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미래는 스마트합니다 - 화상 처리는 Industry 4.0의 중요한 구성 요소입니다.

새로운 바지가 필요하신가요? 지금 바로, 상점을 찾거나 온라인으로 표준 사이즈 바지를 주문하십시오. 대개는 S부터 XL까지의 사이즈 중 하나가 될 것입니다. 대량 생산을 하면 단가는 낮아집니다.

Industry 4.0에서의 섬유 생산은 대신 효율적인 데이터 처리를 활용해 맞춤형 개별 의류를 생산할 수 있습니다. 고객이 모델을 결정하면 화상 처리 시스템(머신 비전 시스템)을 통해 치수를 측정할 수 있습니다.

이는 신체 전후좌우를 촬영할 수 있는 네 대의 카메라를 벽면마다 부착한 작은 탈의실 형태가 될 것입니다. 소프트웨어가 생산을 위한 측정 및 절단 형태를 처리합니다. 나머지 생산 공정은 배송까지 모두 자동으로 실행됩니다.

따라서 미래의 옷가게들은 더 이상 선반에 수많은 상품을 진열해 두지 않고 신속하고 신뢰할 수 있는 생산과 방대하고 실질적인 선택을 통해 서비스를 판매할 것입니다.

산업용 카메라 시스템은 미래형 생산 공정의 비전을 어떻게 실현할 수 있을까요?

산업용 카메라를 중심으로 구축되는 화상 처리 시스템은 이미 자동 생산에서 필수 요소입니다. 원자재 검사와 생산 모니터링(즉, 결함 검사)으로부터, 최종 검사 및 품질 보장에 이르는 모든 생산 단계에서 높은 효율과 품질 기준을 달성하기 위한 필수 요소입니다. Industry 4.0이라는 용어는 산업 생산의 새로운 공정 형태 및 구조를 나타냅니다. 핵심 요소는 네트워크로 연결된 광범위한 데이터 통신입니다. 목표는 종합적인 데이터 수집 및 효과적인 정보 교환을 바탕으로 자체적으로 구성되는 보다 강력하게 사용자 정의된 효율적인 생산입니다.

화상 처리는 여기에서 구체적인 정보를 파악하는 데 있어 결정적인 역할을 할 수 있습니다. 한 가지 중요한 점은 카메라의 성능이 꾸준히 향상됨에도 불구하고 계속 소형화되고 가격이 저렴해지고 있다는 점입니다. 과거같으면 복잡한 시스템이 필요했을 곳에 오늘날에는 작고 효율적인 시스템이 동일하거나 더 나은 결과를 낼 수 있습니다. 이러한 기술적 진보는 네트워크의 끊임 없는 확장과 함께 어우러져 Industry 4.0에서 새로운 애플리케이션을 위한 가능성을 열어 줍니다.

소량 맞춤 생산의 기회

Industry 4.0의 한 가지 중요한 효과는 제어 자동화로 인해 많은 생산품들을 대량 생산뿐 아니라 소량 다품종 생산 방식으로도 가격 대비 효과적으로 생산할 수 있게 되었다는 사실입니다. ‘배치 사이즈 1’은 Industry 4.0의 유행어입니다. 이러한 예 중 하나를 위에서 언급한 섬유 생산에서도 찾을 수 있습니다. 또 다른 예로 우편함이나 난간과 같이 고객의 요구에 맞춰 개별 금속 제품을 생산하는 경우를 들 수 있습니다. 하지만, 정밀한 산업용 카메라 시스템이 이러한 시도를 어떻게 지원할 수 있을까요? 이런 유형의 시스템을 새로 생산한 금속 부품의 코팅을 위해 사용하는 경우를 생각해볼 수 있습니다. 자동 스프레이 노즐은 대개 사전에 프로그램한 페인팅 동작에 따라 작동합니다. 이러한 사전 프로그램된 동작들은 맞춤 작업을 위해 미리 계획하기가 어렵습니다. 기본적으로 디자인 사양으로부터 결정하는 것은 가능합니다. 하지만 최종 스프레이 패턴의 계산은 매우 복잡하고 부정확합니다. 이와 대조적으로 산업용 카메라는 현장에서 부품을 정밀 측정해 개별 형태 및 위치를 파악한 뒤 스프레이 암에 적절한 명령을 내릴 수 있습니다. 아울러, 채색을 평가하거나 코팅의 복잡한 반사 특성을 측정해 도색 결과를 광학적으로 제어할 수도 있습니다. 이러한 제어 데이터는 제어 장치로 실시간 전송할 수 있습니다. 이렇게 해서 자동 코팅 시스템은 스스로 학습하는 시스템이 될 수 있습니다. 이전 경험을 바탕으로 새롭지만 비슷한 부품들을 보다 효율적으로 처리할 수 있습니다.

지치지 않는 공정 감시자, 카메라

센서 데이터는 또한 변경되었거나 심지어 결점이 있는 장치의 동작을 조기에 탐지해 자동으로 대응할 수도 있습니다(예: 공정 변수 변경 또는 교체용 소재 주문 및/또는 서비스 호출). 이것은 생산 설비뿐 아니라 완제품에 대해서도 적용됩니다. 산업용 카메라는 심지어 대형 가공품 및 제품의 색상, 구조 및 기하학적 특성의 정확도 또는 편차에 대한 지칠 줄 모르는 감시 수단을 제공하기 때문에 이 분야에서 매우 중요한 역할을 수행합니다. 윤활, 마모 및 녹이 슨 상태와 같은 '가벼운' 요소들까지도 고려해 회사의 ERP 시스템용 데이터를 제공할 수 있습니다.

생산에서의 화상 처리 - 로봇과 인간의 협력

생산직 사원들도 산업용 카메라를 이용하는 애플리케이션으로부터 혜택을 누릴 수 있습니다. 자동화의 발전에 상관 없이 산업 생산에서 사람이 맡아야 할 부분이 항상 존재할 것이라는 충분한 근거가 있습니다. 여기에는 "사람의" 지각 능력, 융통성 및 비용 문제가 포함됩니다. 그렇더라도 Industry 4.0의 일부로서 미래의 작업 흐름 역시 변화할 것입니다. 헬멧, 작업복 및 공구에 내장된 지능형 머신 비전 시스템을 통해 사람들의 작업 효율을 향상시킬 수 있습니다. 카메라가 점점 더 작고 가벼워지고 있어 기술적으로 이것은 완전히 실현 가능한 것입니다. 이미 오늘날엔 렌즈와 케이스를 포함해 무게가 30g 미만인 우표 크기의 초정밀 산업용 카메라를 구할 수 있습니다. 이러한 비전 시스템은 기능 및 작업 상태를 시각적으로 기록하고 결과를 감시하며 합리적인 후속 조치 또는 정보를 파악한 뒤 사람들에게 전달하는데 이러한 예로는 ‘증강 현실’에 사용하는 스마트 글래스에 표시하는 것을 들 수 있습니다. 이것은 시기 적절한 자재 공급을 도와 생산성을 더욱 높여줍니다.

요약

오늘날 'Industry 4.0'에 대해 어떻게 정의하든 관계 없이 미래의 생산 및 비즈니스 프로세스에서 화상 처리는 중요한 역할을 하게 될 것입니다. 이는 다음과 같은 것들을 보장해 줄 것으로 예상됩니다.

  • 화상 처리 시스템을 이용하는 애플리케이션을 통한 새롭고 보다 효율적인 비즈니스 모델
  • 방대한 데이터 수집 및 시각적으로 파악되는 정보를 바탕으로 하는 자체적으로 구성되는 생산 자동화
  • 운영 프로세스에서의 광범위한 비전 시스템 네트워크 연결을 통한 보다 효율적인 생산.