한 달 걸리던 디스플레이 패널 설계...AI는 여덟 시간 만에 뚝딱

LG디스플레이, 전 영역에 AI도입
테두리 매끈한 곡면 설계 '중노동'
지식 학습한 '엣지 설계 AI' 개발
"3년 내 생산성 30% 향상"

LG디스플레이에서 생산하는 디스플레이 패널을 인공지능(AI)이 점검해 불량이 있는 부분을 진한 빨간색으로 표시(왼쪽)하고 있다. AI는 이 불량을 유발한 장비가 어떤 것인지(가운데), 그 해결책으로 '온도를 117도 이하로 제어하라'는 방법까지 제시한다.

손목에 차는 스마트워치나 차량용 계기판에 사용되는 패널(OLED)은 모양이 제각각인 데다 테두리의 휘어진 정도(곡률)가 천차만별이라 설계에만 평균 한 달 정도 걸린다. 디자이너가 매끄러운 곡면을 하나하나 손으로 설계하면서도 신호 전달 품질도 유지해야 하는 '섬세한 중노동'이고 조금이라도 뒤틀리거나 오류가 발생하면 처음부터 다시 설계해야 한다.

LG디스플레이는 이 문제를 인공지능(AI)으로 해결했다. AI에 회사가 보유한 방대한 설계 전문지식을 공부시켜 테두리 곡면을 자동으로 설계해주는 '엣지(Edge) 설계 AI 알고리즘'을 6월에 개발한 것. 회사 관계자는 "설계에 걸리는 시간이 8시간으로 크게 줄었고 오류도 눈에 띄게 줄었다"며 "담당자는 줄어든 시간만큼 설계 품질 향상과 도면 적합성 판단 등 고차원 업무에 집중할 수 있게 됐다"고 말했다.

중국의 맹추격으로 디스플레이업계가 고전을 면치 못하는데 LG디스플레이가 사업 전 영역에 AI를 적용해 생산성 혁신에 나섰다. AI 전환을 통해 3년 안에 생산성을 30% 높여 근본 경쟁력을 강화할 방침이다.

디스플레이 생산의 고질적 문제인 불량률도 AI로 확 낮춘다. 하나의 대형 원판을 자르고 가공하면 약 200개 패널이 나오고 패널 하나는 화면을 구성하는 아주 미세한 점(픽셀·화소)이 300만 개로 이뤄진다. 이 중 픽셀 하나라도 불량이면 출하할 수 없다. 불량을 만들어내는 이물질 크기는 대략 머리카락 굵기의 100분의 1 정도인 1㎛(마이크로미터)다. 한반도만 한 면적에서 야구공 하나 떨어진 걸 찾는 거랑 유사한 난도다.

유기발광다이오드(OLED) 제조 공정 지식을 학습한 AI를 도입하면 얘기가 달라진다. 불량이 있는 패널을 찾아내고 전체 130여 개 생산 공정 중 몇 번째에서 어떤 문제가 있고 그 원인이 무엇인지도 분석해 알려준다. 덕분에 품질 개선에 걸리는 시간은 3주에서 이틀로 짧아졌다. 좋은 품질의 제품 생산량이 늘면서 연간 2,000억 원 이상의 비용 절감 효과를 얻게 됐다는 게 회사 측의 설명이다.

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3주 걸린 불량 점검, AI는 2일이면 끝... 연 2,000억 절감

그래픽=신동준 기자

LG디스플레이 관계자는 "이상을 감지해도 엔지니어들이 모든 데이터를 확인하지 못하고 숙련도에 따라서 데이터 조회 영역이나 이해도도 다르다"며 "결국 굉장히 국한된 영역의 데이터만 보고 분석해 대책을 세우기 때문에 비용이 발생할 수밖에 없는 구조를 개선했다"고 말했다.

사무직에도 변화가 생겼다. AI비서 '하이디(HI-D)'가 AI 지식 검색, 화상회의 실시간 번역, 회의록 작성, 메일 요약 및 초안 작성 등을 지원해, 하루 평균 업무 생산성이 약 10% 좋아졌다.

이영주 제조 AI실장은 "중국도 AI 기술이 뛰어나지만 기업이 각 분야 제조 특성이나 업무에 잘 활용하려면 충분한 제조 현장 데이터를 확보해 결합하는 게 핵심 능력"이라며 "LG디스플레이는 앞선 기술을 바탕으로 전문 제조 지식과 데이터를 확보하고 있어 특화한 AI 기술 개발로 꾸준히 경쟁 우위를 확보할 것"이라고 말했다.

박민식 기자 bemyself@hankookilbo.com