일본산업뉴스요약

노후된 공장, 데이터를 활용해 지원
JFE 등 고장 사례 50년분을 AI가 분석

-- 기능 전승 및 사고 예방 --
각 소재 관련 기업이 설비의 노후화 및 인력 부족에 따른 사고 방지를 위해 인공지능(AI)을 활용한다. JFE홀딩스(HD) 및 쇼와덴코(昭和電工)는 40~50년 가동하고 있는 공장의 고장 데이터 및 제조 노하우를 축적한 AI를 통해 사고 예방 및 기능 전승으로 이어간다는 방침이다. 사업 재편으로 거대화되고 있는 해외 기업은 최신 설비를 잇따라 건설하고 있다. AI로 공장의 조업을 안정시키면서 신소재 개발에 활로를 개척해 나간다.

JFE HD는 최근 국내의 모든 제철소에 AI를 도입했다. 과거의 문제 사례 및 원인, 복구 작업의 데이터를 AI에게 학습시켜 고장의 원인 및 복구 순서를 산출한다. 우선 20~25년분의 데이터를 대상으로 분석해 앞으로는 40~50년분으로 확대해 나간다는 방침이다. AI활용의 속도를 올리기 위해 데이터 사이언티스트 등 IT(정보기술) 인재를 향후 2년동안에 현재의 3배에 해당하는 340명까지 늘린다는 계획이다.

지금까지는 숙련공의 지견 및 방대한 매뉴얼 안에서 사고 원인을 산출했다. 그러나 숙련공의 잇따른 정년퇴직 등으로 사고원인을 찾아내는데 상당한 시간이 소요되어 생산 개시가 늦어지는 경우가 있었다.

AI의 도움을 받을 경우, 경험이 부족한 종업원도 원활하게 복구작업을 진행할 수 있다. AI를 시험 도입한 제철소에서는 복구 시간을 20%정도 단축시킬 수 있었다고 한다. 앞으로는 학습시킬 데이터를 늘려 “문제 발생의 사전 예측도 가능하게 할 것이다”(기타노(北野) 부사장).

신일철주금(新日鐵住金)도 용광로에서 태우는 원료의 특징 및 연소 상태를 AI로 분석해 문제 발생을 미연에 방지하는 시스템을 개발하고 있다. 용광로는 철광석 및 코크스(해탄) 등 혼합 원료의 질에 따라 용광로 내부의 상황이 달라지기 쉽다. 용광로 안에 부착한 센서로 분석해 문제가 일어나기 쉬운 연소 패턴 등을 AI가 산출하게 된다. 2020년 후반에 일부의 용광로 개수를 앞두고 있는 무로란(室蘭) 제철소(북해도)에 AI를 도입할 계획이다.

화학 업계에서도 콤비나트 및 플랜트에서의 AI활용을 서두르고 있다. 쇼와덴코는 히타치(日立) 제작소와 공동으로 설비 고장을 예측하는 시스템을 개발해 2018년 10월에 중심 거점인 오이타(大分) 시에서 운용을 시작했다.

제1탄으로 기초 화학품인 에틸렌의 생산 설비를 도입했다. 최상류의 원료를 만드는 콤비나트의 ‘심장’이라고 할 수 있는 플랜트로서, 조작 문제가 발생하면 사업소 전체로 확산될 가능성이 있다. 2019년에 다른 플랜트로도 대상 범위를 확대할 예정이다. 당사는 디지털 활용을 서두르고 있으며 1년만에 수 십억엔 규모의 투자를 예상하고 있다.

JSR은 2019년 4월부터 지바(千葉) 공장에서 NTT 그룹이 개발한 음성인식 AI의 운용을 시작한다. 계기류(計器類)를 관리하는 제어실과 제조 현장에서 주고받는 지시 및 응답을 문서화하거나 센서로 설비를 점검하는 기록도 디지털 데이터로 보존한다. 이로써 숙련된 기술자에게 의지했던 설비 진단의 기능 전승을 꾀한다.

해외 기업은 최신식 설비를 증강
일본 기업, 연명책에는 한계

후생노동성의 조사에 따르면 2016년 시점에서 철강업의 생산 설비의 약 80%가 설치로부터 40년이상이 경과, 화학업계에서도 2022년에는 에틸렌 설비의 50%이상(생산 능력 베이스)이 ‘50세’를 맞이하게 된다. 제조 노하우를 축적∙학습하는 AI의 활용은 사고를 예방해 생산 품질의 안정에 도움이 되지만, 거액을 투자해 최첨단 설비를 신설하는 중국 기업 등 해외 기업에 대항하기에는 역부족인 면도 부정할 수 없다.

2018년의 세계 조강 생산은 사상 최고치를 갱신했으나, 잇따른 조업 트러블로 인해 일본은 전년 수준을 밑돌았다. “제조 능력을 따라갈 수 없다”라고 JFE 스틸의 가키노키(柿木) 사장은 토로한다. 국내 4개소의 주요 제철소 가운데 3곳의 용광로가 문제로 인해 정지하는 이상 사태가 발생했다. 화학 및 비철에서도 국내외의 제조 거점에서 트러블이 속출하고 있다.

해외에서는 거대한 최첨단 공장이 잇따라 세워지고 있다. 중국에서는 미국 엑슨모빌 및 독일의 BASF가 수천 억~1조엔이 넘는 투자로 석화 콤비나트 건설을 추진한다. 중국에서도 정부 주도로 철강 및 화학 제조사를 대상으로 재편이 가속화되고 있다는 견해가 많다.

이러한 해외 대기업에게 규모로 대항할 수 있는 일본 기업은 그리 많지 않다. 최근에는 품질 및 기술력으로 따라잡기에도 벅차, 디스플레이 재료 등 일본의 아성이었던 영역도 침식되고 있는 상황이다. AI 활용이 노후 설비를 단순히 ‘연명’시키는 것만으로는 언젠가 벽에 부딪히고 만다.

소재 각 사는 반도체 및 통신부품 등 성장 시장의 핵심 소재에 조준을 맞춰 제품 개발에 나설 뿐만 아니라, 에프터 케어까지 포함한 서비스를 제공하는 시책을 서두르고 있다. 기업 재편도 또 다른 선택지가 될 수 있다. 규모로 승부하는 해외 기업에 맞서기 위해서는 새로운 경쟁축을 구축할 필요가 있다.

▶ 조업 트러블로 인한 손실이 예상되는 주요 기업

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