인더스트리 4.0이 전력 및 유틸리티 산업을 혁신하는 방법
인더스트리(Industry) 4.0은 새 천년이 시작된 지 약 10년 만에 처음 선보였으며, 이는 우리가 끊임없이 진화하는 산업 혁명의 네 번째 버전에 있음을 의미합니다. 이는 비즈니스 리더를 따라잡고 있으며 인공지능(AI), 머신 러닝 및 사물 인터넷(IoT)과 같은새로운 기술 발전을 사용하여 운영 효율성과 스마트 제조를 확대합니다. 1700년 대부터 사용된 산업 진화의 반복은 작업 프로세스를 개선하고 안전을 촉진하고 수익을 증대하기 위해 자원 착취의 진행을 정확히 지적합니다.
산업에 가져온 변화는 다음과 같습니다:
● 인더스트리 1.0: 1700년대 — 생산 증대를 위해 인간의 노동력, 가축 및 수력 사용
● 인더스트리 2.0: 1800년대 — 대량 생산을 촉진하기 위한 조립 라인을 구축
● 인더스트리 3.0: 1900년대 — 수작업의 필요성을 줄이기 위해 컴퓨터를 사용하여 프로세스 자동화
● 인더스트리 4.0: 현대 — 로봇 구동 기술을 활용하여 생산된 작업 양과 품질을 모두 향상
전력 및 유틸리티 산업 부문에서 인더스트리 4.0으로의 전환은 지능형 머신과 신기술을 활용하여 에너지 생산 및 분배 방식을 혁신하는 것을 의미합니다. 그 결과, 더 효율적이고 안전하며 지속 가능한 전력 설비가 구축됩니다.
전력 업체들은 이를 달성하기 위해 어떤 노력을 하고 있습니까? 운영 효율성 향상을 위한 전환을 위해 디지털 트랜스포메이션을 진행행하고 있습니다. 보다 구체적으로, 전력 생산업체들은 운영 효율성, 안전성, 지속 가능성 및 최고의 인재 영입을 개선하는 응집력 있는 디지털 생태계를 만들기 위해 디지털 자산을 구현하고 있습니다.
운영 모니터링 기술을 통한 플랜트 생산성 향상
운영 모니터링 기술은 전력 장비 및 기능을 직접 관찰하고 제어합니다. 이러한 유형의 스마트 기술은 플랜트 운영자와 관리자가 주기적인 간격으로 주요 시스템 성능 메트릭을 수집할 수 있도록 하는 센서와 소프트웨어를 특징으로 합니다.
운영 모니터링 기술 이전에는 대부분의 전력 및 에너지 시설에 발전소 내의 모든 장비를 모니터링 할 수 있는 단일 솔루션이 없었기 때문에 운영자와 엔지니어가 성능 데이터를 수집하고 평가하는 것이 거의 불가능했습니다. 새로운 디지털 솔루션을 프로세스에 통합함으로써 인더스트리4.0 기술은 플랜트에 다음과 같은 기능을 제공합니다:
● KPI 및 OKR과 같은 생산 메트릭스 추적
● 워크플로 가시성 향상
● 시스템 취약성 및 보안 위협 위치 파악
● 보다 지속가능한 운영
발전소 이해 관계자는 전체 운영 절차에 대한 통합적이고 단일한 뷰를 생성할 수 있으므로 문제를 식별하고 해결책을 실행하며 지속적으로 개선해야 할 부분을 결정하는 것이 훨씬 더 쉬워집니다.
현재 실행 중인 인더스트리4.0 개념의 대표적인 예는 AI기반 디지털 트윈을 사용하여 팀이 성능을 연구하고 운영 극대화를 위한 사이버-물리적 시스템을 구축하는 것입니다. 디지털 트윈은 프로세스 체인 전반에 걸쳐 디지털 백본을 생성하여 모든 개별 기능에 대한 명확한 경로를 나타내므로 보다 통합된 엔드 투 엔드 솔루션을 구성합니다.
기술적, 예측적 및 규범적 분석을 통한 프로세스 최적화 및 운영 중단 방지
빅 데이터 분석은 계산된 플랜트 시뮬레이션을 통해 미래 예측을 계산하여 전력 부문의 자율 운영 및 린 생산으로 이어집니다. 산업 시설은 빅 데이터 분석을 활용하여 다음과 같은 작업을 수행할 수 있습니다. :
● 운영 목표를 최적화하는 기술 지원 생태계 구축
●모든 프로세스 및 운영에 인텔리전스를 구축
● 데이터를 생성한 위치에서 필요한 위치로 이동
● 다양한 에너지원으로 에너지 생산
전력 생산업체는 포괄적인 과거 데이터를 수집하여 현재 발전소 상태의 지능적인 복제를 렌더링하고 여러 예측 시나리오를 생성하여 최적의 선택을 가능하게 합니다. 이러한 유형의 분석은 기술적이고 예측적이며 규범적인 분석을 활용하여 이루어 집니다.
기술 분석은 특정 순간까지 발생한 모든 것을 표시합니다. 이해 관계자는 빅 데이터를 요약 가능한 보기로 압축하고 세분화할 수있으므로, 본질적으로 보이지 않을 수 있는 중요한 동향이나 문제를 식별할 수 있습니다. 발전소는 이 데이터를 활용하여 미래를위한 보다 유연하고 지속 가능한 의사 결정을 촉진할 수 있습니다.
기술 분석에서 발견된 동향을 바탕으로 팀은 예측 통찰력을 사용하여 문제가 발생하기 전에 문제를 사전에 제거할 수 있습니다. 예를 들어, 예측 분석을 사용하여 자원 제약, 날씨 변화 또는 예산 문제를 파악한 다음, 이러한 병목 현상이 계획되지 않은 셧다운으로발전하는 것을 막기 위해 프로세스 수정 또는 예측 유지보수를 실행하는 것이 포함됩니다.
예측 분석이 플랜트 담당자에게 수정의 필요성을 알리면, 처방 분석은 영향을 최소화하기 위한 가장 효과적인 조치를 위한 통찰력을 제공합니다. 이러한 유형의 기계 구동 데이터를 통해 발전소 리더는 상세하고 정확한 예측을 사용하여 전력 최적화를 수행할 수 있습니다.
빅 데이터 분석
2018년 지속가능성 연구는 빅 데이터 분석을 통해 태양광 발전(PV) 전력 생산업체가 보다 정확한 예측 모델을 생산하여 플랜트 지속 가능성과 복원력을 높일 수 있는 방법을 분석했습니다. PV 설비는 전원 콘센트가 날씨 조건에 크게 의존하기 때문에 특정 예보를 생성하는 데 어려움이 있습니다. 생성자는 설명적, 예측적 및 규범적 분석을 포함한 빅 데이터를 활용하여 시뮬레이션및 디지털 예측 모델을 생성하여 정확한 성능 예측을 수행합니다. 그들은 이러한 예측을 사용하여 스마트 제조 및 인더스트리4.0 전략을 추진합니다.
또한, 투자자 소유의 태양광 발전소가 어떻게 인공지능 기능을 사용 하여 태양광 출력을 예측하고 인버터의 온도를 조절하며 태양광 배터리를 최적화하고 있는지를 강조했습니다. AI 기술을 통해 공장은 탈탄소 방법을 간소화하고 자산 유지 비용을 절감하며에너지 간헐적 문제를 극복할 수 있습니다.
스마트 제조 모델을 통한 플랜트 지속가능성 향상
지속 가능한 발전소 모델을 구축하는 것은 전력 및 유틸리티 부문의 원동력입니다. 불행하게도, 2020년 지속가능성 연구는 거의 모든 현재 제조 모델이 더 지속가능하고 자율적인 미래와 일치하지 않는 오래된 패러다임을 사용한다고 보고했습니다. 구식 모델에 의존하면 운영 효율성이 지연되고 방지될 뿐만 아니라 전력 생산자에게 법적 문제가 발생합니다. 스마트 플랜트를 만드는 원동력은 엄격한 정부 규제와 사람들의 우려에서 비롯됩니다. 2035년까지 전력망을 현대화하고 100% 무탄소 전기를 생산하겠다는 바이든 행정부의 목표를 플랜트 지속 가능성을 개선하기 위한 정부 지도자들의 이러한 추진 사례로 생각해 보십시오.
주로 AI, 산업 IoT 및 클라우드 컴퓨팅과 같은 스마트 머신과 기술을 활용함으로써 새로운 생산 기능은 보다 지속가능한 운영을생성합니다. 인더스트리4.0 전략에 빅 데이터 의사 결정 기술을 적용하면 태양광, 풍력 또는 수력 에너지와 같은 전력 및 유틸리티의 지속 가능성이 향상됩니다. 이를 통해 전력 설비는 에너지 소비와 온실 가스 배출을 줄이는 운영 개선을 통해 보다 지속 가능한 발전소를 만들 수 있습니다.
세계 에너지 선두주자인 지멘스 에너지는 AI와 머신러닝 기술을 활용해 보다 자율적인 전력 설비를 만들고 있습니다. 이 플랜트는는 로봇 구동 기술에 실시간 데이터(예: 작업 실시간 이미지 및 비디오)를 공급하여 정확한 워크플로 모델을 생성하고 문제, 특히 누출을 식별합니다. 이를 통해 지멘스 에너지는 운영 워크플로를 시각화하고, 보다 안전한 에코 시스템을 구축하며, 환경적 재앙을 초래할 수 있는 이상 징후를 사전에 파악할 수 있습니다. 지멘스 에너지는 또한 MIT 테크놀로지 리뷰와 협력하여 AI 기술을 활용하여 보안을 강화하고 사이버 위협을 방지하여 보다 탄력적인 플랜트를 생산하는 방법에 대해 논의했습니다.
결론은 지속 가능성이 전력 및 유틸리티 부문의 모든 것이라는 것입니다. 생산성 향상에서 엄격한 정부 규정 준수에 이르기까지, 이는 인더스트리4.0에서 중요한 역할을 하며, 플랜트가 디지털 트랜스포메이션을 거쳐 인더스트리 5.0으로 자율적인 미래 상태로 전환 됨에 따라 계속해서 가장 중요한 역할을 할 것입니다.
자동화 및 디지털 솔루션을 통해 플랜트 확장 지원
디지털 솔루션은 발전소를 미래로 이끌며 효율성을 높이고, 품질 보증 프로세스를 개선하며, 확장성을 개선할 수 있도록 지원합니다. 따라서, 플랜트 운영자와 리더들은 머신 러닝, 산업 자동화 및 센서와 같은 인더스트리 4.0 솔루션을 활용하고 이를 기존 생산 프로세스에 통합하여 운영 성능 및 플랜트 인프라를 개선해야 합니다.
혁신적인 소프트웨어, 빅 데이터 분석 및 디지털 센서를 통해 플랜트는 정확하고 액세스 가능한 데이터를 보유함으로써 복잡한 운영 및 프로세스 전반을 통합할 수 있습니다. 플랜트 리더들은 이러한 도구를 사용하여 엔드 투 엔드 디지털 워크플로를 구축하는 시나리오와 시뮬레이션을 개발한 다음, 이러한 모델을 사용하여 운영 효율성 향상을 위한 절차의 우선순위를 지정할 수 있습니다.
예를 들어, HxGNS SDx Robotic Operations 는 수작업을 줄이기 위해 최적의 검사 경로를 개발합니다. 이해 관계자들은 외부 장소에서 최적의 검사 루틴을 결정할 수 있습니다. 준비가 완료되면 로봇 셀에 프로그램을 배포하여 직접 검사자에게 필요한 시간을 크게 줄일 수 있습니다. 디지털 솔루션을 사용하면 OEM이 복잡한 프로세스 및 운영 전반에 걸쳐 대량의 데이터를 통합하고 관리할 수 있도록 보다 자율적인 검사가 가능합니다. 이 소프트웨어는 빠르고 정확하며 액세스 가능한 측정 데이터를 생성합니다. 이 데이터는 보다 정확한 의사 결정, 운영 위험 감소, 안전 및 공장 확장을 위한 기반을 마련함으로써 인더스트리 4.0의 역량을 강화합니다.
증강 현실 모델 사용으로 제조 인재 유치
전력 및 유틸리티 시설이 이미 디지털 전환 전략을 고려하고 구현하고 있는 동안 코로나19 위기는 업계가 혁신적인 기술을 채택하고 응집력 있는 디지털 생태계를 구축해야 할 필요성을 가속화했습니다. 오늘날 "새로운 표준"은 직원이 안전하고 효율적으로업무를 수행할 수 있도록 원격 센서, 디지털 데이터 수집 및 가상 현실 모델을 요구합니다. 따라서, 인더스트리 4.0을 달성 함으로써 발전소는 우수한 전력 및 에너지 산업 인재를 끌어들이는 디지털 문화를 창출할 수 있습니다.
증강 현실 모델, 머신 러닝 및 IoT와 같은 인더스트리 4.0을 통해 플랜트 리더들은 다음을 수행할 수 있습니다:
● 운영, 엔지니어링 및 관리 팀의 신속한 의사 결정을 촉진하는 생산적이고 탄력적인 운영 개발
● 시스템 자동화 및 최적화로 중복 업무를 제거함으로써 직원들이 보다 가치 있는 업무에 집중할 수 있고, 안전하고 효율적으로 작업 수행
● 디지털 우선 문화를 추구하는 인재들과 의사 소통
린 제조 및 건설 모델은 자동차 산업에서 비롯되었지만 오늘날에도 인더스트리 4.0모델에서 널리 사용되고 있습니다. 희박한 제조및 운영 효율성을 통해 프로세스와 워크플로를 개선하고 생산성이 높은 설비를 구축할 수 있을 뿐만 아니라 직원들이 더 많은것을 달성할 수 있도록 지원합니다.
신세대 전력 및 유틸리티 전문가들은 디지털 트랜스포메이션의 우선순위를 정하고, 디지털 우선의 사고방식을 유지하며, 수동 프로세스를 자동화하여 운영 전반의 효율성을 향상시키는 시설에서 일하기를 선택하고 있습니다. 이러한 변화를 인식하지 못하고 디지털 전환을 겪는 플랜트는 인더스트리 4.0을 달성하지 못하고 핵심 인재를 잃을 위험이 있습니다. 발전소 인프라의 혁신과 디지털 기술에 대한 투자는 그 정도밖에 할 수 없습니다.
전력 공급업체는 또한 변화하는 환경에 대응하고, 인더스트리 4.0 절차를 유지하며, 발전소의 지속적인 발전을 보장하기 위해 우수수 인력을 보유해야 합니다. 귀사의 기술 파트너가 제공하는 기능을 최대한 활용할 수 있는 방법은 무엇입니까?
인더스트리 4.0이 잘 진행되고 인더스트리 5.0이 빠르게 다가옴에 따라 플랜트 이해 관계자들은 인더스트리 4.0 솔루션이 제공하는혜택을 인식하고 이를 활용하여 희박한 제조를 확립하고 운영 효율성을 지속적으로 추구해야 합니다. 이렇게 하면 설비를 효율적으로 운영할 수 있는 숙련된 직원 기반을 갖춘 생산성, 지속 가능성 및 탄력성이 보다 향상된 플랜트를 만들 수 있습니다.
인더스트리 5.0이 전력 및 에너지 산업에 의미하는 바를 정의하는 한, 이해 관계자들은 정교한 머신 러닝 기술이 노동 작업을 대신하여 전력 전문가들이 생산 확대에 집중하고 지속적인 작업의 개선을 수행할 수 있을 것으로 기대할 수 있습니다.
어디서부터 시작해야 할 지 궁금하시다면, 우선 첫 번째 단계는 전문 기술 파트너와 파트너 관계를 맺는 것입니다. 두 번째 단계는 디지털 솔루션 파트너쉽을 최대한 활용하는 것입니다.
헥사곤은 귀사의 신뢰할 수 있는 디지털 트랜스포메이션의 파트너이며, 전력 산업이 최첨단 기술을 통해 산업 자산을 설계, 엔지니어링, 건설, 운영 및 유지 관리할 수 있는 진화하는 솔루션을 제공합니다.
귀사의 발전소에 제공하는 스마트 솔루션의 공동 개발자이며, 헥사곤 팀은 전력 설비가 새로운 기술을 최대한 활용할 수 있도록 오랜 파트너십을 구축합니다. 헥사곤 전문가는 귀사와 동일한 가치를 공유하며, 데이터와 스마트 기술을 활용하여 플랜트 안전, 효율성, 탄력성, 자율성 및 지속 가능성을 높이는 인더스트리 4.0 전략을 채택하기 위해 협력합니다.
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