[컴퓨터월드] 모터는 산업 현장의 심장이다. 제조 기업이 전동기 고장으로 인한 돌발 생산 중지 상황에서 입는 손실은 생산원가의 약 5~20%다. 소비재 제조업의 경우 건당 평균 2천만 원, 자동차 산업의 경우 시간당 15억 원에 달하는 수준이며, 동시에 발생하는 인적·시간적 손실도 막대하다. 이를 최소화하기 위해서는 연 평균 3~5% 확률로 발생하는 모터 고장을 사전에 방지하는 것이 필수적이다. <편집자 주>

고장 여부를 사전에 예측하고 진단하는 이른바 ‘예지보전(PDM, Predictive Maintenance)’ 솔루션은 새로운 개념은 아니다. 그러나 현존하는 제품은 대부분은 고장 임계값을 사용자가 직접 설정하는 방식으로 객관적 데이터보다 사람의 경험에 의해 고장 여부를 판단한다. 그나마도 값비싼 외산 솔루션이 대부분이라 중소·중견 기업은 이미 고장이 난 후에 대처하거나, 인력을 직접 현장에 투입해 정기적으로 점검하는 계획 정비 방식에 머무르고 있는 현실이다.

스마트워크 전문기업 이파피루스가 개발한 ‘모터센스(MotorSense)’는 인공지능과 IoT 센서 기술을 결합해 기존 정비 방식의 한계를 극복한 모터 진동 예측 솔루션이다.

‘모터센스’는 자체 개발한 IoT 무선 진동 센서와 모터 상태를 분석·진단하는 AI로 구성되어 있다. 사방 4.9x3.2x2.7cm 크기에 무게 50g의 작은 IoT 무선 센서를 모터에 부착하면 진동 데이터를 수집한 후 와이파이를 통해 클라우드로 전송한다. 클라우드로 모인 데이터는 인공지능이 분석해 어떤 종류의 고장이 몇 퍼센트의 확률로 일어날지 최소 2주, 최대 4주 전에 미리 알려 준다.

모터 상태를 PC나 모바일로 언제 어디서나 확인할 수 있도록 실시간 모니터링 서비스를 제공하며, 고장 예상 알림을 기상 예보 문자처럼 휴대폰 문자 메시지로 받아볼 수도 있다.

추가 통신망·전원 설비 없이 간편하게 설치

‘모터센스’는 도입이 간편한 것이 강점이다. 진동 센서에 배터리와 와이파이가 내장되어 있어 별도 전원이나 서버, 통신망 구축 없이 가동 중인 모터에 부착만 하면 설치가 완료된다. 구축 비용과 시간이 대폭 절감될 뿐만 아니라, 모터를 멈출 필요가 없다. 설치 과정에서 가동 중단(다운타임)으로 인한 생산 손실이 없다는 것이다.

모터센스는 영하 80도에서도 정상 동작하며, 방수·방진 IP67 등급을 획득해 거친 산업 현장에서도 인력 투입 없이 안정적으로 데이터를 수집할 수 있다. 모터 뿐만 아니라 펌프, 압축기, 팬 등 회전 기계에도 적용할 수 있으며, 함께 제공되는 매뉴얼만 보면 누구나 손쉽게 설치할 수 있다. 필요한 수량과 기간만큼 요금을 지불하는 구독형 서비스를 제공하고 있어 대기업은 물론 중소·중견 기업도 적은 비용으로 쉽게 도입해 사용할 수 있다.

이파피루스의 모터센스는 기존 예지보전 솔루션과 달리 AI가 스스로 고장 여부를 판별한다. ‘모터센스’의 고장 예측 AI는 출시 전 4년에 걸쳐 실제 산업 현장에서 데이터 학습을 거쳤다. 모터 설치 형태와 운영 방식, 부하에 따라 변화하는 다양한 진동 데이터가 축적되어 있는 것이다.

현장에 설치하면 첫 2주간은 새로운 모터의 데이터를 수집하고 학습하며, 이미 가지고 있는 4년간의 데이터를 바탕으로 개별 모터의 고장 예측 모델을 생성한다. 철저하게 데이터를 바탕으로 고장을 진단하기 때문에 ‘휴먼 에러(Human error)’로 인한 예측 실수 가능성이 최소화된다. 센서로 모터 데이터를 수집하더라도 고장 기준 설정이나 해석은 전문 인력의 경험에 의지하는 기존 제품들과 대비되는 점이다.

‘모터센스’는 성공적인 예지보전의 조건인 △인적 자원 의존도 최소화 △수많은 데이터를 정확하게 수집·처리 △빠르고 정확한 분석 △산업 현장의 거친 환경에 대응 △합리적인 비용과 간편한 도입 방법을 모두 충족한다.

이파피루스는 지난 5월 26일부터 29일까지 개최된 ‘2021 부산국제기계대전(BUTECH 2021)’에서 인공지능 모터 고장 예측 솔루션 ‘모터센스’를 소개해 참관객들로부터 좋은 평가를 받았다. 특히 올 상반기 GS(Good Softwar) 인증 1등급을 획득한데 이어 지난 5월에는 과학기술정보통신부 주최 ‘신SW(소프트웨어)상품대상’ 장관상을 수상했다. 이미 시장에서 제품에 대한 성능과 기능을 인정받은 것이다. 실제 모터센스는 이미 국내외 화학, 반도체, 물류, 제지 등 다양한 분야의 기업들이 사용하고 있다.

이파피루스는 해외 파트너와 협력해 스마트 팩토리를 위한 예지보전 제품도 개발 중이다. 이파피루스는 스마트공장 시장과 함께 연 평균 39% 속도로 가파르게 성장 중인 예지보전 시장을 이끌 수 있을 것으로 기대되는 이유이다.