국내 에너지 산업을 이끌어온 SK에너지의 'SK울산콤플렉스'(이하 울산CLX)는 대한민국 최초의 정유 공장으로 단일 규모로는 세계 최대 석유 화학 생산 시설이다. 여의도의 3배 규모인 약 250만평의 부지에 약 85만 기의 공정 설비가 서로 견고하게 맞물려 가동되는 시설이자, 약 3000여명의 근로자가 근무하고 있다.
차세대 설비 관리를 위한 디지털 전환
광범위한 면적에 분산된 다양한 시스템의 설비 데이터가 복잡하게 얽혀 있는 환경을 효율적으로 운영하기 위해 울산CLX는 차세대 설비 관리 시스템인 OCEAN-H(Optimized & Connected Enterprise Asset Network Hub)를 구축했다. 많은 기업들이 DT를 핵심 과제로 선정하고 많은 예산과 시간을 투입하지만 현장에서 실효성을 거두기는 쉽지 않다. 기준 정보를 표준화하지 않는 경우 데이터 입력, 공유, 분석 과정에서 데이터 미연계의 한계가 발생하기 때문이다. 울산 CLX에서는 다년간의 데이터 정제 작업과 시스템 통합 끝에 설비 관리 통합 플랫폼인 OCEAN-H를 성공적으로 구축했고, 이 시스템의 디지털 정보를 현장 작업자도 손쉽게 활용하여 실질적인 과제들에 대한 해답을 마련하고자 PTC와 협력에 나섰다.
증강현실 기반 비계 시스템
실외 작업이 대부분인 플랜트 공사에서 비계 작업은 10~15%에 달하는 상당한 비용을 차지한다. 또 최근에는 안전 관리를 위한 규제 강화로 비계 작업 포인트가 점점 더 늘어나고 있다. 비계 설치는 높이 할증 등 실제 물량을 기반으로 협력 업체에 정산하는데, 설치 포인트가 수백 개에 이르는 만큼 정확한 산정이 어려웠다. 수기 작업으로 측정한 데이터의 신뢰도 낮은 경우 비용 누수로 이어지기 때문에 효율적인 관리와 비용 절감을 위해 시스템 개선을 필요로 했다.
증강현실 기반의 스마트 비계 시스템은 사진을 찍어 작업 물량을 증빙하는 기존 방식에 AR 기술을 더해 길이, 폭, 높이를 자동으로 측정하여 정확한 비용이 할증될 수 있도록 구현했다. 개별 비계 작업에 대해 단위 작업지시(work order)로 관리가 가능한 OCEAN-H에 작업 물량 측량 데이터를 연결하는 방식이다. AR 구현에는 PTC 뷰포리아 (Vuforia) 제품이 사용됐다.
뷰포리아 제품 기반의 스마트 비계 시스템은 비용 산출을 자동화한다. 바닥인식기술(Ground Target)을 통해 비계가 설치된 바닥면의 모서리를 기준으로 바닥 면적을 설정하고 설치된 바닥면을 기준으로 가상으로 비계를 쌓아 올려 높이를 측정한다. 작업 물량 수작업 확인 및 정산에 따른 오류를 최소화하여 비계 작업 비용을 투명화하고 보고서 작성 시간을 단축할 수 있어, 울산CLX에서는 기존 방식 대비 유지보수 비용의 최대 10~15% 비용 절감 효과를 기대하고 있다.
또한 가상 비계 설치도 가능해 실제 설치되어야 할 물량을 시뮬레이션하고, 가상으로 설치된 비계에 기반하여 할증률을 설정하여 전체 물량을 산정할 수 있다. 대규모 작업에 대해 사전 비용 산출이 가능하며, 정비 계획에도 활용이 가능하다.
SK에너지 Smart Plant 추진팀 정창훈 팀장은 “뷰포리아는 증강현실 기술 완성도가 높고 다양한 디바이스에서 안정적으로 구동된다는 점에서 탁월했다. 기존 시스템들과의 디지털 쓰레드 구성은 물론 CAD, IoT 등 다양한 플랫폼과 연동이 가능해 기 준공된 설비나 타 업무 적용에도 확장이 용이한 점도 강점이다”고 말했다.
안전 공정을 위한 AR 배관 설계와 품질 검사
울산CLX에 설치된 배관 길이를 전부 합치면 지구에서 달에 갔다가 반쯤 돌아오는 거리인 60만㎞에 달한다. 상당한 규모의 플랜트 작업장인 만큼 배관 작업도 빈번한데, 잘못된 설계 및 작업 지시는 현장 사고로 이어질 수 있는 위험을 초래한다. 예를 들어 배관 교체를 위해 커팅(cutting)이 필요한 경우 설계팀과 작업자간 소통이 정확하지 않은 경우 내부의 유해 기체가 가득 차 있는 배관을 자르는 일이 발생할 수 있다.
명확한 작업 포인트는 중대 재해 발생을 방지하는 선제 대응책의 역할을 한다. 작업자가 별도의 스캐너 없이 태블릿을 통해 현장을 카메라로 확인하면, 작업을 해야 하는 정확한 배관이 빨간색으로 표시되고, 이 작업에 필요한 MSDS 정보 및 P&ID 도면 등도 함께 제공된다. 특히 작업자 안전을 위해 배관 purge 상태를 실시간으로 확인해 사고를 예방할 수 있다. 또한 이 과정을 메타버스 공간에 스트리밍하여 현장 작업자와 오피스 내 담당자가 함께 작업을 공유하는 것이 가능하다.