DX(Digital Transformation)는 화학기업의 인력 부족 해결에 도움이 될 것으로 기대된다.
화학기업들은 제조 프로세스가 복잡하고 안전성 및 신뢰성을 높은 수준으로 유지해야 하기 때문에 DX 포함 신기술 도입에 소극적이다.
특히, 한국은 플랜트 대부분이 1960-1970년대 집중 건설돼 노후화가 심각하기 때문에 디지털 기술을 자유자재로 도입하기에 용이한 상태는 아닌 것으로 평가된다.
그러나 이미 바스프(BASF)와 듀폰(DuPont) 등 글로벌 메이저들이 인력 부족 해소를 위해 디지털 플랫폼 도입을 본격화하고 있어 국내 화학기업들도 도전이 요구되고 있다.
아비바, 한국 디지털화는 초기단계
디지털 엔지니어링부터 운영, 최적화까지 플랫폼 사이클을 종합적으로 취급하는 아비바(Aveva)는 최근 아시아‧태평양 지역을 중심으로 DX 서비스 확충에 박차를 가하고 있다.
아비바는 영국 케임브리지(Cambridge)에 본사를 둔 정보기술 컨설팅 및 소프트웨어 솔루션기업이며 글로벌 화학기업 상위 50곳 중 49곳과 거래하고 있다.
2021년에는 미국 OSI Soft의 오퍼레이션 데이터 관리기반 PI System을 통합해 기존 솔루션에 융합시켰으며 1개의 플랫폼에 모든 솔루션을 등록시켜 솔루션과 솔루션 사이에서 데이터가 오갈 수 있는 체계를 만들었다.
또 사업모델을 구독형으로 전환했고 2022년 경상이익을 전년대비 15% 늘리는 등 성장가도를 달리고 있다.
아비바는 제조업을 중심으로 자동화 솔루션을 제공하고 의사결정 지원 및 운영 최적화를 도모해 에너지 소비량 감축, 지속가능성 향상 등에 기여하고 있다.
화학기업들은 인력 부족이 심각한 지역을 중심으로 소프트웨어 활용에 대한 관심이 높은 것으로 알려졌다.
아비바에 따르면, 아시아‧태평양 지역에서도 오스트레일리아는 디지털 기술을 활용한 자동화 속도가 유럽‧미국에 필적할 정도이나 중국, 한국, 동남아는 초기단계에 머무를 만큼 격차가 큰 것으로 파악된다.
그러나 대부분 지역의 성장 잠재력이 충분하며 최근 지속가능성에 대한 관심이 높아지고 있기 때문에 DX 활용이 본격화될 것으로 기대하고 있다.
아비바는 화학기업들이 공장 가동 개선, 생산성 향상, 신뢰성 강화, 지속가능성 달성이라는 4가지 목표 아래 디지털 전략을 결정하고 담당 책임자를 임명해 단기 목표 뿐만 아니라 장기 비전이나 조직 구조 등을 고려하며 디지털화를 추진해야 한다고 제안하고 있다.
앞으로 아시아‧태평양 각지의 대규모 시스템 디렉터와 협력하며 개별기업별로 적합한 접근법 및 전략을 제시하고 인공지능(AI) 등 최신기술을 도입함으로써 화학기업들의 디지털화에 속도를 낼 계획이다.
디지털 트윈과 생성형 AI 대응 강화
아비바는 화학‧프로세스 분야에서 영향력을 확대하고 있다.
아비바 솔루션은 개방적‧독립적인 소프트웨어이며 경쟁기업 소프트웨어로 축적한 데이터까지 취급할 수 있는 플랫폼을 갖추고 있다.
화학기업을 대상으로는 신소재 채용부터 화학제품 생산, 사용 후 폐기까지 모든 라이프 사이클에 대응할 수 있는 솔루션을 제공하고 있다.
프로세스 시뮬레이션은 디지털 트윈 프로세스를 제공하기 위해 설계, 시뮬레이션 및 교육에 이르는 프로세스 엔지니어링 라이프 사이클 전체를 포괄한 혁신적인 통합 엔지니어링 플랫폼으로 쾌적한 사용자 환경을 제공하는 웹 기반 및 클라우드 기술을 개발해 엔지니어가 더 생산적으로 협업할 수 있도록 돕고 있다.
이스트먼케미칼(Eastman Chemical)은 아비바의 E3D 디자인, 엔지니어링 및 자산정보 관리 솔루션을 통해 디지털 혁신 프로그램 SEIGA를 만들어 활용하고 있다.
SEIGA는 정확하고 신뢰할 수 있는 통합된 데이터 및 자동화 워크플로우 프로세스를 가능케 하며 지속가능한 기술을 개발하고 더 빠른 자본 프로젝트를 통해 순환경제를 발전시키는데 응용되고 있다.
아비바는 2024년 여름 출시를 목표로 생성형 AI에 대응 가능한 솔루션을 개발하고 있다.
생산설비가 고장났거나 문제가 발생했을 때 파이 시스템에서 데이터를 취득한 다음 해석‧분석에 AI를 사용하는 것으로 생성형 AI와의 커뮤니케이션을 통해 보다 효율적인 해결방안을 마련하는 효과를 얻을 것으로 기대하고 있다.
현재 플랜트에서 사용하는 소프트웨어들은 종류만 수십개에 달할 뿐만 아니라 매뉴얼 분량도 많고 신버전, 구버전이 혼재돼 있을 때가 많으나 생성형 AI가 모든 정보를 적절히 합성해 결론을 제시함으로써 생산현장의 효율화에 기여할 예정이다.
MCI, AI 자연언어 처리해 DX 가속화
미쓰이케미칼(MCI: Mitsui Chemicals)은 DX 투자를 확대하고 있다.
미쓰이케미칼은 2024년부터 인공지능, 시뮬레이터 등 첨단기술을 활용하는 차세대 공장을 확대함으로써 생산현장의 경쟁력을 강화할 계획이다.
미쓰이케미칼은 DX 정착을 위해 2017년부터 생산‧기술본부에 생산기술 고도화 추진실을 설치하고 플랜트별 과제 해결에 유효한 기술 평가를 진행했으며 2020년 모델 플랜트 적용을 통해 검증한데 이어 2024년부터 수평적 전개를 본격화하는 3단계 투자를 진행하기로 했다.
차세대 공장에서는 우선 인공지능을 이용하는 자연언어 처리기능을 활용해 공장 정기보수 계획을 효율적으로 수립할 예정이다.
기존 정기보수는 공장별로 담당자가 과거의 방대한 점검‧보수 기록을 확인하고 차기 일정을 정하는 방식으로 개인의 역량에 의존하는 면이 많았으나 데이터 기록부터 차기 일정 지시서 작성까지 언어계 인공지능을 활용해 진행함으로써 정확하며 누락되는 부분이 없는 정기보수 계획 수립을 실현할 계획이다.
현재까지 동일 기술을 이치하라(Ichihara), 오사카(Osaka) NCC(Naphtha Cracking Center)에서 검증하며 숙련 기술자의 담당 업무 수를 60여개에서 20개로 줄였으며 2024년에는 고압가스 설비 등에도 적용할 예정이다.
자연언어 인공지능을 위험원 추출에 활용하는 방안도 준비하고 있다.
미쓰이케미칼은 과거 트러블 사례나 보수 기록을 설비 변경‧관리 시 리스크 요인 추출, 트러블 대응에 활용하기 위해 IBM의 왓슨을 사용해 산재 정보, 사고 미수 사례, 트러블 사례 등을 데이터베이스로 축적했다.
인공지능으로 작업 내용과 현재 상황을 분석해 작업 시 주의점을 사전에 파악함으로써 트러블을 미연에 방지하거나 조기 해결을 이끌어낼 수 있을 것으로 판단하고 있으며 오사카 공장에 선행 도입한데 이어 2024년에는 다른 사업장으로도 확대 적용할 예정이다.
숙련 기술자 대거 퇴직 대응 “강화”
미쓰이케미칼은 DX 분야에서 숙련 기술자의 대규모 퇴직에 대응해 공장 가동 최적화를 지원하는 가이던스를 구축하고 있다.
인공지능이 시뮬레이터에 재현한 미러 플랜트에서 강화학습을 활용해 과거 사람의 힘으로는 불가능했던 조작을 시험하고 있으며 모바라(Mobara) 기술센터 훈련 플랜트에서 기존 작업자의 수동조작 대비 4배 높은 효율성을 얻을 수 있다는 결과를 얻어 오사카 플랜트에 도입했고 2024년 적용 사업장을 늘리기로 했다.
또 현장 작업자들에게는 생산‧보수기반 정비 관련 소프트웨어를 탑재한 스마트폰 사용을 권장하고 있다.
실시간 음성‧영상통화, 점검기록 입력‧전송으로 정보 공유를 강화하고 절차 및 도면 확인 시 일어날 수 있는 실수를 방지하는데 기여하는 소프트웨어로 이치하라, 나고야(Nagoya), 이와쿠니오타케(Iwakuni-Otake), 오사카, 오무타(Omuta) 사업장에 도입했으며 2024년 도입대수를 600대 이상으로 확대할 계획이다.
미쓰이케미칼은 비재무 영역의 KPI(성과 지표)에서 2030년까지 AI 및 사물인터넷(IoT)를 중심으로 한 첨단 생산기술 도입건수를 100건으로 늘리겠다는 목표를 수립한 바 있으며 앞으로도 매년 10건 상당의 기술 도입에 나설 예정이다. (강윤화 책임기자: kyh@chemlocus.com)
