[인더스트리뉴스 정한교 기자] 사람, 사물, 공간을 연결하고 자동화·지능화돼 디지털·물리적·생물학적 영역의 경계가 사라지면서 기술이 융합되는 새로운 시대, 세계경제포럼 클라우스 슈밥(Klaus Schwab) 회장은 이를 두고 ‘4차 산업혁명’이라고 지칭했다. 사물인터넷(IoT)과 빅데이터, 인공지능(AI) 기반의 ‘만물 초지능 혁명’ 4차 산업혁명은 다양한 분야에서 많은 변화를 불러일으키고 있다.

특히, 4차 산업혁명으로 인한 변화의 바람은 전통적인 제조업 현장에서 두드러지게 나타나고 있다. 바로 센서(IoT)가 설치된 설비와 기계에 데이터가 실시간으로 수집, 분석돼 공장 내 모든 상황들이 일목요연하게 보여주고, 이를 분석해 스스로 제어 및 통제하는 스마트팩토리로의 변화다. 포스코경영연구소·중소기업진흥원은 ‘글로벌 스마트팩토리 시장 규모’를 2015년 1,937억달러에서 2020년 2,847억달러로 성장할 것으로 전망했다.

예지보전, 최적 설비상태 유지로 경쟁력 강화

스마트팩토리가 해마다 시장 규모를 늘려가면서 ‘예지보전’이 주목받고 있다. IoT Analytics는 ‘설비 예지보전 글로벌 시장 규모’를 2016년부터 2022년까지 연평균성장률이 39%에 달할 것으로 전망했다.

전통적인 제조산업에서 예지보전은 인명사고 방지에 가장 노력을 기울이고 있다. 산업현장에서 언제나 발생할 수 있는 인명사고는 기업과 근로자 모두에게 치명적인 불행을 초래한다. 이에 따라 전통적인 제조산업은 설비 예지보전을 통해 갑작스레 발생할 수 있는 설비 고장을 예방하고, 이로 인한 인명사고의 위험을 막아주는데 우선 순위를 둔다.

스마트팩토리에서 예지보전은 설비 이상에 대한 사전 진단이 가능하고 설비 및 부품의 수명을 예측해 최적의 설비상태를 유지하도록 돕는다. 이를 통해 품질 향상과 납기를 준수하게 돼 제조업의 경쟁력을 강화할 수 있다. 또한, 통계와 분석을 토대로 객관적인 근거를 통해 공장의 다운타임을 줄여 실질적인 비용손실을 막아준다.

국내 IT 전문기업 ‘아이티공간’의 이영규 대표는 ‘2019 부산·울산·경남 스마트팩토리 컨퍼런스 & 엑스포’에서 스마트팩토리에서 예지보전의 중요성을 설명하며, “전통적인 제조산업에서 설비는 단순히 생산을 지원하는 도구로써 인식됐다면, 스마트팩토리에서의 설비는 수익을 창출하는 하나의 자산”이라고 강조했다.

이 대표는 “많은 기업들이 유지, 보수라고 하면 고비용, 모든 원인 규명이 어렵고 복잡하고 전문적, 가장 하부단까지 관리해야 하기에 일이 너무 많다, 투입대비 성과 가치가 높지 않다 등의 인식을 가지고 있다”며, “예지보전은 아직 적극 발굴되지 않은 분야이다. 최근 대기업들은 예지보전의 다운타임을 줄이기 위해 다양한 노력을 기울이고 있다”고 말했다.

이어 이 대표는 “30%의 정비 비용이 절감되면 10~20%의 생산성이 향상되는 효과를 볼 수 있다”며, “산업이 고도화되며 기업이 수익성 향상을 위해 기여할 수 있는 영역이 거의 남지 않았다. 예지보전은 기업 수익성 향상을 위해 적극 개척해야 하는 분야”라고 강조했다.

이 대표는 해외 사례를 예로 들며 설비 예지보전의 중요성을 강조했다. 이 대표는 “이웃나라 일본을 예로 들어보자면, 일본은 매출액 대비 12%의 설비보전비용이 발생하고 있다. 그에 반해 우리나라는 매출액 대비 21%로 순이익 등이 적다. 비용을 줄이면 연간 20조원의 절감효과를 얻을 수 있을 것”이라며, “설비수명에서도 일본은 30년에 달하는데, 우리나라는 12년에 불과하다. 예지보전으로 수명이 늘어나면 연간 22조원의 절감효과를 기대할 수 있다. 설비보전비 10% 절감은 매출 74%의 상승효과가 있다”고 말했다.

유예지(UYeG), 세계 최초 전류 예지보전 솔루션

아이티공간의 예지보전 솔루션 유예지는 세계 최초의 전류 예지보전 솔루션이다. 모든 설비들의 상태를 전기의 흐름만으로 다양한 고장과 사고를 사전에 파악한다. 이와 함께 에너지 절감을 가능하게 하는 기술도 포함됐다.

이영규 대표는 “동양의학에선 피의 흐름으로 많은 질병을 파악하고, 그에 맞는 최적의 예방을 진행한다”며, “유예지는 모든 설비의 전기 흐름을 파악해 예지보전을 실행하는 기술이다”고 말했다.

유예지(UYeG)는 초기 운영 단계에서 구동부 장비의 정상치를 기록, 학습해 정상상태의 데이터를 기록하고, 진단 시스템을 통해 운전상태와 고장의 이상징후를 고장이 발생하기 전에 예지해 진단한다. 공장의 생산설비와 가장 가까운 곳에 위치하기 때문에 구동부의 전류와 전압, 전력량, 온도ᆞ습도 누설전류, 단락 등과 주변의 가스환경, 진동환경 등과 같은 정보를 초고속 IoT 신경망 센서로 현장의 상태를 전송하고 방대한 데이터를 설비의 블랙박스와 같이 저장, 복기가 가능하다.

기존의 예지보전 시스템이 주로 사용하던 방식은 진동분석법으로, 전기 주파수로 분석하는 전류분석 방법은 고가의 비용에 고가의 엔지니어링 비용이 더해지는 단점을 가지고 있었다. 유예지는 전류의 패턴이나 몇 가지 성분을 분석해 진동분석법에 비해 가성비가 불과 1/40인 전류분석법이다. 이에 보다 저렴한 비용으로 다양한 사이트에 적용할 수 있다.

이 대표는 “유예지로 인해 약 50%까지 원인분석 및 재발방지 시간이 감소되고, 다운타임 발생건수도 약 30%까지 감소한다”며, “예지보전 기반의 스마트팩토리 실현에 있어 유예지가 많은 도움을 줄 것”이라고 강조했다.

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