엔비디아(www.nvidia.co.kr, CEO 젠슨 황)가 엔비디아(NVIDIA) 창립자 겸 CEO인 젠슨 황(Jensen Huang)이 컴퓨텍스 기조연설에서 폭스콘 인더스트리얼 인터넷(Foxconn Industrial Internet)과 페가트론(Pegatron), 콴타(Quanta), 지멘스(Siemens), 위스트론(Wistron) 등 50 곳이 넘는 제조사와 산업 자동화 공급업체가 공장용 엔비디아 메트로폴리스(Metropolis for Factories)를 도입하고 있다고 발표했다고 밝혔다.

46조 달러 규모에 전세계 공장의 개수만 1천만 개에 달하는 전자 제조업에서는 하자 없는 제품의 생산이 무엇보다 중요하다. 세계 유수의 전자 제조업체들은 제품의 우수성을 높이고자 공장용 엔비디아 메트로폴리스를 채택하고 있다.

공장용 엔비디아 메트로폴리스는 산업 테크놀로지 기업과 제조사가 경쟁에서 우위를 점할 수 있도록 맞춤형 품질 관리 시스템의 개발과 배포, 관리를 지원하는 공장 자동화 워크플로우 컬렉션이다.

전세계 제조업체들은 품질 관리에 연간 6조 달러 이상을 지출하며, 거의 모든 제품 라인에서 하자 감지 작업을 수행한다. 그러나 수동 검사로는 그 수요를 따라가지 못한다.

제조업체 다수가 자동 광학 검사(AOI) 시스템의 도움을 받고 있으나 오류 발생 비율이 높은 편이다. 따라서 노동력이 많이 들고 값비싼 2차 수동 검사를 진행해야 하는데, 이것이 노동 시장의 열악한 상황과 맞물리면서 제품의 가치 하락으로 이어지기도 한다.

공장용 엔비디아 메트로폴리스는 놀랄 만한 수준의 정확도를 가진 검사 애플리케이션의 개발을 위한 최첨단 AI 플랫폼과 워크플로우를 제공한다.

공장용 메트로폴리스로 AOI 지원하는 페가트론
대만 베이터우에 본사를 둔 제조사 페가트론은 생산 라인에서 공장용 엔비디아 메트로폴리스를 사용한다.

페가트론은 머더보드와 스마트폰, 노트북, 게임 콘솔 등 다양한 전자 제품을 제조한다. 매일 300개 이상의 제품과 5,000개 이상의 부품을 처리하는 제조 공장 12곳을 보유하고 있으며, 제품 포트폴리오 전반에 걸쳐 관리할 품질 검사도 많다. 잦은 제품 업데이트로 자체 AOI 시스템을 지속적으로 수정해야 한다.

페가트론은 공장용 메트로폴리스 워크플로우 전체를 도입해 인쇄 회로 기판(PCB) 공장의 시뮬레이션과 로보틱스, 자동 생산 검사를 지원한다. 공장용 메트로폴리스는 전자 제조기업이 자사의 하자 감지 모델을 신속히 업데이트하는 한편, 소규모 데이터세트로 시작해 AOI 시스템의 정확도를 99.8%까지 끌어올리도록 한다.

페가트론은 로봇 시뮬레이터인 엔비디아 아이작 심(Isaac Sim)을 사용해 시뮬레이션에서 로봇 팔(robotic arm)을 프로그래밍하고 플릿(fleet) 단위에서 모바일 로봇 성능을 모델링한다.

엔비디아 옴니버스 리플리케이터(Omniverse Replicator)는 합성 데이터를 생성해 결함을 시뮬레이션한다. 더불어 도메인 무작위화(domain randomization)와 기타 기법으로 대규모 훈련 데이터세트를 구축한다.

메트로폴리스에서 엔비디아 타오 툴킷(TAO Toolkit)을 통해 사전 훈련 모델과 전이 학습에 액세스할 수도 있다. 이로써 강화한 데이터세트를 기반으로 고도로 정확한 하자 감지 모델을 구축하는 것도 가능하다.

엔비디아 딥스트림(DeepStream) 소프트웨어 개발 키트는 여러 개의 영상, 이미지, 오디오 스트림을 처리하도록 최적화된 지능형 영상 애플리케이션 개발에 사용된다. 페가트론은 딥스트림을 사용해 처리량 10배 증가를 달성한 바 있다.

또한 옴니버스를 활용해 검사 장비의 디지털 트윈을 구동하고 향후의 검사 프로세스를 시뮬레이션하면 생산 워크플로우의 효율이 개선된다.

콴타의 자회사인 테크맨 로봇(Techman Robot)도 옴니버스를 사용하고 있으며, 아이작 심을 통해 제조 라인의 로봇들이 진행하는 로봇 검사를 최적화한다.

공장용 메트로폴리스는 페가트론 등의 제조업체들에게 생산 라인의 처리량 증가, 생산비 절감, 제품 품질 개선 등의 이점을 제공한다.

메트로폴리스 지원 생태계의 확대
공장용 메트로폴리스는 기업의 산업용 엣지에서 클라우드에 이르기까지 다양한 곳에 배포가 가능하며, 날로 커지는 대규모 파트너 생태계의 지원 속에 시장에 진출하고 있다.

센서 제조업체, 애플리케이션 파트너, 검사 장비 공급업체, 통합 파트너 등 다수의 전문가들도 이 같은 노력에 동참하고 있다.

이미징 센서 및 시스템의 선도적인 제조업체인 바슬러(Basler)는 엔비디아와 제휴해 엔비디아 딥스트림 SDK와 적극적으로 통합함으로써 AI 기반 검사 시스템을 보다 신속히 구축할 수 있도록 개발자들을 지원한다.

메트로폴리스 파트너사인 퀀티파이(Quantiphi)는 세계 정상급 음료 제조업체와 협력해 GPU 기반 비전 AI로 포장이 완료된 팰릿의 검사 자동화를 추구하고 있다.

엔비디아 메트로폴리스 파트너사인 오버뷰(Overview)와 어드밴텍(Advantech)은 산업 검사, 제품 계수, 조립 검증을 실시간으로 지원할 AI 기반 검사 시스템을 구축하고자 협력하고 있다.

메트로폴리스 파트너사인 지멘스(Siemens)와 데이터 몬스터즈(Data Monsters)는 협업을 통해 산업 검사 시스템을 구축하고 있다. 이를 위해 옴니버스 리플리케이터의 합성 데이터 생성, 엔비디아 타오의 훈련 기능, 딥스트림의 런타임, 지멘스의 엔비디아 젯슨(Jetson) 기반 산업용 PC를 결합하고 있다.