산업용 머신 비전 시장의 주요 현황과 발전 방향

산업용 머신 비전의 사용은 급증하고 있으며, 기업들은 운영 전반에 기술을 보급하기 위한 더 많은 방법을 모색하고 있다. 머신 비전의 사용은 향후 2년간 잠재적 애플리케이션 분야에서 46%에서 63%로 증가할 것으로 예상된다. 이는 머신 비전 기술에 대한 수요가 커지고 있음을 명확히 보여주는 대목이다.

이 기사는 Cognex와 Sago가 13개 산업 부문을 대상으로 실시한 설문조사 결과를 바탕으로, 산업용 머신 비전 기술의 사용, 선택 및 미래 계획에 대해 조사한 내용을 다룬다. 이를 통해 Interact Analysis의 전문 연구와 통찰을 결합하여 산업 자동화 산업을 위한 포괄적인 시장 현황 보고서를 제공한다.

이 데이터는 다양한 회사 규모를 포괄하고 있으며, 직원 수가 25~49명인 소기업(5%)부터 5000명 이상인 기업(8%)까지 다양하다. 응답은 주로 100명에서 2999명 사이의 직원을 보유한 기업에서 집중되었다. 조사된 기업은 제조업(28%), 자동차(20%), 식품 및 음료(14%) 등 다양한 13개 산업부문을 대표하고 있다. 응답자의 55%는 제조 부서를 대표하고 있으며, 45%는 물류 및 유통 운영을 담당하고 있으며, 지역적으로는 북미(미국 20%, 멕시코 17%), 아시아-태평양(중국 17%, 인도 14%), 유럽(프랑스 16%, 독일 15%)에 응답이 분포되어 있다.

이 기사는 이 데이터를 바탕으로 글로벌 산업용 머신 비전 시장의 현재 상태를 탐색할 뿐 아니라 발전 트렌드를 살펴보며, 구매 결정이 어떻게 그리고 왜 이루어지는지, 산업용 머신 비전 기술이 제공하는 주요 이점은 무엇인지, 그리고 앞으로 몇 년간의 예측을 다루어 머신 비전 시장에 대한 보다 깊은 이해를 제공한다.

글로벌 머신 비전 시장
 

머신 비전 기술 또는 산업용 머신 비전은 현대 자동화 시스템과 IoT의 주요 요소로, 카메라와 처리 알고리즘을 사용하여 시각 정보를 캡처, 처리 및 해석하여 지능적인 결정을 내리는 데 중요한 역할을 한다. 이 기술은 자동 검사, 분석 및 안내를 위해 다양한 산업 분야에서 널리 사용되며, 주요 용도로는 결함 감지/품질 관리, 제품 분류 및 추적, 부품 위치 및 측정, 바코드 판독 등이 있다.

머신 비전과 관련하여 통일된 용어가 없다. 연구에 따르면, 머신 비전을 설명하는 용어는 국가 및 지역에 따라 다양하다. 예를 들어, ‘머신 비전’이라는 용어는 미국, 인도 및 독일에서 널리 사용된다.

그러나 프랑스에서는 이 용어를 사용하는 회사는 8%에 불과하며, 대신 ‘비전 센서’라는 용어를 선호한다. 머신 비전과 비전 센서는 가장 널리 사용되는 용어이지만, 기타 용어로는 ‘비전 시스템, ‘산업용 센서’, ‘컴퓨터 비전’, ‘시각 검사’, ‘스마트 카메라’ 등이 있다.

머신 비전기술을 설명하고 명명하는 데 있어서 합의가 필요한 점이 명확하다. 현재의 접근 방식은 기업들이 이미 복잡하게 느끼는 구매 과정을 더욱 복잡하게 만들며, 시장에 대한 글로벌 대화를 어렵게 만드는 요인이 된다.

▲ 머신 비전을 설명하는 데 사용되는 용어

머신 비전을 도입하는 기업들
 

머신 비전 기술은 급성장하고 있는 기술로, 다양한 제조 및 산업 분야에서 널리 사용된다. 해당 기술을 사용하는 사람들 중 45%는 관련 프로세스의 모든 또는 대부분에서 머신 비전을 사용하고 있으며, 25%는 제한된 용량에서만 머신 비전 기술을 사용하고 있다.

중소기업과 대기업 모두 2년 후 머신 비전 사용률이 37% 증가 하 관련 공정의 63%를 차지할 것으로 예상하는 등, 기업들이 머신 비전 기술을 도입하면서 글로벌 시장이 빠르게 확대되고 있다. 제조업체 10곳 중 8곳이 머신 비전 기술을 도입하면 이점을 얻을 수 있는 프로세스를 파악하고 있을 정도로 성장의 여지는 충분하다. 향후 몇 년 동안 앞으로 몇 년간 기대되는 사용 증가는 주로 수작업 검사나 바코드 스캐닝 등 기존 방법으로 수행되던 프로세스에 머신 비전 기술을 적용하는 데서 기인할 것으로 예상된다.

머신 비전의 주요 애플리케이션인 산업용 로봇 부문을 자세히 살펴보면, 산업용 로봇에 사용되는 머신 비전 하드웨어 시장은 2022년에 약 9억 4700만 달러의 가치가 있을 것으로 예상된다. 이 시장은 2027년까지 연평균 11.3%의 성장률을 기록하며 16억 달러에 달할 것으로 예상된다.

머신 비전을 탑재한 산업용 로봇의 비율은 향후 5년간 가장 높은 성장세를 보일 것으로 예상된다. 픽 앤 플레이스 또는 분류 작업에 사용되는 델타 로봇에서 부착률이 높을 가능성이 높다. 피킹 로봇의 판매량은 2030년에 2023년보다 10배 증가할 것으로 예상된다. 이러한 성장은 머신 비전 시장에 긍정적인 영향을 미쳐 특히 3D 시스템에 대한 수요를 증가시킬 것이다.

▲ 산업용 로봇에서의 머신 비전 사용은 2027년까지 꾸준히 증가할 것으로 예상된다.

지속적인 지원과 조언
 

대부분의 기업이 머신 비전을 어느 정도 사용하고 있지만, 절반 이상이 일부 또는 제한된 방식으로만 사용하고 있다. 설문조사 응답자들은 유지보수 비용과 복잡성, 운영 중단의 위험, 초기 비용, 전문성 부족을 더 광범위한 도입을 막는 장애물로 꼽았다. 초기 비용은 고려해야 할 요소이지만, 가장 중요한 장애물은 아니다. 부분적으로는 ROI(투자이익률)가 충분히 높기 때문이다.

품질 관리 개선과 비용이 많이 드는 중단을 줄이는 것은 즉시 하드 코스트 절감과 소프트 가치 이점을 모두 제공한다. 이러한 장벽을 해결하기 위해 머신 비전 공급업체는 단순한 거래 관계보다는 고객에 대한 파트너십과 지속적인 지원을 강조해야 한다. 여기에는 초기 통합 프로세스와 지속적인 유지보수및 유지관리가 모두 포함되어야 한다.

▲ 기술/지식 간극 그리고 다운타임에 대한 우려는 주요 장애물로 작용한다.

머신 비전 정보의 지원 및 지침: 앞으로 지속적인 지원은 중요한 역할을 할 것으로 보인다. 응답자의 93%가 자신의 기관이 이미 갖추고 있는 머신 비전에 대해 지속적인 지원과 서비스가 도움이 될 것이라고 동의했다.

또한, 80%가 자신의 회사가 기존 시스템과 머신 비전을 통합하는 데 지침과 지원이 필요하다고 말했으며, 75%는 머신 비전의 영향을 측정하는 방법에 대한 지침이 필요하다고 응답했다. 머신 비전에서 최대의 이점을 얻고, 메트릭스를 개발하고 전반적인 영향을 분석하는 방법에 대한 보다 깊은 이해, 그리고 지원과 서비스 강화가 시장 성장을 촉진하는 데 도움이 될 것이다.

▲ 회사들은 머신 비전의 유지보수 책임을 내부 엔지니어와 기술자들에게 맡기고 있다.

머신 비전 기술 유지 관리: 머신 비전의 지속적인 유지보수는 일반적으로 기계/제어 엔지니어, 비전 엔지니어, 유지보수 기술자가 담당한다(바코드 판독/ 스캔, 비전 센서, 비전 시스템 전반에서 각 역할별로 16~20%). 왼쪽 아래 차트에서 볼 수 있듯이 품질 엔지니어는 비전 센서의 유지 관리에 더 많이 관여한다. 바코드 스캐너보다 비전 시스템을 더 많이 사용한다. IT 엔지니어, 자동화 엔지니어도 어느 정도 책임을 진다. 물류 및 유통 기술자, 기계 운영자 및 기술자는 때때로 유지보수에 대한 책임이 있다.

사용 편의성, 성능 및 지원 서비스
 

45%의 고객이 머신 비전 공급업체를 교체하는 가장 큰  두 가지 이유로 ‘더 나은 제품 사양/제품 성능’과 머신 비전 기술의 ‘지속적인 사용 편의성/유지보수 용이성’ 을 꼽았다. 사용 편의성, 지속적인 유지보수, 유지에 중점을 둔 이 포커스는 다른 높게 평가된 요소들과 연결 된다. 이들은 모두 공급업체의 지원과 관련이 있다.

이에는 설치/설정의 쉬움(37%), 더 나은 설정/통합 지원(37%), 그리고 지속적인 유지보수 지원의 향상(34%)이 포함된다. 직장 내 기술 역량의 결핍은 기업들이 사용하기 쉽고 유지보수 및 설정이 간편한 기계를 찾게 만들며, 이 과정에서의 지원이 중요하다. 또한, 제품 구매의 용이성(30%) 및 간편한 판매 프로세스(30%)에 중요성이 부여되며, 빠른 입수 가능성(28%) 또한 주목 받고 있다. 가격(19%)은 서비스 품질보다 훨씬 덜 중요한 요소이다.

▲ 성능, 사용 편의성, 지원의 세 가지 요소가 주요 이유로 꼽혔다.

생산성 및 품질 향상
 

머신 비전 제품에 대한 투자로 얻을 수 있는 가장 중요한 이점으로는 생산성 향상(36%)이 꼽혔다. 그 다음으로 결함 감소/품질 개선(28%), 인적 오류 제거(26%)가 그 뒤를 이었는데, 이는 전반적으로 다양한 응용 및 프로세스에서 정확성을 크게 향상시킬 수 있음을 보여준다. 산업용 머신 비전 기술은 기업들에게 생산성 향상(생산성, 처리량, 연중무휴 생산), 품질 향상(폐기물 감소율, 인간 오류), 그리고 가시성(추적성, 더욱 엄격한 프로세스 통제)을 포함한 다양한 이점을 제공한다. 그러나 흥미롭게도 ‘노동력 부족 극복’에 대한 이점은 덜 중요하게 생각하는 것으로 나타났다.

▲ 생산성, 품질 향상, 추적성 및 유연성이 머신 비전의 가장 큰 장점으로 인식되고 있다.

머신 비전 기술을 선택하는 주요 이유는?
 

머신 비전 솔루션을 구매하는 기업의 44%는 신규 또는 개선된 머신 비전 솔루션의 출시가, 53%는 기존 기술의 문제점이 투자 동기로 작용하는 등 기존 머신 비전 시스템의 성능을 개선하는 것이 주요 투자 동인 중 하나인 것으로 나타났다. 새로운 부품이나 애플리케이션 또는 보증 종료와 같은 변화만을 위해 신기술에 투자하겠다고 답한 응답자는 거의 없었다.

▲ 품질 문제와 성능 개선, 새로운 기술이 구매 결정에 영향을 미친다.

AI 통합으로 요구 사항 충족
 

머신 비전이 성숙해짐에 따라 머신 비전은 더욱 발전하고 사용자 친화적으로 변하고 있다. AI는 이 과정을 가속화하여 제품을 간소화하고 사용자 경험을 개선할 수 있는 길을 열어주고 있다. AI 기술로 강화된 머신러닝 시스템은 정확하고 반복 가능한 결과를 원하지만 머신 비전 경험이 적고 고도로 훈련된 엔지니어를 위한 리소스가 부족한 기업에게 기존 머신 비전보다 특별한 이점을 제공할 수 있다.

예를 들어, 결함 분석을 위해 머신 비전과 AI를 통합 하면 검사 시스템을 학습시켜 허용 가능한 이상과 허용 불가능한 이상을 구분하고, 이전에 식별되지 않았던 결함을 감지하고, 품질 관리 문제의 원인을 정확히 찾아낼 수 있으며, 이 모든 작업을 더욱 효율적으로 수행할 수 있다. 수작업 검사보다 일관성과 속도가 훨씬 빠르다. 또한 AI의 발전으로 이전에는 머신 비전 전문가가 필요했던 기술을 유지보수 기술자가 쉽게 이용할수 있고 쉽게 조작할 수 있게 됐다.

자료제공: Cognex(www.cognex.com)