일본산업뉴스요약

히타치, 데이터로 누수 예측
IoT를 사용하여 수도관 관리

히타치제작소는 IoT(사물인터넷) 사업의 새로운 수익원으로 가스관이나 하수관 등 생활 인프라의 보수 서비스에 착수한다. 매설된 인프라를 보수 관리할 수 있는 디지털 기반을 구축한다. 제1탄으로 수도관의 누수 지역을 감지하는 시스템을 개발하였다. 2020년에 지방자치단체 등의 수도사업자를 대상으로 서비스 제공을 목표한다.

개발한 ‘누수감지시스템’에는 독자 개발한 고감도 진동 센서를 내장하였다. 누수 발생 시의 특유의 진동을 감지하여 누수가 발생한 지역을 특정한다.

현재의 누수 지역은 물론 센서가 취득한 데이터를 클라우드 상에서 수집하여 수일 간의 진동 데이터를 독자적인 알고리즘으로 분석한다. 누수가 발생할 가능성이 있는 곳을 추출하여 예견할 수 있는 서비스도 검토한다.

후생노동성에 따르면 현재, 법정 내용연수를 초과한 수도관은 10% 이상으로 노후화는 사회 문제가 되고 있다.

지금까지 누수가 발생했을 때는 숙련 조사원이 땅속의 소리를 구별하는 ‘음청봉(音廳奉)’이라는 기기를 사용하여 진동을 듣고 누수 위치를 확정하는 것이 일반적이다. 그러나 조사원 수가 매년 감소하면서 일상적인 감시가 어려워졌다.

히타치가 개발한 고감도 센서는 300m 간격으로 설치하는 것을 상정하고 있다. 자석을 내장하고 있어, 추가 공사 없이 기존 수도관에 간단하게 설치할 수 있다. 광범위한 수도관을 망라하여 고정밀도 데이터를 수집∙분석함으로써 효율적인 보수 서비스를 전개할 수 있다. 히타치의 계산에서는 숙련자를 통한 누수 조사와 비교해 작업 효율이 16배 향상되었다.

누수 감지 센서는 국내외의 업체가 앞서서 개발하고 있다. 그러나 히타치에 따르면 “수도사업자를 대상으로 실시한 조사에서는 사람의 왕래나 자동차의 통행으로 발생하는 진동을 누수로 판단하는 오감지가 약 80%에 달한다”(히타치의 다케시마(竹島) 인프라보수프로젝트 리더). 과제인 오감지를 억제함으로써 후발 주자라 하더라도 반격이 가능할 것으로 본다. 관건은 사람의 왕래나 자동차의 통행에 의한 비연속적인 진동과 누수에 의한 진동을 구별하는 알고리즘이다.

센서 자신이 발산하는 노이즈도 줄여 기존의 범용 센서보다 높은 측정 정밀도를 실현하였다. 저(低) 노이즈화를 통해 아주 작은 누수도 감지한다. 17년 12월부터 NTT그룹과 구마모토유통정보센서와 실시하고 있는 실증 실험에서는 “센서로 감지한 30건에서 오감지는 없었다”(다케시마 리더).

저 전력화도 추구하였다. 독자적인 회로 기술을 통해 전력 소비량을 기존 대비 50% 삭감하였다. 센서는 주로 1일 2회, 몇 초 동안의 계측 결과를 클라우드 상에 송신. 센서와 클라우드 사이의 통신은 NTT그룹이 제공하는 저전력으로 광역을 커버하는 통신망 ‘LPWA’를 채용할 예정이다. 이들의 활용으로 센서는 내장 배터리만으로 5년 이상 가동할 수 있다.

과제는 센서의 양산이다. 19년 하반기에 실험적인 선행 서비스를 제공하면서 양산 체제를 정비한다. 20년부터의 본격 실시를 위해 사업 체제의 구축이 요구된다.

장래의 서비스 확대도 시야에 넣는다. 다케시마 리더는 “21년까지는 땅속의 상황으로 수도관의 파손을 감시하는 서비스를 도입하고 싶다”라고 말한다.

인프라의 노후화는 오래 전부터 지적되어 온 과제다. 선진 기술로 이를 극복하여 25년에는 국내의 땅속 매설 인프라 보수 작업 전체에서 1,000억엔의 매출 규모를 목표한다.

-- 영역 확대와 해외 전개의 포석으로 --
히타치는 IoT 기반 ‘루마다’ 기술을 축으로, 제품의 부가가치나 서비스를 확대하는 전략을 제시하였다. 수도관용에서는 인공지능(AI)이나 데이터 분석으로 고객의 과제를 해결하는 ‘루마다 코어’ 사업으로서 서비스를 제공한다.

2018년도의 루마다 매출은 1조 1,270억엔. 이 중 이익률이 높은 루마다 코어 사업은 3,350억엔이었다. 한편, 루마다 중에서도 시스템 구축 사업은 7,920억엔이다. 이쪽은 고객별 커스터마이즈가 발생하기 때문에 루마다 코어 사업과 비교해 이익률이 낮은 것이 과제다.

이들 보수 서비스는 수도관 등의 생활 인프라뿐 아니라 고도성장기에 정비된 터널이나 교량과 같은 교통인프라에 대한 응용도 가능하다. 루마다는 3년 후에는 매출을 2조엔 규모로까지 늘릴 계획이다. 이 중 루마다 코어 사업의 비율을 얼마나 올릴 수 있는가가 초점이다. 그만큼 보수 서비스의 확대에 대한 기대는 크다.

축적한 노하우를 바탕으로 수평 전개해 나가는 것도 과제다. 루마다의 해외 매출 비율은 10% 정도에 그친다. 앞으로는 동남아시아 등 인프라의 노후화가 현재화되는 지역이 타깃이 될 것이다. 수평 전개가 진행되면 해외에서도 IoT로 존재감을 드러낼 수 있을 것이다.

 -- 끝 --