업계 최초 네트워크 접속 없이 학습 및 추론하여 설비의 이상 상태 예측

로옴(ROHM) 주식회사(본사 : 교토 / www.rohm.co.kr)가 모터 등의 산업 기기를 비롯하여 모든 기기에서 센싱 데이터를 활용한 고장 징후 검출 및 열화 예측이 가능한 AI(인공지능) 기능 탑재 마이컴 「ML63Q25 3x-NNNxx / ML63Q255x-NNNxx」(이후, AI 마이컴)를 개발했다. 본 제품은 네트워크에 접속하지 않아도 학습과 추론을 독립적으로 실현하는 업계 최초의 마이컴이다.

신제품은 독자적인 온 디바이스 AI 솔루션 「Solist-AI™(솔리스트 에이아이)」를 실현하기 위해 심플한 3층 뉴럴 네트워크의 알고리즘을 채용하였고, 클라우드 및 네트워크에 의존하지 않고 마이컴에서 학습과 추론이 가능하다.

AI의 처리 모델은 클라우드 AI, 엣지 AI, 엔드 포인트 AI로 분류된다. 클라우드 AI는 클라우드 상에서, 엣지 AI는 클라우드 및 공장 설비나 PLC에 AI를 탑재하고, 네트워크를 통해 학습과 추론을 실행한다. 일반적인 엔드 포인트 AI는 클라우드에서 학습하고, 단말기에서 추론을 실행하기 때문에 네트워크 접속이 필요하다. 또 처리 모델의 경우, 소프트웨어를 통해 추론을 하기 때문에 GPU나 고성능 CPU가 요구된다.  

반면에 로옴의 AI 마이컴은 엔드 포인트 AI이지만, 온 디바이스 학습을 통해 학습과 추론을 모두 마이컴 단독으로 실행할 수 있어 설치 환경이나 동일 기종에서의 편차에 유연하게 대응 가능하다. 독자적인 기술의 AI 액셀레이터 「AxlCORE-ODL」로, 기존의 소프트웨어 방식(조건 : 12MHz 구동 시의 이론치)을 채용한 로옴의 마이컴에 비해 AI 처리를 약 1,000배로 고속화할 수 있으며, 실시간으로 「평소와는 다른」 이상 상태를 검출하고 수치화하여 출력할 수 있다. 또 기기의 설치 환경에서 고속 학습(현장 학습)이 가능하며, 기존 기기에 추가 탑재도 가능하다.

AI 마이컴은 32bit ArmⓇ CortexⓇ-M0+ Core, CAN FD 컨트롤러, 3상 모터 제어 PWM, 2유닛 A/D 컨버터를 탑재하여 소비전력 약 40mW의 저전력 성능을 실현했다. 산업 기기 및 주택 설비, 가전기기의 고장 징후 검출에 최적이다.

AI 마이컴은 메모리 사이즈 및 패키지, PIN 수, 포장 사양에 따라 16개의 기종을 라인업으로 구비할 예정이다. 2025년 2월부터 순차적으로 양산을 개시한 제품(샘플 가격 3,000엔/개, 세금 불포함)은 TQFP 패키지의 8개 기종이다. 그 중에서 메모리(Code Flash) 사이즈 256KB, 테이핑 포장의 2개 기종은 마이컴 평가 보드와 함께 Chip 1 Stop™, CoreStaff™ Online 등 온라인 부품 유통 사이트에서 구입 가능하다.

로옴은 AI 마이컴 도입 전에 학습과 추론의 효과를 확인할 수 있는 AI 시뮬레이션 툴(Solist-AI™ Sim)을 로옴 공식 Web 사이트에서 공개했다. 이 툴에서 출력한 데이터는 실제로 AI 마이컴의 학습 데이터로 활용할 수 있고, 도입 전의 사전 검증 및 정밀도 향상에 도움이 된다.

또 AI 마이컴을 용이하게 도입할 수 있도록 파트너 기업과 연계한 에코시스템을 구축하였고, 모델 개발 및 도입 지원 등의 서포트 체제를 구축했다. 앞으로 에코시스템의 강화를 추진하고, 학습 데이터의 작성 지원 및 최적의 도입 방법 제안 등을 통해 AI 마이컴을 활용하기 쉬운 환경을 제공해 나갈 것이다.
어플리케이션 예
FA(Factory Automation) 센서, 모터, 배터리, 전동 공구, 주택설비·가전기기, 로봇, 기타 고장 징후 검출이 요구되는 기기, 가동 중지 시 문제가 되는 기기, 예측 정밀도 향상을 필요로 하는 기기에 적용이 가능하다.

AI 마이컴의 활용 예
AI 마이컴은 다양한 센서와 조합함으로써, 고정밀도의 이상 검출 및 상태 모니터링을 실현한다.
•FA 센서 ＋ AI 마이컴 : 빛, 온도, 유량, 소리 등의 데이터를 활용하여, 설비의 상태 모니터링과 이상 검출 FA 센서를 포함하는 센싱 유닛 자체의 이상 검출, 열화 예측
•모터 ＋ AI 마이컴 : 모터 전류, 온도, 회전수를 모니터링하여 부하 이상 및 축수 손상 검출
•가속도 센서 ＋ AI 마이컴 : 기기의 진동을 모니터링하여, 각각의 기기에 적합한 기준으로 CBM(상태 기반 정비) 실현
•AE(Acoustic Emission) 센서 ＋ AI 마이컴 : AE 센서의 각 지표(최대 진폭, 평균치, 에너지, 카운트)를 정리하고 해석하여, 기기의 이상을 조기 검출
•주택 설비·가전기기 ＋ AI 마이컴 : 기존에 설치된 센서의 데이터를 활용함으로써 기기의 이상을 조기 검출하여 유지보수 필요성을 구분하거나, 비검출량의 추정 및 특정 동작의 필요 시간 예측
•산업용 로봇 ＋ AI 마이컴 : 로봇 각 부분의 이상 및 조정 타이밍을 엣지 (말단) 센서와 AI 마이컴으로 검출하여 메인 CPU에는 결과만을 전달

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