CNC 제조에서의 AI: 기회, 도전 과제, 미래 영향

게시일: 2019년 3월 1일 | 작성: Hailey, WayKen 프로젝트 매니저

인공지능(AI)은 '성장의 연료'이며, 제조업은 다른 비즈니스 부문과 달리 그 적용으로 훌륭한 위치를 차지하고 있습니다. 한동안 CNC 가공이 제조 서비스에서 선도 기술이었지만, 인공지능 기술 도입이 CNC 제조 운영을 장악할 태세입니다.

인공지능이 장악하고 있는가?

인공지능은 더 이상 학술 연구자들의 분야가 아닙니다. 그러나 머신러닝과 딥러닝은 많은 조직이 활용하려는 주류 기술이 되고 있습니다. 이는 제조를 포함한 많은 산업에 긍정적 영향을 미칠 수 있습니다.

AI는 산업 발전의 새 시대를 열었습니다. 기계, 전기, 디지털 기술이라는 세 제조 차원을 촉발한 혁명입니다. 이제 AI는 제4차 혁명인 '인더스트리 4.0'을 주도할 준비가 되었습니다.

인공지능을 생각하면 초지능 컴퓨터와 로봇이 인류를 장악한다는 끝없는 생각에 불안해집니다. 하지만 그건 현실과 거리가 멉니다.

인공지능은 진행되면서 스스로 최적화되는 알고리즘의 작동, 즉 머신러닝으로 알려진 과정입니다.

이 기술은 세상을 혁신하고 프로토타입 제조 방식을 바꾸려 합니다. 인공지능이 돕는 CNC 프로토타이핑의 흥미로운 적용 사례들이 앞장서고 있습니다.

AI가 CNC 제조 부문을 돕는 방식

이것은 현실이며 이미 제조 부문에서 일어나고 있습니다. 인공지능 기술 적용으로 예기치 않은 다운타임과 제품 설계가 크게 줄었습니다. 제조업체들은 AI 분석 데이터를 활용해 효율성, 품질, 직원 안전을 높이고 있습니다.

AI가 제조 부문을 어떻게 변화시키는지 살펴보겠습니다.

직접 자동화 (Direct Automation)

산업 제조에서 주로 인공지능을 사용하는데, 이는 대량 생산으로 전환되기 때문입니다. 로봇은 반복 활동을 수행하고, 역량을 높이며, 자동화 솔루션을 구축하고, 생산 모델을 설계하고, 고품질을 제공하며, 인적 오류가 없습니다.

논스톱 생산 (Non-Stop Production)

사람은 3교대로 연속 생산을 보장하지만 로봇은 생산 라인에서 24/7 작동합니다. 이 능력으로 비즈니스는 시장 수요를 충족하기 위해 생산 측면에서 성장하고 확장합니다.

호의적 운영 환경 (Conducive Operational Environment)

인공지능 통합은 위험하고 무거운 일을 하는 인간이 줄어듦을 의미합니다. 로봇이 인간을 대체함으로써 직장 사고가 최소화되었습니다.

생성적 설계로 더 나은 제품 (Better Products with Generative Design)

인공지능은 제품 설계 방식을 바꾸고 있습니다. 생성적 설계 소프트웨어라는 한 방법에서 엔지니어와 설계자는 간단한 세부사항을 AI 알고리즘 입력으로 넣습니다. 소재 유형, 사용 가능한 생산 방법, 예산 한도, 시간 제약 같은 제한 파라미터를 명시하는 데이터가 포함됩니다.

AI 알고리즘은 해법을 탐색한 후 최적을 제안합니다. 머신러닝으로 답을 테스트하고 어떤 설계가 가장 잘 작동하는지 추가 통찰을 제공합니다.

시시각각 변하는 시장에 적응 (Adaptive to Ever-Changing Market)

인공지능은 인더스트리 4.0 혁명의 핵심 요소입니다. 그 용도를 생산 공정만으로 제한하지 않습니다. 기업이 시장 변화를 예상하도록 제조 체인을 강화하는 데도 AI를 사용합니다. 따라서 경영진에게 시장 파도에 대응할 전략적 계획을 준비할 이점을 줍니다.

인공지능은 위치 연결, 거시경제 요인, 정치적 지위, 사회경제적 요인, 소비자 행동 등 여러 패턴을 연결해 시장 예측을 도출합니다.

수집된 정보는 인력 배치, 재고 관리, 원자재 공급, 에너지 소비 등 제조 서비스 부문 이슈를 안내하므로 매우 중요합니다.

CNC 가공이란?

CNC는 컴퓨터 수치 제어 공작기계 사용을 말합니다. 제조 산업과 관련된 다양한 작업을 수행하는 데 널리 쓰이는 기술입니다. CNC 가공은 제조 서비스 부문의 공정으로, 연삭기, 밀링 머신, 선반 같은 기존 기계장치를 제어하는 방법에 대해 이미 사전 정의된 컴퓨터 코드 세트를 사용합니다.

인공지능이 CNC 가공에 미치는 영향

다른 산업 공정과 마찬가지로 CNC 가공도 잘못될 가능성이 있습니다. 하지만 인공지능이 도와주러 왔습니다.

기계 다운타임 감소 (Reduced Machine Downtime)

기계는 부품 마모, 장비 캘리브레이션 이탈, 때로는 이유 없는 고장 등 여러 문제로 고장 납니다. 이런 일이 생기면 작업자가 문제 원인을 찾으려다 시간을 낭비합니다.

CNC 공작기계에 AI 기술을 적용하는 주된 이점은 자기 진단을 가능케 해 시간을 절약하는 것입니다. 기계는 자신의 정상 작동을 학습합니다. 따라서 고장이 생기면 감지되고 소프트웨어가 문제를 해결하려 시도합니다.

기계 최적화 (Optimization of Machines)

수집된 데이터를 진단에 사용하는 것 외에도, 더 진보한 인공지능은 그 데이터를 분석하고 기계 설정을 변경해 프로토타입 제조를 최적화합니다. 예를 들어 수집된 데이터가 압력 감소가 완벽한 완제품으로 이어짐을 보이면, CNC 기계는 AI로부터 지시를 받아 자동으로 조정합니다.

품질 관리 (Quality Control)

CNC 제조에서 최종 제품이 때때로 불완전할 수 있습니다. 인공지능은 출력 일관성 유지에 도움을 줄 수 있습니다.

Autodesk FeatureCAM 같은 소프트웨어를 사용해 AI는 완제품 프로토타입의 품질을 보장합니다. 따라서 CNC 기계 출력이 모니터링되고 지속적 일관성을 위해 자동으로 조정이 구현됩니다.

결론

인공지능은 인간 역량을 개선하고 확장하며 기업이 더 빠르고 효율적으로 성공하도록 도울 잠재력을 가집니다. 이 기술은 CNC 제조 서비스 산업을 괴롭히는 중요한 내부 과제들(복잡한 결정을 내릴 전문가 부족, 통합 문제, 정보 과부하)을 해결할 수 있습니다.

프로토타입 제조는 클라우드 컴퓨팅을 통해 AI 최적화 메커니즘, 진단 능력, 자기 수정으로 더 많은 제조 서비스와 긍정적으로 연결됩니다. 오직 인공지능의 도움으로 CNC 제조 산업의 미래가 더 좋아진다는 의미입니다.