화학산업을 비롯한 제조업은 코로나19(신종 코로나바이러스 감염증)의 영향으로 비대면, 비접촉, 원격 등이 중요해지면서 대책 마련이 요구되고 있다.
일본에서는 로봇과 함께 드론을 활용해 코로나19 이후를 대비하고 있다.
설비 노후화, 베테랑 인재 고령화 및 퇴직에 따른 기술 계승, 노동력 부족 등에 대응하기 위해 코로나19가 발생하기 이전부터 디지털 기술을 활용해 생산성 향상, 기술 및 품질 고도 대책을 적극적 추진하고 있다.
IoT(사물인터넷) 보급으로 제조업에서도 데이터 활용이 가능해지고 멀리 떨어진 공장을 포함해 모든 사물이 연결됨에 따라 사이버 보안 강화도 요구되고 있다.
국내에서도 일본과 마찬가지로 설비 노후화가 진행되고 전문 오퍼레이터의 고령화, 노동력 부족 문제에 직면해 로봇 도입을 확대하고 있으며 드론 활용을 확대할 필요성이 제기되고 있다.

로봇, 자동화에 코스트 절감 대응
화학공장을 비롯해 제조 현장에서는 로봇, 드론을 도입해 생산성 및 점검 효율을 향상시키는 움직임이 가속화되고 있다.
시스템 통합 서비스를 중심으로 차세대 디지털 변혁(DX: Digital Transformation)도 추진하고 있다.
다관절 로봇과 AGV(무인 반송 자동차)를 조합한 로봇 시스템은 이미 생산 현장에 도입되고 있으며, 드론은 공장의 설비점검 코스트를 감축시키는 효과가 확인됨에 따라 앞으로 점검 솔루션 시장이 확대될 것으로 예상되고 있다.
제조업은 설비투자가 증가함에도 여전히 구식설비가 많아 생산성이 떨어지고 있는 가운데 숙련노동자 감소, 노동력 부족에 코로나19까지 겹쳐 로봇, 드론 도입이 가속화되고 있다.
일본에서는 2020년 9월 제조업 DX와 연동되는 생산 로봇 시스템을 체감할 수 있는 도쿄(Tokyo) 전시장을 오픈했다.
주요 전시품목인 차세대 DX 라인은 DX가 이루어진 엔지니어링 체인, 동작 및 생산 시뮬레이션, 제조를 실행하는 시스템인 통합 MES(제조실행 시스템) 등 디지털 기술과 개별 공정을 AGV로 이동하는 생산 로봇 시스템의 디지털 트윈을 실현해 모든 것을 가상으로 검증할 수 있는 것으로 알려졌다.
일본 제조기업 중에서는 이미 구체적인 라인 설계 및 가동을 시작한 곳이 있으며 타이를 중심으로 동남아시아에서도 관심이 많은 것으로 알려졌다.
오므론(Omron)은 제조현장 과제를 해결하는 ATC(Automation Center)-Tokyo에서 플렉서블(Flexible) 라인 모델링을 진행하고 있다.
사람과 로봇이 협력해 픽업하고 이동형 협동로봇인 모바일 머니퓰레이터가 자동조립공장으로 운반해 트레이서빌리티용 마킹을 실시하는 방식이며, 부품 픽업 착오를 방지하기 위해 로봇은 시스템 지시에 따라 부품을 픽업하고 사람은 AR(증강현실)을 통해 픽업 지시를 받는 것으로 파악되고 있다.
작업영역이 겹치면 로봇이 정지하는 등 안전센서를 활용해 안전성을 보장하며 픽업구역에 부품이 없으면 모바일 머니퓰레이터가 납품 장소에서 부품을 가져와 픽업구역에 보충함으로써 재고를 항상 일정하게 유지하는 것으로 알려졌다.

드론, 노후설비 보수‧점검에 활용
석유화학을 비롯해 노후 설비 유지보수에는 드론 활용을 추진하고 있다.
점검을 자동화함으로써 코스트를 줄일 수 있고 높거나 매우 좁은 곳을 점검할 때 리스크를 경감할 수 있기 때문이다.
드론 운용 시스템을 공급하고 있는 블루이노베이션(Blue Innovation)은 이데미츠코산(Idemitsu Kosan)의 홋카이도(Hokkaido) 공장에 스위스 플라이어빌리티(Flyability)의 구형 드론 Elios2를 도입해 점검을 실시한 결과 시간 단축 및 100만엔 단위의 코스트 절감 효과를 확인한 것으로 알려졌다.
덕트 안에서 하루 걸리던 범위를 30분만에 점검했으며 연돌은 곤돌라로 2-3일 작업하는 범위를 4-5시간에 끝낸 것으로 알려졌다.
드론 벤처기업 리베라웨어(Liberaware)는 산업용 소형 드론 Ibis를 이용해 석유화학 컴플렉스, 제철공장의 연돌, 배관, 보일러 내부를 영상으로 촬영한 후 해석 및 편집하는 설비 점검 서비스를 공급하고 있다.
점검할 때 발판 가설비용이 수백만엔에 달하나 Ibis를 투입함으로써 100만엔 이하로 감축할 수 있는 것으로 파악되고 있다.
장기적으로는 무인창고, 식물공장에 대한 적용을 검토할 방침이다.

디지털화, 검사 효율화에 생산성 향상까지…
화학을 비롯한 소재 설비는 플랜트 노후화가 진행되고 있는 가운데 코스트 절감 및 품질 확보에 대한 요구가 높아지고 있다.
숙련기술 계승 등 인재 육성과 함께 만성적인 노동력 부족에 따른 과로로 동기부여가 중요한 과제로 부상하고 있으며 IoT로 모든 사물이 연결됨에 따라 사이버보안 대책도 필수적인 요소로 부상하고 있다.
Toshiba Digital Solutions(TDSL)은 다양한 과제에 대응하는 솔루션으로 검사장치를 제안하고 있다.
시트 생산라인에 조명을 비추어 카메라로 촬영한 영상을 처리해 표면 결함을 검출하는 시스템이며, 핵심기술인 화상처리 소프트웨어를 발전시켜 화학을 비롯한 다양한 분야에 투입하고 있다.
2020년 6월부터 공급하기 시작한 금속조직시험 자동화 지원 솔루션은 도시바(Toshiba)의 AI(인공지능) 브랜드 Satlys를 이용해 사람이 육안으로 실시하던 JIS(일본산업규격) 등급 판정작업을 대체하고 있으며 필름, 플래스틱 성형제품 등 금속 이외 분야에서도 높은 관심을 보여 AI에 학습시키는 테스트 환경을 마련해 다양한 업종 및 소재에 적용할 방침이다.
EAM(Enterprise Asset Management) 솔루션도 화학 플랜트용으로 공급하고 있다.
유력 패키지인 IBM의 Maximo를 베이스로 전력 분야에서 축적한 노하우 및 업무 지식을 활용해 컨설팅부터 운용, 고도화 단계까지 통합적으로 솔루션을 제안하고 있다.
AI, IoT까지 활용해 과제 해결방법을 제시함으로써 설비 가동률 향상, 노동력 절감 및 효율화에 영향을 미칠 것으로 기대하고 있다.
석유화학용은 설비 생산기업 등과 제휴해 2020년 상반기부터 대책을 본격화하고 있다.
일본 경제산업성이 추진하고 있는 스마트보안과 연결해 설비의 적절한 유지관리, 설비투자 억제에 기여하고 있으며 합병으로 효율이 없어진 설비 보전 패키지 재구축 등 컨설팅도 제공하고 있다.
우선 화학 메이저를 대상으로 사례 및 노하우를 축적해 비즈니스를 확대할 계획이며 중견기업 및 중소기업을 대상으로는 클라우드 베이스 제안을 검토하고 있다.
히타치(Hitachi)는 IoT 기반인 Lumada를 활용한 화학산업용 솔루션에 힘을 기울이고 있다.
플랜트 예측 진단 서비스 ARTiMO는 AI 기술인 ART(적응적 공명이론)를 이용한 해석엔진을 탑재해 정상적으로 가동한 과거 데이터를 사전에 학습시켜 정상 데이터 카테고리를 생성한 후 실제 가동에서 취득한 새로운 데이터와 비교해 가동 상태를 진단하는 방식으로 쇼와덴코(Showa Denko) 플랜트에서 실증을 거쳐 실용화했다.
석유화학 뿐만 아니라 석유정제, 전력 등 다양한 분야에 응용할 수 있을 것으로 예상하고 있으며 Tokio Marine Nichido와 공동으로 ARTiMO 수요처를 대상으로 고장 징조를 감지했을 때 검사비용을 보증하는 보험도 제공하고 있다.

사이버보안, DX 추진으로 중요성 강화
최근에는 코로나19의 영향으로 재택근무가 급속도로 확대됨에 따라 클라우드 보안에 대한 관심이 높아지고 있다.
제조업도 IoT 보급으로 IT(정보기술) 시스템의 클라우드 전환이 가속화되고 있어 규모 및 업종과 관계없이 보안대책에 관심을 기울이고 있다.
클라우드 서비스는 자체적으로 보유한 서버에서 직접 운영하는 시스템 온프레미스(On-premise)에서 해당 자료를 클라우드로 옮기는 Iaas, 어플리케이션과 데이터를 직접 관리하는 PaaS, 시스템 전체를 가상화한 SaaS로 심화되고 있다.
화학기업들은 대부분 온프레미스에서 Iaas로 전환할 때 Lift & Shift 문제에 직면하는 것으로 파악되고 있다. 클라우드와 온프레미스가 혼재하는 하이브리드 환경이 침입하기 가장 쉽기 때문이다.
트렌드마이크로(Trend Micro)는 2019년 하이브리드 환경에서 평균의 2배 이상에 달하는 사이버공격이 발생한 것으로 파악하고 있다.
최근에는 Zero Trust Model이 주목받고 있다.
네트워크 경계의 안쪽인 인트라넷은 기존과 같이 경계 방어에 의존하는 체질을 버려야 한다는 생각에 따른 것으로, 일본에서는 NEC, NTT Data Intellilink가 컨설팅 서비스를 시작했다.
OT(운용기술)인 기존 제어 시스템은 외부와 연결되지 않았으나 OT와 IT가 융합된 DX가 진행됨으로써 보안의 중요성이 더욱 높아지고 있다.
TDSL은 제어 시스템용으로 3가지 솔루션을 제안하고 있다.
사이버보안 기반인 Cyber X Platform은 모든 정보자산의 취약성을 진단한 후 위험한 공격경로를 예측하고 시뮬레이션 결과를 스코어로 표시해 어디부터 대응할 수 있는지 파악할 수 있는 것으로 알려졌다.
Waterfall은 제어 시스템 측 송신모듈과 IT 시스템 측 수신모듈 사이를 광섬유 케이블로 연결해 물리적으로 일방향 통신만 가능케 한 솔루션으로, 역방향 통신이 필요할 때는 쌍방향으로 설치한 복제서버가 대신 응답하는 것으로 파악되고 있다.
해외에서는 테러 우려가 있는 전력 및 에너지 분야를 중심으로 도입하고 있으며 석유 및 화학 분야에도 점차 도입을 확대하고 있는 것으로 알려졌다.