▲ [사진 = ㈜아이티공간]

최근 다양한 기업들이 스마트팩토리 구축에 집중하고 있다. 스마트팩토리는 사물인터넷과 인공지능, 빅데이터 분석 등 첨단기술이 융합된 지능화 공장을 의미하는 스마트 공장은 복잡한 설비들을 자동화하고 기업의 생상성 및 품질 향상에 큰 도움을 주게 된다. 하지만 반대로 스마트팩토리의 공정에 치명적 오류가 발생하거나 장비에 문제가 생길 경우에는 큰 경제적 손실은 물론 인명피해로 연결될 수 있다. 이 때문에 스마트팩토리의 구축도 중요하지만 미리 사고나 사건을 예측하고 방지하는 시스템을 함께 구축해야 한다는 목소리가 커지고 있다.
이런 가운데 주목을 받고 있는 것이 예지보전기술이다. 예지보전은 진동이나 전류를 분석해 장비에 이상이 생겼는지 여부를 알려주는 기술이다. 우리 몸이 병이 생기기 전에 열이나 통증 등 이상신호를 발생하듯 어느 기계든 문제가 생기기 전에 진동이나 전류 등 경고신호가 될 만한 문제가 발생한다. 이러한 이상 신호를 파악하해 기계의 제반 상태를 살펴서 기계가 이상 작동을 일으키거나 고장이 나기 전에 미리 수리 등을 할 수 있도록 대비하는 것이 예지보전이다. 이러한 예지보전시장은 스마트팩토리의 증가에 따라 성장하고 있으며 2016년에는 14억 달러 규모에서 연평균 39% 성장을 이뤄 2026년에는 281억 달러 규모로 성장할 것으로 전망되고 있다. 특히 이러한 예지보전기술에 스마트 기술을 접목하여 주목을 받고 있는 국내 업체가 많은 주목을 받고 있다. 이에 본지에서는 유지보수 비용은 줄이고 관리의 안정성은 높이는 한편 EGS 경영까지 돕는 예지보전 솔루션 ‘UYeG-SE’를 개발한 ㈜아이티공간을 취재했다.

▲ [사진 = ㈜아이티공간]

스마트 MCC를 위한 최적의 솔루션 ‘UYeG’
전류 예지보전 기술로 △생산성향상 △안전사고 예방 △통합설비 모니터링 △ESG기반구축
㈜아이티공간(대표 이영규)는 WINDOWBASE S/W개발, MICOM 응용 H/W S/W개발, 성능시험,데이터 분석, 생산현황, 소음 진동 감시 및 분석, 비전 분석 및 제어 등 다양한 산업자동화, 정보통신 분야에 대한 솔루션을 제공하고 있는 기업이다.
㈜아이티공간이 개발한 UYeG(유예지)는 스마트팩토리 설비 고장 및 사고를 미리 방지할 수 있는 전류 예지보전 시스템 솔루션이다. 전류 예지보전은 디지털 전환을 하는데 있어서 가장 효율적인 시스템으로 전기의 흐름을 파악해 설비나 기계, 특히 모터의 구동 상태를 파악하고 행동 패턴을 분석해서 설비의 효율성을 높이고, 사고의 위험을 사전에 인지해 예방할 수 있다. ㈜아이티공간은 이영규 대표는 “4차 산업혁명은 데이터가 석유나 황금과 같은 자원이 되는 시대이다. 당사는 제조업과 정보통신 기술이 융합해 생산 경쟁력을 제고하고 있으며, 그 중 스마트팩토리의 경우 구현을 위해 품질분석, 불량원인 탐색, 설비 상태, 예지보전, 수명예측 등 생산성에 관한 관리와 화재 및 사고와 고장을 관리하는 위기관리가 필요해졌다. 이를 위해 ㈜아이티공간은 더 높은 생산성과 가동률 및 안전성과 함께 제로다운타임을 위한 시스템인 유예지(UYeG)를 개발했다”고 언급했다.
모터의 전류, 전압, 전력량, 고조파, 누설전류를 측정하고 감시하며, 판넬 내부 및 외부의 온·습도를 계측 및 감시하여 사고를 미리 방지한다. 다양한 보호 방법과 넓은 전류 범위로 최적의 모터 보호를 구현하였으며, 높은 지략 전류에 대한 보호기능 추가로 보다 안정적으로 모터를 관리할 수 있는 스마트 MCC 구현을 위한 최적의 솔루션이다.
유예지 설비 예지보전의 도입효과는 △생산성향상 △안전사고 예방 △통합설비 모니터링 △ESG기반구축, 총 4가지로 나눌 수 있다. 전류 예지보전 기술을 통해 실시간 이상상태를 감지하여 설비 수명을 예측하고 건전성을 관리하는 한편 생산성 향상을 꾀할 수 있으며, 전기관련 화재와 끼임사고, 협착사고를 예방할 수 있다. 또한 설비상태 모니터링 및 데이터 분석을 통해 위험경보를 사전에 알리는 등의 통합설비 모니터링 기능을 수행할 수 있으며, 전기데이터 분석을 통해 전력 및 에너지 사용량을 집계 하고, 에너지를 사용을 효율적으로 사용할 수 있게 되어 자연스럽게 EGS경영으로 연결이 된다.

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스마트 MMC 구현 위한 다양한 기능, ‘DX 전환’, 에너지의 흐름에 대한 건전성이 가장 중요
특화 알고리즘 구현 과정에서 특허 387건 출원
유예지는 안정적으로 모터를 관리하는 스마트 MMC 구현을 위해 다양한 기능을 갖추고 있다. 유효·무효 전력 및 전력량을 감시할 수 있으며, 3상 전류를 측정하는 등의 다양한 측정과 함께 정한시, 반한시, 열축적 반한시 등 다양한 보호 방식을 갖추고 있다.
특히 보호 기능의 경우 과전류, 저전류, 결상, 역상, 지략전류 등의 전류요소, 과전압, 저전압, 전압 결상 등의 전압요소, 과전력, 저역률 등 전력요소를 모두 보호하며, 동작 시간 또한 설정이 가능해 공장에 맞게 안전체계를 갖출 수 있다. 아이티공간은 이런 감시를 위한 특화 알고리즘을 구현해냈으며 이 과정에서 특허로 출원한 건만 약 400건에 이른다. 이 대표는 “전류의 설비들이 움직이고 안 움직이고 또 어떤 식으로 움직이는 지를 걸러내는 알고리즘을 통해 데이터로 보면서 확인할 수 있다”고 덧붙여 설명했다. 또한 최대 200m 까지 통신이 가능하며 날짜와 시간, 운전시간 등을 설정하고 저장 가능해 이를 기반으로 고장이나 사고가 발생한 상황을 판단하고 이후를 위한 데이터로 삼을 수 있다.
이 밖에도 진동, 압력, 유량, 거리, 가스, 환경 센서를 아날로그로 입력하는 기능을 갖추고 보안을 위한 패스워드 설정 등 유예지는 안정적으로 공장을 관리하기 위해서 필요한 모든 요소를 제공한다. 이 대표는 “DX전환을 하는데 에너지의 흐름에 대한 건전성이 매우 중요한데, 현재 국내 산업현장에서 돌아가고 있는 모터는 4천만 대가 넘고 세계적으로는 20억대 이상의 모터가 돌아가고 있다. 예지보전 시스템을 효율적으로 구축하기 위해서는 양질의 데이터가 필수적인데, 다양한 산업현장에서 양질의 데이터를 얼마나 뽑고 가성비 있게 가져오느냐가 예지보전 사업의 핵심이다”고 설명을 더했다.

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다양한 센서와 AI 접목으로 활용도 높여, 고장 패턴에서의 주요 통계량 추출해 적극 활용
진동 분석 예지보전 기술에 대비 1/40의 비용, 무인화 관리체계로 약 10%의 에너지 절감
㈜아이티공간은 앞서 언급한 다양한 장점을 갖춘 유예지에 Power meter를 통합해 싱글 디바이스 제품으로 개발했다. 그러한 결과 개발된 UYeG-SE(유예지SE)는 3상, 단상 전력을 1%급 정밀 모니터링 하면서 동시에 모터 전류와 전압 그리고 51차까지의 고속 Harmonic 분석을 통해 모니터의 상태와 건전성을 예측 관리하다. 또한 통신의 경우 Modbus TCP/IP로 100/10Mbps의 속도 뿐 아니라 Daisy chain 기술이 채택되어 기기 간의 결합을 더 쉽고 빠르게 만들어준다. 이와 더불어 Current Loop를 지원하는 다양한 센서들을 연결해 원격으로 데이터를 수집하거나 이를 접점 출력으로 알려주는 것도 가능하다.
특히 유예지 솔루션에는 AI 인공기능 기술이 접목되어 AI 모델을 선택해 학습하고, 모델 성능을 검증하고 재학습하는 과정을 통해 통계적 분석 및 예측·분석 리포트를 제공받을 수도 있다. 리포트는 이를 기간별로 정리하고 시각화할 수 있으며, 이상 및 고장 패턴에서의 주요 통계량을 추출할 수 있어 이를 매우 유용하게 활용할 수 있다.
무엇보다 유예지SE는 공장 규모와 종류에 상관없이 적용할 수 있는 범용성과 경제성을 갖추고 있다는 것이 가장 큰 장점이다. 아이티공간 측은 “기존 진동 분석 예지보전 기술에 비해 비용을 1/40 이상 줄일 수 있다. 또한 모터를 사용하는 모든 장비와 업종에 적용이 가능하다”고 설명했다. 유예지SE는 전통적인 산업용 기기와 호환되며 고장 파형을 기록해 산업현장의 모터 안정성을 향상시키는 것은 물론 효율적인 유지 보수가 가능하게 하여 유지와 보수에 필요한 비용을 줄여준다. 또한 무인화 관리체계로 실시간 전류, 전압, 전력량 계측을 해 약 10%의 에너지를 절감할 수 있다.

▲ [사진 = ㈜아이티공간]

에코프로비앰, LG에너지솔루션, KAI 등 각종 산업현장에서 적극적으로 활용 중
‘㈜아이티공간’, 스마트팩토리를 대표하는 기업으로 거듭날 것
유예지 시스템은 여러 대기업 및 중소기업 현장에 구축되어 많은 효과를 보이고 있으며, 이렇게 구축된 다양한 레퍼런스가 다시 빅데이터로 활용되는데, 이것이 아이티공간의 가장 큰 경쟁력이다. 유예지 솔루션의 적용사례를 보면 에코프로비엠의 예지보전 솔루션으로 구축되었으며, TBL 반월 시화산단의 안전플랫폼 구축, LG에너지솔루션의 전기화재 예지보전 시스템, KAI에서 가공불량 예지보전 시스템 등으로 활용되고 있다. 이외에도 오뚜기 대풍공장, 참프레 부안공장, 신성이앤아이, 일진제강, KCC 중앙연구소 등 다양한 산업현장에서 유예지 솔루션을 적극적으로 활용하고 있다. 이와 같은 기술력과 그동안 이루어낸 유의미한 성과를 통해 유예지는 공공 혁신조달 제품 직접생산 인증을 받았으며, 올해 5월에는 과학기술진흥유공 장관 표창을 수상했다. 마지막으로 이영규 대표는 “당사의 궁극적인 목표는 안전과 행복을 위한 예지보전 기술을 더욱 고도화하는 것이다. 이를 통해 안전과 행복, 그리고 지구의 자연환경을 지켜내고, 자동차의 혁신을 대표하는 기업으로 테슬라가 있었다면, ㈜아이티공간은 스마트팩토리를 대표하는 기업으로 거듭나는 것이다”고 언급하며 앞으로의 포부와 힘찬 청사진을 전했다.