미세한 차이까지 감지하는 정밀함: 기계 건전성 감지
2020년 02월 24일
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자료제공/ 아나로그디바이스(Analog Devcies, Inc.)


운전을 하다 보면 차에서 이상한 소리가 나는 것을 들어본 경험이 있을 것이다. 그러면 이 소리가 간단한 고장인지 아니면 수리비가 많이 들 정도이거나 안전을 위협할 만큼 심각한 장애인지 알 수 없어 불안해진다.


만약 이럴 때 미세한 진동이나 소리의 차이까지 감지해서 문제를 사전에 정확하게 진단할 수 있다면 어떨까? 이처럼 조기에 이상 신호를 포착해서 신속히 진단하고 즉각 조치를 취한다면 고장이나 장애가 발생하기 전에 피해를 막을 수 있다.


이론상으로나 가능한 이야기처럼 들릴 수도 있겠지만, 이는 아나로그디바이스(ADI)의 오토센스(OtoSense) 기술에 대해 설명한 것이다.


ADI 오토센스(OtoSense) 기술 개요


 적용분야

기계 건전성 감지

 과제

기계 건전성 분석은 주로 숙련된 엔지니어들에 의해 수행되는데, 숙련된 엔지니어들이 부족하다는 것이 문제이다. 대규모로 기계 성능에 대한 통찰을 얻기 위해 인공지능(AI) 기반의 기술을 활용할 필요가 있다.

 목표

기계 가동시간을 향상하고 진단 역량을 높일 수 있도록 기계 설비 자산에 대한 가공하지 않은 감지 신호로부터 유용한 통찰을 도출


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머신러닝을 활용하여 정밀도 향상


오늘날에는 대규모로 기계 건전성을 유지하기가 쉽지 않고, 사람이 일일이 주기적으로 유지보수를 하기는 비효율적이며 비용도 많이 든다. 비유하자면, ADI의 오토센스는 기계 속으로 엔지니어를 ‘내장한다’는 개념으로 이해할 수 있으며, 그럼으로써 기계의 동작과 건전성을 연속으로 모니터링하고 진단할 수 있다.


핵심은 이처럼 획득하기 어려운 신호를 실시간으로 해석하는 것이다. 기계 내부에서 발생하는 소리와 진동은 매우 밀집된 데이터로서, 센서마다 초당 수백 킬로바이트의 데이터를 발생한다. 모든 센서들이 생성한 방대한 양의 데이터를 모두 원격 클라우드로 전송해서 실시간으로 분석하기란 어렵다. 이러한 해석 작업을 에지 상에서 처리함으로써, 데이터가 도착하는 대로 신속히 업데이트가 이루어지도록 해야 한다.


오토센스 기술을 활용하면 기계에서 소리나 진동이 변화하는 것을 감지 및 포착할 수 있으며, 이 데이터를 분석해서 기계 건전성에 대한 통찰을 얻을 수 있다. 따라서 고객들은 시스템을 네트워크에 연결하지 않고도, 이처럼 포착하기 어려운 신호들을 측정하고 이로부터 조치 가능한 정보를 도출할 수 있다.


오토센스 시스템 개요도


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오토센스를 활용한 기술 도약


신뢰성과 가동 시간은 항공 업계에서 핵심 중의 핵심 요건이다. 매일 수십만 명의 승객들이 비행기가 자신을 목적지까지 제 시간에 안전하게 태워 보내주기를 기대한다. 항공사 유지보수팀들은 수 많은 상용 항공기들에 대한 진단과 의사결정을 위해서 점점 더 인공지능(AI)을 활용하고 있다. 항공업계 전반적으로 항공기 운항 수는 점점 더 증가하고 있는 데 반해, 항공기 엔진이나 스타터가 정상 작동하는지 여부를 검사하기 위한 숙련 엔지니어 수는 부족한 문제를 겪고 있다. 스타터 결함은 항공기 이륙을 가로막는 주된 원인 중의 하나이며, 결함이 발생하면 모든 승객들이 다른 비행기로 갈아타야 하는 불편함이 생길 수 있다. 오토센스를 활용하면 때로는 수초 이내에 이상 징후를 조기 감지함으로써 이러한 결과를 피할 수 있다.


아무리 숙련된 엔지니어라도 센서 데이터를 훑어보고 분석하고 보고하기 위해서는 수 시간이 걸린다. 또한 충분한 경험을 쌓고 기계를 완벽하게 이해할 수 있기까지는 수십 년의 훈련이 필요하다. 그리고 이 정도로 숙달될 무렵이면 대개 은퇴할 시기에 와 있다. 오토센스는 이러한 전문가들로부터 효과적으로 ‘학습’하고, 시간이 지나면서 점점 더 똑똑해지고 전문가가 된다. ADI의 오토센스 기술을 활용하면 기계 건전성 감지를 자동화하고 기계의 동작 상태를 지속적으로 모니터링할 수 있다. 해당 분야에서 어렵게 습득한 전문성을 활용해서 모니터링 규모를 확장하고, 주관적인 평가가 아니라 진정으로 데이터에 기반한 진단을 할 수 있다.


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의심에서 감탄으로 바뀐 고객 반응

다른 많은 혁신 기술들과 마찬가지로, 오토센스가 처음 소개됐을 때 고객들의 반응은 회의적이었다. 하지만 오토센스 채택 사례들이 늘어나면서 고객들의 반응도 빠르게 호평으로 돌아섰다. 오토센스가 평상 시와 다른 미세한 차이를 어떻게 잡아낼 수 있으며 사람과 상호작용해서 특정 이벤트가 발생했다는 것을 어떻게 감지할 수 있는지, 고객들이 인식하기 시작했다.


현재 오토센스는 항공우주, 자동차, 산업용 장비, 의료(COPD 환자의 기침 모니터링, 수면 무호흡 감지, 흉부 청진 모니터링, 노인 모니터링), 건물 모니터링(카메라 설치가 어려운 비상 구역에 대한 모니터링으로 안전성 향상) 같은 분야들에서 혁신을 일으키고 있으며, 그 밖에도 다양한 분야에 활용할 수 있다.


그리 멀지 않은 미래에는 운전을 하고 가다가 자동차 엔진에서 평소와 다른 소리가 들릴 때, 이러한 이상 음이나 진동이 단순히 오일만 교체하면 되는 것인지 아니면 엔진을 완전히 뜯어서 정비해야 하는 문제인지, 버튼 한 번만 누르면 오토센스 같은 기술을 사용해서 즉시 파악할 수 있게 될 것이다.


그래픽 / 영상
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