카이스트(KAIST) 플랜트 융합기술 연구회가 주관하고 한국과학기술원, 한국CDE학회가 주최한 ‘2022 플랜트 융합기술 콘퍼런스’가 2022년 12월 16일 온라인으로 개최됐다. 이번 콘퍼런스에서는 플랜트 융합 기술의 발전을 위한 다양한 정보와 기술이 공유됐다. ■ 이예지 기자

카이스트 서효원 교수는 인사말을 통해 “플랜트 IT 모임으로 시작된 플랜트 융합기술 콘퍼런스가 벌써 10회째를 맞았다”면서 “이번 콘퍼런스에서는 전 산업 분야에 활발하게 적용되고 있는 인공지능(AI)을 기반으로 플랜트 산업의 디지털 전환을 가속화할 수 있는 방안을 소개하고자 한다”고 밝혔다. 이어 “이와 함께 국토교통부에서 지원하는 국가 R&D 핵심 기술의 연구 내용도 소개할 예정이니 많은 기대 부탁드린다”고 말했다.

▲ 한국건설기술연구원 김영석 박사가 플랜트 핵심설비 시뮬레이션 시스템 설계 및 데이터 확보 방안에 대해 소개했다.

▲ 카이스트 서효원 교수

디지털 트윈 기반 설비 모니터링 및 진단 기술

최근 플랜트 규모가 대형화되면서 시설물(설비) 안전의 중요성도 대두되고 있다. 특히 플랜트 산업의 특성상 크고 작은 사고가 많이 발생하는데, 이는 국가적으로 많은 비용이 발생하기 때문에 막대한 피해가 생길 수 있다.

한국건설기술연구원 김영석 박사는 “이러한 문제를 해결하기 위해서는 다양한 시나리오에 대한 선제적 대응이 필요하다”고 강조했으며, “무인감시 및 진단, 이상감지 및 예측 알고리즘 개발로 다양한 사고 시나리오에 대한 국가·사회적 대처가 필요하다. 또한 SOC 플랜트 시설물 노후화는 가속되는 반면, 재정 투입은 감소하고 있기 때문에 IoT, 빅데이터, AI 융합을 통한 플랜트 수명 예측으로 예방적 유지보수 체계를 구축해야 한다”고 설명했다.

김영석 박사는 국내외 플랜트 및 스마트 공장 설비 고장·진단 분야의 동향에 대해서도 소개했다. 그는 “전세계 스마트 공장 시장은 연평균 약 9.3% 성장하여 2016년 1210억 달러에서 2023년 2054억 달러 규모에 도달할 것으로 전망된다. 또한 국내 스마트 공장 시장 규모는 2016년 3조 8000억원에서 2023년 6조 3000억원 규모에 이를 것으로 예상된다”고 밝혔다. 이와 함께 IoT 기술의 국내외 시장규모도 빠르게 성장하고 있다. IDC에 따르면 IoT 관련 하드웨어, 소프트웨어, 서비스 기업들의 지속적인 투자로 2023년에는 1조 4000억 달러 규모에 이를 것으로 예측됐다.

이처럼 스마트 공장 및 IoT 시장은 발 빠르게 성장하고 있지만, 플랜트 산업에서는 이러한 기술을 적용한 설비의 고장·진단 솔루션이 적어 안전성을 평가하는데 한계가 있다. 김영석 박사는 “이를 해결하기 위해서 한국건설기술연구원에서는 AI 기반의 시뮬레이션 시스템 아키텍처를 설계했으며, 향후 계측/가상 데이터를 통해 학습된 AI 모델을 활용하여 설비상태 진단, 점검 부위 추천, 점검 시기 추천 등이 가능해질 것으로 기대된다”고 말했다.

▲ 자이로소프트 김병목 대표

플랜트 대용량 3D 모델의 최적 표현 기술

자이로소프트 김병목 대표는 이번 콘퍼런스에서 오일/가스 플랜트 산업의 디지털 트윈을 위해 3차원 모델을 구축하고 이를 원활히 표현하기 위해 개발했던 기술 요소에 대해 소개했다.

플랜트 산업의 디지털 트윈은 수집되는 데이터를 활용하여 플랜트 운영의 효율성과 수율, 안정성을 최대화하기 위해 필요하다. 이러한 디지털 트윈을 3D 모델을 기반으로 구축하면 여러 가지 장점이 있지만, 사전에 3D 도면 구축 준비 정도, 구축 시 발생 비용, 투자대비 기대효과 등의 검토가 필요하다.

자이로소프트 김병목 대표는 “최근 3D 모델을 구축할 수 있는 기술이 발전함에 따라 이러한 기술을 활용하여 플랜트의 3D 설계가 가능해지고 있다”면서 “자이로소프트는 3D 설계를 구축하기 위해 다양한 설계 도구와 3D 스캐닝 기술을 활용했으며, 이를 통해 생산성을 크게 향상시킬 수 있었다”고 밝혔다. 또한 그는 “대용량 3D 모델을 변환하여 플랜트의 3D 기반 디지털 트윈을 구축하는데 필요한 요소 기술과 노하우를 확보할 수 있는 계기가 되었다”고 전했다.

이외에도 이번 콘퍼런스에서는 국내 플랜트 융합 기술의 최신 기술 및 연구개발 동향이 소개됐으며, 플랜트 관련 정부기관, 산업체, 연구소, 학계 등 주요 인사들이 플랜트 분야의 발전을 위한 다양한 정보를 공유했다.

▲ 모델의 구축 및 운영 흐름

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