스마트 프로토타이핑의 AI: 효율성 혁신과 비용 절감

작성일: 2019년 11월 26일 | 작성자: WayKen

최초 컴퓨터 개발 이후 IT는 모든 산업에 성공적으로 진입하여 상당 부분, 아니면 지배적인 기능 부분을 차지했습니다. 이 부분은 전자 제어 시스템과 관리 소프트웨어가 개발됨에 따라 매년 증가하고 있습니다. 스마트 프로토타이핑은 IT가 모든 프로세스의 효율성을 높이고 비용을 줄일 수 있는 많은 영역 중 하나입니다. 이에 대한 잠재적 해결책 중 하나가 제조 목적으로 인공지능을 사용하는 것입니다.

오늘날 프로토타이핑을 위한 인공지능

AI의 일부는 이미 오늘날 프로토타입 제조에 사용되고 있습니다. 이들은 상용화되고 검증되기 전까지 최전선 기술은 아닙니다. 그러나 특정 발전이 이루어졌습니다. 예를 들어, 운송 로봇은 제조업체에서 널리 사용됩니다. 매우 유연하고, 크기가 상당히 작으면서 큰 무게를 들어 올릴 수 있으며, 인간 작업자와 협업할 수 있어 절대적으로 안전합니다. 이러한 로봇은 이동 물체를 어디를 터치할지, 어디에 놓을지 결정하기 위해 머신 비전에 크게 의존합니다. 또한 일부 제조 시스템에는 AI 자기 조정 시스템이 장착되어 있습니다. 공작기계가 가공 중에 부품 표면 조도를 측정하고, 절삭 파라미터 조정이 필요하면 자동으로 수행합니다.

이러한 예는 AI가 미래에 프로토타이핑을 개선할 수 있는 방식의 빙산의 일각에 불과합니다.

AI가 프로토타이핑 효율성을 높이는 방법

기계는 이미 다양한 단순 노동, 계산, 시스템 모니터링에서 인간을 대체할 수 있습니다. 그러나 오늘날 인간 업무와 기계 업무의 차이는 의사결정입니다. 기계는 더 큰 힘과 강도를 가지지만 인간은 모든 결정을 내립니다. AI가 발전함에 따라 기계가 스스로 결정을 내리기 시작합니다. 부품을 어떻게 집는지, 충돌하지 않게 어떻게 이동하는지, 물체를 어떻게 올바르게 배치하는지... 이것이 가장 쉬운 단계입니다. 그런 다음 프로토타이핑 작업장에서 모든 마감일을 맞추기 위해 부품 흐름을 어떻게 구성할지, CNC 프로토타입 가공의 최적 파라미터를 어떻게 선택할지, CNC 가공에 가장 적합한 소재를 어떻게 선택할지 등등... 잠재력은 거대하며 오직 AI의 역량에만 달려 있습니다.

최근 기술 개발로 가까운 미래의 잠재적 발전을 엿볼 수 있습니다. 스마트 프로토타이핑을 위한 AI의 가능한 용도를 검토해 보겠습니다.

탁월한 정밀도를 위한 머신 비전

현대 산업은 작아지고 있습니다. 생산량을 말하는 것이 아닙니다. 하드웨어 회로, 마이크로칩, 결과적으로 그들의 인클로저와 가전제품이 전반적으로 작아지고 있습니다. 한편 정밀도 요구는 상승하고 있습니다. 일부 산업은 이미 요구 정밀도와 제조 속도가 인간 능력을 초과한 지점에 도달했습니다. 그래서 프로그래밍된 로봇이 생산 라인에서 자리를 잡았고 인간은 제조 속도는 느리지만 유연성이 더 중요한 프로토타이핑 영역으로 이동했습니다. 하지만 크기는 계속 작아집니다. 인간이 현미경 조립을 더 이상 감당할 수 없게 되면 고정밀 AI 로봇이 대체할 것입니다. 이러한 로봇은 머신 비전 덕분에 양산용 대응 제품보다 훨씬 더 유연합니다.

진정한 유연한 공정

의사결정은 공정 계획에 필수적인 기능입니다. 현재 소프트웨어의 지능 능력은 꽤 제한적입니다. 여러 다른 셋업을 가진 복잡한 생산 체인을 계산하고 작업장 내 모든 프로젝트의 총 타임라인을 추정할 수 있습니다. 이는 항상 프로토타이핑 산업에서 그렇습니다. 그러나 엔지니어가 부품이 필요한 작업에 따라 취하는 경로를 생성합니다. 그가 장비에 작업을 할당합니다. 그는 경험을 바탕으로 그렇게 합니다. 공정 자체는 효율적일 수 있지만 전체 그림을 보면 수많은 다양한 단일 프로토타입, 소량 배치, 모형 모델이 작업장에서 우연히 일치하여 병목 현상을 만들 수 있습니다. 한 장비는 200% 부하인 반면 다른 장비는 유휴 상태입니다.

AI를 탑재한 공정 계획 소프트웨어의 다음 단계는 공정, 작업, 심지어 공작기계 공장 레이아웃을 자유롭게 배치할 수 있는 완전한 자유를 주는 것입니다. AI 소프트웨어는 초당 수천 가지 조합을 계산하고 더 나은 솔루션을 생성할 수 있습니다.

위험 작업을 위한 더 안전한 작업 공간

제조는 종종 위험합니다. 그래서 환기, 조명, 화학 물질 접촉, 개인 보호 등에 표준이 있습니다. 요즘 이건 인간이 모든 위험한 일을 하기 때문에 필요합니다. 왜? 그런 일은 의사결정이나 유연성이 필요하기 때문입니다. 바로 AI가 로봇에 제공해야 할 두 가지입니다. 모든 고용 안전 규정은 프로토타이핑 회사에 많은 추가 비용을 초래합니다. 이는 제품을 더 비싸게 만듭니다. 그런 규칙과 규정이 필요 없는 근로자가 있다고 상상해 보세요. 장착된 것에 따라 로봇은 비합리적으로 독성 조건, 고온, 수중, 어둠, 영하에서도 작동할 수 있습니다. 그리고 그들은 괜찮을 것입니다!

모바일 배치가 프로토타이핑 작업장을 혁신할 수 있습니다

AI를 모든 공작기계, 로딩 로봇, 제어 기계에 추가하여 동기화되고 단일 통합 유기체처럼 작동하게 할 수 있습니다. 이것이 무엇을 초래할까요?

현대 자동차 조립 라인은 공작물이 특정 작업장을 따라 이동하며 단일 작업이 수행되는 경직된 구조로 구성됩니다. 이는 양산에 완벽하지만 시스템은 극도로 비유연합니다.

AI는 우리가 아는 장비 레이아웃과 생산 라인에 혁명을 일으킬 수 있습니다. 여러 연결된 모바일 유닛이 어떤 부품이든 가공할 수 있도록 스스로 결합할 수 있습니다. 중앙 제어 시스템이 필요한 장비 유닛을 결정하고 그들을 함께 배열합니다. 이를 제조 라인이 아닌 로봇 협업으로 생각하세요. AI 의사결정과 로봇 모바일 배치가 결합되면 매일 또는 심지어 매 부품마다 새로운 공작기계 공장 레이아웃을 만들 수 있으며, 사람 몇 명을 옮기는 것과 같은 시간이 걸립니다.