플랜트 및 엔지니어링 관련기업들이 최신 디지털 솔루션으로 서비스를 확대하고 있다.
기존 플랜트 설계·구매·시공(EPC), 장치 수주 경쟁이 치열해지고 있는 가운데 원격감시를 비롯한 애프터서비스(AS) 수요가 늘어나고 있기 때문으로, 소프트웨어와 하드웨어 양면에서 제안활동을 강화해 서비스 사업을 새로운 수익원으로 육성하고 있다.
플랜트 EPC에서 운영관리 서비스로 전환
플랜트 관련기업들은 장치 공급, 플랜트 EPC를 비롯해 관련부품 공급, 점검, 수리, 교체공사 등을 지원하는 AS 사업을 운영하고 있다.
특히, 최근에는 가동지원 등 운영관리(O&M) 부문을 별도로 계약하는 사례가 증가하고 있으며 IoT(사물인터넷), AI(인공지능)를 활용해 플랜트 및 산업기계를 원격 감시하는 기술기반을 구축하는 움직임이 확산되고 있다.
플랜트 EPC 사업은 경기변동에 좌우될 뿐만 아니라 경쟁기업에 신흥기업까지 추가되면서 가격경쟁이 치열해지고 있으며 제조장치 공급 사업은 기술력을 보유한 아시아기업들이 부상함으로써 수익을 확보하기 어려워지고 있다.
반면, AS 사업은 기본적으로 수주 경쟁 없이 기존과 동일하게 AS 업무를 담당하는 것이 일반적이기 때문에 10-20년 동안 안정적으로 업무를 확보할 수 있어 경기변동에 좌우되지 않는 이점이 있다.
여기에 선진국들은 노동인구 감소, 숙련 기술자의 잇따른 정년퇴직으로 현장기술을 전수하기 어려워지고 있으며 노후설비를 중심으로 폭발사고 등이 발생해 대책 마련이 시급해지고 있다.
신흥국들도 인구 증가 및 도시화, 소비경제 발달 등의 영향으로 전력 부족이 만성화되고 있어 발전소 수요가 대폭 증가하고 있다.
특히, 발전소는 에너지 공급 인프라 설비로 트러블이 발생하면 지역경제에 막대한 영향을 미치기 때문에 일반기계에 비해 안정 및 안전성이 높은 수준으로 요구되고 있다.
IHI, AI·IoT 기술 활용 서비스 고도화
플랜트 및 장치·기계 공급기업들은 AS 사업을 확대하고 있으며 IoT 및 AI 기술이 급속도로 진화함에 따라 지구상 어디서나 플랜트 및 공장설비 상황을 파악할 수 있는 시스템 개발에 주력하고 있다.
기존에는 트러블이 발생했을 때 기술자가 직접 현장을 방문해야 함에 따라 성수기에 대응하기 어려운 문제점이 있었으나 ICT(정보통신기술)를 적용한 원격감시가 가능해짐으로써 집중제어실에서 이상징후를 파악해 트러블이 발생하기 이전에 먼저 플랜트 현장에 경고 메시지를 보내는 서비스가 증가하고 있다.
IHI는 2013년 원격감시 등으로 가스터빈 발전소의 운용개선을 지원하는 고객운용지원센터를 개설했다.
지원센터는 IHI와 세계 가스터빈 발전설비를 연결하는 거점으로 8개 지역에서 동시 접속이 가능한 화상회의 시스템, 원격회의·감시 모니터, 프로젝터, 예방보전업무 모니터, 태블릿PC 등을 구비하고 있다.
장기간 축적한 풍부한 경험과 정보를 제공함으로써 설비 트러블을 미연에 방지하는 기능을 보유하고 있으며 원격으로 플랜트 제어 시스템을 수정·조절할 수도 있는 것으로 파악하고 있다.
기술자를 현지에 파견하지 않고 신속한 대응이 가능해 가동불능 상태를 피할 수 있으며 조기복구에 기여할 수 있는 이점이 평가되고 있다.
IHI는 가스터빈 사업 매출액이 300억엔 이상을 기록하고 있는 가운데 AS 사업 매출을 100억엔으로 확대하겠다는 목표를 세우고 있다.
MHPS, 발전·산업용 디지털 솔루션 공급
Mitsubishi Hitachi Power Systems(MHPS)은 발전 및 산업용을 비롯한 다양한 플랜트용 디지털 솔루션 MHPS-TOMONI를 공급하고 있다.
수요처의 기존 플랫폼에서 사용할 수 있도록 커스터마이즈해 O&M 최적화, 성능 향상, 운영성능 개선 솔루션을 제공하고 있으며 데이터를 수집·분석하는 O&M 모니터링, 정기점검 기간 단축 및 플랜트 가동률 향상을 위한 지원활동을 수행하고 있다.
MHPS는 2018년 타이완에서 천연가스 발전소 GTCC(Gas Turbine Combined Cycle)에 대한 질소산화물(NOx) 저감 및 성능개선 공사를 수주함으로써 디지털 솔루션 서비스를 도입해 화력발전설비 가동을 최적화하고 있다.
카타르 Ras Laffan의 독립발전·조수 사업으로 가동하고 있는 GTCC 발전설비 가운데 MHPS가 공급한 가스터빈 8기에 대해서도 15년 유지보수 계약을 체결해 정기점검용 부품 공급·보수, 가동 원격감시 서비스를 제공하고 있다.
발전소 원격감시에 가동 최적화
글로벌 최대의 폐기물 소각 발전소 메이저 Hitachi Zosen은 2018년 10월 첨단정보기술센터 AI/TEC을 개설했다.
원격감시, IoT, 빅데이터, AI 등 최신 기술을 활용하는 기지로 원격감시 및 가동지원 서비스를 제공하고 있다.
현장보다 빠르게 설비상황을 예측해 지원함과 동시에 트러블에 대한 대응, 데이터 검증, 분석 업무를 수행하고 있으며 중장기 데이터에 따른 기기류 수명진단 및 예방보전 서비스로 설비 장수명화, 장기 경제성을 고려한 라이프사이클 코스트 감축에 기여하고 있다.
아울러 가동기술 전수, AI를 이용한 연소 자동제어 등 원격감시 뿐만 아니라 빅데이터 분석에 따른 고도의 운영지원 서비스를 제공하고 있으며 전력소매(PPS), 풍력발전, 필터프레스 사업 등 24시간 지원체제를 구축하고 있다.
Toshiba Machine은 공작기계, 사출성형기, 로봇 등을 대상으로 IoT를 활용한 시스템을 제공하고 있다.
산업계에서 주목받고 있는 OPC UA(Open Platform Communications Unified Architecture)를 이용한 것으로 제어기술, 정보기술을 베이스로 장치점검을 가시화하고 생산현황을 파악해 생산성 향상을 지원하고 있다.
독자적으로 개발한 진동센서로 노후화 수준을 자동 진단하는 시스템을 확립해 고장을 방지하는 유지보수용으로 제안함으로써 공장 스마트화에도 기여하고 있다.
JFE, 플랜트 통합감시 시스템 개설
JFE Engineering은 2019년 3월 각종 플랜트 통합감시센터인 Global Remote Center(GRC)를 개설해 일본 폐기물 발전소를 중심으로 해외설비를 포함한 서비스를 제공하고 있다.
풍부한 EPC 경험과 디지털 기술을 조합해 독자적인 O&M 서비스를 개발하고 있으며 앞으로는 이상징후 진단 등 기능을 강화함과 동시에 수처리시설, 바이오매스 발전설비, 교량 등을 대상으로 글로벌 공세를 강화할 방침이다.
GRC는 숙련 기술인의 노하우와 AI를 활용한 플랜트 가동 최적화 및 자동화, 설비진단 기능 등을 담당하고 있으며 단순한 감시에 머무르지 않고 현지 중앙제어실과 업무를 일원화해 쓰레기 성상에 따라 복잡하게 변화하는 연소조건을 원격으로 컨트롤하고 있다.
JFE Engineering은 총 58개 설비를 대상으로 원격감시 서비스를 제공하고 있으며 2020년 100개로 확대하겠다는 목표를 세우고 있다.
Kawasaki Heavy Industries는 동남아시아를 중심으로 분산형 발전소 시장이 꾸준히 성장함에 따라 가스터빈 등 에너지사업 확대에 박차를 가하고 있다.
2017년에는 순수 일본산 고효율 가스터빈 M5A를 개발했으며 자체 통신 네트워크를 이용한 원격감시 시스템을 100% 활용해 유지보수 및 AS 사업체제를 확충했다.
코스트 감축에 인력부족 문제 해결까지…
Japan Steel Works는 사출성형기용 IoT 솔루션 J-WiSe를 성형공장 스마트화에 활용하고 있다.
J-WiSe는 성형공장 생산관리, 예방보전, 성형지원, 생산 자동화 시스템으로 구성돼 있다.
Japan Steel Works는 사출성형기 매출 약 650억엔 가운데 서비스 사업이 10-20%를 차지하고 있으며 2020년까지 서비스 사업 매출을 2배로 확대하겠다는 목표를 세우고 있다.
수지 펠릿 제조장치, 컴파운딩 압출기, 필름·시트 압출기, 중공성형기 등 다양한 라인업을 보유하고 있는 가운데 사출성형기를 중심으로 서비스 사업을 확대한 후 다른 산업기계에도 적용할 방침이다.
이미 중국, 동남아를 시작으로 유럽, 북미에 서비스망을 구축하고 있으며 견고한 기반을 구축함으로써 고객만족도를 더욱 끌어올리는데 힘을 기울이고 있다.
플랜트 및 산업기계 시장은 앞으로 IoT, AI를 이용한 최첨단 기술 혁신이 계속됨에 따라 원격감시에 이어 원격제어 기술이 실용화될 것으로 예상되고 있다.
원격제어는 인력 부족 문제를 해결할 수 있는 수단으로 주목받고 있다.
이에 따라 플랜트 및 산업기계 공급기업들은 O&M을 포함한 AS 사업의 매출비중이 높아질 것이 확실시되고 있으며 수요기업과 관계를 심화해 생산효율 향상에 기여함으로써 교체수요, 신설 플랜트에 관한 추가주문으로 이어가겠다는 전략을 세우고 있다.
덴소, AI 활용해 생산현장 개혁
덴소(Denso)는 타이에서 AI를 활용해 생산현장의 개혁을 추진하고 있다.
카메라를 사용해 작업자의 움직임을 기록하고 분석하는 플랫폼을 정비하고 있으며 심층학습(딥러닝)을 통해 정확한 동작 식별, 개선 지표로 작업별 표준시간 단축화 등을 실현할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
또 AI를 통해 작업효율을 높임으로써 설비를 자동화하고 생산현장의 고도화에도 도움이 될 것으로 예상하고 있다.
덴소는 타이에서 전장부품과 자동차 에어컨, 연료 분사 시스템 관련제품 등을 생산하고 있다.
공장 작업자의 움직임을 카메라로 다양한 각도에서 녹화 및 분석함으로써 데이터를 축적하는 작업을 진행하고 있으며 올바른 표준작업을 AI에게 기억시킴으로써 장기적으로는 심층학습을 통해 작업 속도가 더 빨라질 수 있도록 효율적인 움직임 등을 새롭게 도출할 방침이다.
공장에서는 원래 스톱워치나 사람의 눈으로 작업자의 움직임에 불필요한 동작은 없는지 확인해왔으나 최근에는 AI 개발 벤처와 함께 카메라와 AI로 해당 작업을 대체하고 플랫폼을 구축하는데 주력하고 있다.
타이를 비롯해 동남아시아에서는 노무비가 계속 올라가고 있으며 코스트 경쟁력 유지 및 향상이 중요한 과제로 떠오르고 있어 AI 기술을 도입함으로써 과거와는 다른 완벽하게 새로운 개선작업을 실시할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
최종적으로는 불필요한 작업과 공정을 모두 줄이고 자동화를 달성하겠다는 목표를 세우고 있으며 자동화 기술을 도입하기에 앞서 AI를 활용해 최적의 작업을 도출한 후에 로봇을 도입하고 공장을 고도화시키는 순서로 진행할 계획이다.
수익성 강화를 위해 소재를 현지에서 조달하는 작업에도 총력을 기울이고 있다.
동남아 현지법인인 Denso Asia International(DIAT) 내부의 테크니컬 센터에서 소재 분석 및 평가시험을 실시하면서 가격경쟁력이 높은 아시아 지역의 공급소스를 탐색하고 있다.
DIAT가 설치된 타이는 그룹 9사가 사업을 영위하고 있는 동남아 지역의 허브거점으로 그동안 축적한 노하우와 함께 첨단기술을 활용하는 생산현장 혁신을 통해 사업기반을 강화하고 있다.
