LG전자 : 제조 현장에 Anthos 하이브리드 클라우드 기반 인공지능 품질 검사 플랫폼 구축
LG전자에 대하여
LG전자는 가전제품, 전자제품, 자동차 부품 등 전자, 가전 분야의 기술 혁신을 바탕으로 전세계를 선도하고 있는 대한민국의 대표 기업입니다. 현재 전 세계 140여 개 국가에서 가전, IT, 자동차 부품, 사이니지, 로봇 등 다양한 분야의 사업을 이어가고 있습니다. LG전자는 기술혁신을 선도하는 리더를 넘어 어떠한 위기상황에도 흔들리지 않고 지속적으로 성장하는 글로벌 기업으로 전 세계 시장의 주목을 받고 있습니다.
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Cloudmate 클라우드메이트에 대하여
클라우드메이트(Cloudmate)는 기술력 중심의 클라우드 전문 기업으로, 분야별 Cloud 전문 엔지니어 및 개발자들이 있으며 고객이 클라우드를 클라우드답게 사용할 수 있도록 지원합니다. 단순히 클라우드의 서비스와 기능만을 얘기하는 것이 아니라 직접 경험해보고, 고객 비즈니스에 맞는 컨설팅을 포함한 총체적인 서비스를 제공합니다. 또한, Google Cloud의 Anthos를 한국 고객에게 가장 먼저 제공한 검증된 컨설팅 및 기술 역량이 있는 파트너 입니다.
LG전자 생산기술원은 제조, 생산 라인에서 머신러닝 기술을 이용한 인공지능 품질 검사 플랫폼인 MAVIN-Cloud를 개발했습니다. 구글 클라우드의 Anthos는 지속적으로 업데이트 되는 MAVIN-Cloud의 애플리케이션과 서비스를 LG전자 내외부의 쿠버네티스 클러스터에 쉽게 배포하고 관리할 수 있는 환경을 구성해주었습니다. LG전자 생산기술원은 MAVIN-Cloud를 구축하고 운영함으로써, 제조 현장에서의 디지털 트랜스포메이션을 가속화하고, 전세계의 제조 라인 현장에서 인공지능 품질 검사를 쉽고 빠르게 적용할 수 있도록 하여, LG전자 제품 품질을 향상시킬 수 있었습니다.
구글 클라우드 사용 효과
- 업데이트된 애플리케이션을 신속하고 안정적으로 배포함으로써 더 많은 생산 환경에 적용 기회
- 여러 현장에서 통합 관리가 가능한 컨테이너 배포 환경 및 쿠버네티스 클러스터 관리 환경 구축
- 다양한 하이브리드 클라우드 환경에서 적용 가능한 인공지능 품질 검사 플랫폼 완성
인공지능 품질 검사 플랫폼을 통한 글로벌 제조라인의 AI 품질 검사 확산 가속화, 생산 현장에서의 불량 검출 오류 95% 감소, 클라우드 기반의 범용 인공지능 품질 검사 플랫폼 구축으로 비즈니스 확장
"Anthos는 국내뿐만 아니라 전 세계 곳곳의 LG전자 생산 현장에서 널리 활용되고 있는 인공지능 품질 검사 플랫폼인 ‘MAVIN-Cloud’를 지속적으로 개발 및 배포하고 효율적으로 관리할 수 있는 환경을 만들어주었습니다. Anthos는 구글 클라우드의 안정성과 쿠버네티스에 대한 기술력을 바탕으로 제조 현장의 요구사항에 맞춰 최신 기술과 애플리케이션을 빠르고 안정적으로 배포할 수 있도록 도와주었습니다. LG전자 생산기술원은 LG전자의 생산현장에 활용되는 인공지능 검사 플랫폼을 개발하고 운영하는 것에서 더 나아가 여러 LG 그룹사와 외부 기업들에게까지 인공지능 기반 품질 검사 플랫폼을 확장할 준비를 진행하고 있습니다."
LG전자는 OLED TV를 비롯해 세탁기, 냉장고 등 스마트 가전 시장에 프리미엄 기술을 도입하며 글로벌 시장을 이끌어가고 있습니다. 뛰어난 기술들이 제품에 잘 반영되어 고객에게 혁신적인 가치를 전달하기 위해서는 제품 자체에 대한 기술 개발 못지 않게 안정성과 효율성이 반영된 최적의 생산 환경을 구축하는 것이 매우 중요합니다. LG전자는 부품 하나하나부터 완제품에 이르기까지 최고의 품질을 확보하기 위해 제조 현장에서 많은 노력을 해 왔는데, 최근 LG전자 생산기술원 제조AI솔루션팀은 구글 클라우드의 Anthos를 활용하여 인공지능 품질 검사 플랫폼인 MAVIN-Cloud를 개발하고 이를 통해 인공지능 품질검사 공정을 전세계 제조 라인에 적용함으로써, 제조 현장의 디지털 트랜스포메이션에 주도적인 역할을 수행하고 있습니다.
4차 산업 혁명 이후로 인공지능 관련 기술이 제조 현장에 빠르게 적용되고 있습니다. 특히 제품이나 부품의 품질 검사 공정에서는 제품 및 부품의 외관이나 조립 상태 검사 단계에서 비전 이미지를 활용하여 불량여부를 판정하는 딥러닝 기반의 머신 비전 검사 기술의 활용도가 증가하고 있습니다. 생산 현장에는 늘 많은 변수가 있고, 인공지능이 아닌 규칙 기반의 머신 비전 검사만으로는 판정할 수 없는 불량이 존재하기 때문입니다. 예를 들어 제품의 한 부분에 긁힘이 있거나 제품의 표면에 불특정한 형태의 찍힘이 있는 불량들은 그 위치와 모양이 모두 다르므로, 정형화된 규칙 기반의 머신 비전 검사로는 이러한 유형의 불량을 완전히 찾아내기가 어렵습니다. 따라서 규칙 기반의 머신 비전 검사로 판정할 수 없는 불량들은 여전히 사람이 직접 육안으로 검사할 수밖에 없고, 이러한 경우 작업자 간의 판정 수준의 편차나 어쩔 수 없이 발생하는 판정 오류(Human Error)의 문제가 있습니다. 딥러닝 기술은 이를 해결할 수 있는 단초가 되었습니다.
다양한 제조라인에 빠르게 적용 가능한 머신러닝 기반 품질 검사 플랫폼 구축
머신러닝 기반 인공지능 기술의 성숙도가 높아지면서 생산 현장에서는 더 많은 유형의 불량을 인공지능으로 정확히 잡아낼 수 있게 되었습니다. 인공지능 기술은 지속적인 발전을 통해서 이전에는 쉽게 판별하지 못했던 유형도 불량으로 판정하는 일이 가능해졌고, 사람이 미처 보지 못하고 놓치는 불량도 능숙하게 잡아낼 수 있을 만큼 정확도가 높아졌습니다. LG전자 생산기술원은 이러한 인공지능 기반의 머신 비전 기술을 적극적으로 활용하기로 했습니다. 다양한 불량의 사례와 데이터를 가지고 딥러닝 학습을 통해 인공 지능 검사 모형을 만들어 내고, 이를 기반으로 사람의 육안으로만 판단이 가능했던 다양한 형태의 불량을 사람처럼 판정해 내는 것입니다.
"LG전자는 생산하는 제품의 종류가 다양하며, 국내뿐만 아니라 해외 곳곳에 생산 공장기지를 많이 보유하고 있습니다. 또한 품질 관리는 완제품뿐만이 아니라 완제품이 되기 전 각 부품이 만들어지는 영역에서까지 광범위하게 관리되어야 합니다. 인공지능 기반의 품질 검사는 이러한 다양한 곳에서의 품질 검사에 대한 균일성을 확보하고, 자동화에 대한 요구를 직접적으로 해결할 수 있는 방법이었습니다."
LG전자 생산기술원 제조AI솔루션팀 이혜진 파트장은 생산 현장이 이전에 없던 큰 변화를 경험할 것이라는 기대로 LG전자 생산기술원이 머신 비전 기반의 인공지능 품질 검사를 시작하게 되었다고 말했습니다. 또한 단순히 각 공정에 적합한 인공지능 검사모형을 만들어 내는 것만이 아니라 제조 운영 환경 전체를 아우를 수 있으며, 검사모형의 개발 및 운영 라이프사이클 전체를 관리할 수 있는 인공지능 기반의 품질 검사 플랫폼인 ‘MAVIN-Cloud’로 그 변화가 한 단계 높이 성장하는 국면으로 접어들었다고 덧붙였습니다.
LG전자의 데이터/인공지능 전문가들은 머신러닝을 이용해서 각 제품, 부품의 품질 검사 공정에 알맞은 인공지능 검사 모형을 만들어 냈습니다. 하지만 인공지능 검사 모형 개발은 각기 다른 개발 환경에서 이루어지기 때문에 다양한 현장에 검사 모형을 한번에 배포하거나, 이후에 유지관리를 위한 재학습을 개별적으로 진행하는 것이 쉽지 않았습니다. 원활한 운영을 위해서는 각자의 딥러닝 모델 개발을 위한 각자의 개발 환경을 직접 구성해야 했고, 데이터 확보 및 전처리, 학습부터 그 이후에 평가까지 인공지능 기술을 능숙하게 활용할 수 있는 전문가가 많이 필요했습니다.
LG전자 생산기술원 제조AI솔루션팀은 여기에서 한 가지 고민을 시작합니다. 데이터/인공지능 전문가가 아니더라도 더 많은 현장에서 누구나 인공지능을 쓸 수 있을 만큼 쉽게 서비스를 만드는 것입니다. 머신러닝 모델에 대한 학습은 데이터/인공지능 전문가가 하는 것이 일반적이지만 생산 현장에서 필요한 머신러닝 모델의 학습 방법 자체는 유사한 특징을 가지기 때문에 이를 비전문가도 쓰기 쉬운 애플리케이션으로 개발하여 서비스를 제공할 수 있어야 한다는 결론에 이르렀습니다. 제조 현장에서 확보된 대량의 이미지를 가지고, 인공지능 전문가가 아닌 현장의 담당자들이 직접 불량 이미지를 분류하거나 제품의 특정 부위에 어떤 불량이 있다는 것을 마우스로 표시만 하고, 별다른 설정이나 코드에 대한 직접적인 개발 없이도 몇 번의 클릭만으로도 쉽게 머신러닝 모델을 학습할 수 있는 애플리케이션을 만들었습니다.
이혜진 파트장은 다양한 현장에 맞는 수많은 인공지능 품질 검사 모형에 대한 학습과 관리가 개별적으로 이루어지는 방식으로는 다양한 공정, 많은 현장에 빠르게 적용하고 운영하기가 어려웠다며, 결국 이를 빠르고 효과적으로 적용하고 지속적으로 관리할 수 있는 플랫폼이 필요했다고 말했습니다.
"인공지능에 전문성이 없어도 약간의 교육으로 직접 딥러닝 모델을 학습하고, 데이터와 모델을 서로 공유하며 운영할 수 있는 공통의 전사적 표준 플랫폼을 만드는 것이 최종적인 목표였습니다."
시작부터 클라우드로 더 많은 환경에 플랫폼을 확산하기 위한 채비 갖춰
LG전자 생산기술원 제조AI솔루션팀은 LG전자를 비롯해 LG그룹 전체의 제조 경쟁력 향상을 위하여 인공지능 기반의 다양한 제조 솔루션 및 플랫폼을 개발하는 조직입니다. 따라서 MAVIN-Cloud 인공지능 검사 플랫폼을 LG전자 외 타 그룹사, 혹은 외부의 기업들도 동일한 경험으로 이용할 수 있도록 그 구조를 설계할 때부터 미리 준비를 시작했습니다.
대부분의 제조 현장에서 생성된 실제 데이터는 기업 외부로 공유할 수 없는 중요한 자원입니다. 이 때문에 각 현장에서는 각자 구축한 온프레미스 환경에 보관된 데이터를 외부로 내보내지 않으면서 개별적으로 구축된 MAVIN-Cloud를 통해 생산라인에 활용할 인공지능 검사 모형을 만들 수 있어야 했습니다. 하지만 현장마다 다른 온프레미스 환경에 개별적으로 MAVIN-Cloud 서비스를 구축하는 경우, 애플리케이션의 업데이트 및 배포, 검증 작업이 현장 내부에서 지속적으로 이뤄져야 하기 때문에, 필연적으로 유지보수 및 관리의 어려움을 겪을 수밖에 없었습니다.
내부적으로 수많은 논의 끝에 쿠버네티스 클러스터 구성을 통하여 동일한 서비스를 각 현장에 제공할 수 있도록 준비하는 것으로 의견을 모았습니다. 하지만 각 현장에서의 온프레미스 환경의 보안, 네트워크, 관리 체계가 다르기 때문에 쿠버네티스 클러스터 환경을 유지하는 숙제가 남아있었고, 구글 클라우드의 Anthos는 이러한 고민을 가장 효과적으로 해결해 줄 수 있는 서비스였습니다.
이혜진 파트장은 Anthos가 여러 환경의 쿠버네티스를 모두 동일하게 관리할 수 있도록 만들어주기 때문에 애플리케이션의 배포, 운영 등 관리의 일관성을 확보해 주었다고 말했습니다.
"Anthos를 통해 새로운 알고리즘으로 기능이 개선된 MAVIN-Cloud를 배포하여 모든 환경에서 동일하게 운영할 수 있는 기반을 마련하였습니다."
안정적인 서비스 배포와 운영관리로, 더 많은 제조 현장에 도입, 불량 검출 오류 95% 감소
MAVIN-Cloud가 인공지능 기반 제조 현장 품질 검사 플랫폼으로서의 역할을 충분히 하기 위해서는 빠르고 안전한 배포, 그리고 지속적인 업데이트와 운영 관리가 실질적으로 이루어져야 했습니다. 제조AI솔루션팀은 LG전자에서 운영될 MAVIN-Cloud의 최종 형태로 온프레미스에서 동작하는 쿠버네티스 클러스터를 구축하고 그 위에 애플리케이션/서비스를 배포하여 최종 사용자는 SaaS와 같은 환경으로 접근할 수 있는 형태를 구성하기로 결정했습니다.
제조AI솔루션팀은 HPC수준의 고성능의 온프레미스 기반 Private Cloud 환경을 먼저 구축했고, Anthos를 기반으로 MAVIN-Cloud를 운영할 수 있는 환경을 마련하였습니다. 쿠버네티스 컨테이너를 다루는 기술과 방법 측면에서 구글 클라우드에 대한 높은 신뢰도 또한 중요한 부분이었습니다. 이혜진 파트장은 Anthos는 온프레미스와 클라우드 환경을 연결해주었고, 이로 인해 배포와 관리의 일관성을 갖출 수 있었으며, 새로운 기술 도입이 조심스러울 수밖에 없는 제조 현장에서 안정적이고 지속적인 기술 지원을 이어갈 수 있다는 점도 Anthos의 강점으로 꼽았습니다.
"Anthos는 구글 쿠버네티스 엔진을 바탕으로 운영됩니다. 쿠버네티스는 구글이 기반을 설계하고 오픈소스 형태로 운영되기 때문에 구글의 기술력을 통해 쿠버네티스의 새로운 요소들이 빠르게 적용되고, 최적화도 잘 이뤄집니다. 컨테이너 기술은 지금도 빠르게 발전하고 있는데, Anthos는 구글 클라우드의 안정성과 쿠버네티스에 대한 기술력을 바탕으로 높은 안정성을 확보하면서도 최신의 요소들을 빠르게 반영할 수 있었습니다."
MAVIN-Cloud는 지속적인 고도화 개발과 상시 배포를 통해 안정적이면서도 지속적으로 사용자에게 인공지능 검사 플랫폼의 가치를 전달하고 있습니다. LG전자는 전세계 제조 현장의 표준 검사 플랫폼으로 MAVIN-Cloud를 활용했고 그 효과는 곧바로 눈에 띌 만큼 뚜렷하게 드러났습니다. 어떠한 공장에서도 수없이 쏟아져 나오는 부품이나 제품들의 불량을 확인하는 과정에서 사람의 잘못된 판정이 발생할 수 있습니다. 이는 사람뿐만아니라 기계도 마찬가지이지만, 머신러닝의 경우 더 높은 품질 관리 기준을 두어도 판정의 오류가 감소하는 효과를 냈습니다. 이혜진 파트장은 지속적인 AI 알고리즘 고도화와 알고리즘 재학습을 통한 효과로 검사 모형의 정확도가 빠르게 향상되고 있다고 설명합니다.
"MAVIN-Cloud를 통해서 AI 검사모형의 개발 기간은 기존보다 50%이상 단축되었으며, 해당 AI 검사 모형이 적용된 생산 라인에서는 잘못된 불량 판정이 발생하는 비율이 기존보다 95% 줄어들었습니다. 불량 판정의 정확도는 점점 더 높아졌고, 잘못된 불량 판정에서 일어나는 손실은 크게 줄었습니다. 무엇보다 Anthos는 인공지능 기반의 품질 검사에 대한 적용 폭을 더욱 넓힐 수 있도록 서비스 배포와 운영의 안정적인 기반을 마련해 주어 전 세계의 LG전자 생산라인에 AI 검사를 빠르게 가속화하여 적용할 수 있게 해주었습니다."
어떤 현장에든 적용할 수 있는 유연성, 퍼블릭 서비스로 새로운 기회 확장
Anthos의 가장 큰 강점은 어떤 클라우드와도 연결되는 유연성입니다. 단순하게 보면 구글 클라우드와 같은 환경을 만들어주는 Anthos 프레임워크가 시스템에 설치되기만 하면 어떤 하드웨어에서도 운영이 가능합니다. 기존에 갖고 있던 서버를 이용할 수도 있고, 남는 자원을 활용하는 방법도 있습니다. 온프레미스 외에도 기존에 운영하던 퍼블릭 클라우드와 연결하는 것도 가능할 만큼 높은 유연성을 갖고 있습니다.
이러한 Anthos의 특성은 LG전자 생산기술원에게 새로운 기회가 되었습니다. MAVIN-Cloud는 현재 LG전자의 생산 라인에 빠르게 적용되고 있는데, 다른 분야로의 확장 역시 진행하고 있습니다. 당장 LG그룹 내의 다른 계열사들에게도 적용할 수 있도록 준비가 이루어지는 중이고, LG그룹사 외에도 협력사 등 여러 산업 현장에서 범용적으로 쓸 수 있는 서비스도 검토하고 있습니다.
이를 위해서 머신러닝 학습과 현장 운영에 대해서도 온프레미스 뿐만이 아니라 구글 클라우드의 구글 컴퓨트 엔진을 비롯한 퍼블릭 클라우드를 이용할 수 있도록 구성했습니다. Anthos는 현장의 다양한 환경들을 두루 끌어안을 수 있는 유연성을 갖추고 있기 때문에 적절한 컴퓨팅 자원만 확보되면 어떤 산업 현장의 품질 검사에도 대응할 수 있습니다.
제조AI솔루션팀이 MAVIN-Cloud를 다양한 환경의 생산 라인에 성공적으로 적용하며 유연성을 확보할 수 있었던 데에는 파트너사인 클라우드메이트와의 협업 역시 중요한 역할을 했습니다. 제조AI솔루션팀은 파트너사와 함께 쿠버네티스 도입 단계부터 구축 및 현장 운영을 위한 여러가지 시나리오를 바탕으로 PoC를 거치면서 고민들을 해결했고, 결과적으로 현장에 매끄럽게 도입할 수 있었습니다. 또한, 파트너사가 인프라 장애 대응 및 모니터링, 시스템 자원 관리 등의 업무를 수행하고, 제조AI솔루션팀은 알고리즘 업데이트 및 기능 고도화 등 플랫폼 개발 및 배포에 집중하여 MAVIN-Cloud를 더 많은 현장에 안정적으로 도입하고 운영할 수 있는 협업 환경을 구축하였으며, 이를 통해 지속적으로 사용자가 만족하는 서비스를 제공할 수 있었습니다.
"Anthos를 통해 인공지능 품질 검사 플랫폼이 LG전자에서 성공적으로 운영되고 있기 때문에, 비전검사 영역뿐만 아니라 진동소음검사 영역까지 이미 확장하였으며, LG전자 외부에 SaaS 형식의 클라우드 플랫폼 형태로 제공하는 서비스도 준비하고 있습니다."
이혜진 파트장은 Anthos를 통해 애초 생각했던 클라우드 기반 인공지능 품질 검사 플랫폼을 구축할 수 있게 되었고, 성공적인 배포와 운영을 통한 자신감을 갖게 됐다며, LG전자 생산기술원이 Anthos와 구글 클라우드를 바탕으로 LG전자 외에 더 많은 산업 현장에서 인공지능 품질 검사 공정을 도입 및 운영할 수 있도록 하는 퍼블릭 클라우드 기반의 MAVIN-Cloud 서비스 출시를 앞두고 있다고 말했습니다. 까다로운 하이브리드 클라우드의 현장 적용 경험이 새로운 비즈니스로의 확장으로 이어진 것입니다.
어떤 어려움을 겪고 계신지 알려주세요. Google Cloud가 도와드리겠습니다.
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LG전자에 대하여
LG전자는 가전제품, 전자제품, 자동차 부품 등 전자, 가전 분야의 기술 혁신을 바탕으로 전세계를 선도하고 있는 대한민국의 대표 기업입니다. 현재 전 세계 140여 개 국가에서 가전, IT, 자동차 부품, 사이니지, 로봇 등 다양한 분야의 사업을 이어가고 있습니다. LG전자는 기술혁신을 선도하는 리더를 넘어 어떠한 위기상황에도 흔들리지 않고 지속적으로 성장하는 글로벌 기업으로 전 세계 시장의 주목을 받고 있습니다.
Cloudmate 클라우드메이트에 대하여
클라우드메이트(Cloudmate)는 기술력 중심의 클라우드 전문 기업으로, 분야별 Cloud 전문 엔지니어 및 개발자들이 있으며 고객이 클라우드를 클라우드답게 사용할 수 있도록 지원합니다. 단순히 클라우드의 서비스와 기능만을 얘기하는 것이 아니라 직접 경험해보고, 고객 비즈니스에 맞는 컨설팅을 포함한 총체적인 서비스를 제공합니다. 또한, Google Cloud의 Anthos를 한국 고객에게 가장 먼저 제공한 검증된 컨설팅 및 기술 역량이 있는 파트너 입니다.