제조업, XR 준비됐나? VR·AR·MR 가이드

휴대전화와 인터넷이 통신, 교육, 엔터테인먼트뿐 아니라 제조업까지 재정의했듯, XR 기술(가상현실 VR, 증강현실 AR, 혼합현실 MR)도 동일한 근본적 변화를 일으키고 있다. 세 기술은 상호 보완적이며 각기 다른 활용 사례를 가진다.

이 기사는 툴링 U-SME(Tooling U-SME)가 제조업체의 이해를 돕기 위해 개최한 웨비나 요약이다. '제조 교육 솔루션에서의 가상·증강·혼합현실'이란 제목의 웨비나는 비자야난다라즈 바이아푸리 라마링감(Vijayanandraj Vaiyapuri Ramalingam) 박사(시파이 테크놀로지스 북미), 드미트리 코피틴(Dmitry Kopytin, BMW), 채드 슈론(Chad Schron, Tooling U-SME)이 진행했다.

용어 정의

활용 사례를 보기 전 용어를 정리하자. 가상현실은 VR 환경에 완전히 몰입하는 것이다. 고글/헤드셋은 테더드(유선)와 언테더드(무선)로 나뉜다. 테더드는 고성능 PC에 연결돼 더 높은 해상도와 처리 속도를 제공하며, 언테더드는 상대적으로 저렴하다. 기기로는 HTC VIVE, 오큘러스 리프트/퀘스트(Oculus RIFT/Quest), 삼성 기어 등이 있다.

증강현실은 현실 세계에 이미지, 영상 등 디지털 콘텐츠를 오버레이하는 것이다. '포켓몬 고(Pokemon Go)'를 떠올리면 된다. AR은 이미 가진 스마트폰이나 태블릿에서도 구현 가능하다. 스마트 글라스와 다양한 헤드셋도 존재한다. 수많은 애플리케이션이 있다.

혼합현실은 AR과 유사하게 현실에 디지털 요소를 겹치지만, 그 디지털 요소와 '상호작용'할 수 있다는 차이가 있다. 가상 작업 지침이나 다양한 공정에 도구를 오버레이하는 것을 생각하면 된다.

교육 분야의 XR

XR 기술은 오래전부터 교육에 활용됐지만, 군대와 의료 분야만이 감당할 수 있었다. 규모의 경제로 비용이 낮아지며 이제 XR은 스마트 제조 전략의 기둥이 되고 있다. XR은 제조 생산 현장뿐 아니라 교육에도 등장한다. XR 도입의 설득력 있는 이유 중 하나는 '학습 유지율'이다. 연구에 따르면 XR 기술, 특히 VR을 사용하면 콘텐츠 유지율이 월등히 높아진다.

차세대 제조 인력인 디지털 네이티브들에게도 매우 매력적이다. 인터넷과 몰입형 게임과 함께 자란 이들은 혼합 학습 솔루션으로서 XR 기술에 열광한다. 요약하면 비용 절감, 빠른 이해, 생산성 향상, 비용 절감이 제조 운영에서 XR 기술을 추천하는 이유다.

인더스트리 4.0을 논할 때 주로 자동화가 거론되지만, 또 다른 강력한 포인트는 '증강(Augmentation)', 즉 인간과 기술이 협업해 작업을 더 생산적으로 만드는 것이다. XR이 정확히 이를 수행한다. 제조 업무 시간의 최대 30%가 확장현실로 증강될 수 있다. 의사결정자들은 어떻게 반응하고 있을까?

세계경제포럼(WEF) 2020년 9월 조사에 따르면, 전 세계 제조 응답자의 54%가 2025년까지 XR 전략 채택 및 개발 의향이 있다고 답했다. XR 도입이 코로나19 위기 대응에 어떻게 도움이 되는지 묻자, 제조 응답자의 80%가 '원격 근무 기회 확대'를 1순위로 꼽았다. 이어 업무 프로세스 디지털화 가속화(77%), 작업 자동화 가속화(54.3%), 인력 재교육/업스킬링(40%) 순이었다.

핵심적으로 사람, 프로세스, 제품이 XR 도입의 세 기둥이다. XR은 제조가 더 효율적이고 안전하며 정확하게 일할 수 있도록 권한을 부여하는 것이다.

VR은 특히 복잡한 작업 교육에서 큰 이점을 이미 입증했다. XR이 강화하는 핵심 교육 분야는 기본 안전 행동과 문화다. OSHA 안전 원칙, 사다리 안전, 밀폐 공간 탐색 등이 몰입형 사실감이 빛을 발하는 영역이다. XR로 원격 교육도 가능하다. 예를 들어 작업자가 현장에 있으면 원격 교육생에게 실시간으로 시야를 중계할 수 있다.

VR 햅틱스는 아직 진화 중이지만, 교육에서 촉각 피드백의 잠재력은 높다. 실습 가공 방법, 촉각 조립, 유지보수 지원 등이 혜택을 볼 운영 영역이다.

XR 도입 모범 사례

제조 조직의 XR 전략 수립 시 최우선은 비전이다. 사람, 제품, 프로세스 중 어디에 투자할지 항상 염두에 둬야 한다. IT 정책도 변화한다. XR 관점에서 무엇을 원하는지, 어떤 데이터와 얼마나 수집할지 정의해야 한다. 휴대성, 프라이버시, 사이버보안 모두 다뤄야 한다. 기술 면에서 시장에 수많은 기기와 기술이 있으므로, 비즈니스 요구사항을 명확히 정의해 가장 효과적인 XR 선택과 연계해야 한다.

VR에 적합한 사례가 있고 AR에 더 적합한 사례가 있다. 도입 위험 평가 시 원하는 결과와 위험 요소를 명확히 해야 한다. 연령, 기기 공유 등이 위험 요소가 될 수 있다.

직장 도입 준비성에 대한 솔직한 평가도 필수다. 직장 인프라가 XR 솔루션에 준비됐나? 충분한 물리적 공간을 확보할 수 있나? 구성원들이 동의하나? 1세대 기술은 언제나 초기 문제가 있다. 구성원 교육이 필수다. 작게 시작해 개념 증명(PoC)에서 규모 확대로 나아가는 것이 최선이다. 3D 프로그래밍, 모델링 등 사내 자원을 활용하면 VR/AR 개발이 더 쉽고 친숙해진다.

ERP, 품질 보고, 학습 관리 시스템(LMS) 등 타 시스템과의 XR 솔루션 통합을 전체적으로 고려하라. 비전 수립, 지표 설정, ROI 계산이 XR 구현 전략을 다음 단계로 끌어올린다.

BMW의 XR 몰입 사례

제조 및 교육 현장에서 XR을 다룰 때, 세계적 선도 기업도 소규모 업체와 같은 문제에 직면한다. BMW 미국 사우스캐롤라이나주 그리어 공장은 증가하는 교육 비용과 젊은 제조 인력을 유인할 새 콘텐츠 필요성에 직면했다.

약 3년 전, 프로젝트 개발 팀을 꾸리고 360도 영상 두 편으로 VR 세계를 경험해보기로 했다. 부동산 업계에서 친숙한 360 영상은 사용자가 공간에 몰입해 관찰하고 학습할 수 있게 한다(객체 조작은 불가).

1년여 후 BMW는 '큰 성과'를 보고했다. "정말 효과적이다. 직원들이 실제로 모듈에 참여해 더 빨리 사항을 파악한다."

후속 모듈 교육에서도 XR로 전달된 내용을 사람들이 지속적으로 습득하는 진전을 확인했다.

360 영상 임베딩에서 'VR의 다음 단계'인 가상 공간 설계·활용으로 확장했다. 툴링 U-SME의 가상 제조 랩 개발 노력의 베타 테스터가 됐다.

코피틴에 따르면: "커넥터 테스트나 핏 테스트를 하려면 여러 대 기계와 대형 교육 센터가 필요하다. 하지만 가상 공간을 활용하면 교육생 교실에서 여러 명이 VR로 동일 활동을 수행할 수 있다."

다음은 AR로 오버레이하고 MR과 결합하는 단계다. BMW는 작업 지침을 오버레이해 업무를 쉽게 만드는 방안을 탐색했다.

"직원·교육생과 상호작용하며, 궁극적으로 자격을 갖춘 미래 인재를 양성해 그들이 교육에 몰입하고 어떤 형태로 제시되든 주제를 완전히 이해하게 하는 것이 목표다."

툴링 U-SME 및 이 웨비나에 대한 자세한 정보는 www.toolingu.com/resources/Watch-and-Listen 에서 'Virtual, Augmented And Mixed Reality In Manufacturing Training Solutions'를 찾아보시기 바랍니다.