 재현 --

● 현장에서 사용할 수 있는 스마트안경과 HMD

스마트안경과 HMD(Head mounted Display)는 이미 다수의 제품이 출하되고 있으며 공장 등에서의 활용 사례도 늘어나고 있다. 신규 진출 제품도 포함해 국내에서 입수할 수 있는 주요 스마트안경 및 HMD 제품을 픽업해 소개하겠다.

■ 스마트안경
(디스플레이 방식과 해상도/OS/카메라의 화소 수/센서 종류/무게/가격(세금 별도)과 출하 시기)

▶ HMT-1Z1: 미국 리얼웨어(Realwear)
(단안, 854X480픽셀/안드로이드 6.0.1/1600만화소/9축 모션센서/GPS/430g/92만8,000엔)
방폭 대응의 단안 스마트안경. 국내 방폭인증 TⅡS Zone-1에 대응한다. 안드로이드를 채택하고 있으며 버튼 한 개와 음성인식으로 조작한다. 마이크는 노이즈 캔슬링 기능이
있으며 스피커와 카메라 등을 갖추고 있다.

▶ MOVERIO BT-350: 세이코 엡손
(양안 시스루, 1280X720픽셀/안드로이드 5.1/500만화소/9축 모션센서/GPS/조명도 센서/119g(HMD부)/오픈가(시장에서 약10만엔))
양안 시슬루 방식의 스마트안경. 컨트롤러와 케이블로 접속해 이용한다. IPx2 생활방수 대응. 헬맷 장착형으로 IP54에 준거한 방진 방수 기능을 갖춘 ‘BT-2000’ 및 HMD의 ‘BT-30E’ 등의 라인업을 갖추고 있어 국내 다수의 이용 실적이 있다.

▶ AceReal One: 썬(SUN)전자
(양안 시스루, 720X900픽셀/안드로이드 6.0.1/800만화소/9축 모션센서/GPS/스테레오 카메라/293g(HMD부)/55만5,000엔/2019년 봄 출하 예정)
IP54에 준거한 방진방수 대응으로 양안 시스루 방식의 스마트안경. 터치 디스플레이와 조작 버튼을 갖춘 컨트롤러와 케이블로 접속해 사용한다. 업무 문서 표시에 적합한 세로형 디스플레이를 채택하고 있다. 메인 카메라 외에 스테레오 카메라를 별도 장비.

▶ M300: 미국 뷰직스
(단안, 640X360픽셀/안드로이드 6.0.1/970만화소/9축 모션센서/근접센서/조명도 센서/ 110g/오픈가(시장에서 약13만엔))
안경 등에 클립으로 부착하는 타입으로 안드로이드를 채택한 단안 스마트안경. 좌우 어느 쪽이든 장착이 가능하며 방진방수 기능을 가지고 있다. 본체의 터치패드와 3개의 버튼, 음성으로 조작 가능. 카메라 기능을 강화시켜 클립 부착형의 외장배터리 등이 추가된 상위버전 제품도 있다.

▶ WCc-X5: 코니카 미놀타
(단안, 1280X720픽셀/Windows 10 Pro/200만화소/비공개/35g(HMD부)/가격은 추후 책정)
홀로그래픽 광학 소자를 사용한 단안 시스루 방식의 스마트안경. 외광의 투과율이 80%이상으로 실제 모습의 시인성을 방해하지 않는 특징이 있다 HMD 부분은 초소형 경량으로 Windows 10 Pro가 동작하는 컨트롤러와 접속해 사용한다. 문서 표시 및 공유, 원격작업 지원 등을 주요 용도로 상정한다.

▶ 인포링커(InfoLinker)2: 웨스트유니티스
(단안, 640X400픽셀/안드로이드 7.0/500만화소/6축 모션센서/60g/19만엔 이하로 2019년 출하 예정)
안경 등에 클립으로 부착하는 타입의 안드로이드 채택의 단안 스마트안경. 좌우 어느 쪽이든 장착이 가능하며 소형 경량의 유기 EL 디스플레이를 채택해 현재 판매 제품보다 품질을 향상시켰다. IPX4 방수대응. 카메라 외에 마이크, 스피커도 탑재했다. 측면에 있는 버튼과 터치 센서로 조작한다.

▶ HoloLens: 미국 마이크로소프트
(양안 시스루, 1280X720픽셀/Windows 10 /9축 모터센서/환경인식 카메라/심도 센서 등/579g/33만8,000엔부터)
다채로운 센서를 갖추고 있어 다양한 용도를 커버할 수 있는 고기능 스마트안경. 각종 센서를 사용해 단독으로도 지금 있는 공간의 상황을 파악하는 능력을 갖추고 있다. 음성 코멘트와 손 동작으로 조작한다.

▶ Versatile: 야마모토(山本)광학
(단안 시스루, 419X138픽셀(초록 단색)/디스플레이 유닛 24g, 프레임 18.6g/광학 유닛 12만엔 정도, 프레임 5,000~6,000엔, 2019년 6월 발매)

▶ picoLinker: 웨스트유니티스
(단안, 640x360픽셀/30g/6만엔)

■ HMD
(디스플레이 방식과 해상도/무게/가격(세금 별도)과 출하 시기)

▶ b.g.: Enhanlabo (양안 시스루, 1280X720픽셀/55g/10만엔대 전반을 예정, 2019년 5~6월에 발매)
안경 위로도 쓸 수 있는 양안 HMD. 시스루형이 아닌, 눈의 위 또는 아래쪽에 장착하며 필요에 따라서 시선을 움직여서 본다. 썼을 때 불편하지 않는 설계에 중점을 두었다. 영상 입력은 HDMI, USB로 전기를 공급한다.

▶ RETISSA Display: QD 레이저 (단안, 1024X600픽셀/50g/59만8,000엔)
망막에 직접 영상을 비추는 유니크한 방식의 HMD. 선글라스와 같은 외관으로 한쪽 눈에 화상을 비춘다. 별도 컨트롤러 유닛을 접속해 사용한다.

 -- 끝 --