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[공장] 일본 로컬 5G 실증사례 (4): 중소기업에서 지역 공유형 로컬 5G 시스템에 의한 AI 이상 검지
Automation of visual inspection and realization of remote quality confirmation
August 09, 2022 | By 손장우 (son@netmanias.com)
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 • 주관사: 에히메CATV  • 수요기관: 에히메현내 2개 공장(투우텍 공장, 유카사 공장)  • 5G Radio: eBMM 

 • 로컬 5G 주파수: 4.8-4.9GHz    • 5G망 구성: SA  • 이용환경: RU (옥외), 5G단말(옥내) 

 • 실증 시기: 2021년    • 실증 결고 보고 시기: 2022년 5월  

 • 주요참여사: ㈜에히메 CATV, 에히메현(산업창출과, 산업기술연구소), 투우텍㈜, ㈜유타카,

   DMG 모리세이키 그룹, 일본 마이크로소프트㈜, 엑시오 그룹㈜, 후지쯔 Japan㈜, 에히메 대학,

   일본 케이블 TV 연맹, ㈜지역 무선 재팬, ㈜GraphOne

 

 

 

투우텍 공장 검품수행장면

 

1. 로컬 5G 응용지역 공유형 로컬 5G 시스템에 의한 AI 이상 검지


[음향데이터기반 원격 설비이상감지] 

(1) 공장내 AI 진단 PC(후지쯔의 음향분석진단 AI응용-COLMINA 사용)가 절삭기 등의 공장설비에 부착된 음향센서를 통해 섬세한 동작음을 수집하여 설비의 이상을 진단하고,

(2) 로컬 5G망을 통해 사무실내 관리자에게 음향진단결과(정상/이상)와 음향 파일(.wav)을 실시간으로 전달해주면,

(3) 관리자가 이상여부를 확인(본 검증). 관리자는 이상 확인시 공장내 작업원에게 절삭기내 공구 교체 지시. 


[고화질 사진 기반 원격 검품] 완성된 부품의 고화질 화상을 수집해 원격에서 검품체크. 

(1) 현장에서 수행된 AI 검품PC(후지쯔의 이미지 인식/이상검지 AI응용- COLMINA 사용)의 검품 결과와 이미지 파일(.png)을

(2) 로컬 5G망을 통해 사무소의 관리자에게 전달.

(3) 관리자는 현장에서 이상판정을 받은 경우만 2차 검품을 육안으로 수행(본 검증).

 

 

2. 로컬 5G 망구조: 지역 코어 공유형

 

지역 공유형 5G 코어 구조로 에히메 CATV센터에 5G Core CP, UPF, CU/DU를 두어 지역내 모든 사업장이 공유하고 사업장에는 RU만 설치하여 사업장당 구축 비용을 절감시킴. 저비용의 로컬 5G 망 서비스를 중소기업에 (구독형으로) 제공하여 로컬 5G의 도입을 촉진시킴.

 

이 구조의 유효성을 검증하기 위해 에히메 CATV는 다음과 같은 3 가지 망 구성을 에이메현의 2개 공장(투우텍 공장, 유카사 공장), 에히메현의 에히메CATV 센터, 그리고 도쿄에 클라우드 사이트를 실구축하여 실측을 통해 성능을 비교하였다. 

 

 

에히메CATV는 실측 결과 (1. 클라우드 5G Core 공유형)과 (2.지역 코어 공유형), (3. On-Premise형)은 RTT와 상하향 Throughput이 차이가 나나 (2)와 (3)은 거의 비슷하므로, 비용이 가장 비싼 On-Premise형으로 로컬 5G망을 구축하지 말고 지역코어 공유형으로 구축하여 장비 비용은 줄이면서 로컬 5G의 장점을 살릴 수 있다고 주장하고 있다. 


국내의 경우도 산업단지처럼 각 기업의 사업장이 가까운 거리내에 밀집되어 있는 경우 (2) 모델을 적용할 수 있다. 다만, 사업장마다 센터와의 거리가 상이할 것이고 장비에 따라 성능이 다르니, 현장 환경 실측을 통해 RTT, 상하향 Throughput이 On-Premise형과 대동소이한 지와 사업장에서 활용할 응용의 요구사항(상향/하향 속도, Latency)을 만족시키는 지 확인이 필요하다.

 

3. Use Case/응용별 요구 사항과 로컬 5G망의 수용/지원능력


[음향데이터기반 원격 설비이상감지] 공장내 AI 진단 PC에서 판정결과/음향데이타(wav)를 3초이내 사무실 관리자에게 전달하는 것이 실증 과제의 목표임. 실측시 AI진단 PC에서 이상검지후 0.6초이내에 팝업창이 뜨고 음향데이터(wav 파일)가 전달되어 목표를 달성했다.

 

음향데이터의 평균 전송속도(상향)의 목표치는 1.5Mbps인데, 11.6Mbps로 관측되어 목표치를 만족시켰다. 

 

4. 로컬 5G 장비: Foxconn Japan


 

5. 도입효과
 

[음향데이터기반 원격 설비이상감지] 가공에 이용하는 절삭 공구의 수명을 판단하여 조기 교환에 의한 비용 증가, 교환이 지연되었을 때의 기계 고장이나 불량품 발생을 없앰. 생산성 향상 및 품질 향상
 

[고화질 사진 기반 원격 검품] 현장에서 AI로 1차 검품을 하고 이상 판정을 받은 경우 사무실에서 숙련자가 육안으로 2차 검품을 수행하여 검품 품질을 안정화시킴.

 

6. 실증과제후 사업화 계획

 

에히메 CATV는 이번 실증 과제로 얻은 노하우를 토대로 코어 공유형 로컬 5G 망 서비스를 상용화하고 이후 일본 케이블TV연맹에서 에히메 CATV 사례의 결과와 노하우를 공유하여 에히메현외의 다른 지역의 CATV 사업자들도 동일 서비스를 제공하게 할 계획임.

 


  • 로컬 5G망과 AI 진단 응용/AI 검품 응용 (후지쯔 COLMINA) 둘 다 구독형으로 서비스함: 초기 투자 비용을 없애주어 중소기업의 비용 부담을 덜어줌
  • 로컬 5G망을 지역 코어 공유형으로 구축해줌: 기업당 로컬 5G 구축 비용이 대폭 절감됨. 기업 사업장내 RU와 에히메 CATV센터간에 인터넷 연결이 없는 폐쇄형 광 네트워크(P2P 광케이블)를 통해 연결하여 Data Privacy 걱정을 없애줌

 

 

위 컨텐츠는 한국방송통신전파진흥원의 출연에 의한 재정지원으로 작성되었습니다.

 

 

 

 

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