공장 곳곳에 사물인터넷(IoT) 센서와 카메라가 부착돼 있다. 장치들은 데이터를 수집하고 이를 저장해 분석한다. 분석된 데이터를 기반으로 제품 설계의 문제를 찾아내고 이상 징후가 보이는 설비도 잡아낸다. 모든 설비와 장치가 무선통신으로 연결돼 실시간으로 전 공정을 분석할 수 있는 스마트팩토리다. 삼성전자와 현대자동차, SK하이닉스, 현대중공업 등 제조기업에서 스마트팩토리를 주목하고 있다.

산업경영공학과 김덕영 교수가 이끄는 Factory Intelligence 연구실은 스마트팩토리 구현에 필요한 핵심기술을 개발하고 있다. 스마트팩토리를 제어하고 운영 및 관리 할 수 있는 국제표준 기반 운영시스템 플랫폼부터 지능형 조립 로봇, 기계학습 기반 설비 보전, 실제 현실과 쌍둥이처럼 똑같은 공간을 가상으로 구현하는 기술을 뜻하는 디지털 트윈까지 연구하고 있다.

특히 연구팀은 다품종 극초소량 제품을 대량생산 단가로 제조할 수 있는 스마트팩토리 기술들에 집중하고 있다. 일반적인 공장은 동일품종 대량제품 생산이 기본 성격이다. 같은 물건을 생산할 수 있는 설비들 갖추고 대량으로 이를 생산해 단가를 낮춘고 이는 제품 생산에 있어 시간이나 비용 면에서 효율성을 가진다. 다만 제품의 다양화나 소량생산은 힘들다.

연구팀은 공장 신속 재구성 기술과 지능형 조립 로봇 등을 통해 이런 한계점을 넘어서려고 하고 있다. 다른 제품을 생산하기 위해 공장 설비들을 재빠르게 재구성하고, 지능형 조립 로봇은 그에 맞게 제품조립 방식을 변경한다. 연구팀은 이미 대학 수준에서 최대 규모의 스마트팩토리 테스트베드를 자체 구축해 관련 핵심기술 개발과 기술 검증을 진행하고 있다. 이외에도 스마트팩토리 내 통신 범위를 넓히는 기술과 로봇 오차 보정기술 등의 연구도 진행했다.

연구팀은 설비 기능과 품질을 유지하기 위한 연구도 진행 중이다. 기계학습 기반 설비예지보전과 품질검사를 위한 센서 데이터 해석 기술을 연구하고 있다. 정제된 데이터가 아닌, 실제 공장에서 발생하는 데이터를 수집하고 이를 분석한다. 이를 통해 선박과 자동차 엔진 이상진단과 근본원인 분석, 레이저 용정 과정 실시간 제어 및 보정, 소음 감지 불량 위치 검출 시스템도 개발했다. 관련 연구결과는 국제전기전자공학회(IEEE)가 발행하는 국제학술지에 게재되기도 했다.

연구팀은 스마트팩토리를 효율적으로 제어하고 관리 및 운영할 수 있는 국제표준 기반 운영시스템을 개발하고 공개할 계획이다. 리눅스가 컴퓨터 운영체제의 개방형 플랫폼으로 성장해왔듯 Factory Intelligence 연구실은 전 세계 누구든지 쉽고 편리하게 사용할 수 있는 스마트팩토리 운영시스템을 준비하고 있다.