[고객 사례] 포천일동막걸리의 고품질 유지를 위한 AI 기반 품질 관리 시스템 도입

Overview

식품 및 음료 산업에서 품질 관리는 제품의 신뢰도와 브랜드 가치를 결정짓는 핵심 요소입니다. 특히 해외 수출을 진행하는 기업에게는 엄격한 품질 기준을 충족하는 것이 시장 진입과 유지를 위한 필수 조건입니다. 포천일동막걸리는 전통주 시장에서 높은 인지도를 가진 기업으로, 국내외 고객들에게 일관된 품질의 제품을 제공하기 위해 생산 공정의 자동화와 고도화를 추진해왔습니다.

그러나 기존의 수작업 검수 과정에서는 뚜껑 불량, 라벨 불량, 내용물 규격 편차 등의 문제를 완벽하게 잡아내기 어려웠고, 특히 일본 수출 시 품질 신뢰도에 영향을 미치는 요소들을 관리하는 데 한계가 있었습니다. 포천일동막걸리는 이러한 문제를 해결하기 위해 슈퍼브에이아이와 협력하여 AI 기반의 자동화된 품질 관리 시스템을 도입하게 되었습니다.

Challenge: 빠른 생산 라인과 제한된 데이터 환경에서 정확한 품질 검사 시스템 구축

포천일동막걸리가 직면한 주요 품질 관리 문제는 세 가지였습니다.

1. 뚜껑 불량: 생산 과정에서 발생하는 뚜껑의 파손, 변형, 또는 잘못된 체결로 인한 제품 품질 저하
2. 라벨 불량: 유통기한을 인쇄할 때 잉크가 번지는 문제로, 소비자에게 제품 정보를 명확히 전달하지 못하는 사례 발생
3. 내용물 규격 편차: 제품의 내용물이 기준 용량에서 벗어나는 문제로, 특히 일본 수출 시 제품 신뢰도 하락과 규제 위반으로 이어질 수 있는 중요한 이슈

"내용물 규격 편차는 특히 일본 수출과 관련해 매우 중요한 사안입니다. 과거에 이로 인해 문제가 발생한 적이 있었고, 일본의 품질 기준은 더욱 엄격하기 때문에 우리의 생산 시스템을 고도화할 필요가 있었습니다."
- 포천일동막걸리 김은순 이사

AI 시스템 도입 과정에서 직면한 가장 큰 도전은 데이터 취득의 어려움이었습니다. 진동이 있는 컨베이어 생산라인에서 뚜껑과 라벨을 정확히 촬영해서 결과를 추론해 분리하고, 내용물 용량을 빠르게 계산해 규격에 맞지 않는 제품을 생산라인에서 빠르게 배출해야했습니다. 

Solution: 맞춤형 하드웨어 설정과 효율적인 데이터 관리로 AI 품질 검사 시스템 구축

슈퍼브에이아이는 포천일동막걸리의 품질 관리 문제를 해결하기 위해 다음과 같은 종합적인 접근 방식을 취했습니다.

1. 최적화된 카메라 설정과 센서 조정

생산 라인에 3개의 카메라를 전략적으로 배치하여 제품의 다양한 각도에서 이미지를 취득하고, 센서를 정밀하게 조정함으로써 컨베이어 벨트의 진동 환경에서도 안정적인 데이터 수집이 가능하도록 했습니다.

2. 효율적인 데이터 수집 및 라벨링 프로세스

"데이터가 적은 부분은 촬영하는 날 최대한 많이 찍고, 플랫폼 내의 큐레이션 기능을 이용하여 불량 데이터를 구분하고 빠르게 라벨링할 수 있었습니다. 이 과정이 모델 학습의 효율성을 크게 높였습니다."
- 슈퍼브에이아이 박한성 매니저

3. 실제 환경에 최적화된 모델 개발

초기에는 데이터 증강 기법을 고려했으나, 실제 생산 환경의 특성을 정확히 반영하기 어렵다고 판단하여 실제 데이터 기반의 학습에 집중했습니다. 이를 통해 모델의 실제 적용 환경에서의 정확도를 극대화했습니다.

4. 통합된 하드웨어-소프트웨어 솔루션

이 프로젝트는 실제 생산라인에 카메라와 센서를 설치하고, 실시간 데이터를 AI 모델이 빠르게 추론해 바로 불량품을 배출하는 하드웨어와 소프트웨어의 결합 솔루션으로 이뤄져 있습니다.

하드웨어 구매, 설치 등은 포천일동막걸리 측에서 직접 했지만, 제조 현장의 AI 프로젝트 노하우가 많은 슈퍼브에이아이의 전문가가 하드웨어 설치 컨설팅부터 시스템 연동 및 운영의 전반적인 과정을 도왔습니다. 이는 고객의 기술적 부담을 최소화하면서도 효과적인 시스템 구축을 가능하게 했습니다.

5. 자동화된 불량품 배출 시스템

AI가 불량을 감지하면 하드웨어가 자동으로 해당 제품을 생산 라인에서 배출하는 기능을 구현했습니다. 이는 고객이 특히 선호했던 기능으로, 인력 개입 없이 즉각적인 품질 관리가 가능하게 되었습니다.

개발된 AI 모델은 최초 모델부터 최종 모델까지 약 3개월에 걸쳐 고도화되었으며, 하드웨어의 환경적 요인에 따른 추가 테스트와 데이터 재촬영 등의 과정을 거쳐 완성되었습니다.

Benefit: 인력 효율화와 수출 품질 신뢰도 향상으로 비즈니스 가치 창출

AI 기반 품질 관리 시스템 도입으로 포천 막걸리는 다음과 같은 주요 이점을 얻었습니다.

1. 검수 효율성 극대화

기존에는 3명이 수작업으로 처리하던 검수 과정이 AI 시스템으로 대체되면서 검수 시간과 인건비가 크게 감소했습니다. 인력은 2차 검수로 넘어가면서 다른 가치 있는 업무를 수행할 수 있게 되었습니다.

2. 실시간 품질 관리 체계 구축

병이 컨베이어 벨트를 지나가는 속도에 맞춰 사진이 촬영되고, 2-3초 내에 결과가 서버에 전달되는 빠른 인퍼런스 속도를 구현함으로써 실시간 품질 관리가 가능해졌습니다.

3. 정밀한 내용물 규격 관리

컨베이어 벨트의 진동 환경에서도 정확한 내용물 수준 판단을 위한 중간값 계산 알고리즘을 적용하여, 일본 수출 시 문제가 될 수 있는 규격 편차 이슈를 효과적으로 해결했습니다.

4. 다중 검수 시스템으로 정확도 향상

각 단계에서 3개의 카메라를 통해 여러 번의 검수가 이루어지며, 어느 한 카메라에서라도 불량이 감지되면 자동으로 배출되는 시스템을 구축하여 불량품의 출하 가능성을 최소화했습니다.

맺음말: AI 기술과 전통 산업의 성공적인 융합 사례

포천일동막걸리의 AI 품질 관리 시스템 도입 사례는 전통 산업과 첨단 기술의 성공적인 융합을 보여주는 좋은 예입니다. 이 프로젝트는 단순히 기술 도입을 넘어, 비즈니스 가치 창출과 글로벌 시장에서의 경쟁력 강화로 이어졌습니다.

슈퍼브에이아이는 포천일동막걸리와 같은 제조업 분야의 파트너들이 AI 기술을 통해 생산성을 높이고 품질을 개선할 수 있도록 지속적으로 혁신적인 솔루션을 제공해 나가겠습니다.

제조 분야의 AI 혁신이 궁금하시다면 슈퍼브에이아이의 전문가가 상담해 드립니다.