용접 불량 검사, AI가 족집게처럼 짚어낸다

에프원소프트 ‘AI 차체 프레임 용접 불량 검사지능화’ 개발, 현장 적용
불량 검사 시간, 15초에서 4초로 대폭 감축 … 검사 정확도 20% 향상

에프원소프트에서 개발한 AI 솔루션 시범운영 설명회 모습

제조업 전문 IT 솔루션 기업 에프원소프트㈜(대표 오승호)가 과학기술정보통신부와 정보통신산업진흥원(NIPA)이 주관하는 ‘충남 친환경 모빌리티 AI융합 지역특화산업 지원사업’ 중 ‘AI 차체 프레임 용접 불량 검사 지능화’ 솔루션을 개발하는 공급기업으로 참여해 관련 기술을 개발하고 실제 현장에 적용하는 검증 절차를 마쳤다고 밝혔다.

충청남도는 소·부·장(소재·부품·장비) 산업 중심의 친환경 모빌리티 허브 구축과 모빌리티 부품 산업을 위한 강소 연구개발 특구 지정 등 지역특화산업 육성을 위한 환경 조성에 역량을 집중하고 있다. 이번에 추진하는 지원사업은 충남 7개 친환경 모빌리티 수요기업을 대상으로 AI 융합 기술 5종 분야의 12개 AI 융합 솔루션을 개발하고 실증하는 것이다.

에프원소프트에서 개발한 솔루션은 AI 융합 기술 5가지 중 ‘검사 지능화’에 해당하는 것으로, 육안으로 진행했던 용접 불량 검사를 AI 기술을 통해 신속하고 정확하게 점검할 수 있도록 구현해낸 것이다.

이번 사업의 수요기업으로 함께한 대일공업㈜(대표 문상인)은 1987년 창업해 자동차용 시트 프레임을 전문적으로 생산해온 기업이다. 수요기업은 시트 프레임의 용접 불량 포인트를 육안으로 점검해 표시하는 방식으로 검사를 진행해 왔다. 작업자가 직접 불량 검사를 수행하는 만큼 속도와 정확도에서 개선하기에는 현실적인 한계가 있었다.

이에 에프원소프트는 수요기업이 직면한 애로사항을 파악해 AI 머신비전(Machine Vision) 검사 장비를 기반으로 용접 불량을 검출하는 시스템을 구축했다. AI 머신비전은 인간의 시각을 대체하는 자동화 기술로, 고성능 카메라와 레이저 모듈, 이미지 센서 등이 결합된 하드웨어 시스템을 통해 영상이나 이미지를 얻고, 딥러닝 알고리즘을 통해 목적에 맞는 정보를 추출해 작업을 수행하는 기술을 뜻한다.

그 결과, 용접 불량 검사 시간은 15초에서 4초 이내로 70%씩이나 줄었다. 1일 평균 검사 시간(200건 기준)도 50분에서 15분 이내로 단축됐다. 그로 인해 1일 불량 검사 수행 가능 건수(1일 평균 50분 기준)도 200건에서 700건 이상으로 늘어났다. 특히 불량 검사 정확도가 70%에서 90% 이상으로 대폭 올라갔다.

에프원소프트 오승호 대표는 “1차년도는 AI 머신비전을 통해 입수한 이미지를 통해 불량 유무를 판독하는 데 4분 정도 걸렸지만, 올해 2차년도에는 불량 이미지 6천 장 이상을 추가로 확보해 딥러닝 학습을 강화하는 등 AI 알고리즘 모델에 대한 최적화 작업을 거친 결과, 4초(양불 판정 시간) 이내로 줄일 수 있었다”고 설명했다.

한편, 대일공업은 AI 기반 시스템을 적용한 결과, 불량 검사의 정확도가 기존에 비해 20% 향상되면서 불량 반품률이 현저히 개선되는 효과가 있었으며, 그로 인해 해당 생산 라인의 연간 생산 비용 역시 1억 원 정도 절감할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

▣ 업체 소개

에프원소프트는 2009년 설립 이후 150여 개 고객사에 맞춤형 ERP, MES, SRM, 그리고 AI 기반 머신비전 솔루션을 공급하며, 스마트 팩토리와 AI 플랫폼 사업 분야에 특화된 기업이다. 반도체, 2차전지, 모빌리티, 화장품, 식품가공, 전자부품 등 다양한 제조 분야의 스마트 팩토리에 AI 솔루션을 적용한 지능화된 공정관리 솔루션을 제공하고 있다. 특히 AI 기술을 이용해 불량검출시스템을 구축, 국내 곤약 산업 최초로 스마트 HACCP 인증을 받았다. 식품 생산 공정에 AI 기반 살균 조건 최적화 솔루션을 적용해 기존 MES 시스템을 AI 기반의 디지털 변환(DX)을 성공리에 이끌었다. 이처럼 식품 산업 분야에서 축적된 AI 기술 관련 노하우를 다양한 분야에 적용 중으로, 스마트 모빌리티(자동차) 분야에서 고도화된 AI 시스템을 구축하고 생산성 향상 및 원가 절감을 도모하는 성과를 올리는 등 인공지능 산업 발전에 기여한 공로를 인정받아 22년 12월 과학기술정통부 장관상을 수상하였다.

에프원소프트에서 개발한 AI 머신비전 검사 장비 모습(왼쪽)과 에프원소프트에서 개발한 ‘AI 차체 프레임 용접 불량 검사 지능화’ 솔루션 실행 화면(오른쪽)