▲ [사진 = 가우스랩(주)]

스마트 팩토리란 공장 내 설비와 기계에 센서(IoT)가 설치되어 실시간으로 데이터를 수집 및 분석해 공장에서 일어나는 모든 상황을 확인하고 이를 분석해 제어할 수 있는 공장을 뜻한다. 사람의 경험과 숙련으로 운용되는 기존 공장과 달리 스마트 팩토리는 수집한 데이터를 기반으로 분석하고 스스로 제어하는 것이 특징이다. 이전에도 공장은 공정별로 자동화가 되었으나 이 공정들을 서로 유기적으로 관리하기에 어려움이 많았다. 그에 반해 스마트 팩토리의 경우 공정에 들어가는 설비 및 장치가 무선통신 등으로 연결되어, 각 공정을 유기적으로 연결해 공정 관리를 효율화시키는 동시에 안정성을 높일 수 있다. 이를 위한 스마트 팩토리에 필요한 기술이 디지털 트윈, 데이터 분석, 증강현실 등이다.

가우스랩(주)은 ‘세상에 보이지 않는 정보들을 증강·분석·해석하는 전문 스타트업’으로 스마트 팩토리에 필요한 디지털 트윈 기술과 데이터 분석, 증강현실 기술을 활용한 전문 점검 솔루션을 제공해 주목을 받고 있다. 가우스랩(주) 이정근 대표는 설립 이유에 대해 “우리나라 제조업은 너무 훌륭하다. 하지만 제조업을 뒷받침해 줄 소프트웨어 회사는 많지 않다.”라고 말했다. 우리나라는 제조업과 이를 위한 설비 소위 하드웨어 면에서는 경쟁력을 갖추었지만 이를 뒷받침할 소프트웨어는 대부분 해외에 의존하고 있다는 것이 이정근 대표의 설명이다. 이정근 대표는 “해외 기업들은 상품을 판매할 때 자사 시스템과 소프트웨어를 함께 판매하기 때문에, 소비자는 결국 그 소프트웨어를 사용하기 위해서 다시 해외 기업에 의존할 수밖에 없다.”라고 말한다. 가우스랩(주)은 이러한 실정을 해결하고 국내에 맞는 소프트웨어를 개발하고자 구성인원을 CPS 분야 설계 해석 및 분석 전문가와 전기 분야 석박사 급으로 구성했다. 이 밖에도 플랜트 및 교육 그리고 마케팅 분야 C레벨을 갖추어 스마트 팩토리 점검 솔루션 분야에서 떠오르는 신성으로 주목받는 가우스랩(주)을 취재했다.

▲ [사진 = 가우스랩(주)]

스마트 팩토리를 위한 산업용 증강 분석 프로그램 개발해

디지털 트윈은 미국 제너럴 일렉트릭에서 주창한 개념이다. 현실의 사물을 컴퓨터 속에 구현하여 쌍둥이 격이 되는 대상을 만들고 현실에서 발생할 수 있는 상황을 컴퓨터로 시뮬레이션해 결과를 미리 예측하는 기술이다. 시장조사 전문기관인 가트너의 경우 2018년과 2019년에 이어 연속으로 10대 IT기술전략 트렌드로 디지털 트윈을 선정했다. 디지털 트윈은 4차 산업혁명이 발전하게 되면서 산업 전반에 확산되고 있다. 국내의 디지털 트윈은 2025년까지 제조 분야를 주도할 것이며 이후 전 산업으로 확산될 것으로 예상되고 있다.

가우스랩 주식회사(대표 이정근)(이하 가우스랩)는 이러한 미래산업인 ‘디지털 트윈’이 지향하는 기술 개발과 이를 위한 품질 좋은 서비스를 개발하기 위해 노력하고 있다. 가우스랩에서는 디지털 트윈 기술을 통해 스마트 팩토리를 위한 산업용 증강 분석을 제공한다. 우리나라의 하드웨어 성능의 수준은 높지만 소프트웨어는 부족한 점이 많기에 가우스랩은 산업용 증강 분석을 제공하는 것에 목표를 두었다. 이 대표는 “캐드나 3D 모델링 같은 외국 툴들은 상당히 고가로 팔린다. 그래서 그런 프로그램은 대기업들 정도만 쓰는 형편이고 가격부담 때문에 중견기업조차도 쓸수가 없다.”라고 말한다. 그리고 “또한 프로그램이 국내 실정에 맞춰서 개발된 게 아니다.”라고 꼬집었다. 국내 산업 전반에 퍼지고 있는 디지털 트윈을 활용하면 대부분 외국 프로그램에 의존하게 된다는 것이다. 또 이러한 툴들에 대해 “프로그램을 유지하기 위해 돈을 해마다 지불해야 한다. 계속 유지하다 보면 해마다 지속적으로 비용을 지불해야 하는 고부가가치 사업이다.”라고도 말했다. 또 “하드웨어를 지배하는 것은 소프트웨어다. 지금 10대, 100대 기업들이 다 플랫폼 회사로 바뀌고 있다.”라면서 프로그램 개발 동기에 대해 전했다.

시각화, 모니터링, 시뮬레이션 3단계 데이터 처리로 디지털 트윈 모듈 구성

디지털 트윈에 필수적인 요소는 가상공간을 현실과 똑같은 환경으로 구현할 수 있는 데이터다. 가우스랩이 개발하고 있는 기술의 경우 여기에 필요한 설비 점검 데이터를 수집하고 분석해낸다. 이렇게 수집한 데이터는 디지털 트윈으로 만들어낸 가상 객체와 연결하는 것은 물론 필요할 때 검색에도 운용될 수 있다. 이렇게 수집된 데이터는 가상현실의 구성 외에도 보고서 작성에 필요한 시간을 감소시키고 작업자의 오판을 줄일 수 있다. 또한 각종 설비나 고장 이력, 도면 정보 등의 설비 데이터를 제공하여 현장 작업자와 관리자 등의 사용자가 비대면으로 기술 업무를 공유하고 협업할 수 있다.

디지털 트윈 모듈을 만들기 위해서는 1단계는 시각화, 2단계 모니터링, 3단계 시뮬레이션 단계를 거쳐야 한다. 시각화가 우선되는 이유에 대해 이 대표는 “사람들은 눈에 보이는 것을 우선시 하기에 시각화가 첫번째 단계로 진행되어야 한다.”라고 말했다. 우선 데이터를 시각화하여 모니터링한 후 각 데이터의 패턴을 분석한다. 그 결과를 시뮬레이션에 적용하여 도출된 데이터들은 빅데이터가 된다. 이 빅데이터는 이후 인공지능이나 디지털 트윈의 토대가 된다.

이 대표는 디지털 트윈을 이용하기 위한 데이터 처리 과정은 자율주행과 비슷하다고 설명한다. 자율주행용 AI를 실행하기 위해서는 도로 환경, 보행자, 차량에 관한 각 데이터를 입력하는 동시에 상황에 맞추어 AI가 확인하고 활용할 수 있도록 해야 한다. 디지털 트윈 또한 스마트 팩토리에서 활용되는 날씨 데이터, 온습도 데이터, CCTV 화상 등 다양한 데이터를 모아 분석하고 시뮬레이션하는 과정을 거쳐야 정확도가 올라간다는 점에서 자율주행과 유사하다. 가우스랩은 정확도를 높이기 위해 데이터 분석 AI 팀을 구성해 만들어낸 모듈을 태블릿 형태로 사용할 수 있도록 앱을 개발했다. 앱은 PC 환경에도 적용할 수 있도록 웹 기반으로 개발되었으며 이 대표는 “서로 유통되면 이제 하나의 시스템이 될 수 있을 것”이라고 전했다.

▲ [사진 = 가우스랩(주)]

증강현실을 활용한 산업용 육안 점검 솔루션 AR/XR LOGBOOK

증강현실(AR)은 가상현실 중 하나로 가상의 사물이나 정보를 합성해 실제 존재하는 사물처럼 보이게 하는 그래픽 기술이다. 증강현실은 게임산업분야에서 자주 활용되고 있으며 근래에는 제조업 등의 산업현장에서 실제 사물과 접촉하지 않고도 사물을 조작하는 용도로 사용하고 있다.

가우스랩이 AR 기술을 접목하는 이유는 데이터를 시각화하기 위함과 동시에 기존의 2D 환경이 한계에 도달했기 때문이다. 대다수의 기계는 이 기계가 돌아가는데 각 부품이 어떻게 반응하는지 시각적으로 알 수 있는 방법이 없다. 소프트웨어로 시뮬레이션 하여 알아볼 수는 있으나 입체적인 기계와 달리 평면적인 환경에서는 기계의 결함을 정확히 분석하기가 어렵다. 이 대표는 “데이터를 더 정확히 하려면 3D로 분석해야 하지만 이를 위해 3D로 도면을 그리는 회사도 없고 3D로 모델링 하는 회사도 없다.”라고 말한다.

그래서 가우스랩이 개발한 것이 ICT 디바이스를 이용한 산업용 증강현실 육안 점검 솔루션, AR LOGBOOK/XR LOGBOOK이다. 산업용 증강현실 육안점검 서비스는 디지털 정보를 시각화하여 현장과 사무실을 비대면으로 실시간으로 연결해 주는 서비스다. 이는 산업용 설비를 점검하고 진단하는 데 사용할 수 있으며 에너지 자원 산업 분야, 제조업, 중공업, 산업체 등 설비시설이 있는 곳이라면 다양하게 활용할 수 있다. 이를 통한 원격 업무를 지원도 가능하다.

기존의 다른 솔루션들은 단순한 원격 업무지원이나 AR 앱 수준에 머물렀으나 AR/XR LOGBOOK은 데이터를 분석해 진단 알고리즘을 생성하고 가상 물리시스템(CPS) 기술을 융합해 실시간으로 점검하고 진단하는 것이 가능하다. 이 서비스에는 설비 점검 및 진단 알고리즘을 기반으로 한 프로세스, 데이터 정보관리 실감 콘텐츠, AR SDK 기반 콘텐츠 및 앱으로 구성되어 있다.

이 외에도 가우스랩에서는 데이터 수집 역할을 맡는 AR/XR LOGBOOK에 이어 수집한 데이터로 AI가 판단 및 결정 내리는 솔루션인 MYAR / MYXR을 제공하고 있다. 현장 실무자의 판단에 의존하던 기존 방식과 달리 AI를 이용하여 실무자의 컨디션 및 기타 환경에 영향을 받지 않는다는 특징이다. 이를 통해 기존보다 더 정확하고 안정감 있는 점검이 가능하다.

가우스랩은 이러한 기술력을 통해 한전 에너지 스타트업 신규 기업에 선정되었으며 AR 기반 디지털 트윈 수배전 설비 순시점검 솔루션을 통해 수자원공사에서 선정하는 제12기 K-water 협력 스타트업으로 선정되었다. 가우스랩은 이러한 성과를 기반해 향후 5G 인프라가 산업 현장에서 상용화됨에 따라 CPS 기반의 산업용 AR 설계 솔루션 및 점검 진단이 가능한 디지털 트윈까지 사업 영역을 확대할 계획이다.