[공학저널 김하늬 기자] 최근 데이터를 중심으로 이뤄지고 있는 스마트팩토리의 핵심은 FDC(Fault Detection and Classification) 시스템으로 손꼽히고 있다.
고장을 감지하고 분류한다는 뜻의 FDC는 다양한 산업에 적용·활용되고 있는 기술로 공정시스템, 기계, 장비에서 발생하는 다양한 오류와 고장을 감지하고 분류해 유지보수를 효과적으로 진행할 수 있어 생산력 향상과 사고 예방, 추후 융합기술로의 확장 가능성이 높은 산업적 특성을 가지고 있다.
국내에서는 반도체, 제조, 에너지, 철강 등 산업 분야에서 FDC 기술이 필수적으로 사용되고 있으며, 최근 FDC 솔루션은 AI 기술과 결합한 융합기술을 개발하는 추세로 특히 제조업에 AI를 접목한 기술개발이 이뤄지고 있어 눈길을 끌고 있다.
㈜GSF솔루션이 개발한 FDC 솔루션이 그 주인공으로 기존 FDC와는 차별화된 기술로 평가받고 있다.
일반적으로 장비의 데이터값을 측정하기 위해서는 센서가 필요한데 기존의 FDC 솔루션이 1센서 1채널 연결만 가능했다면, GSF솔루션의 FDC 솔루션은 1센서 다채널 연결이 가능한 것이 특징이다.
한 개의 센서당 한 개의 IPC가 필수였던 기존의 방식과는 달리 GSF솔루션이 자체 개발한 SW를 탑재한 통신 특화 모듈을 설치하면 최대 40채널까지 추가 센서 장착이 가능하다.
모듈 1개로 40채널까지 연결이 가능하기 때문에 공정 내 공간 확보가 불필요해져 설치가 용이하고, 추가 장치의 설치 없이 센서 장착이 가능해 설치 난이도 감소 뿐만 아니라 비용 절감 효과까지 누릴 수 있다.
또한 기존 FDC 방식의 데이터 반응 속도가 1초 단위로 대응이 가능했다면, GSF솔루션은 0.1초 대응까지 가능해 데이터의 정확도를 높이고 신뢰성을 확보하고 있다. 이렇듯 다채널 확장이 용이해 기존에 공간·비용 부담으로 데이터 측정이 필요함에도 센서를 추가하지 못했던 장비에도 장착이 가능해져 원인 미상의 불량사고를 방지할 수 있고 수율 향상이 가능한 것이 장점으로 손꼽힌다.
특히 최근 GSF솔루션은 스마트팩토리를 고도화하기 위해 FDC 시스템에 AI, 머신러닝 기술을 접목해 고장을 사전에 예측하는 기능과 함께 역으로 공정 제어까지 가능한 솔루션을 개발하는 중이며, 딥러닝 기반 머신비전 센서로 공정에 따라 맞춤화된 비전 검사 알고리즘을 적용해 제품의 결함을 검출하는 기술을 개발했다. 한 번에 최대 10개의 검출 영역 설정이 가능하며, 측정된 이미지와 영상 데이터를 수치화해 사용자가 보다 쉽게 데이터를 확인하고 비교할 수 있도록 전송해주는 기술이다.
또한 센서를 기반으로 측정해야 하는 영역을 사람이 TEST를 통해 기준을 잡는 어려움을 개선하고자 자동 측정 시스템을 구축하기 위한 R&D도 진행 중이다.
GSF솔루션 김승환 대표이사(사진)는 “GSF솔루션의 FDC 솔루션은 공정 내 사고를 방지하는 것은 물론 수율 향상과 빅데이터를 통한 공정 품질 향상을 모두 모색할 수 있는 것이 장점”이라며 “불량 검출로 인한 폐기물을 감소시킬 수 있는 친환경적 기술로 환경오염 예방에 기여할 수 있어 탄소 중립에도 효과적인 기술”이라고 설명했다.
그는 이어 “반도체 시장이 치킨게임으로 이어지다 보니 수율은 무엇보다 중요한 요소가 됐다. 현재 외국 기업들의 FDC의 기술은 나날이 발전하고 있고 특허 출원도 상당히 증가하는 추세”라며 “당사의 솔루션은 외국 기술의 의존도를 낮추고 오히려 기술 경쟁력에서 국가적 기술로 발돋움할 수 있는 효과를 거둘 수 있을 것이라고 생각한다”고 덧붙였다.
지난 2022년 5월 설립된 GSF솔루션은 SK하이닉스 사내벤처 4기 출신으로, 김승환 대표가 SK하이닉스 재직시절 개발한 기술을 바탕으로 반도체 공정뿐만 아니라 다양한 제조공정에 적용 가능한 다채널 FDC 솔루션을 개발하고 있다.
그간 GSF솔루션은 다채널 FDC 솔루션 SK하이닉스의 평가와 더불어 벤처기업인증, 녹색기술인증 등 다양한 인증을 통해 기술검증을 받았으며 관련 특허 3건을 등록, 4건의 출원을 진행 중이다.
이와 더불어 반도체 장비의 지능화 기술개발을 위해 한국반도체산업협회, 서플러스글로벌과 한국전자기술연구원 등 다수의 중견기업과 전문연구기관과 함께 연구, 개발 중이며 저장 공간 확보가 용이한 스토리지 개발과 이에 따른 융합 알고리즘 적용이 가능한 데이터셋 구축을 위한 연구를 진행 중에 있다.
현재 GSF솔루션의 FDC 솔루션은 SK하이닉스에서 제품 평가를 완료해 적용 예정 중에 있으며, 다채널 FDC를 활용해 C&C공정의 공정사고 예방과 관련한 비전 카메라의 적용을 SK하이닉스에서 평가할 예정이다.
김 대표는 “올해 9월 베트남에서 개최된 NEPCON에 참가해 글로벌 시장 진출 가능성을 확인했고 2024년 CES 참가 예정에 있어 제품과 기술 홍보를 통해 해외 진출 교두보를 마련하고자 한다”고 전했다.
그는 이어 “IT기술의 발달에 따라 제조공정은 사람의 개입 없이 완전 자동화 운영이 가능한 상황으로 스마트팩토리의 수준이 높아지고 있는 상황이지만 국내외에 많은 중소기업들은 비용적인 문제 때문에 스마트팩토리 구축에 어려움을 겪고 있다”며 “GSF솔루션의 기술로 스마트 공정 도입의 어려움을 겪고 있는 기업들도 저비용으로 구축할 수 있도록 안정적인 생산 시스템을 도입하고 수율 향상으로 인한 경쟁력 확보를 돕고 싶다. 미래의 제조공정에서 발생할 수 있는 사고를 방지하고 산업 공정의 효율성을 향상시키기 위해 지속적으로 더욱 노력하는 GSF솔루션이 되겠다”고 덧붙였다.
