일본산업뉴스요약

Nikkei X-TECH_2022.3.23

DX의 신조류, 디지털 트윈
아사히카세이의 수소제조 플랜트에서 '디지털 트윈'
베테랑이 설비 이상에 대한 대응을 어디서나 지원

“디지털 트윈을 구사하면, 한정된 수의 베테랑 기술자가 어느 곳에 있어도, 마치 제조 현장에 있는 것 같은 상태가 되어 설비 이상에 대한 원격 지원 등에 활용할 수 있을 것으로 생각했다”. 아사히카세이(旭化成)의 하라다(原田) 디지털공창본부 스마트팩토리 추진센터 센터장은 2021년 1월, 화학 플랜트의 디지털 트윈을 구축한 목적에 대해 이렇게 말한다.

아사히카세이는 플랜트마다 제조하는 화학제품이 다르므로, 각각의 전문성을 가진 숙련자가 필요하다. 이 때문에 원칙적으로 10년 이상 플랜트 설비에 종사하며 숙지하고 있는 베테랑 기술자를 각 플랜트에 배치해 현장에서 이상에 대응하도록 하고 있다. 그러나 플랜트에 따라 차이는 있지만, 30명의 기술자 중에 베테랑 기술자는 2, 3명인 경우가 많다. 각 플랜트의 베테랑 기술자 전원이 출장 중이거나 퇴사 등으로 인해 설비 이상에 대응할 수 있는 인재가 현장에 없는 경우도 있다고 한다.

이를 해결하기 위해 아사히카세이는 베테랑 기술자의 부재 시에 설비 이상이 발생했을 경우, 베테랑이 현장에 가지 않아도 원격으로 대응할 수 있는 체제 구축을 목표로, 디지털 트윈 시스템을 개발했다. 현재는 그 효과를 검증하고 있으며, “앞으로는 해외 플랜트의 조업을 일본에서 지원할 수 있도록 시야에 넣고 있다고 한다. (하라다 센터장)

-- 전화로는 상황 파악이 어려워 --
하라다 센터장에 따르면, 화학 플랜트의 설비 이상에 대한 대응은 메뉴얼화가 어렵다고 한다. “설비 이상으로 원료나 제품이 누출될 수 있다. 한편, 센서가 고장 났을 뿐이며 설비는 정상인 경우도 있다. 같은 현상이 일어나도 상황에 따라 대처 방법이 다르기 때문에 매뉴얼화가 어렵다”(하라다 센터장)라는 이유 때문이다.

그렇기 때문에 기존에는 베테랑 기술자의 부재 시에 중대한 이상이 발생하면, 현장 기술자는 플랜트 내의 제어실 담당자에게 설비 상태를 문의한 후, 떨어진 장소에 있는 베테랑 기술자에게 전화로 상황을 전하고 지원을 요청했었다고 한다.

그 때, 베테랑 기술자가 현장의 상황을 정확하게 파악할 수 있다고 장담할 수는 없다. 게다가 현장 기술자의 경험 정도에 따라서는 베테랑 기술자의 지시대로 대응하지 못할 가능성도 있다. 원격 지원을 실현하려면, 떨어진 장소에 있어도 제조 현장의 상황을 정확하게 파악할 수 있는 시스템이 필요했다.

이를 해결하기 위해, 수소제조 플랜트의 디지털 트윈을 구축해 가상 공간에 플랜트를 통째로 재현했다. 디지털 트윈의 구축에 있어서는 배관이나 기기의 접속을 기록한 도면인 ‘P&ID도’나 플랜트의 BIM(빌딩 인포메이션 모델링) 등의 데이터를 이용했다. 뿐만 아니라, 플랜트 내의 생산설비에 설치한 센서로부터 유량이나 압력 등의 데이터를 1분 간격으로 클라우드에 수집해, 디지털 트윈의 가상 공간에 반영하고 있다. 센서가 이상을 감지하면 경보를 메일로 보냄과 동시에 3차원으로 표시한 플랜트 설비 맵에 알기 쉽게 표시한다.

디지털 트윈의 시스템에는 PC뿐만 아니라, 스마트폰으로도 액세스 할 수 있도록 하여, 어디서나 상황을 쉽게 확인할 수 있도록 했다. 이것으로 인해, 베테랑 기술자가 현장으로 달려갈 때까지의 시간 절감 및 현장 기술자가 구두로 상황을 전하는 것보다 정확한 지시를 베테랑에게 내릴 수 있게 되는 것을 기대하고 있다. 또한 설비 이상에 대한 대응 결과를 화면으로 즉시 확인하는 등의 효과도 기대할 수 있다.

-- 3차원 맵에서 설비의 보고서 참조 --
아사히카세이가 플랜트 조업에 있어서 목표 중 하나로 내걸고 있는 것이 설비 이상에 대한 대응에 걸리는 시간의 단축이다. 이를 실현하는 연구로서 베테랑 기술자에 의한 원격지원 시스템과 더불어, 지금까지 발생한 설비 트러블이나 그 때의 트러블에 대한 대응 방법 등을 기재한 보고서, 설비의 전자매뉴얼 등을 가상공간의 제조설비와 관련 지어 집약하고 있다.

경보를 발신한 설비를 디지털 트윈의 3차원 맵으로 클릭 혹은 탭을 하면, 설비별 이상 및 대응 이력 등을 단말기에 표시할 수 있다.

하라다 센터장은 “기존에는 현장의 기술자가 제어실로 돌아와 문서를 확인하거나 제어실에서 기술자에게 지시 등을 했었다. 현장에서 문서를 확인해 그대로 작업으로 연결한다면, 시간의 로스를 크게 줄일 수 있을 것이다”라고 그 의의를 말한다.

 -- 끝 --

Copyright © 2020 [Nikkei XTECH] / Nikkei Business Publications, Inc. All rights reserved.