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머신비전 시장 현황과 전망

2012. 12. 24.

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I. 개 요 1. 머신비전이란 □ 머신 비전이란 일반적으로 사람이 해야 하는 기계, 반도체, LCD 제품 등의 검사를 카메 라와 컴퓨터를 통해 대신 하는 것을 말함 ◦

예를들어 LCD 모니터에 불량 화소가 있는 것을 판별하기 위해서 예전에는 LCD를 켜 놓고 사람의 눈으로 일일이 확인했어야 했으나, 머신비전 기술을 응용하면 LCD 사진을 카메라로 찍어서 컴퓨터로 처리하면 컴퓨터가 자동으로 불량의 유무, 위치, 종류까지 자동으로 판별이 가능함

◦

머신 비전 기술은 인간의 고유한 사고 능력인 “판단”을 대신 해 준다는 측면에서 새 롭고도 유용한 분야

◦

예컨대 머신 비전에서도 사용되는 CCD 현미경 카메라의 경우, 예전에는 인간이 볼 수 없는 작은 영역을 크게 확대해서 촬영하여 인간이 판단을 내릴 수 있도록 도움 을 주는 역할을 수행함

◦

그러나 기계들은 확대, 증폭된 데이터를 인간에게 보여줄 뿐, 결과물의 문제점, 종 류 등에 대한 아무런 판단과 정보를 제공할 수 없다는 단점이 있었음

◦

머신 비전은 CCD 카메라를 통해 입력된 각 CCD 화소의 밝기값 비교, 평균과 표준 편차를 통해 평균과 극도로 떨어진 부분의 검색, 문제가 되는 부분의 면적 계산 등 을 대신 수행하는 기계의 눈으로서의 역할을 수행

□ 사람의 여러 가지 감각 기능 중 시각이 차지하는 비중은 매우 크다 ◦

인지 심리학자들의 이론에 따르면, 인간이 감각에 의하여 취하는 정보의 90%를 시 각이 담당하고 있다고 함

◦

이렇게 사람의 시각이 중요한 정보 취득 기관일 수 있는 것은 눈의 높은 해상도와 빠른 처리 능력 및 인식 능력에 기인

◦

최근의 컴퓨터 기술의 급속한 발전에 힘입어, 화상처리를 담당하는 비전시스템의 실

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행속도가 매우 빨라짐에 따라 비전기술의 이용이 활발해지고 있음 ◦

모든 산업의 자동화를 하고 있는 추세에 머신 비전의 적용은 매우 급속도로 이루어 지고 있으며, 누구나 셋팅 가능한 Easy Vision Concept 위주로 개발이 진행

□ 머신 비전 기술은 산업구조가 고도화된 미국, 일본, EU등에서 1980년대 후반부터 널리 보급되어 활용 ◦

국내에도 반도체 산업의 활성화와 함께 90년대 들어 본격적으로 사용

◦

이후 PCB 관련 산업, 전기 부품산업, 제약 산업, 화학 산업, 자동차 산업 등에 적 용되며 점점 그 사용처가 확대

◦

LCD, OLED 제조 및 태양광 산업 등을 비롯한 타 산업분야로 확대

2. 시장 동향 □ 글로벌 머신 비전 시장은 29억 달러로 연간 10%씩 성장 ◦

글로벌 시장 조사기관인 IMS 리서치에 따르면 2011년 머신비전 총 매출은 29억 달러로 2010년 대비 10% 성장했으며, 공장 자동화 분야에서 큰 폭의 성장세를 보이고 있음

◦

머신비전은 주력 산업인 자동차를 비롯해 반도체, FPD, LED 등의 성장과 그 궤를 같이함

◦

그러나 최근 제조업체들은 생산성 향상을 위해 고속, 고해상은 물론 더욱 정밀하고 정확한 검사를 요구하는 상황

◦

머신비전 업체들 또한 급변화하는 제조 산업의 기술 트렌드를 반영하고 이미 성숙 된 시장의 새로운 영역을 유연하게 적용할 수 있는 제품 개발과 R&D에 적극적으로 투자

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특히 기존 공장 자동화 시장을 벗어나 ITS, 엔터테인먼트, 하이엔드 CCTV, 의료 등 의 새로운 시장 개척이 추진중임 - 2 -

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□ 2012년 국내 머신 비전 시장은 6,234억원 규모로 조사됨 ◦

FA 저널에 따르면, 2012년 국내 머신 비전 시장은 전년과 거의 동일한 수준으로 1.3% 성장에 그침

◦

2010년에 50%가 넘는 성장률을 보였으나 이후 2011년 10%대로 하락하고 2012년에는 1%대로 하락한 것임

◦

이러한 침체는 글로벌 경제 침체와 국내 대기업이 생산 라인 투자를 전면 보류했기 때문으로 평가됨

◦

2013년에는 생산 라인 투자가 재개될 것으로 예상돼 기존 성장률을 회복할 것으로 전망됨

한국 머신비전 시장 성장률(%)

한국 머신비전 시장 규모(억원)

출처: FA저널

출처: FA저널

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II. 주요 이슈 1. GigE 인터페이스 채용 □ 아나로그(NTSC/PAL) 방식은 동축 케이블을 통해 아나로그 TV 방식으로 영상 데이터를 전송하며, 가장 먼저 발표되어 지금까지 널리 사용이 되었음 ◦

그러나

대역폭의

한계로

인해

사용이

제한적이고

별도의

프레임

그래버

(framegrabber)가 필요하기 때문에, 점점 구현 비용이 저렴하고, 넓은 대역을 제공 할 수 있으며, 사용이 편리한 GigE 방식으로 대체중 □ USB2.0방식은 PC의 표준 인터페이스로서 저렴한 가격이 강점이나 표준화의 정도가 낮 아 호환성의 이슈가 있으며, 케이블의 길이가 짧아 유연한 시스템 구성이 어려움 ◦

또한 대역폭이 한계가 있어 고화소와 고속화 대응이 불가능해 최근에는 가격이 매 우 민감한 일부 응용 분야를 제외하면 거의 사용되지 않고 있음

□ Firewire는 USB 2.0 방식보다 전송속도, 케이블 길이, 표준화의 수준 등 많은 분야에서 강점을 갖고 있기 때문에 널리 사용됨 ◦

그러나 GigE 방식 표준이 발표되면서 Firewire와 비교해 거의 모든 분야에서 우월 한 특징을 갖춘 GigE이 부각됨

□ GigE방식은 대부분 PC가 기가비트 이더넷을 지원하는 네트워크 카드를 갖고 있으므로 별도의 프레임 그래버없이 PC에 직접 연결이 가능해 시스템 구성비용이 낮고, 리피터 (repeater) 없이도 100m까지 전송할 수 있어 유연한 시스템 구성이 가능 ◦

또한 GigE 비전으로 표준화가 잘 진행되어 호환성 측면에서도 유리하기 때문에 저 가형 카메라는 거의 GigE 방식으로 전환

◦

하지만 UDP방식 사용으로 데이터의 유실 가능성이 존재하며, 이에 일부 사용자들 은 GigE 방식에 대한 거부감이 존재하나 미약한 실정임

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2. GigE Vision의 등장 □ 기가비트 이더넷은 네트웍용으로 발표되었기 때문에, 머신비전 인터페이스로 사용하려면 호환성 확보를 위해 표준화 작업이 필요 ◦

2006년 ‘GigE Vision’표준을 통해 영상 데이터와 제어 신호를 기가비트 이더넷을 통해 주고받을 수 있는 프레임워크를 만들었으며, 그 이후 GigE 머신비전 인터페이 스는 널리 보급중임

◦

GigE 방식은 많은 장점을 갖고 있지만, 대역이 1Gbps 수준이어서 고해상도와 고 속 카메라 대응에서는 문제점 내재

◦

이에 전세계 3대 머신비전협회에서 현재 ‘GigE Vision 2.0’에 표준화가 진행되고 있으며, 이를 통해 10 기가비트 이더넷이 머신비전 인터페이스 중 하나로 받아들이 고, 여러 개의 기가비트 이더넷을 통해 영상을 나눠 보낼 수 있게될 예정

□ 10GigE 제품이 활발하게 보급되려면, 표준화와 함께 전체적인 시스템 구현 비용의 하 락이 필요함 ◦

고가의 광케이블이나 SFP 커넥터 대신, UTP6나 UTP7 케이블을 통해 10 기가비트 이더넷을 지원하는 10GBase-T용 PHY칩이 발표

◦

이에 10GigE 구현 비용이 많이 떨어져 앞으로 10GigE 제품이 많이 보일 것으로 예상됨

2. 적용 분야의 확대 □ 머신비전은 자동화 분야 시장 외에도 다양한 분야에서 활용 ◦

대체적으로 현장에선 고가형의 고품질 검사시스템과 저가형의 이지 비전이 동반 인 기를 끌고 있음

◦

이는 성능이 보장된 고가 제품을 통해 발생할 수 있는 생산 저해 사고를 사전 차단 하거나, 저가품 사용으로 부담없는 시스템을 구축하기 위해서인 것으로 분석됨

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머신비전이 80% 가량 차지하는 FPD 시장은 2012년 투자가 이뤄지지 않았지만 업계에서는 큰 기대를 표명함

◦

FPD 제품이 점점 대형화되고 있어 자동 검사가 필수적인 요소로 자리 잡았으며, 품 질관리의 중요성 또한 높아졌기 때문

◦

또한 스마트폰 및 태블릿 PC 등의 호황으로 반도체, FPD 생산 라인 증설 계획도 기대되는 시장

□ 신재생에너지 분야, 특히 태양광 분야에서 활황이 예상되었으나 태양광 산업의 침체로 인해 머신비전 시장도 함께 침체됨 ◦

대신 모바일 업계의 호황으로 태양광 웨이퍼에 사용되던 장비가 이곳에 활용될 여 지 있음

◦

자동차 회사들이 신모델을 대거 출시할 계획으로, 대규모 생산 라인 증설이 예상되 어, 대규모 머신비전 수요창출이 예상되고, 자동차 부품 업계에서는 까다로운 품질 조건을 만족시키기 위한 필수 요건으로 머신비전의 활용이 인정받고 있음

3. 3D 비전 및 일체형 제품 증대 □ 3D 머신비전에 대한 관심도가 높아짐 ◦

몇해 전까지 3D 기술은 기대보다 낮은 성능을 보여 투자에 대한 메리트를 끌지 못 했으나 최근 하드웨어 및 소프트웨어가 대폭 개선돼 성능이 향상됨

◦

자동화 분야에 레퍼런스는 다소 부족하나 3D 검사에 대한 결과가 긍정적으로 보고 되고 있음

□ 카메라 1대로 모든 것을 처리할 수 있는 스마트 카메라가 업계에서 주목 받고 있음 ◦

이에 업계에서는 머신비전을 대표하는 카메라로 성장하기를 기대하는 분위기임

◦

스마트 카메라와 같은 일체형 콤팩트 타입의 머신비전 시스템과 3D비전 시스템이 다양한 산업 분야에 걸쳐 점차 수요가 증대될 것으로 전망

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따라서 고속 전송 및 고해상도 기반의 Coa XPress 기술 표준이 시장의 주류로 성 장할 것이라는 의견이 있음

◦

디지털의 등장으로 시장 감소가 예상됐던 아날로그 타입이 높은 점유율을 유지하고 있으며, 시장 경기 악화의 영향으로 디지털 전환이 어려워짐

II. 향후 전망 □ 머신 비전의 적용분야가 다양하게 증가할 것으로 예상되며, 고성능 제품에 대한 비중과 저가격 경제형 제품이 동반 성장할 것으로 기대됨 □ 일각에서는 과도한 경쟁체제가 머신비전 시장을 퇴보시키는 역할을 하고 있다고 주장 ◦

동일한 성능의 제품들이 다량으로 시장에 유통됨으로써, 사용자에 장기적인 기술 발 전 없이 가격 중심의 판매에만 집중하고 있는 것으로 판단됨

◦

선두 기업들의 할인 정책으로 인해 상대적으로 기술력이 약한 국내 기업과, 외국계 중소기업은 시장 확보에 어려움을 겪고 있으며, 중국과 동남아권으로 사업 영역을 이동을 추진함

□ 고객 맞춤형 제품 개발을 통해 시장 확장을 추진할 필요성 제기 ◦

기존의 독립형 비전 제품들이 대응하지 못했던 영역을 PC 기반 비전 시스템들이 틈새 시장 공략을 목표로 개발을 추진중으며, 커스터마이징이 활발하게 진행됨

□ 산업 공정별로 특성화 된 통합 패키징 Vision 시스템이 개발되어 현장 적용과 사용이 편리한 제품이 출현이 기대됨

[참조 자료] * 머신비전 시장 전망, FA저널 * 머신비전 업체, 신규시장으로 성장성 확보한다, 자동화기술 * 머신비전, 초고속 인터페이스로 더욱 강해지다, 자동화기술 * 자동차 공정에서의 머신비전 사용 현황, 계장기술

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