정비의 미래: 운영을 혁신하는 최첨단 기술들

정비 최적화에 대한 수요는 결코 줄어들지 않을 것입니다. 플랜트가 소비자의 끊임없이 증가하는 요구를 충족하기 위해 계속 확장됨에 따라, 시설 관행을 발전시킬 새로운 기회를 찾아야 합니다.

진보적인 기술들은 다양한 장애물에 대한 새롭고 독특한 해결책을 제시하며 정비의 미래가 어떤 모습인지 엿볼 수 있게 합니다. C-레벨부터 현장 작업자까지, 이러한 혁신은 직무 수행과 시설 생산성에 직접적인 영향을 미치는 측정 가능한 결과를 제공합니다.

기술을 전략적으로 활용하여 효율성 증대와 미래 성장을 위해 자신을 포지셔닝함으로써, 시설은 현재 업계를 괴롭히고 있는 기술 격차 확대의 영향을 최소화할 수 있습니다. 새로운 솔루션이 정기적으로 시장에 출시되지만, 여기에 남을 기술로는 산업용 사물인터넷(IIoT), 빅데이터, 클라우드, 인공지능(AI), 가상 현실(VR)이 포함됩니다.

산업용 사물인터넷(IIoT)

산업용 사물인터넷(IIoT)은 데이터를 수집하여 실시간으로 정비 팀에 직접 전달하는 상호 연결된 장치 및 기계 네트워크입니다. 이 기술은 기계 자동화에 초점을 맞추고, 가치 있는 자산에 목소리를 줌으로써 직원과 관리자가 기계 가동 중단을 최소화하도록 돕습니다. 이 기술은 다음과 같은 시설 활동을 지원합니다.

• 예측 정비
• 사전 정비
• 실시간 모니터링
• 자원 최적화
• 교차 시설 운영 분석
• 기계 및 직원 안전

IIoT를 통해 정비 팀을 기계에 연결함으로써, 기술자는 자산이 고장 날 것으로 예상되는 시기를 더 정확하게 예측할 수 있습니다. 이 데이터를 통해 최적의 시기에 정비를 계획하고 일정을 수립하여 계획되지 않은 중단과 생산성 손실을 줄일 수 있습니다.

업계는 이러한 혜택을 확인했으며, 그 결과 IIoT 연결 수는 현재 177억 개에서 2025년까지 거의 368억 개로 증가하여 107%의 성장률을 보일 것으로 예상됩니다.

IIoT가 효과적이려면 두 가지가 필요합니다: 장비에 부착된 센서와 데이터를 처리하고 변환하는 소프트웨어 시스템. 초기 비용이 필요하지만(센서가 총 비용의 거의 50% 차지), 이 투자는 생산 효율성 증가, 기계 고장 감소, 잘못 관리되는 재고 감소를 통해 회수됩니다.

IIoT 채택의 기타 이점:

• 예측 정비로 더 나은 구매 의사결정

센서가 장비 상태를 지속적으로 모니터링하므로 캘린더 기반 예방 정비를 수행하는 대신, 실시간 데이터가 작업이 필요할 때 팀에 알립니다. 본질적으로 예측 정비는 정비가 필요할 때만 수행함으로써 정비 효과를 높이는 것입니다.

• 실시간 데이터 분석

IIoT 센서는 임박한 고장을 예측할 수 있을 뿐만 아니라 고장 패턴과 반복되는 문제도 식별할 수 있습니다. 팀은 이 데이터를 중심으로 정비 솔루션을 설계할 수 있을 뿐만 아니라, 원장비 제조업체(OEM)도 이를 활용하여 기계의 품질과 설계를 개선할 수 있습니다.

• 수리 권장 사항

기계가 고장 나면 IIoT 시스템은 다양한 소스 데이터를 수집했고, 소프트웨어가 이를 분석할 수 있습니다. 결과를 바탕으로 시스템은 데이터를 제시하고 최적의 해결책에 대한 적절한 권장 사항을 제시할 수 있습니다. 이를 통해 기술자는 모든 관련 정보를 갖고 최선의 경로를 확인할 수 있습니다.

• 자동 소프트웨어 업그레이드

IIoT 연결 기계는 성능 향상이나 기술적 문제 해결을 위해 필요에 따라 소프트웨어 업데이트를 받을 수 있습니다. 이러한 업데이트는 소프트웨어 회사나 OEM이 원격으로 완료하는 경우가 많습니다. 이는 기계가 지속적으로 더 생산적인 자산으로 진화하도록 보장합니다.

• 재고 모니터링

IIoT 시스템은 재고 관리에도 도움을 줄 수 있습니다. 연결된 자재 창고를 통해 시설은 어떤 소모품이 사용되는지 모니터링하여 구매 결정을 도울 수 있습니다. 이러한 결정은 더 정확한 재고 비축 결정과 비용 절감으로 이어질 수 있습니다. OEM도 이 정보를 활용하여 더 정확한 예비 부품 추천을 할 수 있습니다.

• 원격 자산 모니터링

IIoT는 원격 장비에도 사용될 수 있어, 자산까지 이동하여 필요한 점검을 수행하는 데 소중한 정비 시간을 쓸 필요가 없습니다. 이는 장비 모니터링에 걸리는 전체 시간을 줄이고 인력 집약적인 수동 점검과 관련된 비용을 낮춥니다.

빅데이터

빅데이터는 기술자나 일반적인 소프트웨어 시스템이 효과적으로 분석하기에는 너무 크고 포괄적인 장비 데이터 세트를 의미합니다. 여러 자산을 동시에 처리하는 과제와 결합하면, 이 비정형 데이터를 해독하는 작업은 거의 불가능해집니다. 한 연구에 따르면 기업의 95%가 비정형 데이터 관리를 회사 최대 문제 중 하나로 꼽았습니다.

역사적으로 이 데이터는 분석하거나 제대로 활용할 수 없었기 때문에 분석되지 않았습니다. 하지만 IIoT 플랫폼과 같은 향상된 소프트웨어 시스템의 도입으로 이 데이터 광산을 처리하는 것이 가능해졌고, 중요 자산의 건전성과 성과에 대한 귀중한 정보를 드러냈습니다.

빅데이터는 플랜트 자산의 전체적인 개요를 제공하여 어떤 기계가 건강한지, 어떤 기계가 더 많은 주의가 필요한지, 심지어 자산이 어떻게 상호작용하고 서로 영향을 미치는지 보여줍니다. 팀은 이 정보를 일일 정비 루틴에 적용하여 자산 성능을 개선하고, 정비 프로세스를 간소화하며, 자산 설정을 맞춤화할 수 있습니다.

예를 들어, 빅데이터는 자산의 PF(Potential to Fail, 잠재적 고장) 간격을 정확하게 정의하는 데 사용되고 있습니다. PF 간격은 자산이 요구 기능을 수행하지 못하는 지점을 설명합니다. PF 간격을 더 정확하게 정의함으로써 정비 팀은 느낌이나 고장이 아닌 기계의 필요에 기반하여 정비를 일정화할 수 있습니다.

항상 중요하게 여겨졌지만, 정보를 처리할 효과적인 방법이 없어 빅데이터는 종종 의사결정 과정에서 배제되었습니다. 이제 기술이 플랜트 요구를 따라잡고 정보를 처리할 수 있게 되면서, 이 데이터는 수집되어 플랜트 최적화와 정비에서 비약적인 발전을 이루는 데 활용될 수 있습니다. 수많은 기업이 빅데이터를 활용하기 시작하여 시장은 2029년까지 6,550억 달러 규모로 성장할 것으로 예상됩니다.

클라우드

데이터를 언제 어디서나 쉽게 사용할 수 있게 해야 하는 필요성으로 인해, 더 많은 시설이 기존 온프레미스 데이터 스토리지 대신 클라우드 기반 데이터 솔루션으로 전환하고 있습니다. 클라우드 스토리지에서는 데이터가 인터넷 연결이 있는 권한 있는 사용자가 원격으로 접근할 수 있는 공급업체가 호스팅하는 안전한 외부 서버에 저장됩니다.

승인된 직원이 정보를 더 쉽게 접근할 수 있게 함으로써 생산 시간, 정비 일정, 운영 비용이 모두 긍정적인 영향을 받습니다.

이것이 클라우드 기반 시스템의 주요 장점이지만, 기타 이점도 포함됩니다.

• 유연성

클라우드 기반 스토리지는 매우 접근성이 높기 때문에 시스템을 시설의 정확한 요구에 맞게 구성할 수 있습니다. 팀의 관련 요구에 맞게 경험을 최적화함으로써 회사는 클라우드 경험을 맞춤화하여 데이터 작업 성과와 정보 검색에 긍정적인 영향을 미치는 방식으로 활용할 수 있습니다.

• 용량과 확장성

클라우드는 일반적으로 온프레미스 데이터 시스템에서 볼 수 있는 것보다 훨씬 많은 양의 데이터를 저장할 수 있을 뿐만 아니라, 새로운 장비나 프로세스를 추가하지 않고도 확장할 수 있습니다. 이는 시스템이 모든 과거 및 미래 데이터를 처리할 수 있도록 보장합니다.

• 구축 시간

클라우드는 온프레미스 데이터 사일로를 필요로 하지 않기 때문에 구현 시간이 기존 데이터 스토리지 시스템에 비해 상대적으로 짧습니다. 시설은 새로운 시스템을 빠르게 설정하고 사용하기 시작할 수 있어, 기술자가 기존 시스템에 묻혀 있던 새로운 정보와 정비 기회를 발견할 수 있습니다.

클라우드는 업계의 승인을 빠르게 얻고 있으며, 2025년까지 클라우드 시장의 총 가치가 거의 8,500억 달러에 달할 것으로 추정됩니다. 이러한 신뢰 투표에도 불구하고 많은 사람들은 여전히 클라우드 시스템의 보안을 의심합니다. 일부는 시스템을 악용하여 가치 있는 데이터에 접근하려 하지만, 모든 클라우드 데이터 유출의 88%가 클라우드 공급업체의 보안 실패가 아닌 인적 오류의 결과라는 보고가 있습니다. 클라우드 데이터 시스템의 안전성, 편의성, 다양한 용도로 인해 많은 시설에서 실행 가능한 옵션이 되고 있습니다.

인공지능(AI)

인공지능(AI)은 빅데이터를 이해하기 쉬운 보고서로 정렬하고 변환하기 위해 시설에 배포되는 학습 기술입니다. 보고서는 현재 상태 데이터, 과거 데이터, 성과 기록을 혼합하여 생성되며 기계가 언제 정비가 필요한지 판단합니다. 이 정보를 통해 정비 팀은 기계 건전성에 대해 빠르고 정보에 입각한 결정을 내릴 수 있습니다.

근본 원인 분석 기능을 수행함으로써 AI는 자산 고장을 예방하고 계획되지 않은 가동 중단을 크게 줄이는 데도 도움을 줄 수 있습니다. 이러한 혜택 덕분에 2022년 전 세계 AI 매출은 기록적인 3,420억 달러에 달했으며, 이는 세계가 이 기술을 일상 프로세스에 완전히 채택하고 통합할 준비가 되었음을 보여줍니다.

AI 시스템은 기계 활동을 모니터링하고 결과를 AI의 분석 프로그램에 보고하는 IIoT 센서의 사용을 필요로 합니다. 여기서 복잡한 데이터가 종합되고 변환됩니다. AI는 온프레미스 물리적 하드웨어 같은 고정 기술이 아니기 때문에 시스템은 시간이 지남에 따라 학습하여 시설의 요구에 맞게 진화할 수 있습니다.

시스템이 적절히 진화하도록 보장하기 위해, AI 구현 시 시설의 가장 경험 많은 정비 기술자와 협력하여 어떤 기계와 데이터를 모니터링해야 하는지, 성과를 개선하기 위해 어떤 과거 데이터를 추가할 수 있는지, 데이터를 얼마나 자주 수집하고 변환해야 하는지 결정하는 것이 중요합니다.

AI 기술의 기타 이점:

• 문제 발생 전 고장 및 비정상 상태 탐지
• 정비 활동 비용 절감
• 고장 장비로 인한 생산 손실 감소
• 시간 경과에 따른 수리 횟수 감소
• 정비 전문가가 필요로 하는 점검 횟수 감소로 중요하거나 수익 창출 활동에 집중 가능

가상 현실 및 증강 현실

가상 현실(VR)은 현실적으로 다양한 시나리오를 재현하여 상호작용하고 배울 수 있는 매우 진보된 시뮬레이션 도구입니다. 이 장비의 크기와 정교함은 필요한 VR 경험 유형에 따라 다릅니다. 예를 들어, VR 기술은 단일 장치나 컴퓨터에서 접근할 수 있거나, 전체 방을 채워 운영자가 디지털로 렌더링된 환경과 더 깊이 상호작용할 수 있게 합니다.

증강 현실(AR)은 가상 현실과 마찬가지로 고급 컴퓨터 생성 시뮬레이션을 허용하지만, 가상 시나리오를 완전히 재현하는 대신 실제 세계를 향상시키는 것을 목표로 합니다. 예를 들어, 사무용 의자를 구매할 때 직원은 휴대폰 카메라와 AR 프로그램을 사용하여 제품이 구매되기 전에 공간에서 어떻게 보일지 디지털로 삽입할 수 있습니다.

예를 들어, 기술자가 정비 작업을 수행할 때 AR 시스템이 단순히 단계별 지침을 주는 대신, 프로그램이 단계를 실제 작업 표면에 디지털로 렌더링하여 기술자가 프로세스를 더 잘 따라갈 수 있도록 안내할 수 있습니다. 이렇게 하면 기술자가 컴퓨터 시뮬레이션에 몰입하지 않고도 고급 렌더링과 데이터에 연결됩니다.

VR은 훈련생의 미숙련과 물리적 훈련 자료 조달 비용으로 인해 훈련에 어려움을 겪는 산업에서 특히 인기가 높아지고 있습니다. VR은 구성원들에게 실제 플랜트 자산이나 다른 직원에게 영향을 주지 않고 실수할 수 있는 안전한 공간을 제공하여 직무의 안팎을 탐색할 수 있게 합니다.

VR 기술은 또한 팀원들이 복잡한 문제를 해결하는 데 도움을 주기 위해 배포됩니다. 정비 기술자가 독특한 이상 현상을 마주하면, 실제 장비에서 시도하기 전에 VR에서 필요한 기술을 연습하고 실수로부터 배울 수 있습니다.

이로 인해 VR 수요가 급속히 증가했습니다. 2018년 정비 관행에 사용되는 VR의 추정 시장 가치는 4억 달러였으며, 이 수치는 2024년까지 33억 달러에 도달할 것으로 예측됩니다.

VR 및 AR 기술에 대한 수요가 증가하는 산업:

• 항공우주
• 자동차
• 제조
• 석유 및 가스

시설 바닥에 발을 들이기 전에 문제를 해결하는 방법을 이해함으로써 팀원들은 자신의 능력에 자신감을 갖고 더 높은 수준으로 운영할 수 있습니다. 전체 시설에 이는 더 고도로 훈련된 직원, 더 적은 가동 중단, 시설 자산 오용의 상당한 감소를 의미합니다.

산업의 미래는 여기에 있으며, 도구가 공상과학처럼 보일지라도 결과는 전혀 그렇지 않습니다. 이러한 기술을 활용함으로써 시설은 모든 자산과 직원의 발전과 향상에 전념하는 환경을 만들 수 있습니다.