산업용 AR 의기술동향과산업전망 l 저자 l 변기영 PD / KEIT 스마트전자 PD 실 이동길센터장 / KOPTI 공간광정보연구센터 SUMMARY 첨단산업분야의핵심기술로성장중인산업용 AR 기술 1990 년대부터글로벌기업은생산공정에적용할수있는증강현실기술을산업용증강현실 (IAR; Industrial AR) 로 정의하고연구개발을심화하고있음 최근첨단기술을중심으로하는글로벌제조업체에서는 AR 채택을선도하고있으며, 많은소프트웨어서비스 공급업체가이러한수요를지원하기위해등장하고있음 AR 기술이공정의작업지침과안내도구로써의역할을수행하기때문에, 공정의디지털화와사물인터넷 (IoT) 의 영향을크게받는산업이 AR 기술을주도적으로선택하고있음 AR 기술은내부생산운영효율성향상과가동중단시간을줄이기위한유지보수용으로가장많이도입되고있으며, AR 기술에대한투자수익률 (ROI; Return of Investment) 이높아산업전반에빠르게확산될것으로전망됨 시사점및정책제안 해외기술동향에비추어볼때, 국내산업에 AR 기술을적용하여국내산업의글로벌경쟁력을갖추기위해서는 산업용 AR 기술에핵심이될수있는핵심융합기술개발과다양한디바이스개발에 R&D 지원이필요함 산업용 AR 확산을위해제조현장의수요를반영한서비스중심의기술개발과생산의효율성과생산성향산을위한 융합기술개발의지원이필요함
KEIT PD Issue Report PD ISSUE REPORT OCTOBER 2018 VOL 18-10 1. 산업용 AR 기술개요 첨단산업현장의혁신도구인산업용 AR 1990년대부터글로벌기업은산업현장에적용할수있는증강현실기술을산업용증강현실 (IAR; Industrial AR) 로정의하고연구개발을심화하고있음 - 자동차, 항공우주와같은첨단기술제조업체에서주로 AR을채택 - 첨단생산공정의수요를반영하는 AR S/W 업체등장 산업현장에서의 AR기술은작업공정의고급지침과안내도구의역할을수행 - AR의활용은내부적활용 과외부적활용 으로나누어짐 - 작업자에게유의미한정보를제공하며, 조립, 수리, 검증, 모니터링, 품질관리, 교육과같은분야에서작업의효율성을증대하고있음 내부적활용 : 자체생산공정에서조립지침, 장비유지보수용으로활용 외부적활용 : 고객대응용으로생산된제품의조립및유지보수용으로활용 그림 1. 산업용증강현실사용예 출처 : https://vrroom.buzz/vr-news/business/osterhout-raises-58m-ar-smart-glasses (VRrOOm), 수정 AR을산업현장의생산효율화에적용하여산업경쟁력강화에활용할것으로전망 - 산업기업은제품및서비스차별화를위한새로운증강현실기능을활용하여고객경험을개선하고새로운수익원을창출하며시장경쟁에혼란을야기 산업의후발주자가 AR로부터추진력을얻어경쟁에참여 42 한국산업기술평가관리원
ISSUE 2 산업용 AR 의기술동향과산업전망 - 최종고객을위해개발된활용사례는서비스또는유지보수지침에중점을두어장비가동의중단시간을줄이고제품의가치를극대화 - 운영자중심의동종업계의경험 은부가가치제품및고객경험향상에새로운기회를제공 AR 기술의외부적활용기업에서먼저내부적으로적용하고이를통해얻어진사용자경험을공유 - 고객과관련된증강현실경험은앞으로 12개월내에신속하게개발및배치될것으로전망 산업용 AR 의도입목적 기업외부활용 ( 고객용 ) 측면에서는 제품 서비스차별화, 판매 마케팅향상 을위해도입하고있으며, 내부활용면에서는운영효율의향상을위해도입 - ( 외부활용 ) 1차별화된제품 서비스제공 (50%), 2영업 마케팅개선 (50%), 3제품수익률향상 (28%) 의순으로도입 - ( 내부활용 ) 1제조시스템의운영효율향상 (44%), 2교육훈련 (39%), 3제조공정비용절감 (33%), 4품질향상 (28%) 의순으로도입 그림 2. 산업용증강현실활용사례 외부고객 (Green Bar) 내부고객 (Blue Bar) 구분 비율 구분 비율 제품 서비스차별화 50% 운영효율향상 44% 판매 마케팅향상 50% 새로운훈련방법 39% 수익률향상 28% 비용절감 33% 신사업모델창출 17% 제조품질향상 28% 기타 11% 개발기간단축 28% 출처 : The State of Industial Augmented A Spotlight on Industrial Innovation, PTC 2018 고객대상 AR 기술을개발하는기업이내부적인생산효율을위한개발기업보다 AR 기술활용에있어 2 배정도많은경험 보유 - 현재시장에서 AR 의킬러활용분야는 서비스및유지보수관리 임 Korea Evaluation Institute of Industrial Technology 43
KEIT PD Issue Report PD ISSUE REPORT OCTOBER 2018 VOL 18-10 산업용 AR 의활용사례 기업들은 AR 기술을단계적으로도입하고있음 - 내부적으로시험적용 (PoC; Proof of Concept) 단계를거쳐고객대상제품과서비스를비롯한다양한분야로확대적용중 고객대상 AR 기술은 서비스분야 뿐만아니라 판매 마케팅분야 적용을위해개발하고있음 기업이판매한네트워킹기능이있는스마트제품들에관련된데이터들을시각화하고, 사용지침등을 AR 기술을활용해사용자에게제공 그림 3. 산업용증강현실기술활용분야 구분 비율 서비스 19% 제품개발 19% 생산 15% 판매 마케팅 15% 훈련 15% 운영 11% 기타 7% 출처 : The State of Industial Augmented A Spotlight on Industrial Innovation, PTC 2018 증강현실기술을선호하는대다수기업은프로젝트를시작하고 12 개월이내에 ROI( 투자대비효과, Return on Investment) 를경험 44 한국산업기술평가관리원
ISSUE 2 산업용 AR 의기술동향과산업전망 2. 산업용 AR 기술의기술동향 증강현실글로벌기업동향 (Google) 산업용 AR Glass인 Glass Enterprise Edition 출시 (2017. 07) - 초기출시버전인 Explorer Edition을산업에적용할수있는형태의제품포지션으로변환하여산업현장에제공 - 고객사의니즈에맞는자체솔루션을제공하여보급형디바이스로자리잡고있음 그림 4. Glass Enterprise Edition 출처 : X Company (Magic Leap) 8년만에혼합현실 (Mixed Reality) 헤드셋출시 (2017. 08) - Magic Leap One은 AR/VR등미래컴퓨팅플랫폼에서콘텐츠를만들고자하는개발자및디자이너들을타깃으로출시 - 일반고객용인 Magic Leap Two는비공개로개발중에있음 그림 5. Magic Leap One 출처 : Magic Leap Korea Evaluation Institute of Industrial Technology 45
KEIT PD Issue Report PD ISSUE REPORT OCTOBER 2018 VOL 18-10 (Leap Motion) 강력한핸즈트랙킹기능을갖춘저가형증강현실헤드셋개발중 (2018.04) - 핸즈트랙킹시스템을기반으로하는증강현실플랫폼프로젝트발표 - 대규모생산시 $100 미만인증강현실헤드셋이될것이라전망 (Apple) 2020년증강현실헤드셋인 Apple 헤드셋출시예정 (2017.11) - 2019년 AR 헤드셋의프로타입을출시하고, 2020년정식제품으로출하계획 - 2017년하반기에 AR 헤드셋개발가속화를위해 3천만달러에 VR바나 를인수 그림 5. Apple Headset 출처 : 미국 + 상표사무소 ( 페이스북 ) 스마트폰카메라를사용해 AR 콘텐츠를직접만들수있는오픈플랫폼공개 (2017.04) - AR 카메라를주플랫폼으로하는 AR 시스템개발에박차 증강현실국내기업동향초기 AR 글래스분야에서일부업체에서개발용중심으로제품출시 - 14년부터그린광학, 엘비전테크, 라온테크등에서상용품에근접하는프로토타입의 AR 글래스를출시하고있으며, - AR S/W를개발하고있는이렌텍, 맥스트, 버넥트, 에이알미디웍스등과같은중소기업과협력하여 AR 글래스를개발하고있음최근국내 S/W기업에서원격지원을통한초보자지원등제조현장과바코드스캔작업등의물류분야에서응용가능한 AR 글래스를개발중 - ( 한비세트론 ) Vuzix AR 글래스 M300( 단안 ) 을착용하여원격지원관리및바코드스캔이가능한 엑스퍼트뷰어 개발 46 한국산업기술평가관리원
ISSUE 2 산업용 AR 의기술동향과산업전망 - ( 에이알미디어웍스 ) 엘비전테크프로토타입글래스를활용하여물류관리시스템 PIOS 플랫폼개발 (2016CES) - ( 버넥트 ) AR 글래스기반 ( 앱손모베리오 ) 의원격협업을위한 AR 영상통화, AR 매뉴얼및모니터링등산업용 어플리케이션개발 ( 삼성 ) AR 글래스상용제품개발에대한공식발표는없으나, 구글과의 AR 협력을통한콘텐츠확보에주력 ( 삼성개발자컨퍼런스 2017) - MS와협력하여 MR( 혼합현실 ) 헤드셋인 HMD오디세이 * 출시 ( 17.11월) - 갤럭시S9에사용자의표정을기반으로캐릭터나동물을만드는기술인 AR 이모지기능도입 (LG) 미래기술연구하는최고개발책임자 (CTO) 산하조직에서 AR 글래스를개발중이며, 편리한사용자환경 (UX) 마련에주력 - 사물이나인물을더정확하게인식할수있도록 3차원센싱카메라모듈을적용 (LG이노텍공급 ) 하고, 1년안에개발완료예정 - 완전마비장애인의평창패럴림픽성화봉송시웨어러블로봇의상태를보여주고, 위험메시지를전달하는등 AR 글래스를시범적용 산업용 AR 의최신기술동향 ( 보잉 ) 가스터빈및복잡한배선의조립과정과유지보수과정에증강현실을적용하고있으며, 이중가스터빈의경우증강현실을사용할때작업시간이약 25% 줄여생산성향상. 항공기날개조립과정에증강현실을적용하여 90% 의품질향상및 30% 조립시간단축 ( 롤스로이스 ) 항공기엔진을정비하는과정에서증강현실을이용하여복잡한매뉴얼을대신하여작업자에게편의성제공 ( 볼보 ) 2017년부터차량부품조립단계에증강현실기술을접목하여제품의신뢰성향상에기여 ( 에어버스 ) 항공기조립과정에서증강현실을적용하여, 3일동안 3명이수행하는작업을 1명이 6시간에완료하도록하는등생산성극대화 ( 티센크루프 ) 승강기유지보수과정에서정비사에게관련정보를사전시각화한모의정비내용을실제정비에증강하여작업시간단축과더불어작업자의안전도향상 ( 포르쉐 ) 조립과정에서사용된부품을데이터베이스화하여, 완성된자동차를고객에게인도하기전최종품질관리를위한증강현실시스템을적용하였으며, 해당차량의정비시증강현실시스템을이용하여서비스결정시간을최대 40% 단축시킴으로서제품의신뢰성향상 ( 폭스바겐 ) 볼프스부르크공장의 6만명직원을대상으로한증강현실기반표준장비도입및시범서비스를시행하여자동차생산공정라인에서의오류를줄이고생산성향상도모 Korea Evaluation Institute of Industrial Technology 47
KEIT PD Issue Report PD ISSUE REPORT OCTOBER 2018 VOL 18-10 (KSP스틸) 열간압연기라인에증강현실을이용한자동화라인을구축하여가동중단시간 50% 단축및기계운영자생산성 40% 증가시킴 ( 록히드마틴 ) F-35 전투기를조립하는과정에홀로렌즈를도입하여조립시간을 30% 가량단축하였으며조립정확도는 96% 에이름 (GE 항공 ) 가스터빈엔진생산및정비에 AR 기술을적용하고있으며, 작업시간 25% 개선하였으며, AR 장비사용자중 85% 가제조상불량을감소하는데도움이된다고응답 (GE 재생에너지 ) 풍력터빈콘트롤박스유지보수작업을하는데있어 AR 헤드셋을통해작업가이드를받아업무효율을 34% 가량증가 (KPN) 텔레콤산업에서통신선로유지보수에 AR 기술을적용하여, 작업시간 5% 및 17% 작업오차개선, 11% 운용비용감소 표 1. 산업용 AR 최신적용사례 적용분야 Complex Assembly ( 조립가이드 ) Maintenance ( 유지보수 ) Expert Support ( 전문가원격지원 ) Quality Assurance ( 감리 ) Automation ( 자동화 ) 적용사례 차량부품조립 (Volvo) 항공기배선및부품조립 (Boeing) 복잡한배선연결 (GE) 자동차파워트레인조립 (DMG Torino) 선실설치조립마킹 (Airbus) 항공기엔진정비 (GE) 플랜트유지보수 (BASF) 엘리베이터유지보수 ( 티센크루프 ) 유지보수를위한 AR컨텐츠제작 (Index AR Solution) 스마트글래스활용한원격지원 (Jean Perrot) 원격지원 (Inscape 3D, 프 ) 전기배선유지보수 (EPRI) 비행훈련 (NASA) 부품조립라인감리 (AIR BUS) 건설 BIM모델진행상황감리 ( 마틴브로스 ) 제품고객최종양도전검사 (Porshe) 스마트글래스기반로봇모니터링및실시간원격제어 (TEEM) 제조라인조립 (iqagent) 팩토리데이터자동증강 (TEEM) 48 한국산업기술평가관리원
ISSUE 2 산업용 AR 의기술동향과산업전망 산업용 AR 의시장동향 ( 현황 ) 현재까지개인용 AR 시장은스마트폰과모바일플랫폼중심으로, 산업용은 AR 글래스와솔루션중심으로움직이고있음 - 글로벌 ICT 기업외에스타트업, 전통적인안경제조업까지미래성장동력으로서 AR 글래스개발에적극참여중 - 렌즈에 AR을적용하여다양한정보와사용자의위치나움직임을추적하고카메라로촬영할수있는기능을탑재하는방향으로개발 - 특히, AR 기술은 B2C 시장보다 B2B시장을목표로하여, 초기시장에서는기업용이산업용시장에서관제와원격지원, 유지보수, 작업지시, 가상매뉴얼, 산업용사물인터넷 (IIoT; Industrial IOT), 디지털트윈등의목적으로우선수요발생 AR 글래스는 2018 년약 6 천만불시장에서제조, TMT( 기술 방송 통신 ), 공공부문을중심으로연평균 162.7% 성장하여 2022 년 28 억불이넘는시장으로성장예상 표 2. 산업용 AR 분야별매출액전망 ( 단위 : 백만불 ) 분야별매출액 18년 19년 20년 21년 22년 CAGR(%) 제조 9.3 30.6 40.1 143.0 444.3 162.9 TMT( 기술 방송 통신 ) 8.6 28.2 37.0 131.9 409.9 162.8 공공 ( 군용포함 ) 7.5 24.7 32.4 115.3 358.3 162.9 소매 7.4 24.3 31.8 113.5 352.6 162.7 건설 / 부동산 6.6 21.7 28.5 101.5 315.3 162.9 헬스케어 4.8 15.8 20.7 73.8 229.3 162.9 교육 4.0 13.2 17.3 61.8 192.1 163.2 운송 3.7 12.2 16.0 57.2 177.7 163.3 금융서비스 3.4 11.3 14.8 52.6 163.4 163.3 공익사업 2.8 9.3 12.2 43.4 134.7 163.4 기타 1.9 6.1 8.0 28.6 88.9 161.5 합계 60.2 197.5 258.9 923 2,867 162.7 Korea Evaluation Institute of Industrial Technology 49
KEIT PD Issue Report PD ISSUE REPORT OCTOBER 2018 VOL 18-10 4. 시사점및정책제안 기술동향의시사점 해외연구개발과적용사례는증강기술이나아가야할방향성을제시하고있으며여러산업에 AR 기술을접목하기 위해서는디바이스다변화를할수있는생태계조성이중요 - 다양한산업군에적용될수있는다양한 AR 디바이스가필요 국내산업의글로벌경쟁력을갖추기위해서는산업용 AR 기술이보급및적용되어야함 - 첨단산업을중심으로수요처별산업용 AR 을개발하고이를적용할수있는자체검증프로그램이필요 - 스타업과수요처간자발적인기술과의견을공유하는네트워킹및얼라이언스구성이중요 정책제안 AR 디바이스의고도화를위한원천기술개발과디바이스의다변화를위한 AR 핵심융합기술개발에투자집중산업용 AR 확산을위해산업현장의수요를반영한서비스중심의기술개발및이를검증할수있는실증형 R&D 발굴글로벌시장에비해적극적인투자와다양한기기보급이부족한상황이므로생태계조성을위한핵심기술개발지원이필요산업용 AR의초기시장마련을위한공공분야적용및확산추진 [ 참고문헌 ] 1. The State of Indusrial Augmented Reality 2017, Mike Campbell외, PTC, 2017. 2. The State of Indusrial Augmented Reality: A Spotlight on Industrial Innovation, Mike Campbell외, PTC, 2017.08.27 3. Magic Leap, 8년만에혼합현실 (Mixed Reality) 헤드셋출시, 디지에코보고서, 2008.08.20. 4. 산업용증강현실시장의가능성 Glass Enterprise Edition 사례중심으로, 박병근, 디지에코보고서, 2017.12.21. 5. AR/VR 기술, 임상우, 서경원,KISTEP 기술동향브리프, 2018-09호 6. Augmented/Virtual Reality Report Q1 2018, Digi-Capital 2018 50 한국산업기술평가관리원
ISSUE 2 산업용 AR 의기술동향과산업전망 [ 국내외주요기술개발현황 ] 연구기관명프로젝트명개요연구기간 ( 다부처 ) 한국전자통신연구원, 전자부품연구원 o 가상증강 국가전략프로젝트 o 의료용증강현실원천기술개발 2017.9-2013.12 o 의료용조영제를 ( 산업부 ) 인포마크 활용한의료수술현장용투시형증강현실기기개발및상용화기술개발 o 형광영상을이용한의료용 AR 기술 개발및상용화 2018.5 2019.4 과기부 o VR AR MR 플래그쉽 프로젝트 o 조선, 해양, 건선, 의료 S/W 중심 기술개발 2016.~ 현재 문체부 o 가상현실콘텐츠 프런티어프로젝트 o 대중소기업협업을통한 기획 - 제작 - 유통 전단계를원스톱으로지원, 가상현실콘텐츠성공모델창출 2018.~ 현재 Korea Evaluation Institute of Industrial Technology 51