화학공장 분야에서는 식품, 제약, 화공 기계 등에서 빠르게 진행되는 디지털 혁신이 두드러지고 있다. 이러한 변화는 스마트 제조, 데이터 활용, 자동화 등의 주요 동향을 반영하고 있다. 본 기사에서는 화학기계산업에서의 디지털 혁신의 현황과 도전과제를 살펴본다.

화학공장의 미래, 인공지능과 빅데이터가 주도하는 스마트 제조 혁신

최근 화학공장에서의 인공지능(AI)과 빅데이터 활용은 산업 전반에 걸쳐 혁신적인 변화를 가져오고 있습니다. 다양한 산업 분야에서 이러한 기술들을 통한 스마트 제조 기술 도입이 눈에 띄게 증가하고 있습니다. 아래는 주요한 트렌드와 기술 도입에 따른 이점들에 대한 몇 가지 사례가 있다.

1. 노동력 부족 문제 해결: 인공지능과 자동화 기술의 도입은 기계가 반복적이고 노동 집약적인 작업을 수행함으로써 인력 부족 문제를 해결하는 데 기여한다. 로봇 기술을 통한 자동화는 생산 라인에서의 인간 노동력을 대체하고, 더 복잡하고 정교한 작업에는 고도의 인공지능이 활용된다.

2. 생산성 향상: 빅데이터와 인공지능을 통한 데이터 분석은 제조 과정에서의 효율성을 높이고 생산성을 향상시킨다. 생산 데이터의 실시간 모니터링과 분석을 통해 생산 과정에서 발생하는 문제를 빠르게 식별하고 수정할 수 있다.

3. 품질 관리: 빅데이터 분석은 제품 품질을 예측하고 관리하는 데 도움을 준다. 센서와 IoT 기술을 통해 생산되는 제품의 다양한 파라미터를 실시간으로 모니터링하면서 품질 이슈를 사전에 감지하고 예방할 수 있다.

4. 유통 및 고객 서비스: 빅데이터를 활용한 물류 및 유통 체인의 최적화는 원자재부터 최종 소비자에 이르는 전 과정에서 효율성을 극대화한다. 또한, 제품의 사용 데이터를 수집하여 고객 서비스와 유지보수를 개선하고 사용자 경험을 향상시킬 수 있다.

5. 예측 분석과 최적화된 생산 계획: 인공지능을 통한 예측 분석은 수요 예측, 재고 최적화, 생산 일정 계획 등 다양한 영역에서 효율적인 의사결정을 지원한다. 이를 통해 생산 과정을 최적화하고 비용을 절감할 수 있다.

6. RPA를 활용한 업무 프로세스 자동화: 로봇 프로세스 자동화(RPA)는 반복적이고 규칙 기반의 업무를 자동화해 생산성을 향상시키고 인간의 실수를 최소화한다.

이러한 기술들의 효과적인 활용은 화학공장 및 기타 제조 분야에서의 경쟁력을 강화하고 지속 가능한 성장을 이끌어내는 데 기여하고 있다.

화학공장의 장벽,  AI 기반 예지보전 솔루션이 허물다

현대 산업에서는 기계 및 설비의 안정적 운영을 위해 선제적이고 효과적인 관리가 필수적입니다. 최근 몇 년간, 인공지능(AI) 기술이 산업 현장의 예지보전에 혁신을 가져오고 있다. 세계적인 기업들이 개발한 AI 예지보전 솔루션이 디지털 전환이 어렵고 까다로운 화학공장에 보급되는 사례가 늘고 있다.

1. 슈나이더일렉트릭의 EOCR Edge… 디지털 소프트웨어로 모터 보호 혁신 구현

프랑스의 슈나이더일렉트릭은 EOCR Edge를 통해 전자식 모터 보호 계전기를 디지털 소프트웨어로 효과적으로 관리하고 있다. 이 솔루션은 기존의 아날로그 EOCR과 스마트 MCC를 통합하여 관리하며, 실시간 모니터링을 통해 다양한 산업 현장의 MCC와 모터를 효과적으로 관리할 수 있다.

2. 화학공장의 자동화 혁신, 요꼬가와전기와 JSR 코퍼레이션의 AI 기반 테스트

일본의 요꼬가와전기와 JSR 코퍼레이션은 화학 공장에서 강화학습 기반 AI를 도입하여 35일 동안 자율적으로 운영하는 현장 테스트를 성공적으로 진행했다. 기존의 PID 제어 방식이나 고급 공정 제어보다 우수한 성능을 보여 밸브 수동 조작까지 가능한 뛰어난 제어 능력을 입증했다.

3. LG 유플러스 ‘스마트팩토리 솔루션’… 설비 예지보전의 새 표준 제시

LG 유플러스는 AI를 통해 공장 설비의 고장 및 장애를 미리 진단하고 점검하는 스마트팩토리 솔루션을 제공한다. 진동, 전류, 속도 등 다양한 데이터를 AI 기술로 분석해 설비의 상태를 실시간으로 진단하며, 고장 발생 시기와 잔여수명을 정확하게 예측하는 기능을 갖추고 있다.

이처럼 세계적인 기업들이 도입한 AI 기반 예지보전 솔루션은 산업 현장에서 생산성 향상과 설비의 신뢰성 향상에 기여하고 있다. 더 나아가, 이러한 혁신적인 기술은 산업의 미래를 높은 수준의 자동화와 효율성으로 이끌고 있다.

화학공장의 디지털 전환, 더딘 이유와 도전과제

1. 복잡한 생산 과정의 어려움

화학공장은 다양한 화학 반응과 복잡한 생산 과정을 거치는 특성상, 디지털 전환을 적용하는 것이 어려울 수 있다. 다양한 화합물과 반응 조건 간의 상호작용을 이해하고 최적화하는 것은 복잡한 과제로 작용하며, 이러한 다양성은 디지털 시스템의 적용을 어렵게 만드는 큰 이유로 분석되고 있다.

2. 기술적 난제의 해결

화학공장은 화학 반응, 열 역학, 유체 역학 등 다양한 기술적 난제를 해결해야 한다. 화학 프로세스의 특수성과 다양성으로 인해 디지털 시스템을 통합하고 조절하는 것은 기술적으로 복잡한 도전과제를 일으킨다. 신속하고 정확한 데이터 수집 및 분석이 필요하며, 이를 위한 기술적인 혁신이 필수적이라 할 수 있다.

3. 보안과 규정 준수의 중요성

화학공장에서 주로 쓰여지는 혼합기, 건조기, 저장설비 등의 경우 폭발, 독성 물질, 환경 오염 등의 위험이 높기 때문에 보안과 규정 준수가 매우 중요하다. 디지털 전환 시에는 민감한 데이터와 프로세스의 안전성을 보장하고, 관련 규정을 준수하는 것이 중요한 과제로 작용한다. 신뢰성 있는 디지털 시스템을 구축하고 운영함으로써 안전과 규정 준수를 동시에 보장하는 것이 필수적이다.

4. 산업 문화와 인식의 변화

화학산업 및 화공장치, 플랜트엔지니어링 등의 산업은 전통적인 제조방식과 폐쇄적인 문화를 가지고 있어 디지털 전환에 대한 인식이 낮을 수 있다. 산업 내에서 디지털 전환의 중요성과 이점에 대한 인식을 확산시키는 것이 필요하며, 전통적인 생산 문화를 변화시키는 것은 산업 내에서의 디지털 전환을 더욱 효과적으로 추진할 수 있는 핵심 과제라고 전문가들은 입을 모으고 있다.

이처럼 화학산업과 화학장치산업은 디지털 혁신을 향한 여러 도전과제를 극복하며 현대 산업의 발전과 지속가능한 생산을 위한 중요한 과제에 직면해 있다.

디지털 혁신에서의 보안과 규정 준수

1. 데이터 활용과 보안: 균형잡힌 전략의 필요성

디지털 혁신은 데이터의 활용을 통해 생산성을 높일 수 있는 기회를 제공하고 있지만, 동시에 보안의 중요성도 더욱 강조되고 있다. 데이터의 최적 활용을 추구하면서도 민감한 정보의 안전을 보장하는 방법을 찾는 것이 필수적다. 안전한 데이터 활용을 위한 효과적인 보안 시스템을 도입하여 산업 내부의 데이터 유출 및 해킹과 같은 위협으로부터 보호해야 한다.

2. 규제 준수: 변화하는 규정에 대응하는 지속적 업데이트

화학기계산업에서는 지속적으로 변화하는 규제에 대응하는 것이 중요하다. 규제 준수를 위해서는 업계의 규제 요구 사항을 정확히 이해하고, 그에 따라 프로세스를 지속적으로 업데이트하여 준수해야 한다. 특히, 디지털 기술의 도입으로 인해 발생하는 규제적 측면에서의 도전에 대비하며, 변화에 민첩하게 대응할 수 있는 체계를 구축해야한다는 숙제를 풀어야 한다.

3. 기술적 난제와 생산성 향상: 혁신적 기술의 도입

디지털 혁신은 기술적 난제를 해결하면서도 생산성을 향상시킬 수 있는 기회를 제공한다. 화학산업에서는 기술적 도전에 대응하는 혁신적 기술의 도입이 필수적이다. 신속하고 정확한 데이터 분석, 자동화 시스템, 인공지능 기술 등을 활용하여 생산 프로세스를 최적화하고, 효율적인 운영을 실현할 수 있다.

4. 문화와 인식의 변화: 조직적 혁신을 위한 기반 조성

화학산업 내에서 디지털 혁신에 대한 인식을 높이고 지속적인 변화를 수용할 수 있는 문화를 조성하는 것이 핵심적이다. 조직 내부의 업무 및 의사 결정에서 디지털 기술을 자연스럽게 수용할 수 있는 환경을 조성하고, 새로운 아이디어와 혁신을 촉진하는 문화를 구축해야한다.

특히 화학기계산업에서의 디지털 혁신은 산업 전반의 동향과 도전과제를 고려하여 신중한 계획과 전략이 필요한 분야로 부상하고 있다. 안정적이고 안전한 디지털 환경을 조성함으로써 산업은 지속 가능한 성장과 향상된 생산성을 실현할 수 있을 것으로 기대된다.