실시간 결함 감지 시스템, LG 디스플레이 (LG Display)

LG 디스플레이는 결함 감지 시스템의 DBMS를 오라클에서 알티베이스로 교체함으로써 제품 불량률 및 CPU 자원 사용률을 50% 절감함.

Who

LG 디스플레이는 세계 최대 LCD 패널 생산 기업임.

Problem

LG 디스플레이는 실시간으로 결함과 요구사항 변경의 추적이 불가능하여 품질관리에 어려움을 겪음.
특히 데이터를 여러 DBMS들에 저장하기에 효과적인 모니터링 및 대처가 불가능하고 낮은 생산성과 높은 불량으로 이어짐.
Lot 단위들의 추적은 기존 자동화 시스템 Unit 단위의 결함 탐지가 불가능함[1].

- 다양한 작업 그룹이 다수의 데이터베이스를 사용함으로써 불가피한 결함 발생 시 심각한 성능 저하로 이어짐.

- 필수적인 품질관리 프로토콜은 무응답 상태였고, 특히 활성기판과 컬러필터의 구성비는 장시간 동안 식별할 수 없었음.

- 10분 마다 전달되어야 할 품질관리 데이터가 12시간이나 지연되어 전달됨.

- 고객 수요의 증가는 품질관리가 더욱더 어려워져서 수익성, 기업 이미지 하락으로 이어짐.

Solution

LG 디스플레이는 2008년에 ALTIBASE HDB를 도입[2]하여 결함 데이터 발생 시 실시간으로 감지[3]할 수 있게 되어 품질관리 담당자가 결함 발생 시점과 동시에 이를 식별하고 해결할 수 있게 됨. [4]

Results

- LG 디스플레이는 ALTIBASE HDB 도입으로 동종 업계 최고 수준의 품질 관리 시스템을 보유함.

- 정밀 제조 공정에서 세밀한 결함도 확인 가능함.

- 커뮤니케이션의 개선을 통해 담당자는 즉시 문제를 파악하고 정확한 데이터에 따라 대응하게 됨.

- Datastream을 엄격하게 수집하여 결함의 근본 원인을 신속히 파악함[5].

- 반복 파손 부위를 제거하는 방법을 구현함.

- LG 디스플레이는 우수한 품질로 기업의 매출, 이익, 평판 그리고 고객의 만족도 및 충성도를 제고함.

[1] Deposited Layer 또는 Single Plate에 아주 작은 결함이라도 감지하는 능력은 품질 관리 프로세스에 필수임.
[2] LG 디스플레이는 20 Core HP Superdome Sever에 ALTIBASE HDB Hybrid (In-Memory와 On-Disk)를 도입함.
[3] LG 디스플레이는 각 제품의 미세한 결함 데이터를 실시간으로 전달받을 수 있었으며 데이터는 또한 각 스테이션 및 프로세스 편차, 구성 층에 따라 분류됨.
[4] LG 디스플레이는 ALTIBASE HDB를 도입하기 전 기존 시스템의 25~45%의 CPU 사용율을 나타내고 시간당 2,100만 트랜잭션을 처리 했으며, 도입 후에는 시스템의 10~20% CPU 사용율 만으로도 30분마다 2,100만 트랜잭션을 처리함.
[5] 제조 공정상 결함 및 직원 실수, 환경적인 요인 또는 그와 연루된 원인과 영향.

Technical Details < 실시간 결함 감지 시스템 >

LG 디스플레이는 ALTIBASE HDB의 주요 기능을 이용하여 새로운 초정밀 LCD 공정 제어 시스템의 高성능, 유연성 그리고 高가용성 부분에서 괄목할만한 결과를 이루어냄.

高성능, 유연성 그리고 高가용성

LG 디스플레이는 ALTIBASE HDB 도입 전, 각 제조 공정 프로세스를 기존의 디스크 기반의 DBMS로 관리함. 모니터링 시스템 관리를 좀더 효율적으로 개선하고 모든 제조공정을 통합된 관점으로 가져가기 위하여 전체 제조 공정 프로세스들을 단일 DBMS를 이용하여 관리하고자 하는 요구사항이 있었음.

그러나 DBMS 시스템을 통합하여 관리하고자 하는 시도는 기존 DBMS의 성능저하로 인하여 쉽지 않은 상황이었음. LG 디스플레이의 성능 요구사항은 INSERT문에서 5,800 TPS, 시간당 2,100 건을 마이그레이션 해야 했는데, 기존 DBMS의 성능으로는 처리가 불가능했음.

성능문제 이외에도 어플리케이션 개발과 유지보수 분야의 주요 과제로서 각 제조 공정 프로세스의 처리를 위한 전용 DBMS를 유지보수하고 데이터베이스 관리 및 튜닝작업의 필요성이 대두되었음. 개발자들은 복잡한 어플리케이션 인프라에서 작업을 해야만 했고 데이터베이스 관리자는 다수의 DBMS를 대상으로 소프트웨어 업데이트 및 데이터 통합 작업을 관리하는데 어려움을 겪음은 물론 그로 인한 시스템 장애가 잦았음.

ALTIBASE HDB는 LG 디스플레이가 모든 제조 공정 과정을 실시간으로 모니터링 할 수 있도록 단일 DBMS로 통합하였으며 高성능을 발휘하도록 함.
LG 디스플레이는 ALTIBASE HDB의 독자적인 Hybrid 기능과 내장된 Replication 기능을 이용하여 2-노드 Active-Active 아키텍처로 구성하고 양쪽 ALTIBASE HDB를 Hybrid DBMS (In-Memory DBMS 와 On-Disk DBMS) 로 구축. 이러한 아키텍처는 LG 디스플레이의 과거 시스템들에서 발생했던 성능, 관리 및 안정성 문제를 해결하기에 적합한 구성이었음.
ALTIBASE HDB의 In-Memory DBMS는 INSERT문에서 50,000 TPS를 지원하여 매우 빠른 속도로 모든 제조 공정의 실시간 모니터링이 가능함. 그리고 ALTIBASE HDB의 On-Disk DBMS는 12시간 이상의 제조 공정 데이터를 저장하기 위한 저장소로서 사용됨. In-Memory DBMS 에서 On-Disk DBMS로 데이터를 이관하는 작업은 ALTIBASE HDB에서 제공하고 있는 MOVE 구문을 간단하게 활용하여 LG 디스플레이는 In-Memory DBMS에서 On-Disk DBMS로 데이터 이관시 10,000 TPS의 성능을 낼 수 있었음.

LG 디스플레이는 알티베이스의 Active-Active 高가용성 아키텍처는 내장된 Replication 기능으로 Shared-Nothing 환경의 동기식 Replication 기능을 사용하여 무정지 시스템을 구성함. 새로운 아키텍처로 어플리케이션 개발자 및 데이터베이스 관리자 모두 처리해야 하는 일상의 업무가 매우 간단하게 처리됨.