AI를 활용해 더욱 뛰어난 지능형 엔진 검사 수행

AI와 앱, 그리고 자동화의 공통점은 무엇일까? 이는 롤스로이스(Rolls-Royce)가 보다 효율적인 항공기 엔진 검사를 가능하게 하는 3가지 핵심 키워드다.

모든 산업에 적용되는 한 가지 사실은 시간은 곧 돈이라는 것이다. 롤스로이스(Rolls-Royce)의 이노베이션 허브(Innovation Hub)가 개발한 ‘인텔리전트 보어스코프(Intelligent Borescope)’는 항공기 엔진 검사에 소요되는 시간을 75%까지 단축하고, 5년 동안 검사 비용을 최대 1억 파운드까지 절감함으로써 비용 효율성은 물론, 항공기 검사 절차의 미래를 변화시킬 수 있는 새로운 가능성을 제시했다.

롤스로이스의 이미징 및 컴퓨터 비전 전문가인 아드리아노 풀리스치아노(Adriano Pulisciano)는 “새로운 인텔리전트 보어스코프 기능은 이전에는 항공 산업에 사용되지 않았던 최첨단 기술과 AI를 결합한 것”이라고 설명했다.

항공기는 수명기간 동안 평균 20,000번의 비행을 하며, 이는 6천만 마일의 비행거리 또는 전세계를 2,400회 비행하는 것과 동일한 수치에 해당한다. 이렇게 열심히 일하는 엔진들은 정기적인 검사를 통해 모든 요소들이 정상적으로 동작하는지 확인 받아야 한다. 항공 엔진은 약 20,000개의 구성요소들을 포함하고 있으며, 엔진 내부를 살펴볼 수 있는 방법 중의 하나는 보어스코프를 이용하는 것이다.

풀리스치아노는 “정기적인 보어스코프 검사로 인해 항공기는 12시간 정도 서비스가 중단된다. 항공기가 비행을 멈추고 지상에 머물러 있는 이 12시간은 고객 입장에선 수익이 발생하지 않는 손실에 해당한다.”며, “인텔리전트 보어스코프는 업계 최초의 AI 엔진 검사로, 특정 검사의 측정 및 판정을 완료하는데 소요되는 시간을 획기적으로 단축할 수 있다.”고 설명했다.

이 인텔리전트 보어스코프는 AI 앱이 실행되는 웨이게이트 테크놀로지스(Waygate Technologies)의 최첨단 RVI 검사 장치를 사용하여 엔진에서 데이터를 캡처하며, 라인스탈 CTS(Rhinestahl CTS)의 퓨처드라이브(FutureDrive) 전자식 터닝 툴(Turning Tool)로 구동된다. 롤스로이스가 로크 마노 리서치(Roke Manor Research)와 함께 개발한 이 AI 앱은 웨이게이트 테크놀로지스의 보어스코프 검사 장치에 통합되며, 추가 분석을 위해 모든 데이터를 롤스로이스 클라우드로 전송하기 전에 엔진 문제를 식별할 수 있도록 해준다. 또한 데이터를 캡처한 후 클라우드로 직접 전송이 가능하기 때문에 추후 오프라인에서 특정 검사를 완료할 수 있다. 이러한 수준의 자동화는 지금까지 항공 업계에서는 볼 수 없었던 것이다.

풀리스치아노는 “이 기술은 검사 시간을 단축하는 것은 물론, 모든 엔진에서 고품질의 표준화된 데이터를 캡처하고, 분석함으로써 항공기 전반에 대한 관리 효율성을 극대화하고, 향후 설계 개선에 활용할 수 있어 비즈니스의 여러 측면을 변화시킬 수 있다.”고 밝혔다.

어떻게 동작하는가?

인텔리전트 보어스코프의 팁은 펜 뚜껑 정도의 크기로, 3D 컬러 이미지를 생성할 수 있는 스캐너로 동작한다. 이는 고압 터빈 블레이드와 같은 큰 물체에 대해서도 전체 시야를 확보하고, 스캔할 수 있다. 보어스코프는 엔진을 따라 이동하면서 이미지를 캡처하고, 보어스코프 핸드셋에 설치된 AI 앱을 통해 이를 분석한 다음, 롤스로이스 클라우드로 전송한다.

이 인텔리전트 보어스코프는 메뉴에 따라 검사 프로세스가 진행되며, 자동으로 안전하게 엔진 스테이지를 회전시키고, 각 블레이드의 위치를 올바르게 배치하는 라인스탈 CTS의 전자식 터닝 툴과 직접 연결되어 있다. 터닝 툴을 통해 각 블레이드가 성공적으로 배치된 후에는 보어스코프와 통신하여 자동으로 이미지를 캡처한다.

그런 다음, 안면 인식에 사용되는 것과 유사한 AI 기술을 이용해 앱에서 데이터를 처리하게 된다. 이 앱은 얼굴을 매핑하는 것과 동일한 방식으로 블레이드를 매핑하여 이미지 상의 불일치 또는 비정상적인 주요 특징을 찾아낸다. 안면 인식 AI 기술이 이러한 방식으로 항공우주 분야의 검사에 적용된 것은 이번이 처음이며, 롤스로이스 팀은 이를 위해 모든 엔진에서 수집한 주요 데이터들을 사용하여 완전히 새로운 AI 네트워크를 설계 및 구현했다.

AI 프로세스가 완료되면, 운영자는 추정된 내용을 검토하고, 승인해야 한다. 필요한 경우, 검토 과정에서 이러한 추정 내용들을 쉽게 조정할 수도 있다. 이 앱을 사용하기 전에는 특정 검사를 위한 데이터 처리 작업에 90분이 소요되었지만, 이제 5~10분이면 처리할 수 있다.

AI 검사 앱

3개의 롤스로이스 AI 앱 중 첫 번째 앱은 2021년 고객들에게 제공된다. 초기 출시는 두 곳의 주요 고객을 대상으로 진행되며, 다른 고객들에게도 올해 안에 공급될 예정이다. 풀리스치아노는 “첫 번째 앱은 터빈 블레이드 검사와 관련된 것으로, 검사를 수행해야 하는 전세계의 모든 고객들이 사용할 수 있다. 롤스로이스 케어 포털(Care Portal)에서 해당 보어스코프 핸드셋으로 직접 앱을 다운로드하면 된다.”고 설명했다.

인텔리전트 보어스코프는 롤스로이스가 추진하고 있는 인텔리전트엔진(IntelligentEngine) 비전의 미래를 확인할 수 있는 또 다른 중요한 사례이다. 이 프로젝트 팀과 긴밀히 협력해 온 롤스로이스의 미래 서비스 제안 책임자인 폴 플린트(Paul Flint)는 “AI를 통합한 보어스코프는 롤스로이스의 핵심 비전과 전략에 부합하는 중요한 사례”라며, “엔진이 점차 상호 연결되고, 상황을 인지하고, 이해할 수 있게 되면서 점점 더 지능화되고 있다. 이러한 지능형 엔진은 끊임없이 진화하는 생태계의 다른 엔진들과 연결되어 운영 환경을 감지하고, 대응할 수 있게 될 것이며, 빅 데이터를 통해 항공사들이 운영 효율성을 크게 개선할 수 있는 기회를 제공할 것이다.”고 밝혔다.

또한 플린트는 “궁극적으로 우리의 인텔리전트엔진 비전과 인텔리전트 보어스코프는 지속적으로 증가하는 더 높은 운영 효율성에 대한 고객의 요구사항을 해결하고, 세계적인 코로나 19 대유행으로 인한 충격에서 빠르게 회복할 수 있도록 지원하는데 도움이 될 것이다.”고 언급했다.